Brevet FR2942017A1 — publié le 20100813

L'invention concerne une bague d'étanchéité comprenant un élément d'étanchéité, qui présente au moins une partie de fixation et une partie d'étanchéité pourvue d'un bord d'étanchéité, l'élément d'étanchéité étant sensiblement de configuration à symétrie de rotation, et le bord d'étanchéité, qui présente un profil sensiblement de forme ondulée, s'étendant, au moins sur une partie de sa périphérie, vu dans la projection sur un plan axial de la bague d'étanchéité, selon un angle différent de 90° par rapport à l'axe de joint d'étanchéité. Les bagues d'étanchéité s'appuient par l'intermédiaire du bord d'étanchéité de leur partie d'étanchéité sur l'arbre à rendre étanche. En service, le fluide à l'encontre duquel doit être assurée l'étanchéité, parvient sous la partie d'étanchéité. Pour le refouler en retour et le recycler, il est connu de prévoir sur le côté intérieur de la partie d'étanchéité, des dispositifs de refoulement en retour, par exemple sous la forme de filetages de refoulement en retour. Leur réalisation est toutefois compliquée et coûteuse. Le but de l'invention consiste à configurer la bague d'étanchéité mentionnée en introduction, de manière à ce que le refoulement en retour du fluide parvenant sous la partie d'étanchéité et à l'encontre duquel doit être assurée l'étanchéité, soit garanti de manière simple dans les deux sens de rotation de la pièce de machine à rendre étanche. Conformément à l'invention, ce but est atteint pour la bague d'étanchéité mentionnée en introduction, grâce au fait que le bord d'étanchéité est prévu du côté intérieur d'une partie d'appui. Dans le cas de la bague d'étanchéité conforme à l'invention, le bord d'étanchéité est donc prévu du côté intérieur de la partie d'appui. La partie d'appui renforce le bord d'étanchéité, de sorte que dans la position implantée, celui-ci s'applique avec une force d'appui accrue contre la pièce de machine à rendre étanche. On assure ainsi une étanchéité et une action de refoulement en retour optimales pour la bague d'étanchéité. La partie d'appui est avantageusement réalisée sous la forme d'un anneau. Cela permet d'obtenir une bonne étanchéité et une bonne action de refoulement en retour le long de la totalité de la périphérie du bord d'étanchéité. Un mode de réalisation simple est obtenu lorsque la partie d'appui est réalisée d'un seul tenant avec l'élément d'étanchéité. Il s'avère avantageux dans ce cas que la partie d'appui soit formée par un tronçon de bordure libre, rétréci, de l'élément d'étanchéité. La partie d'appui peut alors, dans la position implantée de la bague d'étanchéité, fléchir élastiquement sans problème. Dans ce cas, le bord d'étanchéité est de préférence prévu sur une surface d'épaulement qui s'étend sensiblement de manière radiale et se raccorde transversalement à la paroi intérieure de la partie d'appui. Dans le cas d'une telle configuration, le bord d'étanchéité peut être prévu de manière simple sur la bague d'étanchéité. Dans un autre mode de réalisation, la partie d'appui et l'élément d'étanchéité sont des pièces distinctes. Une 5 telle configuration présente l'avantage de pouvoir optimiser les deux pièces quant à la fonction qui leur est respectivement attribuée, par exemple en ce qui concerne le matériau dans lequel elles sont fabriquées. La partie d'appui est dans ce cas avantageusement fixée à l'élément d'étanchéité, en y étant par exemple collée, soudée ou fixée de manière similaire. 10 Lorsque la partie d'appui dépasse axialement, avec un tronçon de bordure libre, du bord d'étanchéité, il en résulte un bon appui du bord d'étanchéité dans la position implantée de la bague d'étanchéité. 15 Dans l'optique d'une adaptation optimale de la partie d'appui à l'élément d'étanchéité, la partie d'appui se rétrécit de manière conique en direction de l'extérieur. En vue d'obtenir une action de refoulement en retour 20 exceptionnelle, il s'avère avantageux que le bord d'étanchéité possède au moins une languette axialement proéminente, qui s'étend environ jusqu'au niveau de la face frontale libre de la partie d'appui. 25 A cela contribue avantageusement le fait que la face frontale de la partie d'appui se situe dans un plan, qui s'étend sensiblement radialement par rapport à l'axe de la bague d'étanchéité. 30 D'autres caractéristiques de l'invention vont être décrites en référence aux feuilles de dessins annexées sur lesquelles : - la figure 1 est une vue, en coupe axiale, d'un premier mode de réalisation d'une bague 35 d'étanchéité selon l'invention. - La figure 2 est une vue, en coupe axiale, d'un deuxième mode de réalisation d'une bague d'étanchéité selon l'invention. L'invention va être explicitée de manière plus détaillée au regard des deux exemples de réalisation représentés 5 sur les figures 1 et 2. . La bague d'étanchéité selon la figure 1 possède un boitier 1 qui est réalisé en un matériau métallique ou en une matière plastique dure. Le boitier 1 comprend une 10 enveloppe périphérique 2 cylindrique, qui se raccorde à un fond 3 plan, s'étendant radialement. L'enveloppe périphérique cylindrique 2 et le fond 3 présentent avantageusement la même épaisseur. Le fond 3 est pourvu de manière centrale, d'une ouverture de passage 4 pour 15 un arbre (non représenté) dont l'étanchéité doit être assurée. L'extrémité libre 5 de l'enveloppe périphérique cylindrique 2 peut être coudée de manière oblique vers l'intérieur. 20 Sur le côté intérieur 6 du fond 3 est fixé un élément d'étanchéité 7 qui peut être réalisé en tout matériau approprié, comme par exemple du caoutchouc ou du polytétrafluoroéthylène. L'élément d'étanchéité 7 comprend une partie de fixation 8 de forme annulaire, 25 qui est fixée sur le côté intérieur 6 du fond 3 du boitier. La partie de fixation 8 se raccorde à une partie d'étanchéité 9, qui s'inscrit dans une enveloppe périphérique conique se rétrécissant en direction de son extrémité libre, et qui s'appuie de manière étanche sur 30 ledit arbre, par l'intermédiaire d'un bord d'étanchéité 10. Le bord d'étanchéité 10 s'étend selon une forme ondulée, le long de la périphérie de la partie d'étanchéité 9. En au moins un point de la périphérie, le bord d'étanchéité 10 est configuré de manière à ce 35 que soit formée une languette 11 proéminente. Le tronçon du bord d'étanchéité 10 délimitant la languette 11 présente un rayon de courbure plus petit que les tronçons formant les ondes restantes du bord d'étanchéité 10. Avec son boitier 1, la bague d'étanchéité est implantée dans une ouverture d'implantation d'un appareillage. Le boitier est monté selon un ajustement à force dans cette ouverture d'implantation, par l'intermédiaire de son enveloppe périphérique cylindrique 2. L'élément d'étanchéité 7 s'appuie de manière étanche sur l'arbre, par l'intermédiaire du bord d'étanchéité 10 de configuration de forme ondulée. En service, l'arbre tourne par rapport à l'élément d'étanchéité 7. Le bord d'étanchéité 10 assure ici qu'un effet de pompage soit engendré sur le fluide à l'encontre duquel doit s'effectuer l'étanchéité, cet effet de pompage assurant que du fluide passant sous le bord d'étanchéité 10 soit refoulé en retour dans la chambre de fluide. La languette 11 est particulièrement active dans l'établissement de l'effet de pompage. En variante par rapport à l'exemple de réalisation représenté, il est possible que le bord d'étanchéité 10 soit configuré de façon telle, qu'en-dehors de la languette 11, il soit situé dans un plan radial de la bague d'étanchéité. L'effet de pompage agissant sur le fluide à l'encontre duquel doit être assurée l'étanchéité, est alors engendré uniquement par la languette 11. En conférant une forme appropriée à la languette 11, l'ampleur de l'effet de pompage peut être adaptée aux conditions d'implantation et/ou au fluide à l'encontre duquel doit être assurée l'étanchéité. Il s'avère avantageux que le bord d'étanchéité 10 soit d'une configuration symétrique par rapport à l'axe de joint d'étanchéité 12. L'effet de pompage se produit alors avec la même ampleur dans les deux sens de rotation possibles de l'arbre. Pour augmenter la force d'application du bord d'étanchéité 10 contre l'arbre à rendre étanche, le bord d'étanchéité 10 est prévu sur une surface d'épaulement 17 qui se raccorde au côté intérieur 16 d'un tronçon annulaire rétréci 14 de l'élément d'étanchéité 7. L'anneau d'étanchéité 14 forme une partie d'appui, qui entoure le bord d'étanchéité 10 sur l'extérieur et exerce ainsi une force d'application radiale sur le bord d'étanchéité, dans la position implantée de la bague d'étanchéité. La partie d'appui 14 réalisée sous forme d'anneau d'appui se rétrécit radialement vers l'extérieur ; son côté extérieur 18 forme un prolongement continu du côté extérieur 19 de l'élément d'étanchéité 7. Le tronçon annulaire 14 ne dépasse que relativement faiblement de l'élément d'étanchéité 7, dans l'exemple de réalisation d'une valeur d'un quart à un cinquième de l'étendue axiale de celui-ci. Avantageusement, la languette 11 s'étend jusqu'au niveau du plan radial contenant la face frontale 13 de l'anneau d'appui 14. Grâce à la configuration décrite, la zone entre le bord d'étanchéité 10 et la face frontale 13 de l'élément d'étanchéité 7, à savoir son anneau d'appui 14, présente, dans la position implantée, un espacement par rapport à l'élément à rendre étanche, ce qui permet d'éviter de manière fiable, une usure excessive par friction. La bague d'étanchéité selon la figure 2 comprend un boitier 1, qui est d'une conception identique à celui du mode de réalisation décrit précédemment. L'élément d'étanchéité 7a comprend la partie de fixation 8a en forme de disque annulaire, qui se raccorde à la partie d'étanchéité 9a. Le bord d'étanchéité 10a de forme ondulée est prévu sur la face frontale de la partie d'étanchéité 9a, et, en raison du tracé de forme ondulée, est disposé, sur une partie de son étendue en longueur, dans un plan faisant un angle différent de 90° par rapport à l'axe de joint d'étanchéité 12, vu dans la projection sur un plan axial de la bague d'étanchéité. Dans l'exemple de réalisation, cet angle d'inclinaison vaut environ 80°. A la place du bord rétréci 14 de l'élément d'étanchéité 7, il est prévu dans le présent mode de réalisation, en guise de partie d'appui, un anneau d'appui 14a distinct, qui entoure l'élément d'étanchéité 7a sur une portion de son étendue axiale, et s'étend axialement au-delà du bord d'étanchéité 10a. Dans l'exemple de réalisation, l'anneau d'appui 14a dépasse, d'une valeur d'environ un quart de son étendue ou de sa hauteur, du bord d'étanchéité 10a. Comme dans le cas du mode de réalisation précédemment décrit, la languette lla du bord d'étanchéité 10a s'étend jusqu'au niveau du plan radial contenant la face frontale 13a de l'anneau d'appui 14a. Dans la position implantée de la bague d'étanchéité, l'anneau d'appui 14a exerce à nouveau sur le bord d'étanchéité 10a, une force d'application qui permet de garantir une étanchéité parfaite le long de la totalité de la périphérie, sur la pièce de machine à rendre étanche. L'anneau d'appui 14a peut être collé sur l'élément d'étanchéité 7a, être soudé à celui-ci ou y être fixé d'une manière similaire. La zone entre le bord d'étanchéité l0a et la partie de l'anneau d'appui 14a, qui en dépasse, présente à nouveau un espacement par rapport à la pièce de machine à rendre étanche, pour éviter une friction de l'arbre ou similaire. L'anneau d'appui 14a présente avantageusement une épaisseur de paroi constante tout au long de son étendue axiale, et s'applique, avec son côté intérieur 16a, sur le côté extérieur 19a de l'élément d'étanchéité 7a. L'anneau d'appui 14a peut être réalisé en un autre matériau que l'élément d'étanchéité 7a. Il est ainsi possible de sélectionner les matériaux de manière optimale en ce qui concerne les fonctions respectives de l'élément d'étanchéité 7a et de l'anneau d'appui 14a. Pour le reste, la bague d'étanchéité selon la figure 2 présente une conception identique à celle de la bague d'étanchéité selon la figure 1. REVENDICATIONS1. Bague d'étanchéité comprenant un élément d'étanchéité, qui présente au moins une partie de fixation et une partie d'étanchéité pourvue d'un bord d'étanchéité, l'élément d'étanchéité étant sensiblement de configuration à symétrie de rotation, et le bord d'étanchéité, qui présente un profil sensiblement de forme ondulée, s'étendant, au moins sur une partie de sa périphérie, vu dans la projection sur un plan axial de la bague d'étanchéité, selon un angle différent de 90° par rapport à l'axe de joint d'étanchéité, caractérisée en ce que le bord d'étanchéité (10, l0a) est prévu du côté intérieur (16, 16a) d'une partie d'appui (14, 14a). 2. Bague d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisée en ce que la partie d'appui (14, 14a) est réalisée sous la forme d'un anneau. 3. Bague d'étanchéité selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que la partie d'appui (14) est réalisée d'un seul tenant avec l'élément d'étanchéité (7). 4. Bague d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la partie d'appui (14) est formée par un tronçon de bordure libre, rétréci, de l'élément 30 d'étanchéité (7). 5. Bague d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le bord d'étanchéité (10) est prévu sur une surface d'épaulement (17) qui s'étend sensiblement de manière radiale et se raccorde transversalement à la paroi intérieure (16) de la partie d'appui (14). 6. Bague d'étanchéité selon la revendication 1 ou la 10 revendication 2, caractérisée en ce que la partie d'appui (14a) et l'élément d'étanchéité (7a) sont des pièces distinctes. 7. Bague d'étanchéité selon la revendication 6, 15 caractérisée en ce que la partie d'appui (14a) est fixée à l'élément d'étanchéité (7a), en y étant par exemple collée, soudée ou fixée de manière similaire. 8. Bague d'étanchéité selon la revendication 6 ou la 20 revendication 7, caractérisée en ce que la partie d'appui (14a) dépasse axialement, avec un tronçon de bordure libre (15a), du bord d'étanchéité (10a). 25 9. Bague d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la partie d'appui (14, 14a) se rétrécit de manière conique en direction de l'extérieur. 30 10. Bague d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que le bord d'étanchéité (10, 10a) possède au moins une languette (11, lla) axialement proéminente, qui s'étend environ jusqu'au niveau de la 35 face frontale libre (13, 13a) de la partie d'appui (14, 14a). 2942017 >> 11. Bague d'étanchéité selon la revendication 10, caractérisée en ce que la face frontale (13, 13a) de la partie d'appui (14, 14a) se situe dans un plan, qui s'étend sensiblement radialement par rapport à l'axe 5 (12) de la bague d'étanchéité.