Dispositif d'étanchéité pour arbre de machine L'invention concerne un dispositif d'étan chéité pour arbre de machine. On corindit des dispositifs dans lesquels le joint d'étanchéité est constitué par une pièce souple, générale ment en caoutchouc synthétique ou en cuir, qui est logée dans une cage métallique que l'on engage dans une chambre de la machine<B>à</B> pro téger<B>;
</B> cette pièce souple est fixe et solidaire de la cage, tandis que l'arbre tourne<B>à</B> Pinté- rieu,r. De plus, cette pièce est maintenue en contact avec l'arbre par laction d'un ressort qui assure ainsi l'étanchéité le long de l'arbre, tandis que l'étanchéité le long de la cage est assurée par le fait que cette cage est engagée <B>à</B> force dans ladite ch-ambre de la machine.
Ces dispositifs présentent l'inconvénient d'exiger un serrage suffisant de la pièce souple sur l'arbre si l'on veut obtenir une bonne étan chéité, ce qui a pour conséquence une usure rapide de l'arbre et de la pièce souple et un freinage très sensible du mouvement de rota tion.
D'autres dispositifs connus permettent d'éviter les inconvénients susénoncés, mais nécessitent un appui contre un épaulement d7arbre, et en général un logement plus grand que les dispositifs<B>à</B> cages<B>;</B> d'autre part, dans certaines machines comme les compresseurs frigorifiques, les pièces assurant l'étanchéité radiale sont souvent mises au contact d'impu retés qui les détériorent et les pièces souples en caoutchouc assurant l'étanchéité le long de l'arbre sont mises au contact de corps chimi ques susceptibles<B>de</B> les détériorer ou<B>de</B> les déformer.
La présente invention permet d'obvier<B>à</B> ces inconvénients grâce<B>à</B> un dispositif d'étanchéité caractérisé en ce qu'il comporte une enveloppe cylindrique contenant, d'une part, une première pièce, constituée par 'une bague destinée<B>à</B> être montée sur l'arbre de machine et tournant,avec leditarbre en vue d'assurer l'étanchéité dans<B>le</B> sens axial et, d'autre part, au moins une deuxiè me pièce en contact avec la première et mon tée de manière<B>à</B> tourner -avec ladite première pièce et<B>à</B> frotter par une face radiale contre une pièce fixe en vue d'assurer l'étanchéité dans le sens radial, des moyens permettant d'exer cer une pression élastique appliquant, d'une part, lesdites pièces tournantes l'une contre l'autre et, d'autre part,
ces mêmes pièces tour nantes contre leur surface d'étanchéité res pective, c'est-à-dire ledit arbre, d'une part, et ladite pièce fixe, d'autre part.
Le dessin ci-annexé représente,<B>à</B> titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution du dis positif objet de l'invention. La fig. <B>1</B> -représente, en coupe longitudinale, un exemple d'un dispositif d'étanchéité sui vant l'invention monté dans un embrèvement de machine<B>;</B> La fig. 2 représente, en demi-coupe longi tudinale et<B>à</B> plus grande échelle, le dispositif de la fig. <B>1 ;
</B> La fig. <B>3</B> montre, en coupe longitudinale, un dispositif suivant une variante d'exécution dans laquelle le dispositif détanchéité est logé dans une bdite <B>;</B> La fig. 4 représente, en coupe longitudinale, une autre variant-- du dispositif d'étanchéité<B>;</B> La fig. <B>5</B> représente, en coupe longitudi nale, une variante de montage du dispositif de la fig. 4<B>;
</B> La fig. <B>6</B> représente, en coupe longitudi nale, une autre va-riante d'exécution du dispo sitif d'étanchéité, dans<B>le</B> cas où Farbre <B>de</B> ma chine présente un épaulement;
Les fig. <B>7</B> et<B>8</B> représentent, en coupe lon gitudinale, des variantes d'exécution du dispo sitif de la fig. <B>6,</B> utilisées dans le cas où règne une pression élevée dans la chambre étan che<B>;</B> Les fig. <B>9 à 11</B> représentent d'autres formes d'exécution particulières du dispositif d'étan chéité, dans lesquelles les pièces assurant P6tan- chéité sont emprisonnées et maintenues dans une cuvette qui permet<B>le</B> montage monobloc de l'ensemble<B>;</B> La fig. <B>9</B> représente, en coupe longitudi nale, un dispositif double<B>de</B> ce type monté dans un embrèvement de machine;
La fig. <B>10</B> représente, en coupe longitudi nale et suivant une variante d'exécution, un dispositif simple<B>;</B> La fig. <B>11</B> représente partiellement le dis positif de la fig. <B>10</B> tel qifil se présente avant d'être monté sur Parbre de machine.
Une pièce<B>1</B> (fig. <B>1</B> et 2) en une matière souple, munie<B>à</B> sa périphérie de lèvres en saillie 2, est montée sur un axe provisoire non représenté<B>;</B> des pièces<B>3</B> et<B>3,</B> en une matière moulée, de préférence, et possédant comme caractéristique particulière indispensable des qualités d7autolubrification en même temps que mécaniques, notamment en ce qui concerne la résistance, sont montées sur la pièce<B>1,
</B> de façon que les lèvres 2 de la pièce<B>1</B> prennent appui sur des faces coniques extérieures des pièces<B>3</B> et<B>3'.</B> Un ressort en forme<B>de</B> tore 4 est monté entre les deux pièces<B>3</B> et<B>3'</B> et pa-r son action tend<B>à</B> les écarter l'une de l'autre et<B>à</B> les maintenir appuyées contre les lèvres 2 de la pièce<B>1.</B> Deux disques plats<B>5</B> et<B>5'</B> ser vent de butées fixes pour les pièces<B>3</B> -et <B>3' ;</B> une entretoise<B>6</B> est montée entre les deux bu tées<B>5</B> et<B>5'</B> et une cage<B>7</B> est montée et sertie de façon<B>à</B> maintenir l'ensemble.
Pour monter cet appareil sur l'arbre de la machine<B>à</B> pro- t6ger, on l'engage<B>à</B> force dans un embrèvement <B>8</B> de la machine<B>9 ;</B> l'arbre<B>35 de</B> la machine prend alors la place de l'axe provisoire -sur le quel était montée la pièce<B>1.</B> Dans la rotation, l'arbre<B>35</B> entraîne la pièce<B>1</B> qui entraffie <B>à</B> son tour les pièces<B>3</B> et<B>3',</B> lesquelles entreinent <B>le</B> ressort 4.
Les faces de butée des pièces<B>3</B> et <B>3'</B> glissent sur les disques<B>5</B> et<B>5'</B> et assurent l'étanchéité radiale du dispositif, alors que l'étanchéité axiale est -assurée par la pièce<B>1</B> tournant avec l'arbre.
On peut, dans le dispositif décrit, ne pré voir qu'une pièce<B>3</B> et -une butée fixe<B>5,</B> mais on a souvent intérêt<B>à</B> employer deux ensembles de pièces<B>3</B> et<B>5</B> de façon que l'un des deux protège l'autre des impuretés intérieures pou vant provenir de la machine<B>à</B> protéger et que, par suite, Pétanchéité réalisée par<B>le</B> deuxième ensemble soit toujours parfaite<B>;</B> de cette façon, on peut garnir #d'huile choisie d'une manière appropriée le dispositif d'étanchéité.
On con çoit également que ce West point sortir du ca dre de l'invention que<B>de</B> modifier l'agencement ou la forme des pièces en rotation et que l'on pourrait, par exemple, modifier la forme des pièces<B>3</B> et<B>3'</B> de façon que les lèvres 2 de la pièce<B>1</B> prennent appui contre les faces inté rieures de ces pièces<B>3</B> et<B>3'</B> et utiliser un res sort d'un type différent qui, par son action tendrait<B>à</B> les rapprocher l'une<B>de</B> l'autre et<B>à</B> les maintenir appuyées contre les lèvres 2 de la pièce<B>1.</B>
Les fig. <B>3</B> et 4 représentent deux formes d'exécution dans lesquelles les dispositifs d'étanchéité sont logés dans une boîte d'étan chéité constituée par des pièces 12 et<B>13,</B> la dite bdite étant<B>à</B> bain d'huile et formant flas que<B>de</B> fermeture<B>;</B> cette boit-. est particulière ment intéressante dans les applications aux compresseurs frigorifiques. Dans ce cas, en<B>ef-</B> fet, les pièces rotatives ne baignent plus alors dans l'huile du compresseur, mais dans une huile indépendante du circuit frigorifique, dans laquelle les impuretés de ce circuit ne peuvent être amenées.
Dans<B>le</B> cas de la fig. 4, les pièces de bu tée rotatives<B>3</B> et<B>3'</B> reçoivent des pièces en forme de tore souples<B>10</B> et<B>10' ;</B> deux ion- delles, d'appui tournantes<B>11</B> et ll' (ou des tô les comme<B>11 "</B> et<B>11</B> "' de la fig. <B>5)</B> présentent une face conique et une face plane. Les faces planes prennent appui sur les pièces en forme de tore<B>10</B> et<B>10' ;</B> entre les faces coniques se faisant vis-à-vis des pièces<B>11</B> et ll', est monté le ressort en forme de tore 4.
Les butées<B>3</B> et<B>3'</B> tournent et sont susceptibles de glisser sur des pièces 12 et<B>13</B> formant les parois d'une boîte renfermant l'ensemble tournant et servant de butées fixes.
On peut, sans sortir du cadre<B>de</B> l'inven tion, modifier la forme des rondelles d'appui <B>11,</B> ll', ll-, ll'-, mais l'emploi de rondelles telles que celles représentées en coopération avec un ressort en forme de tore présente l'avantage d'entraîner un faible encombrement en longueur et en diamètre du dispositif.<B>Il</B> suf fit de donner aux rondelles supportant le res sort 4 une forme telle que l'effort du ressort tende<B>à</B> les écarter, les composantes radiales de cet effort, c'est-à-dire les composantes per pendiculaires<B>à</B> l'axe<B>de</B> symétrie du dispositif d'étanchéité, étant statiquement absorbées par ces rondelles et les composantes axiales,
c'est- à-dire parallèles<B>à</B> l'axe<B>de</B> symétrie du dispo sitif d'étanchéité, étant transmises par ces mê mes rondelles aux butées rotatives<B>3</B> et<B>3'</B> par l'intermédiaire des pièces<B>10</B> et<B>10'.</B> Des per- çages des pièces 12 ou<B>13,</B> tels que les perçages 14 et<B>15</B> montrés<B>à</B> la fig. <B>5,</B> permettent de remplir d'huile la boîte et d'en faire la vidange.
Cette dernière fig. <B>5</B> montre un dispositif d'étanchéité porté par un manchon<B>16,</B> lui- même monté sur l'arbre<B>de</B> la machine par l'intermédiaire de pièces en matière souple<B>17</B> et<B>18,</B> assurant l'étanchéité<B>de</B> ce manchon sur l'arbre. Le manchon<B>16</B> est bloqué sur l'arbre par une bague<B>19</B> et un écrou 20.
La fig. <B>6</B> représente un montage dans le quel les deux butées rotatives<B>3</B> et<B>3'</B> sont orientées d'une façon semblable. Les ressorts de poussée sont constitués, de préférence, par des ressorts hélicoïdaux 21 et 21' prenant ap pui par l'intermédiaire de cuvettes 22 et 22, respectivement, contre un épaulement<B>23</B> de l'arbre de la machine et contre une rondelle fendueou autre organe 24 montée sur le même arbre. La rondelle 24 peut d#aiReurs être rem placée par un deuxième épaulement de l'arbre de la machine.
On voit que la butée<B>3'</B> et la pièce en forme de tore<B>10'</B> protègent la bu tée<B>3</B> contre les poussières pouvant venir<B>de</B> l'extérieur.<B>25</B> désigne une rondelle souple qui est sertie par une pièce<B>26</B> dans la pièce<B>13</B> et qui est également destinée<B>à</B> protéger l'arbre des poussières venant de l'extérieur. Les deux éléments de boîte 12 et<B>13</B> servent dans ce cas de butées fixes aux pièces rotatives<B>3</B> et<B>3'</B> assurant l'étanchéité radiale.
La fig. <B>7</B> représente un montage du dispo sitif dans une chambre où règne une pression élevée. La pièce en forme de tore souple<B>10</B> est montée sur une partie<B>de</B> larbre pr6sen- tant un diamètre supérieur au diamètre de la partie de celui-ci qui fait sailli ic; <B>le</B> diamètre extérieur de la face de la pièce<B>3</B> qui bute con tre le flasque<B>de</B> fermeture<B>13</B> est supérieur au diamètre de l'arbre sur lequel est montée la pièce<B>10.
Il</B> en résulte que les composantes axiales (c'est-à-dire parallèles<B>à</B> l'axe de sy métrie de la pièce<B>9)</B> des poussées qui s'exer cent sur les pièces<B>3</B> et<B>10</B> ont une résultante qui tend<B>à</B> appliquerla pièce<B>3</B> contre le flas que de fermeture<B>13.</B>
La fig. <B>8</B> représente une variante dans la quelle le même résultat peut êù, e obtenu par rutilisation d'un manchon<B>27</B> prenant appui sur un unique épaulement<B>23</B> de larbre <B>;</B> une pièce <B>28</B> assure l'étanchéité du manchon<B>27</B> sur rar- bre.
La fig. <B>9</B> représente une variante corupor- tant une pièce cylindrique<B>29</B> dans laquelle sont renfermés deux dispositifs d'étanchéité. En outre, un embrèvement de la machine dans lequel sont montés les dispositifs d'étanchéité, est fermé par un manchon<B>30</B> formant flasque <B>de</B> fermeture, lequel est muni d'un bourrelet périphérique<B>31</B> en saillie destiné<B>à</B> faciliter l'extraction du manchon<B>30.</B>
La fig. <B>10</B> représente un dispositif du même type que le précédent, mais dans lequel la pièce cylindrique<B>29</B> est remplacée par une cuvette<B>32</B> qui est appuyée contre un roule ment<B>à</B> billes<B>33.</B>
La fig. <B>11</B> représente_ partiellement le dis positif de la fig. <B>10</B> dans la position qu'il oc cupe lorsqu'il est détendu, c'est-à-dire avant qu'il soit monté dans l'embrùvement de la machine. On voit que dans cette position, la pièce<B>3</B> vient buter, sous Faction du ressort 21, contre un rebord extérieur rabattu 34 de la cuvette<B>32.</B>