FR2614383A1

FR2614383A1 - Improvements to sealing gaskets with a lip

Info

Publication number: FR2614383A1
Application number: FR8705916A
Authority: FR
Inventors: Rene Crapart
Original assignee: Hutchinson SA
Current assignee: Hutchinson SA
Priority date: 1987-04-27
Filing date: 1987-04-27
Publication date: 1988-10-28
Also published as: FR2614383B1

Abstract

It relates to a seal for provided sealing for the passage of a shaft 1 through a wall 1, the seal including a continuous annular lip 2 forming one axial end of a thin elastomer section 3 of overall frustoconical shape, this end itself being hollowed out by an external annular groove 4 provided with an annular spring 5 suitable for stressing the lip against the shaft radially and the other axial end of the thin section being connected to a metal reinforcement which successively includes a radial washer 6 and an axial fixing sleeve 7 surrounding the thin section. The groove 4 for receiving the spring 5 is laterally bounded by two crenellated edges 9 which are angularly offset with respect to each other.

Description

Perfectionnements aux ioints d'étanchéité à lèvre.Improvements to lip sealing anions.

L'invention est relative aux joints destinés à assurer l'étanchéité au passage d'un arbre à travers une ouverture pratiquée dans une paroi étanche, ledit arbre étant animé d'un mouvement rotatif ou coulissant par rapport à cette paroi ou inversement. The invention relates to seals intended to seal the passage of a shaft through an opening in a sealed wall, said shaft being driven in a rotary or sliding movement relative to this wall or vice versa.

Elle concerne plus particulièrement, parmi ces joints, ceux qui comportent une lèvre annulaire continue en élastomère formant une extrémité axiale d'un voile annulaire étanche et élastique de forme générale tronconique, cette extrémité étant elle-même évidée par unegorge annulaire extérieure garnie d'un ressort annulaire propre à solliciter radialement la lèvre vers l'axe du joint et donc à l-'appliquer contre l'arbre à étancher, et l'autre extrémité axiale du voile étant raccordée à une armature métallique annulaire profilée en L, c'està-dire comportant successivement une rondelle radiale et un manchon axial de fixation prolongeant cette rondelle et entourant le voile. It relates more particularly, among these seals, those which comprise a continuous annular lip of elastomer forming an axial end of a tight and elastic annular veil of generally frustoconical shape, this end being itself hollowed out by an external annular groove provided with a annular spring capable of urging the lip radially towards the axis of the joint and therefore applying it against the shaft to be sealed, and the other axial end of the veil being connected to an annular metal frame profiled in L, that is -to say comprising successively a radial washer and an axial fixing sleeve extending this washer and surrounding the web.

Dans les modes de réalisation connus de ces joints, la gorge garnie du ressort est délimitée par des bords continus et la hauteur de ces bords est très faible pour que le montage du ressort dans la gorge ne soit pas trop difficile et que la lèvre puisse être facilement réalisée par moulage. In the known embodiments of these seals, the groove furnished with the spring is delimited by continuous edges and the height of these edges is very small so that the mounting of the spring in the groove is not too difficult and that the lip can be easily made by molding.

Une telle structure présente certains inconvénients et en particulier celui d'un dégagement trop facile du ressort hors de la gorge, dégagement qui risque en particulier de se produire avant le montage du joint sur l'arbre à étancher à la suite de chocs ou accrochages involontaires. Such a structure has certain drawbacks and in particular that of too easy release of the spring from the groove, clearance which risks in particular to occur before the mounting of the seal on the shaft to be sealed following involuntary shocks or snagging. .

L'invention a pour but, surtout, de remédier à ces inconvénients. The object of the invention is, above all, to remedy these drawbacks.

A cet effet les joints à lèvre selon l'invention sont essentiellement caractérisés en ce que la gorge de réception du ressort y est délimitée latéralement par deux bords crénelés décalés angulairement l'un par rapport à l'autre. To this end, the lip seals according to the invention are essentially characterized in that the groove for receiving the spring is delimited therein laterally by two crenellated edges angularly offset relative to one another.

Dans des modes de réalisation préférés, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes - dans un joint à lèvre du genre en question pour lequel
le ressort annulaire présente la forme générale d'un
tore, les pattes ou créneaux constituant l'un au moins
des bords crénelés recouvrent ce ressort jusqu'au ni
veau du diamètre extérieur du tore, - l'étendue angulaire de chaque créneau correspond à une
fraction seulement, comprise de préférence entre le
tiers et la moitié, de l'intervalle angulaire séparant
deux créneaux contigus.In preferred embodiments, one and / or the other of the following provisions are also used - in a lip seal of the type in question for which
the annular spring has the general shape of a
torus, the legs or slots constituting at least one
crenellated edges cover this spring up to the ni
calf of the outside diameter of the torus, - the angular extent of each niche corresponds to a
fraction only, preferably between
third and a half, of the angular interval separating
two contiguous slots.

L'invention comprend, mises à part ces dispositions principales, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement question ci-après. The invention includes, apart from these main provisions, certain other provisions which are preferably used at the same time and which will be more explicitly discussed below.

Dans ce qui suit, l'on va décrire deux modes de réalisation préférés de l'invention en se référant au dessin ci-annexé d'une manière bien entendu non limitative. In what follows, two preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawing, of course in a non-limiting manner.

La figure 1, de ce dessin, montre en demi-coupe axiale à échelle agrandie un joint à lèvre établi selon l'invention. Figure 1 of this drawing shows in axial half-section on an enlarged scale a lip seal established according to the invention.

La figure 2 est une vue en bout d'un tel joint selon la flèche II de la figure 1. FIG. 2 is an end view of such a seal according to arrow II in FIG. 1.

La figure 3 montre en vue perspective une portion du même joint. Figure 3 shows in perspective view a portion of the same seal.

La figure 4 montre également en perspective une portion d'un autre joint à lèvre également conforme à l'invention. Figure 4 also shows in perspective a portion of another lip seal also according to the invention.

Le joint considéré, destiné à assurer l'étanchéité entre un arbre 1 et une paroi (non représentée) traversée par cet arbre, comprend une lèvre annulaire continue 2 formant une extrémité axiale d'un voile ou "manchette" annulaire 3 en élastomère de forme générale tronconique. The joint in question, intended to seal between a shaft 1 and a wall (not shown) through which this shaft passes, comprises a continuous annular lip 2 forming an axial end of an annular web or "cuff" 3 of elastomer of shape general frustoconical.

Cette extrémité est évidée extérieurement par une gorge annulaire 4 ouverte radialement vers l'extérieur et sur la forme de laquelle on reviendra plus loin, gorge dans laquelle est logé un ressort annulaire 5 propre à solliciter radialement la lèvre 2 vers l'axe du joint, c'est-à-dire à appliquer cette lèvre contre l'arbre 1. This end is hollowed out on the outside by an annular groove 4 open radially outwards and on the shape of which we will return later, groove in which is housed an annular spring 5 suitable for radially urging the lip 2 towards the axis of the joint, that is to say to apply this lip against the shaft 1.

D'une façon connue en soi, le ressort 5 est avantageusement constitué par un fil métallique héli cotidal à spires quasi-jointives dont l'axe a été recourbé selon un cercle, ce qui donne au ressort la forme générale d'un tore creux. In a manner known per se, the spring 5 is advantageously constituted by a heli-cotidal metal wire with quasi-contiguous turns, the axis of which has been bent in a circle, which gives the spring the general shape of a hollow torus.

L'autre extrémité axiale du voile 3 est raccordée à une armature métallique annulaire profilée en L, c'est-à-dire comprenant une rondelle radiale 6 prolongée extérieurement par un manchon axial 7 entourant le voile. The other axial end of the web 3 is connected to an annular metal frame profiled in L, that is to say comprising a radial washer 6 extended externally by an axial sleeve 7 surrounding the web.

Ce manchon est lui-meme enrobé d'un fourreau 8 en matière élastomère propre à assurer l'étanchéité entre le joint et un logement de réception approprié (non représenté) qui est prévu dans la paroi traversée par l'arbre 1 et dans lequel ledit fourreau est emmanché à force, ce logement étant en général également équipé d'un roulement porteur de l'arbre 1. This sleeve is itself coated with a sheath 8 made of an elastomeric material capable of sealing between the seal and an appropriate receiving housing (not shown) which is provided in the wall traversed by the shaft 1 and in which the said sleeve is force fitted, this housing being generally also fitted with a bearing carrying the shaft 1.

C'est plus particulièrement à la gorge 4 que l'invention se rapporte. It is more particularly to the groove 4 that the invention relates.

Cette gorge présente encore un fond continu annulaire présentant en demi-section axiale la forme d'un demi-cercle ouvert vers l'extérieur, mais elle n'est plus ici délimitée latéralement par des bords continus et relativement bas, comme dans les réalisations connues, mais par des bords discontinus formés de créneaux 9 relativement hauts. This groove also has an annular continuous bottom having in axial half-section the shape of a semicircle open towards the outside, but it is no longer here delimited laterally by continuous and relatively low edges, as in the known embodiments , but by discontinuous edges formed by relatively high slots 9.

Les créneaux des deux bords sont en nombre identique et ils sont décalés angulairement entre eux de façon telle que chaque créneau d'un bord se trouve en regard d'une encoche séparant deux créneaux de l'autre bord, de préférence au milieu de cette encoche. The slots of the two edges are identical in number and they are angularly offset between them so that each slot of one edge is opposite a notch separating two slots of the other edge, preferably in the middle of this notch .

Chaque créneau 9 se présente sous la forme d'une patte ou "bavette" longeant une partie du ressort 5. Each slot 9 is in the form of a tab or "flap" along a part of the spring 5.

Dans le mode de réalisation des figures 1 à 3, les pattes 91 constituant le bord crénelé intérieur du joint s'étendent jointivement le long du ressort selon un quart de cercle, jusqu'au niveau du cercle de plus grand diamètre de ce ressort, alors que les pattes 92 constituant le bord crénelé terminal se présentent sous la forme de dents radiales plates et de faible hauteur. In the embodiment of Figures 1 to 3, the tabs 91 constituting the internal crenellated edge of the joint extend contiguously along the spring in a quarter of a circle, up to the level of the circle with the largest diameter of this spring, then that the tabs 92 constituting the crenellated end edge are in the form of flat radial teeth and of low height.

Dans le mode de réalisation de la figure 4, tous les créneaux ou pattes, qu'ils soient intérieurs 93 ou terminaux 94, longent jointivement le joint sur une relativement grande surface à la façon des pattes ci-dessus. In the embodiment of FIG. 4, all the slots or tabs, whether internal 93 or terminal 94, contiguously run along the joint over a relatively large area in the manner of the above tabs.

Les largeurs des pattes; comptées selon une direction circonférentielle, peuvent etre égales aux largeurs des intervalles ou encoches qui séparent les pattes successives d'un meme bord. The widths of the legs; counted in a circumferential direction, can be equal to the widths of the intervals or notches which separate the successive legs from the same edge.

Mais lesdites largeurs de pattes sont de préférence inférieures auxdites largeurs d'encoches, étant notamment de l'ordre de la moitié ou du tiers de ces dernières, ainsi qu'illustré sur la figure 2. However, said tab widths are preferably less than said notch widths, being in particular of the order of half or a third of the latter, as illustrated in FIG. 2.

L'étendue angulaire de chaque patte est avantageusement de l'ordre de 10 à 30', le nombre des pattes de chaque bord étant alors égal à quatre, comme illustré sur la figure 2. The angular extent of each leg is advantageously of the order of 10 to 30 ′, the number of legs of each edge then being equal to four, as illustrated in FIG. 2.

Le montage du ressort 5 dans la gorge 4 à bords crénelés tel que défini ci-dessus est très facile du fait de l'élasticité des pattes constituant ces bords ainsi que de l'élasticité du ressort lui-même, qui peut être légèrement déformé en zigzag lors de ce montage. The mounting of the spring 5 in the groove 4 with crenellated edges as defined above is very easy because of the elasticity of the tabs constituting these edges as well as the elasticity of the spring itself, which can be slightly deformed in zigzag during this assembly.

La solidité de l'accrochage ainsi réalisé du ressort 5 sur le joint est excellente : en particulier il n'y a plus de risque de dégagement involontaire dudit ressort 5 hors de la gorge 4. The solidity of the attachment thus produced of the spring 5 on the joint is excellent: in particular there is no longer any risk of involuntary release of said spring 5 from the groove 4.

De plus la lèvre 2 est très souple du fait que les bords continus délimitant latéralement la gorge 4 dans les réalisations connues, et constituant en quelque sorte des nervures de renforcement pour la levre, sont ici supprimés et remplacés par des bords discontinus composés de pattes relativement droites et écartées les unes des autres. In addition, the lip 2 is very flexible owing to the fact that the continuous edges laterally delimiting the groove 4 in the known embodiments, and constituting somehow reinforcement ribs for the lip, are here removed and replaced by discontinuous edges composed of relatively tabs straight and apart from each other.

Il est à noter également que la lèvre 2 cidessus est plus facile à obtenir par moulage que celles antérieurement connues, vu notamment qu'elle se prête mieux au démoulage et que les moules correspondants sont plus faciles à réaliser et donc moins coûteux. It should also be noted that the lip 2 above is easier to obtain by molding than those previously known, in particular since it lends itself better to demolding and that the corresponding molds are easier to produce and therefore less expensive.

En suite de quoi, et quel que soit le mode de réalisation adopté, on dispose finalement d'un joint à lèvre dont la constitution et les avantages résultent suffisamment de ce qui précède. As a result of which, and whatever the embodiment adopted, there is finally a lip seal whose constitution and advantages result sufficiently from the above.

Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes, notamment celles où les deux portions en élastomère constituant respectivement le voile 3 et le fourreau 8 seraient constituées par deux portions d'une seule et même masse enrobant au moins en partie l'armature 6,7. As is obvious, and as already follows from the foregoing, the invention is in no way limited to those of its modes of application and embodiments which have been more especially envisaged; on the contrary, it embraces all of its variants, in particular those in which the two elastomer portions constituting respectively the web 3 and the sheath 8 would be constituted by two portions of a single and same mass at least partially coating the frame 6, 7.

Claims

1. Joint for sealing the passage of a shaft (1) through a wall, comprising a continuous annular lip (2) forming an axial end of an elastomeric web (3) of generally frustoconical shape, this end being itself hollowed out by an outer annular groove (4) provided with an annular spring (5) capable of urging the lip radially against the shaft, and the other axial end of the veil being connected to a metal frame which successively comprises a radial washer (6) and an axial fixing sleeve (7) surrounding the web, characterized in that the groove (4) for receiving the spring (5) is delimited laterally by two crenellated edges (9) angularly offset one compared to each other.

2. Joint according to claim 1, for which the annular spring (5) has the general shape of a torus, characterized in that the tabs or slots (9) constituting at least one of the crenellated edges cover the spring (5 ) up to the level of the outside diameter of the torus.

3. Joint according to any one of claims 1 had 2, characterized in that the angular extent of each tab or slot (9) corresponds to only a fraction of the angular interval separating two contiguous slots.

4. Joint according to claim 3, characterized in that the fraction in question is between a third and a half.