Joint d'étanchéité pour arbres tournants. La présente invention a pour objet un ,joint d'étanchéité à. contacts multiples pou vant -être employé dans tous les paliers d'arbre: tournants. dans lesquels il s'agit d'ob tenir simultanément une étanchéité en plu sieurs endroits.
Le joint, conforme à l'invention, est plus particulièrement, mais non exclusivement, applicable aux boîtes d'essieux de wagons de chemins de fer. Il comporte un anneau en matière souple et élastique. par exemple en matière fibreuse à- base de caoutchouc, qui bouche le pourtour de l'arbre et ferme simul tanément les deux trous de passage de l'ar bre à. travers les parois -du logement du joint. L'anneau peut être fabriqué en une seule pièce ou. être constitué par la. réunion de plusieurs, pièces.
On sait que dans certains presse-étoupe. on a. déjà. utilisé des paires d'anneaux métal liques indéformables soumis à. une pression périphérique exercée par un ressort placé à cheval pur les deux anneaux, à. leur péizphé- rie. Dans cette application, la pression écarte les deux anneaux indéformables et les appli que ainsi contre les parois intérieures. de leur logement.
Suivant la. présente invention. un anneau unique. en matière souple et élastique. est soumis, de la manière connue dans les presse étoupe métalliques, à une pression perpendi culaire. à. l'axe .de l'arbre, exercée par un organe de serrage placé autour de l'anneau.
En appliquant cette pression à un anneau unique, souple et élastique, celle-ci ne le déplace pas comme dans les presse-étoupe pré cités, mais elle déforme cet anneau et l'ap plique ainsi à. la fois contre la surface de l'arbre et contre les parois latérales du loge ment du joint.
L'effet de la pression sur le joint conforme à l'invention est donc. différent.
Le joint conforme à l'invention présente, par rapport aux presse-étoupe métalliques connus, de nombreux avantages dont nous ci tons ci-dessous les plus importants: 10 Un joint en matière souple et élasti que peut être utilisé dans un logement en fonte brute, tandis que les joints rigides né cessitent des parois usinées pour avoir un bon portage.
20 Le rattrapage du jeu provenant de l'usure, se fait d'une façon plus parfaite avec le joint souple qu'avec un joint rigide.
30 Un joint souple et élastique est plus économique qu'un joint métallique parce qu'il ne nécessite lui-même aucun ajustage.
-le Lorsqu'il s'agit, comme c'est le cas par exemple dans les boîtes d'essieux des -wagons de chemins de fer, d'assurer l'étan chéité des pièces soumises à des heurts et à des trépidations, _ un joint en matière souple et élastique, qui a une inertie moindre que le joint métallique reste mieux en adhérence avec l'essieux vibrant; l'effet de bracelet est bien meilleur et ceci avec un ressort bien plus faible que ceux qui doivent être em ployés pour maintenir des segments métalli ques en contact avec l'arbre.
<B>50</B> Le ressort étant moins fort, le frotte- ment sur l'arbre est moins important d'où moindre échauffement et moindre usure.
60 L'invention permet l'emploi de ma tières souples qui présentent, dans un milieu gras, un coefficient de frottement moindre que celui existant au contact de deux métaux.
L'anneau déformable peut avoir une sec tion de diverses formes et la. pression exercée sur ce joint annulaire peut être obtenue soit au moyen d'un organe placé à l'intérieur de la pièce déformable, soit par des organes se trouvant à l'extérieur de celle-ci. L'ensemble du joie peut être fixe ou entraîné par l'une quelconque des deux parties sur lesquelles il fait joint. _ En général, l'organe de pression sera constitué par un ressort, lequel peut agir di rectement ou indirectement sur la matière dé- formable.
Lorsque l'organe -de- pression est placé à l'intérieur de la matière déformable, il peut être enrobé partiellement ou totalement par cette matière, ou se trouver libre dans -ait creux prévu dans le joint déformable. Le joint proprement dit est généralement formé par un anneau fermé ou fendu.
Le dessin ci-annexé représente, à simple titre d'exemple, plusieurs joints conformes à l'invention, spécialement. prévus pour les boîtes d'essieux de -wagons; Les fig. 1 à 4 montrent plusieurs section de joints, tandis que la fig. 5 est une vue. en élévation de l'ensemble du joint correspon dant à, la section composée montrée dans la fig. 2v La fig. 6 représente un détail d'exécu tion du joint suivant la fig. 4, et la fig. 7 une coupe suivant la ligne a-b de la fig. 6;
Les fig. R. 9 et 10 montrent une vue en élévation, une coupe et un détail d'une va riante de la forme d'exécution représentée à la fig. ,5.
L'anneau ou disque déformable du joint peut être un anneau simple, tel qu'il est dé signé par 1 dans la fig. 1 ou un anneau com posé (double et triple) comme représenté dans les fig. 2 et 3. Dans ces dernières figures, les anneaux portent des repères 2, 2' et 3, 3', 3".
L'anneau simple de la fig. 1 peut être fermé tandis que l'on emploie, de préférence, des anneaux fendus lorsqu'on en utilise plu sieurs. Au montage, les fentes des différent anneaux sont alors décalées angulairement l'une par rapport à l'autre, comme montré dans la fig. 5 où ces fentes sont désignées par 4. Les différents éléments d'un joint sont fixés les uns aux autres par des ri vets 15.
Les joints déformables, représentés sur le dessin, aussi bien celui formé par un anneau simple que ceux à. anneau composé ont une section rappelant celle des rails de tramway et l'organe de pression constitué par un res sort en spirale annulaire 5 est placé dans la gorge du rail. L'ensemble -du joint ainsi cons- titué est placé dans un logement 6, solidaire de la boîte d'essieux et présentant, en section, la, forme d'un U.
On comprendra facilement que la- pression du ressort 5 agit simultané ment sur l'anneau en l'appuyant sur l'arbre 8 par compression et sur les deux -faces 7, 7' par écartement ou expansion, On obtient ain i iin ,joint étanche à la surface de l'arbre et sui- va.nt lés parois latérales 7, 7' de la boîte du ,joint. Les sections adoptées dans les fig. 1 à .l donnent: une bonne répartition de l'effort de compression du ressort, lequel se décompose en une composante radiale 9 et en deux com posantes latérales 10 presque perpendiculai res aux .,surfaces 7, 7'.
Il est évident que la section de l'anneau doit varier suivant la dis position des organes dont il faut assurer l'étanchéité, de telle façon qu'une étanchéité parfaite puisse être obtenue quelle que soit la disposition des différents endroits ù ren dre étanches par un seul joint.
Ait lien d'utiliser un ressort en spirale circulaire directement appliqué sur la. ma tière -déformable, comme cela a été indiqué clans les fig. 1 à 3 et 5, on peut aussi faire ;agir le ressort indirectement. A cet effet, on place dans la. gorge conique périphérique des anneaux déformables, un anneau 11 en ma tière souple comportant, à l'intérieur, une âme métallique 12, dont les extrémités dé passent et forment deux crochets 13 aux quels sont fixés des ressorts 14. Cette cons truction est montrée dans les fig. 4, 6 et 7.
Les extrémités libres de tous les ressorts utilisés sont reliées entre elles. Pour effectuer (#ette ,jonction, on pourra utiliser un crochet 17 auquel sont fixées les extrémités du ou (les ressorts. Ce crochet peut être muni d'un ressort 16 s'appliquant contre la boîte d'es sieux 18, de façon telle qu'il rende le joint entier solidaire de cette boîte et l'empêche ainsi d'être entraîné par l'arbre.
Le même dispositif d'accrochage peut (l'ailleurs être prévu en double, comme cela c -st indiqué en pointillé dans la fig. 5.
Le joint représenté par les fig. 8 à 10 est constitué par un anneau composé 1 en matière fibreuse à base de caoutchouc. Cet anneau (-st obtenu par l'assemblage de deux moitiés ou éléments fendus 2 et 2' moulés séparément <I>et</I> réunis au moyen de rivets 1.5. Les coupures des éléments 2 et 2' de l'anneau sont décalées. Vnc des extrémités 19 de l'élément 2 est mu- nie d'un trou 21 en face duquel est prévue une rainure 22 pratiquée dans l'extrémité 20 de l'élément 2'. Le trou 21 et la rainure 22 sont placés l'un en face de l'autre, de telle sorte que l'on puisse y faire passer un tenon 23.
Ce tenon comporte une tête 24 contre la quelle s'appuie une rondelle<B>25;</B> une rondelle similaire est engagée sur l'extrémité libre du tenon 23, cette dernière étant ensuite rivée en laissant un faible jeu entre les deux rondelles et l'anneau 1., afin de permettre au tenon 23 de coulisser dans la rainure 22 lorsque l'an neau 1 se déforme.
Sur l'anneau déformable ainsi constitué est posé un dispositif de compression à res sorts. Ce dispositif est constitué par deux ressorts à boudin 26 et 27, dont les extrémi tés sont accrochées à deux paires de crochets <B>8,</B> de manière<B>à</B> former un cercle fermé, <B>2</B> le quel est logé dans une gorge périphérique <B>2</B>9 pratiquée dans l'anneau 1. Chaque paire de crochets est solidaire d'une pièce de guidage 30, lesquelles sont ainsi serrées dans la gorge<B>2</B>9. Lorsque l'arbre tourne, l'extrémité des pièces 30 opposée à la gorge de l'anneau vient buter contre les parois du logement du joint et empêche le joint d'être entraîné par rotation de l'essieu.
Comme montré dans la fig. 10, laquelle représente une section de la pièce 30, suivant le plan a-b de la fi-. 8, les guides 30 épou sent approximativement la forme angulaire de la gorge aux endroits où ils sont placés dans celle-ci. Le dispositif de compression constitué par les parties 26,<B>27,</B> 28 et 30 est ainsi bien maintenu en place dans la gorge 29.
Le guide 30, avec ses deux crochets 28 peut être constitué en une ou plusieurs pièces as semblées. La meilleure solution semble être celle représentée sur la fig. 8, suivant la quelle un fil 31, en acier, recourbé à ses deux extrémités, est maintenu dans la pièce de guidage par le fait que cette dernière est fa briquée en la coulant autour de la partie cen trale de ce fil, la. pièce 30 pouvant être en aluminium ou en tout autre métal approprié.
On remarque que la section du joint est élargie à son bord intérieur et que la hauteur de la partie élargie est renforcée dans la moi tié supérieure de l'anneau, sur laquelle agis sent les chocs transmis par l'arbre.
C'est, en effet, en cet endroit. que les chocs subis par l'essieu 12 provoquent la plus forte usure. En renforçant cette partie du joint on augmente ainsi sa durée.
Les constructions qui viennent d'être dé crites s'appliquent tout spécialement aux es sieux de voitures de chemins de fer, mais elles peuvent être utilisées également dans d'au tres cas d'arbres tournants.