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MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION
EMI1.1
la Société dite: N.V.PHILIPS' GLOEILPENF'ABR1JN Joint étanche et hermétique pour un arbre traversant une paroi
L'invention concerne un joint étanche et hermétique pour un arbre animé d'un mouvement de rotation et :éventuellement d'un déplacement axial, qui traverse une paroi. Dans les dispositifs connus de ce genre une bague, entourant l'arbre,est assemblée à la paroi hermétiquement mais de manière à pouvoir se déplacer avec celle-ci; un ressort appuie cette bague contre un épaulement de l'arbre et assure ainsi un joint étanche et hermétique. Entre la bague solidaire de la paroi, et donc immobile par rapport à l'arbre, et l'épaulement de l'arbre se trouve un lubrifiant dont le but est de réduire au minimum le frottement entre la bague et l'épaulement.
Ce lubrifiant fait en même temps office de joint.
Dans une des formes de construction connues, le joint étanche ou hermétique entre la bague et la paroi est constitué par un soufflet métallique, de forme cylindrique, qui entoure l'arbre. En général, la pression nécessaire sur la bague est fournie par ce soufflet. Cette forme de construction présente un inconvénient : le soufflet est très fragile et de plus, dans un plan perpendiculaire à l'arbre, il est très encombrant.
Un autre dispositif connu comporte une membrane plane, solidaire de la bague et de la paroi, et faite en métal ou en caoutchouc renforcé par un disque métallique. Pour permettre le déplacement de la bague, la membrane doit être assez grande de sorte qu'elle est fragile et qu'elle complique le montage; de plus, les efforts provoqués par la pression du gaz peuvent devenir très grands.
Suivant la présente invention, la bague est rendue solidaire de la paroi à l'aide d'une gaine en caoutchouc, qui entoure l'arbre; cette gaine est reliée d'une manière étanche et hermétique non seulement à la bague, mais aussi à un organe qui est fixé sur la paroi. Cet organe porte un ressort hélicoi- dal qui pousse la bague contre un épaulement de l'arbre.
Cette forme de construction présente plusieurs avan- tages : le montage est très simple, l'encombrement ,est restreint et le nombre d'organes requis est très petit. La gaine en caoutchouc entoure l'arbre, de sorte que dans un plan perpendiculaire à cet arbre, elle prend peu de place. Cette gaine est protégée contre toute surpression, intérieure ou extérieure, du gaz ou du liquide par le ressort hélicoïdal, qui, en outre, exerce sur la bague la pression nécessaire pour assurer le joint.Suivant
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que la surpression règne à l'extérieur ou à l'intérieur ou alternativement sur les deux faces de la gaine en caoutchouc, ce ressort peut être disposé, soit à l'intérieur, soit à l'extérieur, voire dans la gaine en caoutchouc.
Feventuellement dans ce dernier cas, on peut prévoir deux ressorts, l'un à l'intérieur et l'autre à l'extérieur.
La description du dessin annexé, donne à titre d'exemple non limitatif, fera¯ bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de ladite invention. dur la figure, l'arbre 1 doit traverser hermétiquement la paroi 2. Dans cette paroi, cet arbre est porté par un roulement à billes 3. La bague intérieure 9 du roulement à billes, généralement calée sur l'arbre 1; fait ici office d'épaulement sur lequel appuie la bague 4. Le ressort hélicoïdal 5 appuie cette bague contre l'épaulement . L'autre extrémité du ressort porte contre une bride 6, fixée hermétiquement par exemple à l'aide de boulons, contre la paroi 2.
Cette bride comporte une mince douille cylindrique 8, suffisamment longue pour permettre le centrage de la bague 4. Lorsque l'arbre 1 est horizontal, cette douille 8 empêche le contact entre la surface de limitation intérieure de la bague 4 et la périphérie de l'arbre 1. Ce contact entraînerait la bague 4 dans le sens de la rotation de l'arbre 1, ce qui pourrait affecter l'étanchéité du joint.
La bague 4 est reliée hermétiquement à la bride 6, à .L'aide d'une gaine en caoutchouc cylindrique 7, qui entoure l'arbre 1; l'une des extrémités de cette gaine est fixée sur la périphérie de la bague 4 et l'autre sur la bride 6. une telle gaine en caoutchouc, facilement defor mable, permet le déplacement axial de la bague 4 par rapport à la bride 6, de sorte que, sous l'effet du ressort 5, cette bague appuie toujours, par toute sa surface, contre l'épaulement 9. Lors d'un remplacement oud'une réparation éventuelle, l'enlèvement de la bride 6 permet de retirer l'ensemble du joint.
L'herméticité du joint est assurée de la manière suivante : Supposons qu'à gauche de la paroi , le gaz soit porté à une surpression. Au travers du roulement à billes 3, cette surpression se propage dans l'enceinte comprise entre le fond cylindrique de la paroi et la surface extérieure de la gaine en caoutchouc. La bride 6 est serrée hermétiquement contre la paroi 2. Le lubrifiant entre les surfaces en contact de l'épaulement 9 et de la bague 4 assure un joint suffisant entre ces surfaces, de sorte que la surpression ne peut se transmettre a l'intérieur de la gaine 7 ou de la douille 8. La surpression dans l'espace entourant la gaine en caoutchouc 7 exerce sur celle-ci une légère pression radiale. Il n'en résulte cependant pas de déformation de la gaine car la surface interieure de celle-ci est supportée par lesspires du ressort 5.
Lorsqu'une surpression règne à droite de la paroi 2, elle se propage dans l'espace constitué par le jeu entre l'arbre 1 d'une part et la bride 6 et la douille 8 d'autre part. Cette surpression se propage ensuite par l'intervalle entre la bague 4 et la douille 8, dans l'espace compris à l'intérieur de la gaine en caoutchouc 7. Cependant tous ces espaces sont limités par les joints précités, de sorte que la surpression ne parvient pas à se propager plus loin. Dans ce cas, et en particulier lorsque la surpression augmente, il y a lieu de renforcer la gaine 7. Le ressort 5 peut alors être placé à l'extérieur de cette gaine.
Si
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la surpression se produit alternativement sur les deux faces, il y a lieu de renforcer la gaine 7 sur les deux faces. ,Ce résultat peut être obtenu en vulcanisant le ressort 5 dans le caoutchoue lors de la fabrication de la gaine ou bien en répartissant la pres- sion requise sur deux ressorts, dont l'un est disposé à l'intérieur et l'autre à l'extérieur de la gaine. Le joint décrit permet non seulement une rotation de l'arbre 1, mais aussi un déplacement axial de cet arbre. Dans ce cas, sous l'influence de la pression du ressort 5, la gaine en caoutchouc 7 se déformera dans la direc- tion longitudinale.