Brevet FR2753769A1 — publié le 19980327

JOINT LUBRIFIÉ À ZONE D'HOMOGENEISATIQN DE PRESSION La présente invention concerne des joints lubrifiés et plus particulièrement la capacité à homogénéiser la pression à l'intérieur des joints pour éviter une augmentation excessive de pression. Dans les joints lubrifiés on utilise généralement des moyens d'étanchéité entre un premier et un second élément. L'addition de lubrifiants aux joints pour réduire l'usure entre les premier et second éléments entraîne généralement une augmentation de pression au voisinage des moyens d'étanchéité. Cette augmentation de pression peut entraîner des dommages aux moyens d'étanchéité, voire la totale élimination de leur capacité à assurer l'étanchéité. Un procédé bien connu pour éviter ces problèmes consiste à créer une pression d'une telle intensité au niveau des moyens d'étanchéité qu'elle génère une fuite à partir des moyens d'étanchéité. Malheureusement, l'utilisation des moyens d'étanchéité en tant que solution pour soulager la pression à l'intérieur du joint entraîne une défaillance de l'efficacité des moyens d'étanchéité. La présente invention a pour but de remédier aux problèmes cités ci-dessus. Selon un aspect de la présente invention, un dispositif de joint d'étanchéité comprend un premier élément qui comporte une partie d'extrémité possédant un alésage central et un moyen interne de communication de fluide s'étendant depuis une surface extérieure jusqu'à une distance prédéterminée et se terminant à l'intérieur de l'alésage. Le moyen de communication de fluide comprend un passage d'alimentation et des premier et second passages de décharge placés sur les faces opposées du passage d'alimentation et reliés à ce dernier. Un second élément est relié au premier élément de façon mobile et est installé de façon glissante à l'intérieur de l'alésage. Le second élément est ajusté sur le premier élément pour réaliser un joint. Deux moyens d'étanchéité espacés sont chacun placés à l'intérieur d'une gorge de l'alésage et entourent la circonférence du second élément. Les deux moyens d'étanchéité ont chacun une surface intérieure et une surface extérieure. Une cavité est définie à l'intérieur de l'alésage au voisinage de chacun des deux moyens d'étanchéité et est reliée aux moyens de communication de fluide. Des moyens sont prévus pour diriger un fluide à l'intérieur du passage d'alimentation et à l'intérieur du joint afin que le fluide s'accumule sensiblement à l'intérieur des deux cavités. L'accumulation de fluide génère une pression variable à l'intérieur des deux cavités. Des moyens prévus à l'intérieur de la partie d'extrémité communiquent avec les premier et second passages de décharge pour homogénéiser la pression du fluide à l'intérieur des deux cavités de façon à ce que la pression du fluide ne puisse augmenter au voisinage des deux moyens d'étanchéité. Selon un autre aspect de la présente invention, un dispositif de joint d'étanchéité d'arbre, utilisé sur un bras de compensation d'un engin de chantier, comprend le bras de compensation muni d'une partie d'extrémité ayant un alésage à l'intérieur. Un moyen interne de communication de fluide s'étend depuis une surface extérieure jusqu'à une distance prédéterminée et se termine à l'intérieur de l'alésage. Le moyen de communication de fluide comprend un passage d'alimentation et deux passages de décharge reliés au passage d'alimentation. Un arbre est relié au bras de compensation de façon mobile et est placé de façon à glisser à l'intérieur de l'alésage pour réaliser un joint d'arbre. Deux moyens d'étanchéité sont disposés chacun à l'intérieur d'une gorge de l'alésage et entourent la circonférence de l'arbre. Chacun des deux moyens d'étanchéité comprend une surface intérieure et une surface extérieure. Un dispositif de palier est placé dans l'alésage entre les deux moyens d'étanchéité et entoure la circonférence de l'arbre. Le dispositif de palier est placé au voisinage des surfaces intérieures aux extrémités des moyens d'étanchéité pour définir deux cavités qui sont reliées aux moyens de communication du fluide. Une des deux cavités est associée de façon à fonctionner avec l'un des deux passages de décharge et l'autre cavité est associée de façon à fonctionner avec l'autre passage de décharge. Des moyens sont prévus pour diriger un fluide à l'intérieur du passage d'alimentation et à l'intérieur du joint d'arbre, de façon à générer une sensible accumulation de fluide à l'intérieur des deux cavités. L'accumulation génère une pression variable à l'intérieur des deux cavités. Des moyens prévus à l'intérieur de la partie d'extrémité communiquent avec les premier et second passages de décharge pour homogénéiser la pression du fluide à l'intérieur des deux cavités de façon à ce que la pression du fluide ne puisse augmenter autour des deux moyens d'étanchéité. La présente invention comprend un moyen pour homogénéiser la pression à l'intérieur d'un joint d'étanchéité de façon à ce que les moyens d'étanchéité ne soient pas endommagés par une pression excessive pendant le fonctionnement. Pour atteindre cet objet, la présente invention prévoit un dispositif de joint d'étanchéité comprenant un premier élément comportant une partie d'extrémité possédant un alésage central et un moyen interne de communication de fluide qui s'étend depuis une surface extérieure jusqu'à une distance prédéterminée et qui se termine à l'intérieur de l'alésage, le moyen de communication de fluide comprenant un passage d'alimentation, des premier et second passages de décharge placés sur les faces opposées du passage d'alimentation et un passage transverse qui s'étend au travers de la partie d'extrémité et traverse le premier passage de décharge, le passage d'alimentation et le second passage de décharge pour les relier entre eux ; un second élément relié de façon mobile au premier élément et placé à coulissement à l'intérieur de l'alésage, le second élément étant ajusté à l'intérieur du premier élément pour réaliser un joint ; deux moyens d'étanchéité espacés, chacun étant placé à l'intérieur d'une gorge dans l'alésage et entourant la circonférence du second élément, les deux moyens d'étanchéité ayant chacun une surface intérieure et une surface extérieure ; une cavité définie à l'intérieur de l'alésage au voisinage de chacun des deux moyens d'étanchéité et reliée au moyen de communication de fluide ; des moyens pour diriger un fluide à l'intérieur du passage d'alimentation et à l'intérieur du joint de façon à en obtenir une accumulation sensible à l'intérieur des deux cavités, l'accumulation à l'intérieur des deux cavités générant une pression variable à l'intérieur ; et des moyens de bouchage placés à l'intérieur du passage d'alimentation, des premier et second passages de décharge et du passage transverse pour retenir le fluide à l'intérieur du dispositif de joint et pour éviter la communication de fluide à l'extérieur. Selon un mode de réalisation de la présente invention, il est prévu un dispositif de joint, dans lequel les deux cavités sont placées au voisinage des passages de décharge ainsi que du passage d'alimentation et dans lequel les passages de décharge sont placés à une distance prédéterminée des moyens d'étanchéité. Selon un mode de réalisation de la présente invention, il est prévu un dispositif de joint, dans lequel les passages de décharge sont placés entre les moyens d'étanchéité et le passage d'alimentation. Selon un mode de réalisation de la présente invention, il est prévu un dispositif de joint, dans lequel les passages de décharge sont sensiblement adjacents aux moyens d'étanchéité. La présente invention prévoit, en outre, un dispositif de joint d'étanchéité d'arbre utilisé sur un bras de compensation d'un engin de chantier, comprenant le bras de compensation comportant une partie d'extrémité possédant un alésage et un moyen interne de communication de fluide qui s'étend depuis une surface extérieure jusqu'à une distance prédéterminée et qui se termine à l'intérieur de l'alésage, le moyen de communication de fluide comprenant un passage d'alimentation, deux passages de décharge de fluide ainsi qu'un passage transverse qui s'étend au travers de la partie d'extrémité et qui traverse le passage d'alimentation et les deux passages de décharge pour les relier entre eux ; un arbre relié de façon mobile au bras de compensation et placé à coulissement à l'intérieur de l'alésage pour réaliser un joint d'arbre ; deux moyens d'étanchéité, chacun étant placé dans une gorge de l'alésage et entourant la circonférence de l'arbre, chacun des moyens d'étanchéité ayant une surface intérieure et une surface extérieure ; un dispositif de palier placé dans l'alésage entre les deux moyens d'étanchéité et entourant la circonférence de l'arbre, les extrémités du dispositif de palier étant positionnées au voisinage des surfaces intérieures des moyens d'étanchéité afin de définir deux cavités qui sont reliées au moyen de communication de fluide, l'une des deux cavités étant associée de façon opérationnelle avec l'un des deux passages de décharge et l'autre des deux cavités étant associée de façon opérationnelle avec l'autre des deux passages de décharge des des moyens pour diriger un fluide à l'intérieur du passage d'alimentation et à l'intérieur du joint d'arbre de façon à en obtenir une accumulation sensible à l'intérieur des deux cavités, l'accumulation à l'intérieur des deux cavités générant une pression variable ; et des moyens de bouchage placés à l'intérieur des passages d'alimentation et du passage transverse pour retenir le fluide à l'intérieur du dispositif de joint et pour éviter la communication de fluide à l'extérieur. Selon un mode de réalisation de la présente invention, il est prévu un dispositif de joint d'arbre, dans lequel les deux cavités sont placées au voisinage des deux passages de décharge respectifs ainsi que du passage d'alimentation et dans lequel les passages de décharge sont placés à une distance prédéterminée des moyens d'étanchéité. Selon un mode de réalisation de la présente invention, il est prévu un dispositif de joint d'arbre, dans lequel l'un des deux passages de décharge est placé entre l'un des deux moyens d'étanchéité et le passage d'alimentation et l'autre des deux passages de décharge est placé entre l'autre des deux moyens d'étanchéité et le passage d'alimentation. Selon un mode de réalisation de la présente invention, il est prévu un dispositif de joint d'arbre, dans lequel les passages de décharge sont sensiblement adjacents aux moyens d'étanchéité respectifs. Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante des modes de réalisation particuliers faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles la figure 1 est une vue de face d'un bras de compensation illustrant la présente invention la figure 2 est une vue de dessus du bras de compensation de la figure 1 ; et la figure 3 est une vue de détail agrandie prise le long de la ligne 3-3 de la figure 1. Une barre de compensation 10 d'un engin de chantier (non représenté) est illustrée aux figures 1 à 3. La barre de compensation 10 comprend une partie centrale 14 et deux parties d'extrémité 18, 22. Dans un but de clarification, seule l'une des parties d'extrémité 18 est décrite en détail. On comprendra, cependant, que l'autre partie d'extrémité 22 est constituée et fonctionne de façon similaire à la partie d'extrémité décrite 18. La partie d'extrémité 18 comprend un alésage 26 qui la traverse, une surface extérieure 30 tout autour et deux parois latérales espacées 34, 38, opposées l'une à l'autre. L'alésage 26 comprend deux gorges 42, 46, qui sont représentées plus clairement sur la figure 3. Les gorges 42, 46 sont placées à l'intérieur de l'alé sage 26, respectivement à proximité des parois latérales 34, 38. Un dispositif de palier sphérique 50 est ajusté sous pression à l'intérieur de l'alésage 26 pour couvrir sensiblement la surface de l'alésage 26. Le dispositif de palier 50 comprend un alésage 54. Deux joints 58, 60, de tout type convenable, tels que des joints à lèvres radiales, sont placés à l'intérieur de l'alésage 26. Un des joints 58 est placé dans la gorge 42 et l'autre des joints est placé dans la gorge 46. Les joints 58, 60 sont placés sur les faces opposées du dispositif de palier 50 et chacun des joints 58, 60 comprend une surface intérieure 62 orientée vers le dispositif de palier 50 et une surface extérieure 66 orientée à l'opposé du dispositif de palier 50. La surface intérieure 62 des joints 58 repose au voisinage des extrémités opposées du dispositif de palier 50 pour définir deux cavités 70, 72. Un arbre 74 est disposé à coulissement à l'intérieur de l'alésage 54 du dispositif de palier 50 en liaison mobile avec le bras de compensation 10 de façon à définir un dispositif de joint d'arbre 78. Les joints 58, 60 entourent la circonférence de l'arbre 74 pour réaliser l'étanchéité à l'intérieur de l'alésage 26. On doit comprendre que l'arbre 74 pourrait être disposé à coulissement dans l'alésage 26 du bras de compensation 10 d'une façon qui procure un ajustage convenable sans l'utilisation du dispositif de palier 50. La figure 3 représente plus clairement un moyen de communication interne du fluide 82 qui est placé à l'intérieur de la partie d'extrémité 18 et qui s'étend depuis la surface extérieure 30 jusqu'à l'intérieur de l'alésage 26 au niveau du dispositif de palier 50. Le moyen de communication interne de fluide 82 comprend un passage d'alimentation 86 comportant une première et une seconde parties d'extrémité 87, 88. La première partie d'extrémité 87 du passage d'alimentation 86 est un lamage 89 s'étendant vers l'intérieur depuis la surface extérieure 30 et se terminant à une distance prédéterminée à l'intérieur de la partie d'extrémité 18. La seconde partie d'extrémité 88 est un passage de graissage 90 s'étendant depuis le lamage 89 et se terminant à proximité d'une partie centrale 91 du dispositif de palier 50 de façon à permettre la communication du fluide. Le lamage 89 a un plus grand diamètre que le passage de graissage 86. Un bouchon 92 est vissé en partie à l'intérieur du lamage 89 pour rendre étanche le lamage 89 par rapport à l'atmosphère. Le moyen de communication interne de fluide 82 comprend également deux passages de décharge 94, 98, placés sur les côtés opposés du passage d'alimentation 86 entre les joints respectifs 42, 46. Les passages de décharge 94, 98 s'étendent depuis la surface extérieure 30 et se terminent aux extrémités opposées du dispositif de palier 50 pour mettre en communication le lamage 89 et les cavités respectives 70, 72. Les passages de décharge 94, 98 sont placés sensiblement au voisinage des joints respectifs 42, 46 et sont de préférence à une courte distance des joints 42, 46. Un passage transverse 102 s'étend à partir de la partie d'extrémité 18 depuis la surface extérieure 30 et est sensiblement parallèle à l'alésage 26. Le passage transverse 102 s'étend à travers les passages de décharge 94, le lamage 89 et le passage de décharge 98 pour relier ces différents passages. Plusieurs bouchons 103 sont vissés à l'intérieur des passages de décharge 94, 98 et du passage transverse 102 aux intersections entre les passages respectifs et l'atmosphère pour assurer l'étanchéité du dispositif de joint d'arbre 78. Une soupape de graissage 104, comportant une tête 106 et un corps conique fileté 110, est placée en partie à l'intérieur du passage d'alimentation 86. Le corps 110 est vissé sur une distance prédéterminée à l'intérieur du passage de graissage 90 de façon à ce que la tête 106 s'étende en partie à l'intérieur du lamage 89. La soupape de graissage 104 constitue un moyen 114 permettant à un fluide de lubrification de tout type convenable, tel qu'une graisse ou une huile de lubrification, d'être dirigé vers le dispositif de joint d'arbre 78 à travers le passage d'alimentation 86 et à travers le passage de graissage 90 grâce à un moyen bien connu, tel qu'une pompe à graisse. On doit comprendre, cependant, que toute méthode convenable pour amener le fluide de lubrification dans le passage d'alimentation 86 pourrait être utilisé. Pendant la lubrification du dispositif de joint d'arbre 78, l'ajout de fluide de lubrification entraîne un changement significatif de pression à l'intérieur du dispositif de joint d'arbre 78 et le fluide de lubrification s'accumule sensiblement dans les cavités 70, 72 en établissant une pression variable P. Un moyen 120 d'homogénéisation de la pression P à l'intérieur des cavités 70, 72 est obtenu grâce à la position des passages de décharge 94, 98 et du passage transverse 102. Afin de réduire l'usure d'un dispositif de joint d'arbre 78, un fluide de lubrification est forcé à l'intérieur du passage de graissage 90 au travers de la soupape de graissage 104 en retirant le bouchon 92. Le fluide de lubrification passe au travers du dispositif de palier 50 et s'accumule sensiblement dans les cavités 70, 72 entre le dispositif de palier 50 et les joints 58, 60. Pendant l'ajout du fluide de lubrification, des poches d'air peuvent se former à l'intérieur du fluide de lubrification. Afin de remplir complètement le dispositif de joint d'arbre 78 avec du fluide de lubrification, l'air présent est poussé au travers des passages de décharge 94, 98, dans le passage transverse 102 et à l'extérieur vers l'atmosphère grâce au lamage ouvert 89. En même temps, tout excès de fluide de lubrification est poussé à l'extérieur vers l'atmosphère de la même manière pour éviter de trop remplir et de trop élever la pression. Le bouchon 92 est inséré dans le lamage 89 après remplissage du dispositif de joint d'arbre 78 avec le fluide de lubrification. Le fluide de lubrification, accumulé sensiblement dans les cavités 70, 72 a une pression interne P qui fluctue à cause des mouvements pouvant intervenir à l'intérieur du dispositif de joint d'arbre 78 et qui varie selon la quantité du fluide de lubrification à l'intérieur du système. Pour éviter toute montée de pression autour des joints 58, 60 pendant les mouvements qui peuvent intervenir, la pression P à l'intérieur des cavités 70, 72 est homogénéisée grâce à la circulation de fluide de lubrification à travers les passages de décharge 94, 98 et à travers le passage transverse 102. L'homogénéisation intervient à l'intérieur du dispositif de joint d'étanchéité d'arbre 78 de telle façon qu'il n'y a pas de fuite de fluide de lubrification dans l'atmosphère. La possibilité d'homogénéiser la pression P à l'intérieur du dispositif de joint d'arbre 78 protège les joints 58, 60 du risque de fluage et du dommage correspondant. La position relative des passages de décharge 94, 98 à proximité des joints 58, 60 et l'existence du passage transverse 102 procurent un moyen efficace pour protéger les joints 58, 60 d'une pression excessive. Au vu de ce qui précède, la position prédéterminée des passages dans un dispositif de joint d'étanchéité lubrifié procure, pour un faible coût, un moyen de protection des joints contre une pression excessive à l'intérieur du dispositif. REVENDICATICNS 1. Dispositif de joint d'étanchéité (78), comprenant un premier élément (10) comportant une partie d'extrémité (18) possédant un alésage central (26) et un moyen interne de communication de fluide (82) qui s'étend depuis une surface extérieure (30) jusqu'à une distance prédéterminée et qui se termine à l'intérieur de l'alésage (26), le moyen de communication de fluide (82) comprenant un passage d'alimentation (86), des premier et second passages de décharge (94, 98) placés sur les faces opposées du passage d'alimentation (86) et un passage transverse (102) qui s'étend au travers de la partie d'extrémité (87) et traverse le premier passage de décharge (94), le passage d'alimentation (86) et le second passage de décharge (98) pour les relier entre eux un second élément (74) relié de façon mobile au premier élément (10) et placé à coulissement à l'intérieur de l'alésage (26), le second élément (74) étant ajusté à l'intérieur du premier élément (10) pour réaliser un joint (78) deux moyens d'étanchéité espacés (58, 60), chacun étant placé à l'intérieur d'une gorge (42, 46) dans l'alésage (26) et entourant la circonférence du second élément (74), les deux moyens d'étanchéité (58, 60) ayant chacun une surface intérieure (62) et une surface extérieure (66) une cavité (70, 72) définie à l'intérieur de l'alésage (26) au voisinage de chacun des deux moyens d'étanchéité (58, 60) et reliée au moyen de communication de fluide (82) des moyens (114) pour diriger un fluide à l'intérieur du passage d'alimentation (86) et à l'intérieur du joint (78) de façon à en obtenir une accumulation sensible à l'intérieur des deux cavités (70, 72), l'accumulation à l'intérieur des deux cavités (70, 72) générant une pression variable (P) à l'intérieur ; et des moyens de bouchage (120) placés à l'intérieur du passage d'alimentation (86), des premier et second passages de décharge (94, 98) et du passage transverse (102) pour retenir le fluide à l'intérieur du dispositif de joint (78) et pour éviter la communication de fluide à l'extérieur. 2. Dispositif de joint (78) selon la revendication 1, dans lequel les deux cavités (70, 72) sont placées au voisinage des passages de décharge (94, 98) ainsi que du passage d'alimentation (86) et dans lequel les passages de décharge (94, 98) sont placés à une distance prédéterminée des moyens d'étanchéité (58, 60). 3. Dispositif de joint (78) selon la revendication 1, dans lequel les passages de décharge (94, 98) sont placés entre les moyens d'étanchéité (58, 60) et le passage d'alimentation (86) 4. Dispositif de joint (78) selon la revendication 2, dans lequel les passages de décharge (94, 98) sont sensiblement adjacents aux moyens d'étanchéité (58, 60). 5. Dispositif de joint d'étanchéité d'arbre (78) utilisé sur un bras de compensation (10) d'un engin de chantier, comprenant le bras de compensation (10) comportant une partie d'extrémité (18) possédant un alésage (26) et un moyen interne de communication de fluide (82) qui s'étend depuis une surface extérieure (30) jusqu'à une distance prédéterminée et qui se termine à l'intérieur de l'alésage (26), le moyen de communication de fluide (82) comprenant un passage d'alimentation (86), deux passages de décharge de fluide (94, 98) ainsi qu'un passage transverse (102) qui s'étend au travers de la partie d'extrémité (18) et qui traverse le passage d'alimentation (86) et les deux passages de décharge (94, 98) pour les relier entre eux un arbre (74) relié de façon mobile au bras de compensation (10) et placé à coulissement à l'intérieur de l'alésage (26) pour réaliser un joint d'arbre (78) deux moyens d'étanchéité (58, 60), chacun étant placé dans une gorge (42, 46) de l'alésage (26) et entourant la circonférence de l'arbre (74), chacun des moyens d'étanchéité (58, 60) ayant une surface intérieure (62) et une surface extérieure (66) un dispositif de palier (50) placé dans l'alésage (26) entre les deux moyens d'étanchéité (58, 60) et entourant la circonférence de l'arbre (74), les extrémités du dispositif de palier (50) étant positionnées au voisinage des surfaces intérieures (62) des moyens d'étanchéité (58, 60) afin de définir deux cavités (70, 72) qui sont reliées au moyen de communication de fluide (82), l'une des deux cavités (70) étant associée de façon opérationnelle avec l'un des deux passages de décharge (94) et l'autre des deux cavités (72) étant associée de façon opérationnelle avec l'autre des deux passages de décharge (98) des moyens (114) pour diriger un fluide à l'intérieur du passage d'alimentation (86) et à l'intérieur du joint d'arbre (78) de façon à en obtenir une accumulation sensible à l'intérieur des deux cavités (70, 72), l'accumulation à l'intérieur des deux cavités (70, 72) générant une pression variable (P) ; et des moyens de bouchage (120) placés à l'intérieur des passages d'alimentation (86) et du passage transverse (102) pour retenir le fluide à l'intérieur du dispositif de joint (78) et pour éviter la communication de fluide à l'extérieur. 6. Dispositif de joint d'arbre (78) selon la revendication 5, dans lequel les deux cavités (70, 72) sont placées au voisinage des deux passages de décharge respectifs (94, 98) ainsi que du passage d'alimentation (86) et dans lequel les passages de décharge (94, 98) sont placés à une distance prédéterminée des moyens d'étanchéité (58, 60). 7. Dispositif de joint d'arbre (78) selon la revendication 5, dans lequel l'un des deux passages de décharge (94) est placé entre l'un des deux moyens d'étanchéité (58) et le passage d'alimentation (86) et l'autre des deux passages de décharge (98) est placé entre l'autre des deux moyens d'étanchéité (60) et le passage d'alimentation (86). 8. Dispositif de joint d'arbre (78) selon la revendication 6, dans lequel les passages de décharge (94, 98) sont sensiblement adjacents aux moyens d'étanchéité respectifs (58, 60).