FR2493459A1

FR2493459A1 - Reinforced sliding seal for chain connector - located in groove with reinforcing spring and with hinged action head

Info

Publication number: FR2493459A1
Application number: FR8023300A
Authority: FR
Inventors: Harold Lawrence Reinsma
Original assignee: Caterpillar Tractor Co
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1980-10-27
Filing date: 1980-10-31
Publication date: 1982-05-07
Also published as: DE3040402A1; FR2493459B1

Abstract

The seal has a ring shaped radial section (20) which locates in one side of the groove and which has a sealing ring (21) linked to the radial ring by a flexible neck (23). The sealing ring has a lip (22) which sits proud of the groove and slides over the bearing surface (15) on the other part of the seal. The sealing lip contains a reinforcing strip (31) with a shaped nose (30) which is located against an insert spring washer (26,25) which clamps the seal into the groove. The seal is simple and effective and has few components.

Description

La présente invention se rapporte d'une manière générale aux joints et concerne plus particulièrement des joints faciaux du type "manchette" auxquels sont associés des ressorts pour les maintenir appliqués de manière étanche. The present invention relates in general to seals and relates more particularly to face seals of the "cuff" type with which springs are associated to keep them applied in leaktight manner.

Dans le brevet américain nO 3 614 113 de Duane L. Burke, qui est la propriété de la présente Demanderesse, est décrit un joint à manchette destiné à être utilisé pour étancher le tourillon d'une bande de roulement. In US Patent No. 3,614,113 to Duane L. Burke, which is the property of the present Applicant, there is described a cuff seal intended to be used to seal the trunnion of a tread.

Ce joint comprend des ressorts Belleville destinés à solliciter des parties opposées de la manchette à s'appliquer de manière étanche contre les surfaces en regard des éléments devant être rendus étanches. Les branches de la manchette en contact avec les ressorts Belleville opposés sont élastiques et une anse de la manchette constitue un joint statique entre une surface radialement extérieure de l'un des éléments devant être étanchés.This seal includes Belleville springs intended to urge opposite parts of the cuff to be applied in a sealed manner against the facing surfaces of the elements to be sealed. The arms of the cuff in contact with the opposite Belleville springs are elastic and a handle of the cuff constitutes a static seal between a radially outer surface of one of the elements to be sealed.

Dans le brevet américain nO 3 269 738 de Herman Baumler et al. est décrit un joint destiné à être utilisé dans les moteurs à pistons rotatifs, dans lequel un ressort en forme de disque est encastré dans un corps élastique et est relié de façon amovible avec une bague de glissement. Le disque élastique peut être fendu radialement. In U.S. Patent No. 3,269,738 to Herman Baumler et al. A gasket for use in rotary piston engines is described, in which a disc-shaped spring is embedded in an elastic body and is detachably connected with a sliding ring. The elastic disc can be split radially.

Dans le brevet américain nO 3 370 895 de George A. Cason, Jr. est décrit un joint destiné à être utilisé avec les trépans de forage, dans lequel un ressort est prévu à l'intérieur d'une bague d'étanchéité en caoutchouc. De son côté, la bague d'étanchéité est liée à une bague de montage élastique. Comme autres brevets de moindre pertinence, qui cependant représentent un certain nombre de formes différentes de joints, on peut citer les brevets américains de George E. Dunn nO 2 338 169 ; de F.W. Koller
nO 2 481 430 ; de Bernard F. Kupfert et al. n" 2 814 513 ; de Fred E.In US Patent No. 3,370,895 to George A. Cason, Jr. there is described a seal for use with drill bits, in which a spring is provided inside a rubber seal ring. For its part, the sealing ring is linked to an elastic mounting ring. As other patents of less relevance, which however represent a certain number of different forms of seals, one can quote the American patents of George E. Dunn nO 2 338 169; by FW Koller
No. 2,481,430; by Bernard F. Kupfert et al. No. 2,814,513; by Fred E.

Simpson et al. nO 3 050 346 ; de Harold L. Reinsma nO 3 218 107 qui appartient à la présente Demanderesse ; ainsi que le brevet britannique Seisakusho nO 1 425 364 et le brevet japonais nO 131 725.Simpson et al. No. 3,050,346; by Harold L. Reinsma No. 3,218,107 which belongs to the present Applicant; as well as the British patent Seisakusho nO 1,425,364 and the Japanese patent nO 131,725.

Selon l'un des aspects de la présente invention, une structure d'étanchéité comprend deux joints annulaires élastiques sollicités à s' ap- pliquer de manière étanche contre l'un des élements par des moyens élastiques agissant par l'intermédiaire d'un élément de raidissement fixé à une partie du joint élastique. La structure d'étanchéité utilise une partie de cisaillement du joint comme joint statique, permettant ainsi un mouvement facial axial pratiquement libre, tout en maintenant l'étanchéité voulue avec l'élément en contact. According to one aspect of the present invention, a sealing structure comprises two elastic annular seals which are urged to be applied in a sealed manner against one of the elements by elastic means acting through an element. stiffening attached to part of the elastic joint. The sealing structure uses a shear part of the seal as a static seal, thus allowing a practically free axial facial movement, while maintaining the desired seal with the element in contact.

Les moyens élastiques du joint peuvent être constitués par un ressort
Belleville conçu pour développer une force élastique pratiquement constante sur toute l'étendue du mouvement de la làvre d'étanchéité. Dans le mode de réalisation représenté, le ressort Belleville passe par sa disposition centrale afin de faire varier sa force élastique suivant des directions opposées de part et d'autre de la force élastique correspondant à la position centrale, afin de réduire ainsi effectivement à un minimum l'étendue totale des variations de la force élastique.The elastic means of the seal may be constituted by a spring
Belleville designed to develop an almost constant elastic force over the entire range of movement of the sealing area. In the embodiment shown, the Belleville spring passes through its central arrangement in order to vary its elastic force in opposite directions on either side of the elastic force corresponding to the central position, in order to thus effectively reduce to a minimum the full extent of the variations in elastic force.

De préférence, la variation totale de la force élastique ne doit pas dépasser environ + 15 % de celle correspondant à la position plate de l'élément élastique sur au moins approximativement 60 % de sa flexion de travail. Dans le mode de réalisation représenté, la variation totale de la force élastique peut être limitée à environ 32 kilogrammes. Preferably, the total variation of the elastic force should not exceed approximately + 15% of that corresponding to the flat position of the elastic element over at least approximately 60% of its working flexion. In the embodiment shown, the total variation of the elastic force can be limited to about 32 kilograms.

Le joint comporte une partie de liaison flexible permettant un mouvement axial pratiquement libre de la levre d'étanchéité. La partie de liaison flexible sert en outre à empêcher l'entrée des matières étrangères dans le joint et à éviter les fuites de lubrifiant. The seal has a flexible connecting part allowing an essentially free axial movement of the sealing lip. The flexible connection part also serves to prevent the entry of foreign matter into the seal and to prevent lubricant leakage.

La partie de base du joint forme un joint statique avec la surface en regard. The base part of the joint forms a static joint with the facing surface.

Dans une forme de réalisation, l'élément de raidissement maintient l'espacement des éléments élastiques des parties de liaison et d'étanchéité du joint afin d'empecher ltentassement de matières ou de fluides entre le joint et les éléments élastiques. In one embodiment, the stiffening member maintains the spacing of the elastic members of the joint and sealing portions of the joint in order to prevent the accumulation of materials or fluids between the joint and the elastic members.

Dans une certaine forme de réalisation, l'élément de raidissement est lié mécaniquement au joint dans des fentes préformées de celui-ci et dans une autre forme, l'élément de raidissement est moulé directement dans le joint. In a certain embodiment, the stiffening element is mechanically linked to the joint in preformed slots thereof and in another form, the stiffening element is molded directly in the joint.

Les parties saillantes de l'élément de raidissement qui sont en contact avec le ressort peuvent être constituées par des nervures équiangulairement espacées venant en contact avec le pourtour intérieur du ressort Belleville. The protruding parts of the stiffening element which are in contact with the spring may consist of equiangularly spaced ribs coming into contact with the inner periphery of the Belleville spring.

Etant donné que le ressort Belleville est insensible à la température et développe une force élastique pratiquement constante quand il est judicieusement calculé et chargé, on obtient en fin de compte un joint perfectionne. Since the Belleville spring is insensitive to temperature and develops an almost constant elastic force when it is carefully calculated and loaded, in the end a perfect seal is obtained.

La partie d'étanchéité de la bague d'étanchéité peut avoir une masse relativement grande afin de maintenir effectivement un angle facial constant. The sealing portion of the sealing ring may have a relatively large mass in order to effectively maintain a constant facial angle.

Les éléments de la structure d'étanchéité peuvent être préasseniblés pour former une cartouche qui peut être testée du point de vue de la course, de la charge faciale et de l'excès d'étanchéité avant la mise en place. The elements of the sealing structure can be preassembled to form a cartridge which can be tested from the point of view of the stroke, of the facial load and of the excess sealing before the positioning.

La structure d'étanchéité du joint de la présente invention est extrêmement simple et économique, tout en présentant les particularités extrêmement avantageuses indiquées ci-dessus. The sealing structure of the seal of the present invention is extremely simple and economical, while having the extremely advantageous features indicated above.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple nullement limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels
- la figure 1 est une vue en coupe d'une structure d'étanchéité conformeà l'invention montée dans un joint d'articulation d'une bande de roulement
- la figure 2 est une vue en coupe à grande échelle d'une partie de la structure représentée sur la figure I ;
- la figure 3 est une vue en coupe semblable à celle de la figure 2 mais qui illustre la disposition du joint après que les éléments de l'articulation se sont écartés l'un de l'autre sur approximativement la moitié de leur espacement maximal
- la figure 4 est une vue en plan d'une bague de raidissement ;;
- la figure 5 est une vue en coupe d'un joint d'articulation compo tant une autre forme de dispositif d'étanchéité selon l'invention ;
- la figure 6 est une coupe à grande échelle de cette variante de forme de l'invention
- la figure 7 est une vue en coupe semblable à la figure 6, mais qui montre la disposition des éléments du joint après que ceux-ci se sont écartés l'un de l'autre sur une distance représentant approximativement la moitié de leur espacement maximal ; et
- la figure 8 est une vue en plan de la bague de raidissement.Other characteristics and advantages of the invention will emerge from the description which follows, given solely by way of nonlimiting example with reference to the appended drawings in which
- Figure 1 is a sectional view of a sealing structure according to the invention mounted in an articulation joint of a tread
- Figure 2 is a sectional view on a large scale of a part of the structure shown in Figure I;
- Figure 3 is a sectional view similar to that of Figure 2 but which illustrates the arrangement of the joint after the elements of the joint have moved away from each other for approximately half of their maximum spacing
- Figure 4 is a plan view of a stiffening ring;
- Figure 5 is a sectional view of a joint joint comprising another form of sealing device according to the invention;
- Figure 6 is a section on a large scale of this form variant of the invention
- Figure 7 is a sectional view similar to Figure 6, but showing the arrangement of the elements of the joint after they have moved away from each other over a distance representing approximately half of their maximum spacing ; and
- Figure 8 is a plan view of the stiffening ring.

Dans un premier exemple de réalisation de l'invention, représenté sur les figures 1 à 4, on voit un dispositif d'étanchéité perfectionné désigné en son entier par 10 destiné à être utilisé dans un mécanisme 11 comprenant un premier élément 12 délimitant une cavité cylindrique s'ouvrant axialement vers l'extérieur 13 et un second élément 14 adjacent au premier élément 12 et présentant une surface d'étanchéité 15 en regard de la cavité 13. Comme on le voit sur la figure 2, la cavité 13 est limitée par une paroi d'extrémité 8 et par une paroi circulaire axiale 9. In a first embodiment of the invention, represented in FIGS. 1 to 4, there is seen an improved sealing device designated in its entirety by 10 intended for use in a mechanism 11 comprising a first element 12 delimiting a cylindrical cavity opening axially towards the outside 13 and a second element 14 adjacent to the first element 12 and having a sealing surface 15 facing the cavity 13. As can be seen in FIG. 2, the cavity 13 is limited by a end wall 8 and by an axial circular wall 9.

Dans le mode de réalisation représenté, le joint est un joint de bande de roulement, le tourillon 16 ayant une extrémité reçue dans le premier élément d'articulation 12 qui peut etre constitué par une partie d'une pre mière articulation du joint d'une bande de roulement. Le tourillon est reçu coaxialement dans le second élément du joint qui peut être un coussinet du mécanisme d'articulation de la bande de roulement reçu dans une partie d'une seconde articulation 17 de façon à relier à pivotement les composantes de l'articulation autour de l'axe du tourillon 16.Comme représenté sur la figure 1, une rondelle de butée 18 peut être enfilée sur le tourillon 16 entre la première articulation 12 et le coussinet 14 afin de limiter la course de ce dernier, en direction de l'articulation 12 pendant le fonctionnement de la bande de roulement. In the embodiment shown, the seal is a tread seal, the pin 16 having one end received in the first articulation element 12 which may be constituted by a part of a first articulation of the seal of a tread. The pin is received coaxially in the second element of the joint which can be a bearing for the articulation mechanism of the tread received in a part of a second articulation 17 so as to pivotally connect the components of the articulation around the axis of the journal 16.As shown in FIG. 1, a stop washer 18 can be threaded on the journal 16 between the first articulation 12 and the bearing 14 in order to limit the stroke of the latter, in the direction of the articulation 12 during operation of the tread.

Toutefois, comme représenté sur les figures 2 et 3, le coussinet 14 peut avoir une certaine liberté de mouvement axiale par rapport à l'articulation 12, permettant ainsi de faire varier la dimension axiale de la cavité 13 et exigeant de ce fait, que le dispositif d'étanchéité 10 puisse opérer sur l'étendue de ce mouvement axial. Comme il a été indiqué plus haut, un certain nombre de structures ont été imaginées par la technique antérieure pour assurer l'étanchéité de ces articulations de bandes de roulement. La présente invention apporte une- structure d'étanchéité perfectionnée 10 qui permet de maintenir positivement l'étanchéité entre les deux organes mobiles 12 et 14 et qui est à -la fois extrêmement simple et économique. However, as shown in FIGS. 2 and 3, the bearing 14 can have a certain freedom of axial movement relative to the articulation 12, thus making it possible to vary the axial dimension of the cavity 13 and therefore requiring that the sealing device 10 can operate over the extent of this axial movement. As indicated above, a number of structures have been devised by the prior art to ensure the tightness of these tread joints. The present invention provides an improved sealing structure 10 which makes it possible to positively maintain the sealing between the two mobile members 12 and 14 and which is both extremely simple and economical.

Comme on le voit clairement sur les figures 2 et -3, ce dispositif d'étanchéité comprend une bague 19 comportant une partie de base radialement extérieure 20 reçue coaxialement dans la cavité 13 en s'appliquant de façon étanche contre la paroi circonférentielle 9. Le joint annulaire 19 présente également une partie 21 délimitant une lèvre 22 qui s'applique de manière étanche contre la surface 15 du coussinet 14. As can be clearly seen in FIGS. 2 and -3, this sealing device comprises a ring 19 comprising a radially outer base part 20 received coaxially in the cavity 13 by applying in leaktight manner against the circumferential wall 9. The annular seal 19 also has a part 21 delimiting a lip 22 which is applied in a sealed manner against the surface 15 of the bearing 14.

La partie 21 est reliée à la base 20 par une partie de liaison flexible 23 qui joue le rôle d'un diaphragme ondulé pour supporter de manière flexible la membrure d'étanchéité 21 afin de permettre à la lèvre 22 de rester appliques contre la surface 15 du coussinet sur toute l'étendue du mouvement axial relatif entre le coussinet 15 et l'articulation 12, comme représenté sur les figures 2 et 3. The part 21 is connected to the base 20 by a flexible connecting part 23 which acts as a corrugated diaphragm to flexibly support the sealing member 21 so as to allow the lip 22 to remain applied against the surface 15 of the bearing over the entire extent of the relative axial movement between the bearing 15 and the joint 12, as shown in FIGS. 2 and 3.

La membrure de liaison flexible 23 coopère avec la partie de base 20-et avec une bordure intérieure 32 s'avançant radialement vers l'in térieur de celle-ci en s' appliquant de manière étanche contre la paroi d'extrémité 8 de la cavité 13 en transmettant un couple d'entraînement positif à la lèvre 22. The flexible connecting member 23 cooperates with the base part 20 and with an inner edge 32 projecting radially inwards thereof by applying tightly against the end wall 8 of the cavity 13 by transmitting a positive driving torque to the lip 22.

La lèvre 22 est maintenue appliquée de manière étanche contre la surface 15 par l'action dtun ressort 24 disposé dans la cavité 13 axialement à l'intérieur des parties annulaires 21 et 23. Comme on le voit sur la figure 2, le ressort 24 peut être constitué par deux ressorts Belleville tronconiques 25 et 26. Les parties radialement extérieures 27 des ressorts 25 et 26 sont supportées par un certain nombre de nervures 28 s'avançant radialement vers l'intérieur de la base 20. Dans le mode de réalisation représenté, trois nervures 28 espacées de 1200 ont été prévues sur la partie de base 20. Les nervures 28 développent une force de réaction à la force exercée par les ressorts et transmettent cette force de réaction à la partie de base 20.La force ainsi transmise maintient une étanchéité statique entre la partie de base 20 et la paroi circonférentielle 9 de la cavité 13 et assure une transmission positive d'un couple de celle-ei à la bague d'étanchéité 19. The lip 22 is kept applied in a sealed manner against the surface 15 by the action of a spring 24 disposed in the cavity 13 axially inside the annular parts 21 and 23. As can be seen in FIG. 2, the spring 24 can be constituted by two frustoconical Belleville springs 25 and 26. The radially outer parts 27 of the springs 25 and 26 are supported by a number of ribs 28 projecting radially towards the inside of the base 20. In the embodiment shown, three ribs 28 spaced at 1200 are provided on the base portion 20. The ribs 28 develop a reaction force to the force exerted by the springs and transmit this reaction force to the base portion 20. The force thus transmitted maintains a static sealing between the base part 20 and the circumferential wall 9 of the cavity 13 and ensures a positive transmission of a torque from this to the sealing ring 19.

L'extrémité radialement intérieure 29 du ressort 26 est en contact avec un certain nombre de languettes 30 s'étendant axialement vers l'intérieur qui font partie d'un élément de raidissement annulaire 31 porté par la partie d'étanchéité 21. L'élément de raidissement 31 représenté est constitué par une partie 34 moulée dans la partie d'étanchéité 21. Comme on le voit sur la figure 4, les languettes de raidissement 30 sont équiangulai rement espacées- sur l'élémet de de raidissement 31. Ces languettes sont destinées à transférer uniformément la force élastique des ressorts 24 de la lèvre 22 à la partie d'étanchéité 21. The radially inner end 29 of the spring 26 is in contact with a number of axially inwardly extending tongues 30 which form part of an annular stiffening element 31 carried by the sealing part 21. The element The shown stiffening 31 is constituted by a part 34 molded in the sealing part 21. As can be seen in FIG. 4, the stiffening tabs 30 are equiangularly spaced apart on the stiffening element 31. These tabs are intended to uniformly transfer the elastic force of the springs 24 from the lip 22 to the sealing part 21.

il est bien évident que l'élément de raidissement 31 pourrait avoir différentes autres formes et qu' il pourrait être relié ou maintenu sur la partie d'étanchéité 21 de différentes manières et à différents emplacements. it is obvious that the stiffening element 31 could have different other shapes and that it could be connected or maintained on the sealing part 21 in different ways and at different locations.

C'est ainsi, par exemple, que l'élément de raidissement 31 pourrait etre monté sur et autour de la surface extérieure de la partie d'étanchéité 21 près des ressorts 25 et 26. Dans ce cas, l'élément de raidissement 21 pourrait avoir une forme en L et pourrait etre ajusté à force dans une cavité formée dans la surface extérieure du coin de la partie d'étanchéité 21. L'action des ressorts 25, 26 contribue, dans ce cas, à maintenir l'élément de raidissement 31 en place. De plus, l'élément 31 pourrait être collé à la partie d'étanchéité, par exemple, par des adhésifs chimiques. Thus, for example, the stiffening element 31 could be mounted on and around the outer surface of the sealing part 21 near the springs 25 and 26. In this case, the stiffening element 21 could have an L shape and could be adjusted by force in a cavity formed in the outer surface of the corner of the sealing part 21. The action of the springs 25, 26 contributes, in this case, to maintain the stiffening element 31 in place. In addition, the element 31 could be glued to the sealing part, for example, by chemical adhesives.

La bague d'étanchéité 19 est, de préférence, faite d'une matière rigide à la torsion, axialement flexible, résistant à la fatigue et à faibles contraintes, telle qu'un polyuréthane moulé par injection , ayant, par exemple, une dureté Shore D de l'ordre de 30 à 65. La bague de raidissement pourrait être en un métal, en une matière synthétique rigide etc. The sealing ring 19 is preferably made of a torsional rigid material, axially flexible, resistant to fatigue and to low stresses, such as an injection molded polyurethane, having, for example, a Shore hardness. D of the order of 30 to 65. The stiffening ring could be made of a metal, a rigid synthetic material, etc.

suivant le cas. C'est ainsi que, par exemple, dans le mode de réalisation représenté, l'élément de raidissement 31 est en acier et a une épaisseur d'environ 1, 91 mm. Seize languettes 30 ont été prévues, chaucune ayant une largeur circonférentielle d'environ 3 à 4 mm avec un espacement d'envi ron 9,6 mm entre les languettes. Les ressorts 25 et 26 ont une épaisseur d'environ 1,14 mm.depending on the case. Thus, for example, in the embodiment shown, the stiffening element 31 is made of steel and has a thickness of approximately 1.91 mm. Sixteen tabs 30 have been provided, each having a circumferential width of about 3 to 4 mm with a spacing of about 9.6 mm between the tabs. The springs 25 and 26 have a thickness of approximately 1.14 mm.

Comme on le voit sur les figures 2 et 3, la base 20 de la bague d'étanchéité présente une bordure radiale 32, orientée vers l'intérieur qui comporte une partie axialement extérieure arrondie 33 venant en contact avec la partie extérieure 27 du ressort 25 afin de coopérer avec les nervures 28 pour assurer la liberté du mouvement des ressorts entre la position complètement fléchie de la figure 2 et la position moyenne de la figure 3. Comme il a été indiqué brièvement ci-dessus les ressorts
Belleville sont de préférence arrangés de façon à pouvoir dépasser leur position centrale entre les limites du mouvement relatif entre les deux éléments d'articulation 14 et 12.La partie arrondie 33 de la bordure 32 remplit les fonctions d'un élément d'espacement incorporé assurant un certain jeu pour permettre aux ressorts Belleville de fléchir au-delà de leur position plate. Comme représenté, la bordure 32 constitue une étanchéité statique contre la paroi d'extrémité 8 de la cavité 13. De plus, la bordure 32 constitue un point d'ancrage pour transmettre le couple par la partie de base 20 et la partie de liaison 23 afin d'entraîner en rotation le joint grâce à la force élastique réagissant sur la bordure 32. Ainsi, les ressorts développent une force élastique pratiquement constante assurant de meilleures caractéristiques d'étanchéité à la structure d1étanchéité 10 toute entière.Dans le mode de réalisation représenté, la force appliquée par les ressorts 24 à la lèvre 22 peut varier entre 155 et 125 kilogrammes, ce qui représente une variation relativement faible de la force d'étanchéité appliquée sur toute l'étendue du mouvement entre les deux éléments d'articu- lation.As can be seen in FIGS. 2 and 3, the base 20 of the sealing ring has a radial edge 32, oriented towards the inside which has an axially rounded external part 33 coming into contact with the external part 27 of the spring 25 in order to cooperate with the ribs 28 to ensure the freedom of movement of the springs between the fully bent position in FIG. 2 and the average position in FIG. 3. As the springs were briefly indicated above
Belleville are preferably arranged so as to be able to exceed their central position between the limits of the relative movement between the two articulation elements 14 and 12. The rounded part 33 of the border 32 fulfills the functions of an incorporated spacer element ensuring some play to allow Belleville springs to flex beyond their flat position. As shown, the edge 32 constitutes a static seal against the end wall 8 of the cavity 13. In addition, the edge 32 constitutes an anchoring point for transmitting the torque through the base part 20 and the connecting part 23 in order to drive the joint in rotation thanks to the elastic force reacting on the edge 32. Thus, the springs develop a practically constant elastic force ensuring better sealing characteristics for the entire sealing structure 10. In the embodiment shown , the force applied by the springs 24 to the lip 22 can vary between 155 and 125 kilograms, which represents a relatively small variation in the sealing force applied over the entire range of movement between the two articulation elements. .

En considérant encore une fois la configuration générale du dispositif d'étanchéité 10 représenté sur les figures 2 et 3, il est à remarquer que la bordure 32 coopère avec la partie de base 20, la partie de liaison 23 et la partie d'étanchéité 21 pour isoler effectivement le joint et les surfaces intérieures de celui-ci de l'environnement externe dans lequel ils opèrent. Again considering the general configuration of the sealing device 10 shown in Figures 2 and 3, it should be noted that the edge 32 cooperates with the base part 20, the connecting part 23 and the sealing part 21 to effectively isolate the seal and the interior surfaces thereof from the external environment in which they operate.

En se référant maintenant au mode de réalisation des figures 5 à 8, on voit une variante de réalisation de la structure d'étanchéité désignée en son entier par 110 qui comprend une structure d'étanchéité semblable à la structure 10 mais utilisant un joint annulaire 119 ayant une partie de base 120 reçue dans une cavité 13, une partie de liaison flexible 123 et une partie d'étanchéité 121. Referring now to the embodiment of FIGS. 5 to 8, we see an alternative embodiment of the sealing structure designated in its entirety by 110 which comprises a sealing structure similar to the structure 10 but using an annular seal 119 having a base part 120 received in a cavity 13, a flexible connection part 123 and a sealing part 121.

Comme on le voit clairement sur les figures 6 et 7, le dispositif élastique désigné en son entier par 124 utilise un seul ressort
Belleville 125 en contact avec la partie saillante 130 de ltélement de raidissement 131. La partie d'étanchéité comporte une fente annulaire 134, la partie 135 de l'élément de raidissement 131 étant moulée ou collée dans la fente, suivant le cas. Comme on le voit sur la figure 8, l'élément de raidissement peut être constitué par une pièce annulaire -ayant six languettes 130 relativement larges et espacées équiangulairement le long de sa circonférence afin de distribuer le transfert de la force élastique à la lèvre d'étanchéité 122 de la bague 119.As clearly seen in Figures 6 and 7, the elastic device designated in its entirety by 124 uses a single spring
Belleville 125 in contact with the projecting part 130 of the stiffening element 131. The sealing part comprises an annular slot 134, the part 135 of the stiffening element 131 being molded or glued into the slot, as the case may be. As seen in Figure 8, the stiffening element may be constituted by an annular piece -having six relatively wide tabs 130 and spaced equiangularly along its circumference in order to distribute the transfer of elastic force to the lip of sealing 122 of ring 119.

Comme on le voit sur la figure 7, la bordure 132 de la base 120 de la bague d'étanchéité présente une surface axiale plane 133 venant en contact avec la partie radialement extérieure 127 du ressort Belleville 125. As can be seen in FIG. 7, the edge 132 of the base 120 of the sealing ring has a planar axial surface 133 coming into contact with the radially outer part 127 of the Belleville spring 125.

Ainsi, la structure d'étanchéité 110 est, d'une manière générale, semblable à la structure 10 et son fonctionnement est identique. Les éléments de la structure d'étanchéiité 110 qui sont semblables aux éléments correspondants de la structure 10 ont été désignés par les mêmes références en y ajoutant 100. Thus, the sealing structure 110 is generally similar to the structure 10 and its operation is identical. The elements of the sealing structure 110 which are similar to the corresponding elements of the structure 10 have been designated by the same references by adding 100.

Les structures d'étanchéité 10 et 110 constituent des joints à précontrainte perfectionnés destinés à être utilisés dans les articulations comprenant des organes axialement mobiles contre l'une des faces axiales desquelles la lèvre d'étanchéité mobile est sollicitée. Ainsi, l'invention peut être utilisée dans une large gamme d'applications industrielles, y compris dans le mode de réalisation représenté d'un joint d'articulation de bande de roulement. The sealing structures 10 and 110 constitute improved prestressed seals intended for use in the joints comprising axially movable members against one of the axial faces of which the movable sealing lip is biased. Thus, the invention can be used in a wide range of industrial applications, including in the illustrated embodiment of a tread hinge joint.

Le dispositif d'étanchéité perfectionné de la présente invention est, par conséquent, parfaitement adapté à la fois pour les joints ayant une face mobile et où l'on recherche une force élastique pratiquement constante et une insensibilité aux variations de la température. Ce dispositif d'étanchéité est, en outre, insensible à toutes les huiles et n'a pratiquement pas tendance a "se fixer" à la différence des joints élastomériques classiques. Comme il a été indiqué plus haut, l'utilisation des ressorts
Belleville facilite le préassemblage du joint et permet d'obenir une variation contrôlée, effectivement minime et du fait de l'insensibilité à la température de ces ressorts, assure une bonne étanchéité du joint sur une gamme étendue de températures et de conditions de l'environnement. The improved sealing device of the present invention is, therefore, perfectly suited both for joints having a movable face and where one seeks a substantially constant elastic force and insensitivity to variations in temperature. This sealing device is, moreover, insensitive to all oils and has practically no tendency to "fix" unlike conventional elastomeric seals. As noted above, the use of springs
Belleville facilitates the pre-assembly of the seal and makes it possible to obtain a controlled variation, effectively minimal and due to the insensitivity to the temperature of these springs, ensures a good seal of the seal over a wide range of temperatures and environmental conditions .

Claims

1. Sealing structure (10, 110) for a joint (11) having a first. member (12) delimiting a cavity (13) having an end wall (8) and a circumferential wall (9) extending axially, a second member (14) placed close to the first and having a sealing surface (15 ) facing the cavity, the first and second members being able to rotate with respect to each other around the axis of the cavity and being able to move axially so as to approach and move away from each other on the other, the sealing structure (10, 110) being placed in the cavity to seal the members in a removable manner and characterized in that it comprises an annular seal (19,119) having a radially outer base part ( 20, 120) received coaxially in the cavity (13), an annular sealing part (21, 121) delimiting a lip (22, 122) applying in leaktight manner against the sealing surface (15) and a flexible connecting part (23, 123) extending between the base part (20, 120) and the sealing part (21, 121) in order to support soft the latter; an annular stiffening element (31, 131) carried by the sealing part (21, 121) and having a projecting part (30, 130) extending opposite the sealing surface (15); and elastic means (24, 124) placed in the cavity and acting between the first member (12) and the stiffening element (31, 131) to urge said lip (22, 122) to be applied in a sealed manner and movement against the surface (15), while simultaneously allowing axial movement between the two members (12, 14).

2. Sealing structure according to claim 1, characterized in that the elastic means (24) comprise at least one Belleville spring (25, 26) biased outward towards the sealing surface (15) of the second organ.

3. Sealing structure according to claim 1, characterized in that the base part (20, 120) constitutes a support means (32, 132) extending radially inwards to coaxially retain the elastic means (24 ).

4. Sealing structure according to claim 1, characterized in that the base part (20, 120) has a number of ribs (28) extending radially inwards and circumferentially spaced to coaxially retain the elastic means (24).

5. A sealing structure according to claim 1, characterized in that the base part (20, 120) has a support (32, 132) extending radially inwards, the elastic means (24) having a part radially outer (27) in contact with the support.

6. Sealing structure according to claim 5, characterized in that the support (32, 132) is rounded axially outwards.

7. Sealing structure according to claim 1, characterized in that the sealing part is an integral part of the stiffening element (131).

8. Sealing structure according to claim 1, characterized in that the connecting part (23, 123) comprises a corrugated annular part.

9. A sealing structure according to claim 1, characterized in that the projecting part (30, 130) of the stiffening element has a certain number of tongues (30, 130) spaced equiangularly and coming into contact with the elastic means. - (24, 124).

10. Sealing structure according to claim 1, characterized in that the stiffening element (31) is mechanically linked to the seal (19).

11. A sealed structure according to claim 2, characterized in that at least one Belleville spring (25, 26) flexes beyond its flat position during the relative axial movement between the two members (12, 14).

12. Sealing structure according to claim 2, characterized in that at least one Belleville spring (25, 26) develops an elastic force greater than 60% of the working bending of the spring (25, 26) without, however, that + 15% of this force is developed when the spring (25,26) is in its flat position.

13. Sealing structure (10, 110) for a mechanical articulation (11) comprising a first member (12) delimiting a cavity (13), a second member (14) placed close to the first and having a sealing surface (15) facing the cavity, the members being able to rotate with respect to each other around the axis of the cavity and able to move so as to approach and move away from one of the other in the direction of this axis, said structure being in the cavity for sealing the members in a removable manner and characterized in that it comprises an annular seal (19, 119) having a base part (20, 120) placed sealingly on the first member (12), an annular sealing part (21, 121) delimiting an axially inner lip (22, 122) applying sealingly against the sealing surface (15), the sealing furthermore having an axially external transmittance forcing a flexible connecting part (23, 123) extending nt between the base part (20, 120) and the sealing part (21, 121) for motionally supporting the latter;

a stiffening element (31, 131) - carried by the sealing part (21, 121); and

elastic means (24, 124) placed in the cavity and acting between the first member and the stiffening element to urge the lip to apply in leaktight manner and movement against the sealing surface despite the relative axial movement between the two members, the elastic means being arranged to flex beyond their flat position within the limits of the relative axial movement of the members.

14. Sealing structure according to claim 13, characterized by the elastic means (24) comprising several Belleville springs stacked coaxially (25, 26).

15. Sealing structure according to claim 13, characterized in that the difference between the maximum force and the minimum force exerted by the elastic means (24) over 60% of the extent of the relative axial movement between the two members (12 , 14? Does not exceed approximately + 15 Z of the force developed by the elastic means (24) in their flat position.

16. Sealing structure according to claim 14, characterized in that the base part (20) has a number of ribs (28) for centering the springs, angularly spaced equiangularly and applying against the outer periphery (27) Belleville springs (25, 26).

17. Sealing structure (10, 110) for a mechanical articulation (11) comprising a first member (12) delimiting a cavity (13) opening towards the outside and comprising an end wall (8) and a axially extending circumferential wall (9), a second member (14) placed near the first and having a sealing surface (15) facing the cavity, the members being able to rotate relative to one another around of an axis and being able to approach and move away from one another in the direction of this axis, said sealing structure being housed in the cavity to ensure a mobile sealing for the organs and characterized in that that she understands

an annular seal (19, 119) received in the cavity (13), the annular seal having a radially outer base portion (20, 120) sealingly pressing against the circumferential wall (9), an edge (32, 132) extending radially inwards from the base part (20, 120) and applying sealingly against the sealing wall (8), an annular sealing part (21, 121) constituting a lip (22, 122) sealingly pressing against the sealing surface (15> and a flexible connecting part (23, 123) extending between the base part (20, 120) and the part seal (21, 121), the connecting part (23, 123) cooperating with the base part (20, 120) and the edge (32, 132) to transmit a torque of centering of the first member ( 12) to the lip (22, 122) ;;

an annular stiffening element (31, 131) having a first part (34, 134) placed in the sealing part (21, 121) and a projecting part (30, 130) extending inwards from the sealing surface (15); and,

elastic means (24, 124) arranged coaxially in the cavity (13) between the two members and acting between the first member (12) and the projection (30, 130) to urge the lip (22, 122) to remain applied sealingly and movement against the surface (15), the elastic means (24, 124) acting further on the base part (20, 120) and on the edge (32, 132) to urge them in a positive static sealing position and torque transmission contact with the circumferential wall (9) and the end wall (8) respectively.

18. Sealing structure according to claim 11, characterized in that the projecting parts (30, 131) have a number of spaced extensions.