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Garniture d'étanchéité à bague de frottement en charbon blindé pour tubes d'étrave.
La présente invention concerne une garniture d'étanchéité à bague de frottement pour arbres de navires de surface, dans lesquels la garniture d'étanchéité est faite de bagues blindées en graphite ou en carbone graphité, la partie rotative de la garniture d'étanchéité étant pressée par ressorts contre la partie fixe de la garniture d'étanchéité. De telles garnitures d'étanchéité à bagues frottantes en graphite ou carbone graphité blindées sont connues en elles-mêmes.
L'invention consiste à employer pour l'étanchéité de tubes d'étrave de navires de surface de telles garnitures à bagues de frottement en graphite ou carbone graphité blindées et à adapter ces garnitures aux conditions spéciales présentées par les tubes d'étrave de navires de surface. Dans les garnitures d'étanchéité connues à bagues de frottement en carbone graphité blindées, la garniture est telle que la partie tournante est constituée comme manchon cylindrique ouvert d'un côté, qui forme, avec l'arbre tournant, un espace annulaire ouvert d'un côté, dans lequel une matière tendre de bourrage adéquate est ajoutée sur une longueur déterminée addi- tionnellement à la garniture à bagues frottantes.
Ce bourrage tendre est pressé contre le fond du manchon - par une bague de pression et
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sous l'action d'un ou plusieurs ressorts entraînés en rotation et est comprimé de telle sorte qu'il entoure étanchement l' arbre tournant. Alors qu'une extrémité des ressorts se trouve à l'inté- rieur du manchon et s'appuyé contre la bague de pression qui compri- me le bourrage tendre, l'autre extrémité de ces ressorts s'appuyé contre un Epaulement fixé à l'arbre et tournant avec celui-ci.
Cette garniture connue d'étanchéité à bagues frottantes ne peut être employée comme étanchéité pour les tubes d'étrave, car elle n'assure pas une étanchéité suffisante pour cette application.
La force de tension du ou des ressorts de pression, qui se transmet, sous l'intermédiaire de la bague de pression, au bourrage tendre, ne suffit pas à déterminer une étanchéité certaine du bourrage tendre.
Ceci est particulièrement vrai quand il faut tenir compte d'une modification de longueur de l'arbre par suite de variations de tempé- rature, et qui a pour conséquence un déplacement axial de la garniture d'étanchéité ou de parties de celle-ci. Il n'est pas possible de comprimer fortement et de presser fortement le bourrage tendre contre l'arbre par le serrage de vis, parce que de ce fait, lors de modification de longueur de l'arbre due à des variations de température;
la garniture à bagues de frottement serait écartée lors de l'allongement de l'arbre ou, lors de contractions de l'arbre, la pression dans la garniture à bagues de frottement serait augmentée de manière inad- missible. L'arbre doit donc pouvoir se deplacer par rapportà la garniture à bagues de frottement, ou cette aernièr'e doit pouvoir se déplacer par rapport au cube fixe d'étrave ou au corps du navire.
Pour les arbres de navire, il faut compter sur des modifications de longueur d'arbre d'environ 15 à 25 mm. suivant qu'on navigue en eaux froides ou chaudes. Evidemment, la longueur de l'arbre même joue un rôle important, et, suivant qu'il s'agit de commande par turbinesou par Diesel, avec transmissions intermédiaires, il peut se produire des variations notables dans la longueur de l'arbre. Quel que soit le mode d'entraîhement de l'arbre de couche, les allongements sont toujourssi grands qu'il faut compter sur une modification de lon- gueur de l'ordre indiqué de 15 à 25 mm.
Lors d'une augmentation de la longueur par suite de dilatation thermique, le déplacement axial
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se fait de l'intérieur vers l'extérieur, parce qu'il est toujours prévu des paliers à butée axiale et des accouplements ne permettant pas un allongement de l'arbre, en direction axiale, de l'extérieur vers l'intérieur. Lors de la contraction des arbres préalablement allongés, il se produit donc un déplacement dans la direction opposée, par suite du raccourcissement de l'arbre, Pour cette raison, la garniture d'étanchéité à bagues frottantes doit être telle que l'arbre peut se déplacer sans être gêné dans l'une et l'autre direction, et ce saas que se présente le danger d'une modification de l'effet d'étanchéité entre les parties fixes et tournantes de la garniture d'étanchéité.
Ceci est obtenu du fait qu'au lieu de la garniture en bourrais tendre, il est prévu une manchette en caoutchouc synthétique (Buna) résistant à l'huile, cette manchette étant à doubles lèvres s'étendant vers les côtés opposés. Au lieu d'une manchette à doubles lèvres, on peut évidemment employer deux manchettes simples s'étendant en directions opposées.
Quand les arbres de navire sont supportés dans des paliers à glissement en métal ou dans des paliers à roulement, ceux-ci doivent être graissas à l'huile. Pour cette raison, l'espace entre la boite du paliar et l'endroit d'étanchéité du dispositif à bagues de frottement doit être fait comme espace annulaire fermé, rempli d'huile, l'étanchéité de cet espace par rapport à l'eau enveloppante s'effectuant par la manchette à doubles lèvres.
Au dessin annexé est représentée une forme de réalisation de l'objet de l'invention. La garniture d'étanchéité se trouve au bout postérieur de l'arbre entre le tube d'étrave et le moyeu de l'hélice.
Le dessin représente une partie de l'arbre d'hélice avec le moyeu d'hélice et le dispositif d'étanchéité à bagues frottantes, en coupe longitudinale.
L'arbre de propulsion ou d'hélice 1 est supporté dans le tube d'étrave 4 par le palier 2 à revêtement 3 en métal blanc ;l'écrou 5 est vissé sur le tube d'étrave 4.
Sur le moyeu 6 de l'hélice se trouve l'hélice même, non repré- sentée. Au palier 2 est fixée une bague 7 à saillie 7a tubulaire ; la fixation est effectuée par plusieurs vis 8. La bague enveloppante 9
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possède une surface en coin 9a à une partie de sa périphérie, Dans cette bague est empoîtée à chaud une bague le en carbone artificiel.
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;n vue de réchauffement pour le processus i' e:uuzt2m2nt à chaud, une fente annulaire doit subsister vers l'intérieur entre la Dague
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le et la bague 9.
La Dague de frottement 11 en métal non oxydable est introduite dans un évidement du moyeu d' nélice 6 et y est ±1#-le par un certain nombre de vis 13 ; elle est en même temps rendue étanche vis-a-vis du moyeu 6 par une garniture 12 en caoutchouc.
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Dans la baGue 2 sont en ou'cre fixées, de préférence par rlveta- ge 14a, des broches-guides 14 sur lesquelles sont enfilés en nombre
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égal des ressorts da pression 15 agissant en sens axial, Les brccnes- guides 14, las ressorts 15 et la partie latérale de la pague 9 tour- née vers l'intérieur sont noyés dans l'huile. Les espaces situes en
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dehors de la carnziure d'¯taúcfJ.eité 9 a 18 à bagues de frottement et à l'intérieur ae la uague .1-9, ha, l9b sont remplis d'eau àe mer. La manchette 16 a doubles lèvres est serree étanchement par sa surface annulaire radiale entra la bague 17 et la bague 9 par des vis 18.
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Afin d'empecuer la pénétration de grosses impuretés ou le uev.-o:loppement inad,.lÍEsiblf3 da rosée, il est prevu, conform.e..,8LJt a la technique actuelle, une bague protectrice 19 avec prolongement 18a en labyrinthe. La bague protectrice 19 est fixée par des vis 20 a la périphérie du manchon 2. Son prolongement en labyrinthe 19a prend
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avec large Jeu dans un évidemant annulaire du moyeu d'hélice et pos- sède a sa périphérie externe également une partie 19b conique.
Deux têtes de vis 21 au moins déterminent cette transmission de force en-
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tre le manchon 2 (par la oa,..;ù2 19) t't la bague 9 ou la bague 10 de carbone y fixée, c'est-a-ùire Jn n'autres termes que ces deux vis éï surmontent les efforts 68 frottement développés entre la 8",U::> ci? carbone 10 et la bague 11.
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Alors que l'arbre d'uélice 1 et le moyeu d'hélice 6 fixé rigidement sur lui, avec le bague 6e frottement Il montée dans ce moyeu (y compris la garniture 12 en caoutchouc et les vis 13) tournent dans le sens des aiguilles d'une montre ou dans le sens opposé, toutes
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les autres parties 2,3;4,5,'7,e,,9,1û,7.r,15,1G17,1,,1^,2C,21 restent fixes, parce qu'elles sont reliées rigidement au manchon 2 comme une pièce de la partie fixe du navire.
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Entre le prolongement cylindrique 7a de la bague 7 et la man- chette 16 à doubles lèvres, il n'y a donc aucune rotation relative ; ce n'est que lors d'un mouvement axial de l'arbre, du à son allongement ou à sa contraction par suite de fortes variations de température (eau de mer froide ou chaude) que se produit un déplacement axial relatif entre la manchette 16 et la partie cylindrique 7a de la bague 7.
Les ressorts de pression 15 maintenus par les broches 14 pressent constamment, sous tension préalable, la bague 9 avec la bague de carbone 10 y fixée, contre la bague de frottement tournante 11, de sorte qu'à cet endroit, il se produit une étanchéité toujours bien efficace à la surface radiale de contact entre 10 et 11 et que l'espace rempli d'huile de graissage est toujours bien séparé des espaces remplis d'eau de mer.
REVENDICATIONS.
1. Garniture d'étanchéité à bagues de frottement pour arbres de navire, aux tubes d'étrave de bâtiments de surface, caractérisée par l'emploi de bagues connues blindées en graphite ou carbonegra- phité, de réalisation telle que la bague blindée en carbone graphité ne participe pas au mouvement de rotation de l'arbre du navire ou est disposée mobile axialement, et est pressée par pression de ressort contre une surface tournante de l'arbre ou du moyeu d'hélice et est équipée d'une manchette d'étanchéité qui empêche l'entrée de l'eau de mer vers l'espace annulaire formé par l'arbre du navire, le moyeu d'nélice, la bague blindée en carbone et le palier de l'arbre.