FR2942017A1

FR2942017A1 - WATERTIGHT RING.

Info

Publication number: FR2942017A1
Application number: FR1050869A
Authority: FR
Inventors: Klaus Jurgen Uhrner; Herbert Gust
Original assignee: Kaco GmbH and Co KG
Current assignee: Kaco GmbH and Co KG
Priority date: 2009-02-09
Filing date: 2010-02-08
Publication date: 2010-08-13
Anticipated expiration: 2030-02-08
Also published as: GB201002022D0; GB2467650B; BRPI0803582A2; ITTO20100085A1; BRPI0803582E2; IT1398407B1; FR2942017B1; GB2467650A

Abstract

Une bague d'étanchéité comprend un élément d'étanchéité présentant une partie de fixation et une partie d'étanchéité pourvue d'un bord d'étanchéité. L'élément d'étanchéité est sensiblement de configuration à symétrie de rotation. Le bord d'étanchéité présente un profil de forme ondulée et s'étend, sur une partie de sa périphérie, vu dans la projection sur un plan axial de la bague d'étanchéité, selon un angle différent de 90° par rapport à l'axe de joint d'étanchéité. En vue d'obtenir simplement, sur le plan de la construction, une action de refoulement en retour fiable pour le joint d'étanchéité, le bord d'étanchéité 10 est prévu du côté intérieur 16 d'une partie d'appui 14. La partie d'appui renforce le bord d'étanchéité de sorte que celui-ci s'applique avec une force d'appui accrue contre la pièce de machine à rendre étanche. On obtient une étanchéité et une action de refoulement en retour optimales pour la bague d'étanchéité.A sealing ring comprises a sealing member having a fixing portion and a sealing portion provided with a sealing edge. The sealing element is substantially rotationally symmetrical in configuration. The sealing edge has a wave-shaped profile and extends, over part of its periphery, as seen in the projection on an axial plane of the sealing ring, at an angle different from 90 ° with respect to the seal axis. In order simply to obtain a reliable return action for the seal in terms of construction, the sealing edge 10 is provided on the inner side 16 of a bearing portion 14. The abutment portion reinforces the sealing edge so that the sealing edge is applied with an increased bearing force against the machine part to be sealed. Optimum sealing and return action are obtained for the sealing ring.

Description

L'invention concerne une bague d'étanchéité comprenant un élément d'étanchéité, qui présente au moins une partie de fixation et une partie d'étanchéité pourvue d'un bord d'étanchéité, l'élément d'étanchéité étant sensiblement de configuration à symétrie de rotation, et le bord d'étanchéité, qui présente un profil sensiblement de forme ondulée, s'étendant, au moins sur une partie de sa périphérie, vu dans la projection sur un plan axial de la bague d'étanchéité, selon un angle différent de 90° par rapport à l'axe de joint d'étanchéité. The invention relates to a sealing ring comprising a sealing element, which has at least one attachment part and a sealing part provided with a sealing edge, the sealing element being substantially of configuration to rotation symmetry, and the sealing edge, which has a substantially wave-shaped profile, extending at least over part of its periphery, as seen in the projection on an axial plane of the sealing ring, according to a angle different from 90 ° with respect to the seal axis.

Les bagues d'étanchéité s'appuient par l'intermédiaire du bord d'étanchéité de leur partie d'étanchéité sur l'arbre à rendre étanche. En service, le fluide à l'encontre duquel doit être assurée l'étanchéité, parvient sous la partie d'étanchéité. Pour le refouler en retour et le recycler, il est connu de prévoir sur le côté intérieur de la partie d'étanchéité, des dispositifs de refoulement en retour, par exemple sous la forme de filetages de refoulement en retour. Leur réalisation est toutefois compliquée et coûteuse. The sealing rings are supported by the sealing edge of their sealing portion on the shaft to be sealed. In use, the fluid against which must be assured tightness, reaches under the sealing part. To repress back and recycle, it is known to provide on the inner side of the sealing portion, return discharge devices, for example in the form of backflow threads. Their realization is however complicated and expensive.

Le but de l'invention consiste à configurer la bague d'étanchéité mentionnée en introduction, de manière à ce que le refoulement en retour du fluide parvenant sous la partie d'étanchéité et à l'encontre duquel doit être assurée l'étanchéité, soit garanti de manière simple dans les deux sens de rotation de la pièce de machine à rendre étanche. The object of the invention consists in configuring the sealing ring mentioned in the introduction, so that the return back of the fluid coming under the sealing portion and against which must be ensured sealing, either guaranteed in a simple way in both directions of rotation of the machine part to be sealed.

Conformément à l'invention, ce but est atteint pour la bague d'étanchéité mentionnée en introduction, grâce au fait que le bord d'étanchéité est prévu du côté intérieur d'une partie d'appui. According to the invention, this object is achieved for the sealing ring mentioned in the introduction, thanks to the fact that the sealing edge is provided on the inside of a bearing part.

Dans le cas de la bague d'étanchéité conforme à l'invention, le bord d'étanchéité est donc prévu du côté intérieur de la partie d'appui. La partie d'appui renforce le bord d'étanchéité, de sorte que dans la position implantée, celui-ci s'applique avec une force d'appui accrue contre la pièce de machine à rendre étanche. On assure ainsi une étanchéité et une action de refoulement en retour optimales pour la bague d'étanchéité. In the case of the sealing ring according to the invention, the sealing edge is provided on the inner side of the bearing portion. The bearing portion strengthens the sealing edge, so that in the implanted position, it is applied with an increased bearing force against the piece of machine to seal. This ensures an optimal sealing and return action for the sealing ring.

La partie d'appui est avantageusement réalisée sous la forme d'un anneau. Cela permet d'obtenir une bonne étanchéité et une bonne action de refoulement en retour le long de la totalité de la périphérie du bord d'étanchéité. The bearing portion is advantageously made in the form of a ring. This makes it possible to obtain a good seal and a good backflow action along the entire periphery of the sealing edge.

Un mode de réalisation simple est obtenu lorsque la partie d'appui est réalisée d'un seul tenant avec l'élément d'étanchéité. A simple embodiment is obtained when the support part is made in one piece with the sealing element.

Il s'avère avantageux dans ce cas que la partie d'appui soit formée par un tronçon de bordure libre, rétréci, de l'élément d'étanchéité. La partie d'appui peut alors, dans la position implantée de la bague d'étanchéité, fléchir élastiquement sans problème. It is advantageous in this case that the bearing portion is formed by a free, narrowed edge section of the sealing element. The bearing portion can then, in the implanted position of the sealing ring, flex elastically without problems.

Dans ce cas, le bord d'étanchéité est de préférence prévu sur une surface d'épaulement qui s'étend sensiblement de manière radiale et se raccorde transversalement à la paroi intérieure de la partie d'appui. Dans le cas d'une telle configuration, le bord d'étanchéité peut être prévu de manière simple sur la bague d'étanchéité. In this case, the sealing edge is preferably provided on a shoulder surface which extends substantially radially and is connected transversely to the inner wall of the bearing portion. In the case of such a configuration, the sealing edge can be provided in a simple manner on the sealing ring.

Dans un autre mode de réalisation, la partie d'appui et l'élément d'étanchéité sont des pièces distinctes. Une 5 telle configuration présente l'avantage de pouvoir optimiser les deux pièces quant à la fonction qui leur est respectivement attribuée, par exemple en ce qui concerne le matériau dans lequel elles sont fabriquées. La partie d'appui est dans ce cas avantageusement fixée à l'élément d'étanchéité, en y étant par exemple collée, soudée ou fixée de manière similaire. In another embodiment, the bearing portion and the sealing member are separate pieces. Such a configuration has the advantage of being able to optimize the two parts as to the function which is respectively attributed to them, for example as regards the material in which they are manufactured. The support portion is in this case advantageously attached to the sealing element, for example being glued, welded or similarly fixed therein.

10 Lorsque la partie d'appui dépasse axialement, avec un tronçon de bordure libre, du bord d'étanchéité, il en résulte un bon appui du bord d'étanchéité dans la position implantée de la bague d'étanchéité. When the bearing portion protrudes axially, with a free edge section, from the sealing edge, this results in a good support of the sealing edge in the implanted position of the sealing ring.

15 Dans l'optique d'une adaptation optimale de la partie d'appui à l'élément d'étanchéité, la partie d'appui se rétrécit de manière conique en direction de l'extérieur. In view of optimum adaptation of the bearing portion to the sealing member, the bearing portion tapered conically towards the outside.

En vue d'obtenir une action de refoulement en retour 20 exceptionnelle, il s'avère avantageux que le bord d'étanchéité possède au moins une languette axialement proéminente, qui s'étend environ jusqu'au niveau de la face frontale libre de la partie d'appui. In order to obtain an exceptional return action, it is advantageous for the sealing edge to have at least one axially protruding tongue extending approximately to the level of the free end face of the part. support.

25 A cela contribue avantageusement le fait que la face frontale de la partie d'appui se situe dans un plan, qui s'étend sensiblement radialement par rapport à l'axe de la bague d'étanchéité. Advantageously, this contributes to the fact that the end face of the bearing part is situated in a plane which extends substantially radially with respect to the axis of the sealing ring.

30 D'autres caractéristiques de l'invention vont être décrites en référence aux feuilles de dessins annexées sur lesquelles : - la figure 1 est une vue, en coupe axiale, d'un premier mode de réalisation d'une bague 35 d'étanchéité selon l'invention. - La figure 2 est une vue, en coupe axiale, d'un deuxième mode de réalisation d'une bague d'étanchéité selon l'invention. L'invention va être explicitée de manière plus détaillée au regard des deux exemples de réalisation représentés 5 sur les figures 1 et 2. . Other features of the invention will be described with reference to the accompanying drawing sheets, in which: FIG. 1 is a view, in axial section, of a first embodiment of a sealing ring according to FIG. the invention. - Figure 2 is a view, in axial section, of a second embodiment of a sealing ring according to the invention. The invention will be explained in more detail with regard to the two exemplary embodiments shown in FIGS. 1 and 2.

La bague d'étanchéité selon la figure 1 possède un boitier 1 qui est réalisé en un matériau métallique ou en une matière plastique dure. Le boitier 1 comprend une 10 enveloppe périphérique 2 cylindrique, qui se raccorde à un fond 3 plan, s'étendant radialement. L'enveloppe périphérique cylindrique 2 et le fond 3 présentent avantageusement la même épaisseur. Le fond 3 est pourvu de manière centrale, d'une ouverture de passage 4 pour 15 un arbre (non représenté) dont l'étanchéité doit être assurée. L'extrémité libre 5 de l'enveloppe périphérique cylindrique 2 peut être coudée de manière oblique vers l'intérieur. The sealing ring according to Figure 1 has a housing 1 which is made of a metal material or a hard plastic material. The housing 1 comprises a cylindrical peripheral envelope 2 which connects to a radially extending flat bottom 3. The cylindrical peripheral envelope 2 and the bottom 3 advantageously have the same thickness. The bottom 3 is centrally provided with a passage opening 4 for a shaft (not shown) whose sealing must be ensured. The free end 5 of the cylindrical peripheral envelope 2 can be bent obliquely inwards.

20 Sur le côté intérieur 6 du fond 3 est fixé un élément d'étanchéité 7 qui peut être réalisé en tout matériau approprié, comme par exemple du caoutchouc ou du polytétrafluoroéthylène. L'élément d'étanchéité 7 comprend une partie de fixation 8 de forme annulaire, 25 qui est fixée sur le côté intérieur 6 du fond 3 du boitier. La partie de fixation 8 se raccorde à une partie d'étanchéité 9, qui s'inscrit dans une enveloppe périphérique conique se rétrécissant en direction de son extrémité libre, et qui s'appuie de manière étanche sur 30 ledit arbre, par l'intermédiaire d'un bord d'étanchéité 10. Le bord d'étanchéité 10 s'étend selon une forme ondulée, le long de la périphérie de la partie d'étanchéité 9. En au moins un point de la périphérie, le bord d'étanchéité 10 est configuré de manière à ce 35 que soit formée une languette 11 proéminente. Le tronçon du bord d'étanchéité 10 délimitant la languette 11 présente un rayon de courbure plus petit que les tronçons formant les ondes restantes du bord d'étanchéité 10. On the inner side 6 of the bottom 3 is fixed a sealing element 7 which can be made of any suitable material, such as rubber or polytetrafluoroethylene. The sealing element 7 comprises an annular fixing portion 8 which is fixed on the inner side 6 of the bottom 3 of the housing. The fastening portion 8 is connected to a sealing portion 9, which fits into a conical circumferential shroud tapering towards its free end, and which is sealingly supported on said shaft, via a sealing edge 10. The sealing edge 10 extends in a corrugated shape along the periphery of the sealing portion 9. In at least one point of the periphery, the sealing edge 10 is configured such that a prominent tongue 11 is formed. The portion of the sealing edge 10 delimiting the tongue 11 has a smaller radius of curvature than the sections forming the remaining waves of the sealing edge 10.

Avec son boitier 1, la bague d'étanchéité est implantée dans une ouverture d'implantation d'un appareillage. Le boitier est monté selon un ajustement à force dans cette ouverture d'implantation, par l'intermédiaire de son enveloppe périphérique cylindrique 2. L'élément d'étanchéité 7 s'appuie de manière étanche sur l'arbre, par l'intermédiaire du bord d'étanchéité 10 de configuration de forme ondulée. En service, l'arbre tourne par rapport à l'élément d'étanchéité 7. Le bord d'étanchéité 10 assure ici qu'un effet de pompage soit engendré sur le fluide à l'encontre duquel doit s'effectuer l'étanchéité, cet effet de pompage assurant que du fluide passant sous le bord d'étanchéité 10 soit refoulé en retour dans la chambre de fluide. La languette 11 est particulièrement active dans l'établissement de l'effet de pompage. With its housing 1, the sealing ring is located in an opening for implantation of an apparatus. The housing is mounted in a force fit in this implantation opening, via its cylindrical peripheral shell 2. The sealing element 7 is sealingly supported on the shaft, via the sealing edge 10 of corrugated shape configuration. In use, the shaft rotates relative to the sealing element 7. The sealing edge 10 here ensures that a pumping effect is generated on the fluid against which the sealing must take place, this pumping effect ensures that fluid passing under the sealing edge 10 is returned back into the fluid chamber. The tongue 11 is particularly active in establishing the pumping effect.

En variante par rapport à l'exemple de réalisation représenté, il est possible que le bord d'étanchéité 10 soit configuré de façon telle, qu'en-dehors de la languette 11, il soit situé dans un plan radial de la bague d'étanchéité. L'effet de pompage agissant sur le fluide à l'encontre duquel doit être assurée l'étanchéité, est alors engendré uniquement par la languette 11. En conférant une forme appropriée à la languette 11, l'ampleur de l'effet de pompage peut être adaptée aux conditions d'implantation et/ou au fluide à l'encontre duquel doit être assurée l'étanchéité. As a variant with respect to the exemplary embodiment shown, it is possible for the sealing edge 10 to be configured in such a way that, outside the tongue 11, it is located in a radial plane of the ring of FIG. seal. The pumping effect acting on the fluid against which the sealing must be ensured, is then generated solely by the tongue 11. By imparting an appropriate shape to the tongue 11, the magnitude of the pumping effect can be adapted to the implantation conditions and / or the fluid against which the tightness must be ensured.

Il s'avère avantageux que le bord d'étanchéité 10 soit d'une configuration symétrique par rapport à l'axe de joint d'étanchéité 12. L'effet de pompage se produit alors avec la même ampleur dans les deux sens de rotation possibles de l'arbre. It is advantageous that the sealing edge 10 is of a symmetrical configuration with respect to the seal axis 12. The pumping effect then occurs with the same magnitude in the two possible directions of rotation. of the tree.

Pour augmenter la force d'application du bord d'étanchéité 10 contre l'arbre à rendre étanche, le bord d'étanchéité 10 est prévu sur une surface d'épaulement 17 qui se raccorde au côté intérieur 16 d'un tronçon annulaire rétréci 14 de l'élément d'étanchéité 7. To increase the application force of the sealing edge 10 against the shaft to be sealed, the sealing edge 10 is provided on a shoulder surface 17 which connects to the inner side 16 of a narrowed annular section 14. of the sealing element 7.

L'anneau d'étanchéité 14 forme une partie d'appui, qui entoure le bord d'étanchéité 10 sur l'extérieur et exerce ainsi une force d'application radiale sur le bord d'étanchéité, dans la position implantée de la bague d'étanchéité. La partie d'appui 14 réalisée sous forme d'anneau d'appui se rétrécit radialement vers l'extérieur ; son côté extérieur 18 forme un prolongement continu du côté extérieur 19 de l'élément d'étanchéité 7. Le tronçon annulaire 14 ne dépasse que relativement faiblement de l'élément d'étanchéité 7, dans l'exemple de réalisation d'une valeur d'un quart à un cinquième de l'étendue axiale de celui-ci. Avantageusement, la languette 11 s'étend jusqu'au niveau du plan radial contenant la face frontale 13 de l'anneau d'appui 14. Grâce à la configuration décrite, la zone entre le bord d'étanchéité 10 et la face frontale 13 de l'élément d'étanchéité 7, à savoir son anneau d'appui 14, présente, dans la position implantée, un espacement par rapport à l'élément à rendre étanche, ce qui permet d'éviter de manière fiable, une usure excessive par friction. The sealing ring 14 forms a bearing part, which surrounds the sealing edge 10 on the outside and thus exerts a radial application force on the sealing edge, in the implanted position of the sealing ring. sealing. The bearing portion 14 in the form of a support ring tapers radially outwards; its outer side 18 forms a continuous extension of the outer side 19 of the sealing element 7. The annular section 14 only protrudes slightly from the sealing element 7, in the exemplary embodiment of a sealing value. 'a quarter to a fifth of the axial extent of it. Advantageously, the tongue 11 extends to the level of the radial plane containing the end face 13 of the support ring 14. With the configuration described, the area between the sealing edge 10 and the front face 13 of the sealing element 7, namely its support ring 14, has, in the implanted position, a spacing relative to the element to be sealed, which makes it possible to reliably avoid excessive wear by friction.

La bague d'étanchéité selon la figure 2 comprend un boitier 1, qui est d'une conception identique à celui du mode de réalisation décrit précédemment. L'élément d'étanchéité 7a comprend la partie de fixation 8a en forme de disque annulaire, qui se raccorde à la partie d'étanchéité 9a. Le bord d'étanchéité 10a de forme ondulée est prévu sur la face frontale de la partie d'étanchéité 9a, et, en raison du tracé de forme ondulée, est disposé, sur une partie de son étendue en longueur, dans un plan faisant un angle différent de 90° par rapport à l'axe de joint d'étanchéité 12, vu dans la projection sur un plan axial de la bague d'étanchéité. Dans l'exemple de réalisation, cet angle d'inclinaison vaut environ 80°. The sealing ring according to Figure 2 comprises a housing 1, which is of a design identical to that of the embodiment described above. The sealing member 7a comprises the annular disk-shaped fixing portion 8a, which connects to the sealing portion 9a. The undulating sealing edge 10a is provided on the front face of the sealing portion 9a, and due to the undulating shape pattern is disposed over a portion of its length extent in a plane forming a angle different from 90 ° with respect to the axis of seal 12, seen in the projection on an axial plane of the sealing ring. In the exemplary embodiment, this angle of inclination is approximately 80 °.

A la place du bord rétréci 14 de l'élément d'étanchéité 7, il est prévu dans le présent mode de réalisation, en guise de partie d'appui, un anneau d'appui 14a distinct, qui entoure l'élément d'étanchéité 7a sur une portion de son étendue axiale, et s'étend axialement au-delà du bord d'étanchéité 10a. Dans l'exemple de réalisation, l'anneau d'appui 14a dépasse, d'une valeur d'environ un quart de son étendue ou de sa hauteur, du bord d'étanchéité 10a. Comme dans le cas du mode de réalisation précédemment décrit, la languette lla du bord d'étanchéité 10a s'étend jusqu'au niveau du plan radial contenant la face frontale 13a de l'anneau d'appui 14a. Dans la position implantée de la bague d'étanchéité, l'anneau d'appui 14a exerce à nouveau sur le bord d'étanchéité 10a, une force d'application qui permet de garantir une étanchéité parfaite le long de la totalité de la périphérie, sur la pièce de machine à rendre étanche. L'anneau d'appui 14a peut être collé sur l'élément d'étanchéité 7a, être soudé à celui-ci ou y être fixé d'une manière similaire. La zone entre le bord d'étanchéité l0a et la partie de l'anneau d'appui 14a, qui en dépasse, présente à nouveau un espacement par rapport à la pièce de machine à rendre étanche, pour éviter une friction de l'arbre ou similaire. L'anneau d'appui 14a présente avantageusement une épaisseur de paroi constante tout au long de son étendue axiale, et s'applique, avec son côté intérieur 16a, sur le côté extérieur 19a de l'élément d'étanchéité 7a. Instead of the narrowed edge 14 of the sealing element 7, there is provided in the present embodiment, as a bearing part, a separate support ring 14a, which surrounds the sealing element. 7a over a portion of its axial extent, and extends axially beyond the sealing edge 10a. In the exemplary embodiment, the support ring 14a exceeds, by a value of about a quarter of its extent or height, the sealing edge 10a. As in the case of the embodiment previously described, the tongue 11a of the sealing edge 10a extends to the level of the radial plane containing the end face 13a of the support ring 14a. In the implanted position of the sealing ring, the support ring 14a exerts on the sealing edge 10a an application force which makes it possible to guarantee perfect sealing along the entire periphery, on the machine part to be sealed. The support ring 14a may be bonded to, or welded to, the seal member 7a or may be attached in a similar manner. The area between the sealing edge 10a and the portion of the supporting ring 14a, which protrudes therefrom, again has a spacing with respect to the piece of machine to be sealed, to avoid friction of the shaft or similar. The support ring 14a advantageously has a constant wall thickness throughout its axial extent, and is applied, with its inner side 16a, on the outer side 19a of the sealing element 7a.

L'anneau d'appui 14a peut être réalisé en un autre matériau que l'élément d'étanchéité 7a. Il est ainsi possible de sélectionner les matériaux de manière optimale en ce qui concerne les fonctions respectives de l'élément d'étanchéité 7a et de l'anneau d'appui 14a. The support ring 14a may be made of a material other than the sealing member 7a. It is thus possible to select the materials optimally with respect to the respective functions of the sealing member 7a and the support ring 14a.

Pour le reste, la bague d'étanchéité selon la figure 2 présente une conception identique à celle de la bague d'étanchéité selon la figure 1. For the rest, the sealing ring according to Figure 2 has a design identical to that of the sealing ring according to Figure 1.

Claims

REVENDICATIONS1. A sealing ring comprising a sealing member which has at least one attachment portion and a sealing portion provided with a sealing edge, the sealing member being substantially rotationally symmetrical in configuration, and the sealing edge, which has a profile substantially of undulating shape, extending at least over a portion of its periphery, seen in the projection on an axial plane of the sealing ring, at an angle other than 90 ° relative to the seal axis, characterized in that the sealing edge (10, 10a) is provided on the inner side (16, 16a) of a bearing portion (14, 14a).

Sealing ring according to claim 1, characterized in that the bearing portion (14, 14a) is in the form of a ring.

Sealing ring according to Claim 1 or Claim 2, characterized in that the bearing part (14) is formed in one piece with the sealing element (7).

Sealing ring according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the bearing part (14) is formed by a free, narrowed edge section of the sealing element (7). ).

Sealing ring according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the sealing edge (10) is provided on a shoulder surface (17) which extends substantially radially and connected transversely to the inner wall (16) of the support part (14).

Sealing ring according to Claim 1 or Claim 2, characterized in that the bearing part (14a) and the sealing element (7a) are separate parts.

Sealing ring according to Claim 6, characterized in that the bearing part (14a) is fastened to the sealing element (7a), for example by being glued, welded or similarly fastened to the sealing element (7a). .

Sealing ring according to Claim 6 or Claim 7, characterized in that the bearing portion (14a) projects axially with a free edge section (15a) from the sealing edge (10a). 25

Sealing ring according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the bearing portion (14, 14a) tapers conically towards the outside. 30

Sealing ring according to one of Claims 1 to 9, characterized in that the sealing edge (10, 10a) has at least one axially protruding tongue (11, 11a) extending approximately at the free end face (13, 13a) of the bearing portion (14, 14a). 2942017 >>

Sealing ring according to Claim 10, characterized in that the end face (13, 13a) of the bearing part (14, 14a) lies in a plane which extends substantially radially with respect to the 5 axis (12) of the sealing ring.