Brevet FR2698146A1 — publié le 19940520

La présente invention concerne un dispositif d'étanchéifica- tion de palier pour des axes, en particulier d'un palier à glissement graissé pour un arbre. On connaît généralement par l'état de la technique des bagues d'étanchéité d'arbre radiales, qui sont constituées d'une bague d'étanchéité comportant une lèvre d'étanchéité reposant sur l'arbre et un ressort serrant de l'extérieur la bague d'étanchéité La bague d'étanchéité est agencée, de façon centrée, dans une gorge annulaire d'un perçage du10 logement de palier Le jeu existant entre l'arbre et les paliers est ponté par l'élasticité de la lèvre d'étanchéité et la précontrainte de la bague d'étanchéité par l'intermé- diaire du ressort. Une utilisation de ces bagues d'étanchéité d'arbre radiales pour étanchéifier des paliers graissés, qui sont par exemple utilisés dans des flèches d'excavateurs, s'est révélée comme désavantageuse du fait que le jeu, déterminé par la cons- truction, de la liaison d'arbre, se trouve déjà dans la zone limite du jeu qui peut être compensé au maximum d'une20 bague d'étanchéité d'arbre Une faible usure des paliers de l'arbre, qui correspond à une augmentation du jeu, entraîne inévitablement que la lèvre d'étanchéité de la bague d'étan- chéité d'arbre ne peut plus ponter le jeu de palier et, ainsi, l'usure augmente brusquement du fait des salissures25 qui entrent dans le palier. Par le brevet DD-14 251, on connaît un dispositif d'étan- chéification de palier, de préférence pour un palier à glissement, qui est soumis à une forte usure, comme cela est le cas pour des trains de rouleaux dans des laminoirs Ce30 dispositif d'étanchéification de palier présente un moyen d'étanchéification glissant sur l'arbre et entourant celui- ci Le moyen d'étanchéification annulaire est maintenu, par sa périphérie externe, dans une gorge annulaire d'une bague. La bague, avec le moyen d'étanchéification, est agencée, en glissant radialement avec un ajustement appuyé, dans une autre gorge qui est prévue dans le perçage du logement de palier Par ailleurs, la bague est guidée dans la gorge du logement de palier par des broches agencées axialement qui s'engagent dans des gorges orientées radialement dans les parois latérales de la bague Les broches garantissent la10 bague avec le moyen d'étanchéification contre une torsion dans le logement de palier. La construction de ce dispositif d'étanchéification de palier se révèle très coûteuse du fait qu'un montage en deux parties de l'élément d'étanchéification, constitué de la15 bague et du moyen d'étanchéification, est prévu, et la bague doit présenter de plus des gorges orientées radialement pour les broches, pour garantir le moyen d'étanchéification contre une torsion. L'invention a pour but de fournir un dispositif d'étan- chéification de palier pour des axes, en particulier un dispositif d'étanchéification fiable d'un palier à glisse- ment graissé pour un arbre, qui présente une structure compacte et constructivement simple et, en même temps, une durée de vie élevée. A cet effet, le dispositif d'étanchéification de palier pour des axes, en particulier d'un palier à glissement graissé pour un arbre, comportant une bague d'étanchéité entourant l'axe qui est guidée en glissant, avec un jeu radial, dans une gorge annulaire agencée dans un logement de palier, est30 remarquable, selon l'invention, en ce que la bague d'étan- chéité est agencée sur l'axe par un ajustement serré, et la gorge annulaire est formée d'un évidement* annulaire et ouvert d'un côté dans la direction longitudinale de l'axe, et d'une bague de maintien, montée dans l'évidement, pour la bague d'étanchéité. Avantageusement, la bague de maintien est fixée dans l'évi- dement par une liaison serrée à dilatation. De préférence, la bague de maintien présente un diamètre interne qui est plus grand que le diamètre externe de l'axe, de la valeur du jeu de palier admissible au maximum. En particulier, la bague de maintien peut être en bronze pour palier. Selon une autre caractéristique de l'invention, la bague de maintien présente une saillie agencée latéralement sur celle-ci, qui est orientée vers le centre du logement de palier et présente le même diamètre externe que la bague de maintien, et la largeur de la bague de maintien correspond,15 dans la zone de la saillie, à la profondeur, en direction longitudinale de l'axe, de l'évidement. Avantageusement, la bague d'étanchéité est agencée avec un faible jeu correspondant à un ajustement glissant ou à un ajustement appuyé entre la bague de maintien et la paroi,20 limitant l'évidement, du logement de palier. De préférence, la bague d'étanchéité et la gorge annulaire présentent une section transversale rectangulaire et les surfaces orientées en direction longitudinale de l'axe sont les côtés larges. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la bague d'étanchéité présente, sur les surfaces guidées dans la gorge annulaire, au moins une rainure de graissage qui est orientée radialement. En particulier, la bague d'étanchéité peut être en polyté- trafluoréthylène. Selon l'invention, le dispositif d'étanchéification de palier, grâce à l'agencement de la bague d'étanchéité par un5 ajustement serré sur l'axe, permet d'obtenir, d'une part, une étanchéification parfaite entre l'axe et la bague d'étanchéité et, d'autre part, grâce à cet agencement fixe en rotation de la bague d'étanchéité sur l'axe, une sécurité en torsion coûteuse de la bague d'étanchéité dans la gorge10 du logement de palier est évitée De tels dispositifs d'étanchéification sont particulièrement appropriés pour des paliers d'arbres qui n'effectuent que des mouvements de pivotement ou des mouvements de rotation lents Ce type de sollicitation existe dans les assemblages par goujons entre15 des parties de flèche d'excavateurs La formation de la gorge annulaire pour la bague d'étanchéité par une bague de maintien montée dans un évidement annulaire, ouvert d'un côté, du logement de palier se révèle comme particulièrement avantageuse pour le montage du dispositif d'étanchéité, du20 fait que celui-ci peut être ainsi inséré latéralement dans l'évidement sur l'axe et que la bague de maintien peut n'être montée qu'ensuite Il est également particulièrement avantageux que la taille de la bague d'étanchéité et de la bague de maintien soit très compacte et, ainsi, corresponde25 à celle des bagues d'étanchéité d'arbre commerciales De ce fait, celles- ci peuvent être remplacées par le dispositif d'étanchéification de palier selon l'invention La fixation de la bague de maintien par une liaison serrée à dilatation dans l'évidement entraîne une réalisation constructive30 simple de la bague de maintien Le diamètre interne de la bague de maintien, qui est plus grand que le diamètre externe de l'axe, de la valeur du jeu de palier admissible au maximum, garantit que la bague de maintien ne frotte pas sur l'axe même lorsque les coquilles de palier sont usées.35 Par ailleurs, la bague de maintien ainsi dimensionnée offre une surface d'étanchéité ou d'appui suffisante pour la bague d'étanchéité adjacente L'utilisation de bronze pour palier comme matière pour la bague de maintien se révèle avanta- geuse du fait que, dans le cas d'une usure imprévisible ou5 d'une rupture de la coquille de palier, l'axe n'est pas endommagé par la bague de maintien La réalisation de la bague de maintien avec une saillie annulaire orientée en direction de l'intérieur du logement de palier, de sorte que la bague de maintien présente, en section transversale, un10 contour en forme de L et que les branches de la bague de maintien limitent la gorge annulaire, et le dimensionnement de la largeur de la bague de maintien dans la zone de la saillie correspondant à la profondeur de l'évidement, offrent la possibilité de monter le dispositif d'étanchéifi-15 cation de façon particulièrement simple dans le logement de palier, du fait que, lorsque la saillie bute contre la paroi interne de l'évidement, une largeur prédéfinie de la gorge annulaire est conservée Ainsi, il est garanti que la bague d'étanchéité soit montée avec un ajustement glissant ou20 appuyé favorisant l'action d'étanchéification L'utilisation de polytétrafluoréthylène comme matière pour la bague d'étanchéité permet également, en absence de graissage, une étanchéification de secours, grâce à ses bonnes propriétés de glissement Par ailleurs, la bague d'étanchéité est munie, sur ses surfaces latérales, d'au moins à chaque fois une rainure de graissage orientée radialement, pour amener le lubrifiant de façon souhaitée entre la bague d'étanchéité et la paroi interne de l'évidement ou la paroi interne de la bague de maintien. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est une coupe longitudinale d'un palier d'arbre. La figure 2 est un agrandissement d'un détail de la figure 1 dans la zone du dispositif d'étanchéification. La figure 3 est une vue d'une bague d'étanchéité. La figure 4 est un agrandissement d'un détail de la figure 3 dans la zone d'une rainure de graissage. Sur la figure 1, est représentée une coupe longitudinale d'un palier à glissement graissé 5 d'un axe 1 réalisé en particulier sous forme d'arbre ou de goujon De telles liaisons à goujons sont par exemple utilisées dans des10 excavateurs pour la liaison des pièces d'une flèche qui peuvent pivoter les unes par rapport aux autres L'axe 1 est monté, dans la zone de ses extrémités, de façon solidaire en rotation, dans les perçages d'une fourche 2 La fourche 2 est une pièce d'une partie de flèche non représentée Entre15 les parois de la fourche 2, est agencé un logement de palier 3, réalisé sous forme d'attache, présentant un perçage 4. L'attache appartient à une autre partie de flèche également non représentée Dans le perçage 4, est inséré un palier à glissement 5 pour l'axe 1 A chaque fois, aux extrémités20 frontales du perçage 4, sont prévus des dispositifs d'étan- chéification qui s'achèvent à fleur de la paroi latérale du logement de palier 3 Le dispositif d'étanchéification est constitué d'une -bague d'étanchéité 6 et d'une bague de maintien 7. La figure 2 montre un détail agrandi de la figure 1 dans la zone du dispositif d'étanchéification On voit que le logement de palier 3 et le palier à glissement 5 qui y est monté limitent, dans la zone de l'extrémité frontale du perçage 4, un évidement annulaire 8 Dans cet évidement 8,30 sont agencées la bague de maintien 7 et la bague d'étanchéité 6 La bague de maintien 7 est réalisée, en section transversale, en forme de L et présente une saillie 9 orientée en direction du palier à glissement 5 ou de l'inté- rieur du logement de palier 3 La saillie 9 forme la branche courte de la bague de maintien 7 en forme de L Dans l'état monté, les branches de la bague de maintien 7 limitent, vers5 l'extérieur ainsi qu'en direction radiale et en direction axiale, une gorge annulaire 10 Les autres surfaces de limitation de la gorge annulaire 10 sont formées par la paroi frontale du palier à glissement 5, orientée vers l'extérieur hors du logement de palier 3, et la surface de10 l'axe 1 Dans la gorge annulaire 10, est agencée la bague d'étanchéité 6 qui est montée sur l'axe 1 et est agencée de façon solidaire en rotation sur celui-ci Cela signifie dans ce cas que le diamètre interne de la bague d'étanchéité 6 présente une dimension inférieure par rapport au diamètre15 externe de l'axe 1 La bague d'étanchéité 6 se trouve, avec un faible jeu latéral, en ajustement glissant ou appuyé dans la gorge annulaire 10 En direction radiale, la gorge annulaire n'est pas remplie complètement par la bague d'étanchéité 6, de sorte que celle- ci peut glisser en20 direction radiale entre le palier à glissement 5 et la bague de maintien 7 Cette partie libre de la gorge annulaire 10 est remplie, en service, de lubrifiant. Par ailleurs, on voit sur cette figure que le diamètre interne de la bague de maintien 7 présente une plus grande25 dimension que le diamètre externe de l'axe 1, de sorte qu'il existe un jeu entre ces pièces Ce jeu correspond à peu près au jeu admissible au maximum du palier, qui est provoqué par l'usure du palier à glissement 5 La largeur B de la bague de maintien 7 dans la zone de sa saillie 9 correspond à la30 profondeur de l'évidement 8, de sorte que, dans l'état monté, la surface externe de la bague de maintien 7 s'achève à fleur de la surface latérale du logement de palier 3 Par ailleurs, la largeur A de la saillie 9 est choisie de sorte que, dans l'état monté de la bague de maintien 7, on atteint la dimension pour un montage adapté souhaité de la bague d'étanchéité 6. La figure 3 montre une bague d'étanchéité 6 comportant plusieurs rainures de graissage 11 Les rainures de grais-5 sage 11 sont agencées, en direction axiale, sur la face avant et la face arrière de la bague d'étanchéité 6 et orientées en direction radiale, de sorte que la surface interne de la bague d'étanchéité 6 est reliée à sa surface externe Les rainures de graissage 11 sont décalées de façon10 mutuelle l'une par rapport à l'autre et agencées de façon régulièrement répartie sur la périphérie de la bague d'étan- chéité 6. La figure 4 montre un détail agrandi de la bague d'étan- chéité 6 dans la zone d'une rainure de graissage 11 On voit15 que la rainure de graissage 11 de forme semi-circulaire relie la surface externe représentée de la bague d'étan- chéité 6 avec sa surface interne. REVENDICATIONS 1 Dispositif d'étanchéification de palier pour des axes, en particulier d'un palier à glissement graissé pour un arbre, comportant une bague d'étanchéité entourant l'axe qui est guidée en glissant, avec un jeu radial, dans une gorge annulaire agencée dans un logement de palier, caractérisé en ce que la bague d'étanchéité ( 6) est agencée sur l'axe ( 1) par un ajustement serré, et la gorge annulaire ( 10) est formée d'un évidement ( 8) annulaire et ouvert d'un côté dans la direction longitudinale de l'axe ( 1), et d'une bague de maintien ( 7), montée dans l'évidement ( 8), pour la bague d'étanchéité ( 6). 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague de maintien ( 7) est fixée dans l'évidement ( 8) par une liaison serrée à dilatation. 3 Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la bague de maintien ( 7) présente un diamètre interne qui est plus grand que le diamètre externe de l'axe ( 1), de la valeur du jeu de palier admissible au20 maximum. 4 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la bague de maintien ( 7) est en bronze pour palier. 5 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la bague de maintien ( 7) présente une saillie ( 9) agencée latéralement sur celle-ci, qui est orientée vers le centre du logement de palier ( 3) et pré-30 sente le même diamètre externe que la bague de maintien ( 7), et la largeur (B) de la bague de maintien ( 7) correspond, dans la zone de la saillie ( 9), à la profondeur, en direc- tion longitudinale de l'axe ( 1), de l'évidement ( 8). 6 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la bague d'étanchéité ( 6) est agencée avec un faible jeu correspondant à un ajustement glissant ou à un ajustement appuyé entre la bague de maintien ( 7) et la paroi, limitant l'évidement, du logement de palier ( 3). 7 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la bague d'étanchéité ( 6) et la gorge annulaire ( 10) présentent une section transversale rectangu- laire et les surfaces orientées en direction longitudinale15 de l'axe ( 1) sont les côtés larges. 8 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la bague d'étanchéité ( 6) présente, sur les surfaces guidées dans la gorge annulaire ( 10), au20 moins une rainure de graissage qui est orientée radialement. 9 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la bague d'étanchéité ( 6) est en polytétrafluoréthylène.