<Desc/Clms Page number 1>
E. KELLER, résidant à KREUSLINGEN TG (Suisse).
BOURRAGE A LABYRINTHE POUR ARBRE.
La présente invention est relative à un bourrage à labyrinthe pour arbre et a pour but d'empêcher, en particulier aux vitesses périphériques éle- vées pour des arbres rotatifs ou à mouvement de va-et-vient, que le liquide pas- se d'un cote à l'autre du bourrage et que, lorsque des liquides se trouvent des deux côtés du bourrage, ces liquides se mélangent.
Ainsi, on obtient avec le nouveau bourrage, même à des températures élevées de l'huile, une durée de ser- vice plus longue, en raison de l'usure moindre que subit le bourrage,
Le but de l'invention est atteint, grâce au fait que la pression appliquée à l'anneau d'étanchéité proprement dit du bourrage -est déchargée dy- namiquement, c'est-à-dire en fonction du nombre de tours ou de la vitesse de l'arbre.
Ainsi, cet anneau peut être appliqué avec une pression moindre sur l'arbre, ce qui procure une usure et un réchauffement moindres.*
On connaît des bourrages pour arbre, exécutés sous forme -de labyrin- thes et dans lesquels une diminution statique de la pression est produite grâ- ce à des parois ou cloisons de séparation.
Ces bourrages connus présentent l'inconvénient, en particulier dans le cas où le nombre de tours de l'arbre est élevé et dans le cas où. la pression du liquide est élevée, de ne donne lieu qu'à une absorption ou diminution insuffisante de la pression, en sorte que la pression appliquée à l'anneau d'étanchéité proprement dit du bourrage, qui doit empêcher le passade du liquide, n'est pas suffisamment déchargée et que cet anneau doit être appliqué avec une forte pression sur l'arbre.
Cette forte pression d'application se manifeste de manière préjudiciable, dans le cas où l'arbre tourne à grande vitesse et/au dans les cas où l'on fait usage de lubri- fiants fluides et où les températures mises en jeu sont élevées, du fait qu'une usure rapide et, par conséquent, une efficacité moindre se manifestent ou du fait que des corps étrangers parvenant dans la face d'étanchéité détruisent en peu de temps le bourrage ou en réduisent fortement l'efficacité.
La présente invention remédie à ces inconvénients et réside dans le
<Desc/Clms Page number 2>
fait que l'anneau d'étanchéité, prévu à l'extrémité de la face d'étanchéité, concentrique et avantageusement chargé par un ressort, est déchargé dynamique- ment de la pression, grâce à des nervures d'étanchéité hélicoïdales, qui for- ment des passages pour l'huile et s'étendent en sens opposé au sens de rota- tion.
Selon une autre particularité de l'invention, les'nervures d'é- tanchéité hélicoïdales, qui se trouvent dans l'élément d'étanchéité ou en- tourent celui-ci et qui sont reliées fixement à l'arbre ou au palier, sont avantageusement en un matériau élastique.
Grâce à cette particularité de l'invention, selon laquelle des nervures d'étanchéité hélicoïdales se trouvent, avec un faible jeu, ayant pour effet de réduire l'usure, dans la face d'étanchéité, les corps étrangers, qui parviennent dans la face d'étanchéité peuvent être rejetés dans le contre- courant,tandis que, par ailleurs, une contrepression peut s'établir dans le bourrage, à rencontre de la pression de liquide appliquée à la face d'étan- chéité et assurant l'étanchéité.
Selon le nombre de tours de l'arbre et la viscosité du liquide d'étanchéisation, la pente et la hauteur des nervures d'étanchéité en spirale doivent être choisies de façon qu'un état d'équilibre puisse s'établir entre la pression de liquide appliquée à la face d'étanchéi- té et la contre-pression que procurent les nervures hélicoïdales.
Il est connu de prévoir des nervures hélicoïdales devant la face d'étanchéité. Cet agencement ne permet cependant pas d'obtenir un décharge- ment proprement dit de la pression, mais permet seulement de réduire l'af- flux d'une quantité déterminée de liquide au bourrage, étant donné qu'une résistance à l'écoulement est prévue devant la face d'étanchéité, cette résis- tance ne permettant, toutefois, pas de réduire la pression statique appliquée au bourrage proprement dit. Par ailleurs, dans ces dispositifs connus, il n'est pas davantage possible de rejeter les corps étrangers parvenant à la fa- ce d'étanchéité.
Pour atteindre le but de l'invention, il importe, en outre, que l'anneau d'étanchéité concentrique enserre avec pression la face d'étanchéité tandis que les nervures d'étanchéité hélicoïdales entourent la face d'étanchéi- té sans pression.
Grâce à cette particularité de l'invention, l'usure éventuellement ,possible est transférée à l'anneau d'étanchéité concentrique, qui se trouve à l'extrémité de la face d'étanchéité, la pression appliquée à cet anneau étant déchargée par les nervures d'étanchéité hélicoïdales dans une mesure telle que cet anneau ne doit pas entourer la face d'étanchéité avec une pres- sion aussi forte que dans les bourrages connus.
Suivant une forme d'exécution possible de l'invention, les flui- des servant à assurer l'étanchéité des deux c8tés du bourrage viennent heur- ter des nervures hélicoïdales, s'étendant en sens opposé au sens de rotation et montées fixement sur l'arbre ou dans le palier, avec la lèvre d'étanchéité dans la position médiane.
Pour des arbres à mouvement de va-et-vient, le dispositif d'é- tanchéité suivant l'invention se caractérisé par le fait qu'un arbre à mouve- ment de va-et-vient est entouré du coté déchargé de la pression du liquide, de nervures d'étanchéité hélicoïdales et d'une lèvre d'étanchéité.
Une forme d'exécution de l'invention est illustrée,à titre d'exem- ple, sur les dessins ci-annexés. D'autres particularités encore de l'invention ressortiront des dessins et de leurs description.
Dans ces dessins: - la figure 1 montre la structure d'un bourrage suivant l'inven- tion; - la figure 2 représente, à plus petite échelle, le bourrage se- lon la figure 1, monté sur un arbre, la pression du liquide agissant d'un côté du bourrage, et
<Desc/Clms Page number 3>
- la figure 3 illustre l'emploi du bourrage pour un arbre à mou- vement de va-et-vient.
A la figure 1, la notation de référence 1 désigne une lèvre d'é- tanchéité ou d'obturation concentrique, avantageusement chargée par un res- sort et obturant la face d'étanchéité à la manière d'un anneau. Le ressort (ressort de traction hélicoïdal) est indiqué en 2, l'anneau de fermeture du bourrage en 3 et la rondelle ou virole d'étanchéité proprement dite en 4. Ce bourrage concentrique, qui empêche l'écoulement du liquide vers l'extérieur, est déchargé de la pression, conformément à l'invention. A cette fin, on pré- voit des nervures hélicoïdales 5, qui s'étendent en sens opposé au sens de rotation, en sorte qu'un contre-courant est engendré.
La lèvre d'étanchéité avec sa partie formant collerette est indiquée en 6 et se trouve du côté du liquide, un ressort en spirale annulaire 7 empêchant que les nervures héli- coïdales 5 soient écartées de l'arbre, sous l'effet de la pression du liqui- de. Le boîtier métallique entourant le bourrage est indiqué en 8.
La figure 2 montre que le bourrage est monté de la manière habi- tuelle. Dans cette figure, les petites flèches 9 désignent le liquide agis- sant sur le bourrage, tandis que l'arbre rotatif est désigné par la notation de référence 10.
Lors de l'utilisation du bourrage dans le cas où deux liquides doivent être séparés l'un de l'autre, les nervures en spirale opposées sont agencées de façon que des filets à droite et à gauche aboutissent centrale- ment à la lèvre d'étanchéité.
La figure 3 montre que le principe de l'invention est également applicable dans le cas d'arbres à mouvement de va-et-vient. Dans ce cas, les nervureshélicoïdales agissent comme des plans inclinés et ainsi le décharge- ment désiré de la pression est assuré.
L'invention est applicable dans tous les cas de bourrages pour ar- bres, où un fluide sous pression tend à s'échapper à travers le bourrage. Ce fluide doit cependant se laisser véhiculer par des nervures hélicoïdales.
REVENDICATIONS. r
1. Bourrage à labyrinthe pour arbre, caractérisé en ce que l'an- neau d'étanchéité, prévu à l'extrémité de la face d'étanchéité, concentrique et avantageusement chargé par un ressort, est déchargé dynamiquement de la pression, grâce à des nervures d'étanchéité hélicoïdales, qui forment des pas- sages pour l'huile et s'étendent en sens opposé au,sens de rotation.