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Garniture d'étanchéité pour arbres à mouvement axial.
Cette invention a pour objet une garniture d'étanchéité spécialement applicable aux arbres exécutant un mouvement axial et comprenant un anneau d'étanchéité en matière flexible soumis automatiquement à une pression axiale et à une pression radiale agissant depuis la périphérie vers le centre par suite de la pression qui règne à l'intérieur du corps ou organe que traverse l'arbre, cette garniture étant montée devant un évidement ou alésage de cet organe.
Un ressort est prévu pour maintenir une certaine pres- sion axiale sur la garniture qu'il comprime contre la paroi interne de l'organe traversé par l'arbre, de façon à lui imprimer une dilatation suffisante pour l'obliger à demeurer en contact intime avec l'arbre même quand il ne se manifeste pas de pression -. interne ou presque pas de pression interne dans l'organe en question @
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L'anneau d'étanchéité est généralement établi par cons- truction, de façon à présenter un alésage de dimensions telles qu'il puisse venir en contact avec l'arbre dès le montage.
Suivant l'invention, cet alésage est muni d'une surface de révolution à génératrice curviligne, de façon que, lors du montage, le contact avec l'arbre soit limité pratiquement à une ligne circulaire dans une région sensiblement médiane.
Lorsque la pression à l'intérieur de l'organe creux que traverse l'arbre augmente, l'anneau d'étanchéité subit une déformation et, sous l'action de la-poussée radiale dirigée vers le centre, il est pressé contre l'arbre d'une quantité propor- tionnelle à 1'élévation de la pression.
Grâce à la forme sus-décrite de la surface de l'alésage de cette garniture d'étanchéité, la pression régnant dans l'or- gane que traverse l'arbre agit également entre ce dernier et la garniture jusqu'à la moitié environ de la largeur de l'alésage de cette dernière, c'est-à-dire jusqu'à la ligne de contact avec l'arbre en empêchant une déformation qui pourrait amener la partie en question de l'alésage en contact avec l'arbre, tan- dis que cette déformation se produit dans l'autre partie de l'alésage vers l'extérieur.
Ceci assure une parfaite étanchéité en raison du contact de pression de la garniture d'étanchéité flexible avec l'arbre sous une pression proportionnelle à la pression existant à l'intérieur de l'organe traversé par l'ar- bre, la zone de friction entre la garniture et l'arbre étant simplement limitée à la moitié environ de l'épaisseur de l'an- neau.
Etant donné que la pression du fluide agit sur la garniture à la fois radialement vers l'arbre et axialement, toute déformation permanente de la garniture même sous l'effet de pressions élevées se prolongeant longtemps,est empêchée. En fait, la pression axiale tend à comprimer les anneaux axialement .il
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et à les dilater radialement, tandis que la pression radiale tend à les comprimer radialement et à les dilater axialement, de sorte que les deux pressions se contrecarrent.
Si les anneaux flexibles sont comprimés dans une seule direction (par exemple dans une direction axiale) ils tendent à se déformer de façon permanents sous une pression'élevée durant longtemps, par suite du déplacement de la matière flexible qui remplirait en permanence tous les espaces vides entre le pourtour flexible de l'alésage et la paroi cylindrique de l'arbre déplacé axialement.
Le dessin schématique annexé représenté, à titre d'exem- ple, une réalisation constructive de cette garniture d'étanchéité perfectionnéé applicable à des arbres déplacés axialement à tra- vers un alésage pratiqué dans un corps ou organe creux dans lequel agit une pression de fluide.
La fig.l est une vue en coupe axiale du dispositif tel qu'il est monté dans l'organe soumis à une pression de fluide et traversé par l'arbre à mobilité axiale.
Les figs.2 et 3 sont des vues dessinées à plus grande échelle montrant l'anneau de matière flexible et mettant en évidence son comportement respectivement quand aucune pression ne s'exerce et quand au contraire une pression élevée s'exerce dans l'organe traversé par l'arbre.
1 désigne l'arbre qui est déplacé axialement à travers l'alésage 3 d'un corps ou organe creux 2 dans lequel peut se manifester une pression de fluide. Un anneau d'étanchéité 4 en matière flexible monté sur l'arbre 1 et à l'intérieur de la paroi de l'organe creux 2 est appliqué contre cette paroi. L'alésage de l'anneau 4 a la forme d'une surface de révolution engendrée par une génératrice curviligne, par exemple elliptique ou para- bolique.
Au cours de la construction, on donne au plus petit diamètre de l'alésage qui affleure le plan de l'anneau médian
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les mêmes dimensions qu'au diamètre de l'arbre 1, de sorte qu'un contact linéaireée produit entre l'anneau et l'arbre lors du montage. Une rondelle métallique 5 adaptée sur l'arbre 1 est comprimée contre l'anneau flexible 4, par exemple par un ressort hélicoïdal 6 portant contre n'importe quelle partie convenable de l'organe creux 2. Pour assurer l'étanchéité, le ressort 6 astreint la garniture 4 à venir en contact avec la paroi inter- ne de l'organe creux 2 et produit, dans une direction axiale une pression initiale sur l'anneau flexible 4 qui se traduit par une légère pression de l'anneau contre l'arbre 1 par son alésage.
Ceci assure l'étanchéité désirable même quand la pression de fluide régnant dans l'organe creux 2 est très faible.
Dès que la pression régnant dans l'organe creux 2 s'élè- ve, une pression axiale s'exerce sur l'anneau 4 à laquelle s'ajoute la pression exercée par le ressort 6. Une pression radiale diri- gée vers l'arbre 1 (comme le montrent les flèches dans la fig.3) est également engendrée.
La pression du fluide intéresse environ la moitié de la surface de l'alésage de l'anneau 4 et plus par- ticulièrement la moitié de cet alésage qui est voisine de l'in- térieur du corps, en s'opposant à la déformation produite par la pression radiale qui est dirigée vers l'arbre 1, de sorte que l'anneau est empêché sur cette moitié de l'alésage de venir en contact avec l'arbre 1, tandis que la pression du fluide ne peut être transmise à l'autre moitié de l'alésage, de sorte que l'anneau 4 se trouve déformé et vient en contact avec l'arbre.
Ceci assure une étanchéité étroite sous pression et une surface de contact suffisante entre l'alésage de l'anneau et l'arbre, tandis que le frottement résultant du déplacement de l'arbre est limité à la moitié de la surface de l'anneau même sous l'effet des plus fortes pressions régnant dans le corps.
Aussitôt que la pression du fluide s'abaisse dans l'or- - gane 2, l'anneau flexible 4 s'affaisse automatiquement en rédui- @
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sant le contact avec l'arbre, ainsi que la friction due à son coulissement sur lui. En outre, grâce à la forme de l'alésage de l'anneau, si le fluide enfermé dans l'organe 2 est de l'huile ou un autre liquide lubrifiant, les surfaces de coulissement sont maintenues graissées au cours du fonctionnement, ce qui a pour conséquence de réduire le frottement. Etant donné que l'anneau 4 est monté flottant au lieu d'être monté fixe comme à l'ordinaire, sa durée est pratiquement illimitée.