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GARNITURE D'ETANCHEITE DE PALIERS AU MOYEN D'UN DISQVE EN ACIER ET PROCEDE EN VUE DE SON EXECUTION.
La présente invention est relative aux garnitures d'étanchéité des paliers, en particulier des paliers à roulement ou antifriction, au moyen d'un disque en acier.
Il est déjà connu d'appliquer solidement une rondelle élasti- que en laiton, tombac ou acier sur l'une des bagues d'un palier pour assu- rer l'étanchéité du fait que cette rondelle glisse, avec une légère pression élastique, sur l'autre bague du palier. En ce cas, une surface frontale de la rondelle annulaire porte contre la surface latérale de l'une des bagues du palier à roulement. On a constaté que ces garnitures d'étanchéité peu- vent être sensiblement améliorées lorsque, conformément à l'invention, en montant sous pression un disque élastique en acier, on ne l'applique que par une arête, obliquement, contre une surface d'étanchéité. Ainsi, par exemple, on peut appliquer un disque en acier par son arête contre un deu- xième disque en acier.
Les disques portent de façon avantageuse l'un sur l'autre, selon un angle obtus, ce que l'on peut obtenir, par exemple, en donnant à l'un des disques une forme conique ou en incurvant en forme de cône le bord extérieur ou le bord du trou de l'un des disques. Dans pres- que tous les cas, on peut monter après coup une garniture d'étanchéité de ce genre dans des paliers existants, sans qu'il soit nécessaire de procé- der à des modifications de construction par suite de faible encombrement.
Alors que, dans la plupart des garnitures d'étanchéité habituelles connues jusque ici on utilise des pressions spécifiques aussi faibles que possible, de manière à avoir une faible usure, l'étanchéité de la garniture selon 1'in- vention doit être obtenue justement au moyen d'une pression spécifique élevée, de telle sorte que les disques d'étanchéité se rodent progressivement l'un sur l'autreo Les pertes par frottement sont, en ce cas, très faibles, car la pression normale est également faible.
En vue d'obtenir la pression d'application désirée, les disques peuvent avoir des épaisseurs différentes ou encore présenter des duretés dif-
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férentes. On peut encore rendre réglable la pression d'application à 1' aide de bagues d'écartement d'épaisseurs différentes.
Les figures 1 à 15 du dessin annexé représentent en coupe, à ti- tre d'exemple, différentes formes de réalisation de la garniture d'étanchéité pour paliers selon l'invention.
Sur la figure 1, entre l'arbre tournant 20 et un logement de pa- lier 21,est monté, par exemple, un roulement à billes avec bague extérieure 22 et bague intérieure 23. Pour empêcher l'expulsion du lubrifiant hors du roulement à billes, on encastre, selon l'invention, entre la bague intérieu- re 23 et un disque de fermeture 24 ou organe analogue, une rondelle tournan- te 25 en acier et cela par l'intermédiaire d'une bague d'écartement 26. Contre le disque tournant 25 porte une rondelle 27 également en acier, conique et fi- xe, qui est maintenue par une bague de retenue 28. Cette bague est bloquée par exemple sur une saillie 29 du logement 21 du palier. Les deux bagues 25 et 27 ne portent l'une sur l'autre que par uue arête, ce qui assure l'étanchéi- té désirée.
La figure 2 montre l'application de la garniture selon l'invention à un roulement à rouleaux coniques. Ici également, à côté de la bague intérieu- re 23 est disposé le disque tournant 25 qui porte contre le disque 27. Cette forme de réalisation montre particulièrement clairement le faible encombre- ment de la garniture d'étanchéité, qui ne dépend que de l'épaisseur des dis- ques tournants.
Les figures 3 et 4 représentent, à échelle fortement agrandie, le contact suivant une arête entre les deux disques d'étanchéité. Suivant la fi- gure 3, lors du montage, l'arête du disque extérieur fixe 27 porte contre le disque tournant 25, le disque fixe étant maintenu par la bague de retenue 28.
Lorsque la bague intérieure 25 est amenée dans sa position finale, représen- tée sur la figure 4, il s'infléchit légèrement, la forme conique de la bague extérieure 27 et, par suite, le contact suivant une arête étant maintenus.
Conformément à la figure 5,le disque fixe 27 porte extérieure- ment contre le disque tournant 25 dont l'arête, en ce cas, assure l'étanchéi- té. Cette forme de réalisation présente l'avantage que l'huile projetée par le disque tournant 25 est arrêtée par le disque fixe 27.
Les deux disques en acier glissant l'un sur l'autre peuvent avoir la même épaisseur ou des épaisseurs différentes, De préférence, le disque tournant 25 est un peu plus épais que le disque fixe 27. Les disques n'ont que quelques dixièmes de millimètres d'épaisseur, de sorte que l'ensemble de la garniture n'occupe qu'une place très réduite et qui ne joue pratique- ment aucun rôle.
Le diamètre intérieur du disque tournant 25 ne doit être que de très peu supérieur à celui de l'arbre 20, afin qu'il tourne de façon exactement concentrique et qu'il n'exécute pas de mouvements de pompage. La pression d'application nécessaire peut être déterminée par l'épaisseur des disques et par leur dureté. Er choisissant de façon correspondante l'épais- seur de la bague d'écartement 26 on peut également régler la force élas- tique.
Le diamètre intérieur du disque extérieur 27 doit être aussi faible que possible de façon que ce disque arrive au voisinage de la bague intérieure 23 du palier car, en cet endroit, le lubrifiant est relativement peu projeté vers l'extérieur de sorte.que la garniture d'étanchéité proprement dite se trouve disposée en un point particulièrement favorable.
Pour des paliers à très grande vitesse de rotation, il est bon de munir la surface de glissement du disque tournant 25, conformément aux figures 6 ou 7, d'un revêtement 31 ou 32 résistant au frottement et assurant l'évacua- tion de la chaleur. Ce revêtement peut consister en une bague de laiton, de graphite, de charbon, etc.
Le disque spécial 28 de retenue du disque extérieur 27 n'est ce- pendant pas absolument nécessaire. Conformément à la figure 8, on peut utili- ser également un disque 27 lisse. Dans ce cas,. le disque doit être fait de façon telle que, sous pression, il ne porte que par son arête extérieure con-
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tre le disque tournant 25, ce qui est obtenu par exemple par l'inflexion 23 en forme de cône. La pression élastique d'application de ce disque 27 peut être obtenue,par exemple, à l'aide d'une bague d'écartement spéciale 34.
Conformément à la figure 9 le disque fixe 27 peut être bloqué par son bord recourbé 35 dans l'ouverture intérieure de la bague extérieure 22 du palier antifriction. De manière à obtenir, en ce cas, une étanchéité parfaite, il est cependant nécessaire que l'alésage de la bague extérieure 22 ait un dia- mètre exactement calibre. De façon analogue, la bague de retenue 28 du disque extérieur 27 de la figure 1 pourrait être bloquée dans l'alésage intérieur de la bague extérieure 22 du palier au lieu de l'être dans la saillie 29 du loge- ment 21 du palier.
De manière à éviter que l'huile qui s'infiltre entre l'arbre 20 et la bague de roulement intérieur 23 puisse sortir du palier, il est prévu, comme le montrent les figures 1 et 2, à côté du disque intérieur 23, une gar- niture en caoutchouc 36 dont le serrage est obtenu grâce à la forme conique correspondante du disque de fermeture 24. Conformément à la figure 10, cette garniture en caoutchouc 36 est serrée par exemple au moyen des deux bagues co- niques 37 et 38, ce qui permet d'obtenir une étanchéité parfaite vis à vis de l'huile d'infiltration. Dans cette forme de réalisation, la bague de retenue 28 du disque extérieur 27 est serrée à force sur la surface extérieure de la bague extérieure 22 du palier.
Evidemment, il faut s'arranger pour que, sur cette surface extérieure, de l'huile d'infiltration ne puisse être expulsée hors du palier.
Comme il peut arriver que la pression de l'huile contre la garni- ture d'étanchéité soit très forte et pousse les deux disques en acier vers l'extérieur, ce qui rendrait la garniture inefficace, le disque fixe 27 peut, suivant la figure 11, être disposé également entre le disque tournant 25 et un autre disque 39. Une bague intercalaire 41 est disposée entre ces deux disques tournants 25 et 39. L'étanchéité est réalisée en ce cas au moyen des disques 25 et 27, tandis que le disque 39 sert, avant tout, à supporter la pression de l'huile sans qu'elle agisse sur les disques 25 et 27.
Egalement, dans cette forme de réalisation, il peut y avoir une garniture en caoutchouc supplémentaire 36, avec bague de serrage 40
Enfin, les deux disques en acier peuvent être faits de telle sor- te que chaque disque, et cela aussi bien le disque tournant 25 que le disque fixe 27, porte par un bord contre l'autre disque, comme cela est représenté sur la figure 12. Les deux disques sont serrés d'une façon quelconque (non représentée) contre les bagues 22 et 23 du palier à roulement. L'espace creux annulaire qui résulte de cette forme de réalisation peut encore être rempli d'une graisse 42 résistant à l'huile.,
Les formes de réalisations décrites jusqu'ici montrent l'appli- cation de la garniture d'étanchéité dans le cas de paliers à roulements.
Evi- dément, on peut utiliser la même garniture dans toutes les autres formes de paliers. Conformément à la figure 13, les deux disques en acier 25 et 27 ser- vant, par exemple, à assurer l'étanchéité d'une boite de transmission rem- plie d'huile. La garniture d'étanchéité consiste d'abord en une douille en bronze 43, et en deux disques en acier 25 et 27 disposés vers l'extérieur par rapport à la dite douille. Pour assurer l'étanchéité vis à vis de l'huile d' infiltration, il est encore prévu, en ce cas, une garniture en caoutchouc 36.
Evidemment, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisa- tion représentés. Ainsi, par exemple, le disque intérieur 25 peut être fixé avec l'arbre 20 et le logement de palier 21 peut tourner avec le disque ex- térieur 27, comme cela est le cas, par exemple, pour les roues avant des vé- hicules automobiles pour les paliers de ponts roulants ou appareils analo- gues
Il n'est cependant pas nécessaire que l'arête d'un disque fixe porte contre un disque tournant, l'arête de ce dernier peut également toucher une autre partie du palier.
Ainsi, sur la figure 14, sur le côté extérieur du palier, un disque élastique 44 est bloqué contre la bague de roulement in- térieur 23 et l'arête de ce disque porte contre la surface 45 de l'alésage,
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formant épaulement, de la bague extérieure 22, de manière à assurer l'étan- chéité nécessaire, Grâce à l'inflexion représentée de ce disque, la pression intérieure du lubrifiant applique d'autant plus fortement ce disque d'étanchéi- té 44 contre la bague extérieure. A côté de ce disque d'étanchéité, on peut encore disposer un autre disque 46 de protection contre la poussière, dont la surface frontale porte contre la surface latérale de la bague extérieure 22 et empêche la pénétration de la poussière.
L'espace 47 compris entre ces deux disques 44 et 46 peut également être rempli de graisse ou matière analo- gue comme dans la forme de réalisation de la figure 12
Dans la forme de réalisation de la figure 15, un disque annulaire 48,élastique et sensiblement en forme d'U, est bloqué entre la bague intérieu- re 23 et la bague extérieure 22 de telle sorte que l'arête de la bride 49 por te contre la surface 50 de l'alésage, formant épaulement, de la bague extérieu- re 22 et que l'arête de l'autre bride 51 porte contre la surface formant épau- lement 52, de la bague intérieure 23. Cette garniture présente le grand avan- tage qu'elle est absolument indépendante du restant de la construction du lo- gement de palier et que la garniture peut être livrée avec le roulement à bil- les.
Egalement dans cette forme de réalisation, à côté du disque annulaire 48, en forme d'U, il peut encore être prévu un disque 46 de protection contre la poussière, empêchant en même temps que le disque annulaire 48 soit chassé par la pression intérieure. Evidemment, il pourrait également être prévu, dans ce but, d'autres éléments de construction.
De manière à éviter que la pression de l'huile agisse sur la gar- niture d'étanchéité, il est prévu, conformément à la figure 11, un disque spé- cial 39. Notamment dans le cas des paliers des boites de transmission., dans lesquels les roues dentées de la transmission agissent comme des pompes à en- grenage et refoulent encore en plus l'huile dans les paliers anti-friction, on peut encore disposer sur le côté intérieur du palier de la figure 1 un dis- que spécial 53 de protection contre la poussière. Ce disque est monté, par exemple, entre un collet de l'arbre 20 et la bague intérieure 23 du palier.
Grâce à ce disque d'arrêt 53, on évite que l'huile se trouvant à l'intérieur du logement arrive sur les surfaces de roulement du palier antifriction, de sorte que l'on évite également une forte pression d'huile sur les disques ex- térieurs d'étanchéité 25 et 27.
REVENDICATIONS.
1 Procédé pour assurer l'étanchéité des paliers ou analogues au moyen d'un disque en acier, caractérisé par le fait que le disque en acier élastique appuie lorsqu'il est en place, uniquement par une arête et oblique- ment contre une surface d'étanchéité.
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BEARING SEALING BY MEANS OF A STEEL DISQVE AND PROCESS FOR ITS EXECUTION.
The present invention relates to sealing linings for bearings, in particular rolling or antifriction bearings, by means of a steel disc.
It is already known to apply an elastic washer made of brass, tombac or steel securely to one of the rings of a bearing to ensure the tightness due to the fact that this washer slides, with a slight elastic pressure, on the other bearing ring. In this case, a front surface of the annular washer bears against the lateral surface of one of the rings of the rolling bearing. It has been found that these gaskets can be appreciably improved when, in accordance with the invention, by mounting an elastic steel disc under pressure, it is only applied by a ridge, obliquely against a surface of. sealing. Thus, for example, a steel disc can be applied by its edge against a second steel disc.
The discs bear advantageously one on top of the other at an obtuse angle, which can be achieved, for example, by giving one of the discs a conical shape or by curving the edge in the shape of a cone. outside or the edge of the hole of one of the discs. In almost all cases, such a seal can be retrofitted into existing housings without the need for constructional modifications due to space requirements.
While in most of the usual packings known hitherto specific pressures as low as possible are used, so as to have low wear, the tightness of the packing according to the invention must be obtained precisely at the same time. medium of a high specific pressure, so that the sealing discs gradually run in one on the other. The friction losses are, in this case, very low, because the normal pressure is also low.
In order to obtain the desired application pressure, the discs may have different thicknesses or else have different hardnesses.
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férentes. The application pressure can also be made adjustable by means of spacer rings of different thicknesses.
Figures 1 to 15 of the accompanying drawing show in section, by way of example, different embodiments of the seal for bearings according to the invention.
In Figure 1, between the rotating shaft 20 and a bearing housing 21, there is mounted, for example, a ball bearing with an outer ring 22 and an inner ring 23. To prevent the lubricant from being expelled from the bearing. balls, according to the invention, is fitted between the inner ring 23 and a closing disc 24 or the like, a rotating washer 25 made of steel and this by means of a spacer ring 26. Against the rotating disc 25 carries a washer 27 also made of steel, conical and fixed, which is held by a retaining ring 28. This ring is blocked for example on a projection 29 of the housing 21 of the bearing. The two rings 25 and 27 bear on each other only by a ridge, which provides the desired seal.
FIG. 2 shows the application of the lining according to the invention to a tapered roller bearing. Here too, next to the inner ring 23 is arranged the rotating disc 25 which bears against the disc 27. This embodiment particularly clearly shows the small space requirement of the seal, which only depends on the size of the seal. 'thickness of the rotating discs.
Figures 3 and 4 show, on a greatly enlarged scale, the contact along an edge between the two sealing discs. According to Figure 3, during assembly, the ridge of the fixed outer disc 27 bears against the rotating disc 25, the fixed disc being held by the retaining ring 28.
When the inner ring 25 is brought into its final position, shown in Fig. 4, it flexes slightly, the conical shape of the outer ring 27 and hence ridge contact being maintained.
In accordance with FIG. 5, the fixed disc 27 bears externally against the rotating disc 25, the edge of which, in this case, ensures the seal. This embodiment has the advantage that the oil projected by the rotating disc 25 is stopped by the fixed disc 27.
The two steel discs sliding over each other may have the same or different thicknesses. Preferably, the rotating disc 25 is a little thicker than the stationary disc 27. The discs are only a few tenths of a size. millimeters thick, so that the entire packing takes up very little space and plays virtually no role.
The internal diameter of the rotating disc 25 must be only a very little greater than that of the shaft 20, so that it rotates exactly concentrically and that it does not execute pumping movements. The required application pressure can be determined by the thickness of the discs and their hardness. By correspondingly selecting the thickness of the spacer ring 26, the elastic force can also be adjusted.
The internal diameter of the external disc 27 must be as small as possible so that this disc arrives in the vicinity of the internal ring 23 of the bearing because, in this place, the lubricant is relatively little projected outwards so that the lining actual sealing is disposed at a particularly favorable point.
For bearings at very high rotational speed, it is advisable to provide the sliding surface of the rotating disc 25, in accordance with Figures 6 or 7, with a coating 31 or 32 resistant to friction and ensuring the evacuation of the material. heat. This coating can consist of a ring of brass, graphite, carbon, etc.
The special disc 28 for retaining the outer disc 27 is not, however, absolutely necessary. According to Figure 8, a smooth disc 27 can also be used. In that case,. the disc must be made in such a way that, under pressure, it bears only by its outer edge con
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be the rotating disc 25, which is obtained for example by the inflection 23 in the form of a cone. The elastic application pressure of this disc 27 can be obtained, for example, by means of a special spacer ring 34.
According to FIG. 9, the fixed disc 27 can be blocked by its curved edge 35 in the inner opening of the outer ring 22 of the anti-friction bearing. In order to obtain, in this case, a perfect seal, it is however necessary for the bore of the outer ring 22 to have an exactly calibrated diameter. Similarly, the retaining ring 28 of the outer disc 27 of Figure 1 could be locked in the inner bore of the outer ring 22 of the bearing instead of being locked in the projection 29 of the housing 21 of the bearing.
In order to prevent the oil which infiltrates between the shaft 20 and the inner bearing race 23 from being able to come out of the bearing, it is provided, as shown in Figures 1 and 2, next to the inner disc 23, a rubber gasket 36, the tightening of which is obtained by virtue of the corresponding conical shape of the closing disc 24. In accordance with FIG. 10, this rubber gasket 36 is tightened for example by means of the two conical rings 37 and 38, which makes it possible to obtain a perfect seal with respect to the infiltration oil. In this embodiment, the retaining ring 28 of the outer disc 27 is force-tightened to the outer surface of the outer ring 22 of the bearing.
Obviously, it is necessary to arrange so that, on this outer surface, the infiltration oil cannot be expelled out of the bearing.
As it can happen that the pressure of the oil against the packing is very strong and pushes the two steel discs outwards, which would render the packing ineffective, the fixed disc 27 can, according to the figure 11, also be disposed between the rotating disc 25 and another disc 39. An intermediate ring 41 is arranged between these two rotating discs 25 and 39. The seal is achieved in this case by means of the discs 25 and 27, while the disc 39 serves, above all, to withstand the pressure of the oil without it acting on the discs 25 and 27.
Also, in this embodiment, there may be an additional rubber gasket 36, with clamp ring 40.
Finally, the two steel discs can be made in such a way that each disc, and that both the rotating disc 25 and the fixed disc 27, bears by one edge against the other disc, as shown in the figure. 12. The two discs are clamped in some way (not shown) against the races 22 and 23 of the rolling bearing. The annular hollow space which results from this embodiment can be further filled with an oil resistant grease 42.
The embodiments described so far show the application of the seal in the case of rolling bearings.
Obviously, the same packing can be used in all other forms of bearing. In accordance with FIG. 13, the two steel discs 25 and 27 serving, for example, to seal a transmission box filled with oil. The seal consists first of all of a bronze bush 43, and of two steel discs 25 and 27 arranged outwardly relative to said bush. To ensure tightness with respect to the seepage oil, a rubber seal 36 is also provided in this case.
Obviously, the invention is not limited to the exemplary embodiments shown. Thus, for example, the inner disc 25 can be fixed with the shaft 20 and the bearing housing 21 can rotate with the outer disc 27, as is the case, for example, with the front wheels of vehicles. automobiles for overhead crane bearings or the like
However, it is not necessary for the edge of a fixed disc to bear against a rotating disc, the edge of the latter may also touch another part of the bearing.
Thus, in FIG. 14, on the outer side of the bearing, an elastic disc 44 is blocked against the inner rolling race 23 and the edge of this disc bears against the surface 45 of the bore,
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forming a shoulder, of the outer ring 22, so as to ensure the necessary tightness. Thanks to the inflection shown of this disc, the internal pressure of the lubricant applies this sealing disc 44 all the more strongly against the outer ring. Next to this sealing disc, it is also possible to place another disc 46 for protecting against dust, the front surface of which bears against the lateral surface of the outer ring 22 and prevents the penetration of dust.
The space 47 between these two discs 44 and 46 can also be filled with grease or the like as in the embodiment of FIG. 12.
In the embodiment of FIG. 15, an annular disc 48, resilient and substantially U-shaped, is clamped between the inner ring 23 and the outer ring 22 so that the ridge of the flange 49 por te against the surface 50 of the bore, forming a shoulder, of the outer ring 22 and that the edge of the other flange 51 bears against the surface forming the shoulder 52, of the inner ring 23. This gasket has the great advantage that it is absolutely independent of the rest of the construction of the bearing housing and that the seal can be delivered with the ball bearing.
Also in this embodiment, next to the U-shaped annular disc 48, there may also be provided a dust protection disc 46, at the same time preventing the annular disc 48 from being forced out by the internal pressure. Obviously, other construction elements could also be provided for this purpose.
In order to prevent the oil pressure from acting on the seal, a special disc 39 is provided in accordance with FIG. 11. In particular in the case of the bearings of the transmission boxes. in which the toothed wheels of the transmission act as gear pumps and additionally push the oil into the anti-friction bearings, a special disc can still be placed on the inner side of the bearing in figure 1 53 protection against dust. This disc is mounted, for example, between a collar of the shaft 20 and the inner ring 23 of the bearing.
Thanks to this stop disc 53, it is possible to prevent the oil inside the housing from reaching the rolling surfaces of the anti-friction bearing, so that high oil pressure on the discs is also avoided. sealing exteriors 25 and 27.
CLAIMS.
1 Method for sealing bearings or the like by means of a steel disc, characterized in that the resilient steel disc presses when in place only by a ridge and obliquely against a surface of sealing.
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