FR2601430A1 - Joint d'etancheite hydrostatique et palier hydrostatique utilisant un tel joint d'etancheite - Google Patents

Abstract

CE PALIER HYDROSTATIQUE DESTINE A RENFERMER, D'UNE MANIERE ETANCHE VIS-A-VIS DE L'EXTERIEUR, UN FLUIDE SOUS PRESSION 14 D'UNE MACHINE A L'INTERIEUR D'UN CARTER 12 TRAVERSE PAR UN ARBRE 11, COMPORTE DES SURFACES D'ETANCHEITE 16, 18 SITUEES EN VIS-A-VIS SUR LE CARTER 12 ET L'ARBRE 11, UNE CAVITE A HAUTE PRESSION 19 MENAGEE DANS L'UNE DES SURFACES D'ETANCHEITE POUR ENVOYER UN FLUIDE D'ARRET SOUS PRESSION ENTRE LES SURFACES D'ETANCHEITE, ET DES MOYENS 29, 46 POUR EMPECHER LA PENETRATION DU FLUIDE D'ARRET A L'INTERIEUR DU CARTER ET LA PENETRATION DU FLUIDE DE LA MACHINE DANS LA CAVITE A HAUTE PRESSION. APPLICATION NOTAMMENT A L'ETANCHEIFICATION DE L'INTERFACE ENTRE UN ARBRE ROTATIF ETOU ALTERNATIF TRAVERSANT LE CARTER D'UNE MACHINE.

Description

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Joint d'étanchéité hydrostatique et palier hydrostatique utilisant un tel joint d'étanchéité

La présente invention concerne les joints ou systèmes d'étanchéité hydrostatiques utilisés entre un arbre ro5 tatif et un carter.

On a utilisé des joints d'étanchéité à contact compensés ou du type à poussée classiques pour réduire la fuite entre un arbre ayant un déplacement rotatif ou alternatif et un carter. Cependant le frottement et la production de cha10 leur associés peuvent être importants et conduire dans certains cas à une défaillance des éléments frotteurs. C'est pourquoi

il est difficile de prédire la performance de tels joints d'étanchéité.

On a ultérieurement développé des joints d'étan15 chéité coulissants à pellicule hydrostatique et à pellicule hydrodynamique de manière à réduire le frottement et l'usure et à permettre une prévision plus précise de performance. Dans des joints hydrostatiques connus, une pellicule de fluide située entre des faces d'étanchéité espacées remplace les orga20 nes d'étanchéité à contact classiques comme par exemple les

bagues en carbone/les bagues métalliques. Un tel fluide formant cette pellicule est connu comme étant un fluide "actif".

Ces joints d'étanchéité se sont avérés supérieurs aux joints d'étanchéité à contact pour ce qui concerne le frottement et 25 l'usure. Cependant, dans ces joints il se pose des problèmes

de fuite.

Avec des joints hydrostatiques connus, soit le fluide d'une machine fuit hors du carter, soit un fluide actif situé entre les surfaces d'étanchéité espacées pénètre dans 30 le carter. Dans certaines applications, lorsque le fluide d'une machine s'échappe du carter en traversant le joint d'étanchéité hydrostatique, de la poussière située dans le fluide entra;ne une usure excessive des faces du joint d'étanchéité. Ce problème devient particulièrement grave lorsque le fluide de la 35 machine est un lubrifiant de faible qualité tel que le FREON

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En outre une fuite excessive du fluide de la machine hors du carter à travers le joint d'étanchéité requiert un complément de remplissage fréquent du fluide dans le carter et d'autres

dispositions de maintenance coûteuses associées.

Dans certaines applications, lorsqu'un fluide actif pénètre dans le carter à travers un joint d'étanchéité hydrostatique, il peut être nécessaire de limiter le fluide actif à la même substance que le fluide de la machine. En outre la fuite de fluide actif pénétrant dans le carter requiert un 10 complément de remplissage fréquent du fluide actif, ce qui accroit les coûts de maintenance. Dans d'autres applications,

il se pose des problèmes supplémentaires dûs à la fuite du fluide de la machine ou du.fluide actif au niveau du joint d'étanchéité hydrostatique.

C'est pourquoi un but de la présente invention est de fournir un joint d'étanchéité hydrostatique qui établisse une étanchéité efficace d'un arbre dans un carter vis-àvis d'une fuite du fluide de la machine entre lessurfacesdu

joint d'étanchéité hydrostatique.

Un but de la présente invention est également de fournir un joint d'étanchéité hydrostatique dans lequel le fluide actif situé entre des surfaces d'étanchéité opposées situées

en vis-à-vis ne pénètre pas dans le carter.

Un autre but de la présente invention est de four25 nir un joint d'étanchéité hydrostatique dans lequel aucun fluide actif ni aucun fluide de la machine ne s'échappe du joint d'étanchéité, sur le côté du joint d'étanchéité, situé dans l'atmosphère. Un autre but de la présente invention est de four30 nir un joint d'étanchéité hydrostatique qui est basé uniquement sur l'effet hydrostatique d'un fluide actif et est essentiellement indépendant des conditions dynamiques du système étanchéifié. Un autre but de la présente invention est de four35 nir un joint d'étanchéité hydrostatique qui empêche une fuite

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à travers le joint d'étanchéité même lorsque le fluide actif

possède une faible viscosité ou bien lorsque la vitesse de l'arbre de rotation est faible.

Des inconvénients semblables se présentent dans 5 le cas de paliers hydrostatiques connus et c'est pourquoi un but de la présente invention est de fournir un palier hydrostatique, dans lequel ces inconvénients sont éliminés.

Des buts et avantages supplémentaires de l'invention sont indiqués dans la description qui va suivre et res10 sortiront en partie d'une manière évidente de la description

ou pourront être révélés par la mise en oeuvre pratique de l'invention.

Afin d'atteindre les objectifs indiqués précédemment et conformément aux buts de l'invention, comme cela est 15 mentionné et décrit de façon détaillée dans la présente description, il est prévu un joint d'étanchéité hydrostatique servant à étanchéifier, vis-à-vis de l'atmosphère ambiante, un fluide sous pression d'une machine situé à l'intérieur d'un carter équipé d'un arbre. Le joint d'étanchéité comporte des 20 surfaces d'étanchéité situées sur le carter et sur l'arbre,

des moyens en forme de cavité à haute pression situés dans les surfaces d'étanchéité de manière à appliquer un fluide d'arrêt sous pression entre les surfaces d'étanchéité situées en visà-vis, et des moyens pour empêcher la pénétration du fluide 25 d'arrêt à l'intérieur du carter et pour empêcher la pénétration du fluide de la machine à l'intérieur de la cavité à haute pression. Les moyens servant à empêcher la pénétration des fluides comprennent des moyens formant barrage destinés à établir un faible interstice le long d'une partie des surfaces 30 d'étanchéité entre les moyens à haute pression et l'intérieur du carter. Il est également prévu, dans l'une des surfaces

d'étanchéité, des moyens en forme de cavité de refoulement servant à refouler le fluide d'arrêt à partir des surfaces d'étanchéité situées en vis-à-vis, et empêcher le fluide d'arrêt de 35 pénétrer dans l'atmosphère ambiante en passant entre le car-

ter et l'arbre.

En outre, conformément à la présente invention, il est prévu un palier hydrostatique pour un carter muni d'un arbre. Ce palier comporte des surfaces d'appui situées en vis5 à-vis sur le carter et sur l'arbre, des moyens en forme de cavité à haute pression situés dans l'une des surfaces d'appui et servant à appliquer un fluide de support sous pression entre les surfaces d'appui situées en vis-à-vis, et des moyens en forme de cavité de refoulement ménagés dans l'une des sur10 faces d'appui de manière à refouler le fluide de support à partir de la zone située entre les surfaces d'appui situées en vis-à-vis et empêcher le fluide de support de s'échapper entre

l'arbre et le carter.

D'autres caractéristiques et avantages de la pré15 sente invention ressortiront de la description donnée ci-après

prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe transversale d'une forme de réalisation d'un joint d'étanchéité hydrostatique conforme à une forme de réalisation préférée de l'inven20 tion; - la figure 2 est une vue en coupe transversale partielle à plus grande échelle d'une forme de réalisation de la figure 1 et servant à représenter des surfaces d'étanchéité situées en vis-à-vis; - la figure 3 est une vue de face d'une surface d'étanchéité, prise suivant la ligne III-III sur la figure 2; - la figure 4 est une vue de face semblable à la figure 3, montrant une surface d'étanchéité d'une autre forme de réalisation préférée de la présente invention; - la figure 5 est un schéma illustrant un exemple de la distribution de pression sur les extrémités axiales du joint d'étanchéité annulaire représenté sur la figure 1; - la figure 6 est une vue en coupe transversale partielle du joint d'étanchéité de la figure 1, dont le carter 35 et l'arbre ont été retirés, de manière à montrer des dimensions données à titre d'exemple; - la figure 7 est une vue en coupe transversale partielle d'une autre forme de réalisation préférée d'un joint d'étanchéité hydrostatique conforme à la présente invention 5 - la figure 8 est une vue en coupe transversale partielle d'une autre forme de réalisation d'un joint hydrostatique conforme à la présente invention; - la figure 9 est une vue en coupe transversale du joint d'étanchéité hydrostatique, prise suivant la ligne 10 IX-IX sur la figure 8; - la figure 10 est une vue en coupe transversale partielle montrant un palier axial hydrostatique conforme à une forme de réalisation préférée de la présente invention;et - la figure 11 est une vue en coupe transversale 15 partielle d'une autre forme de réalisation d'un palier radial

hydrostatique conforme à la présente invention.

On va maintenant se référer de façon détaillée

aux formes de réalisation préférées de la présente invention, dont des exemples sont représentés sur les dessins annexés. 20 Sur l'ensemble des dessins, on a utilisé des chiffres de référence identiques pour désigner les éléments identiques.

Conformément à la présente invention, il est prévu un joint d'étanchéité hydrostatique servant à renfermer de façon étanche, par rapport à l'atmosphère ambiante, un fluide 25 sous pression de la machine à l'intérieur d'un carter muni d'un arbre comportant des surfaces d'étanchéité situées en vis-àvis sur le carter et sur l'arbre, des moyens en forme de cavité à haute pression ménagés dans l'une des surfaces d'étanchéité de manière à envoyer un fluide d'arrêt sous pression entre 30 les surfaces d'étanchéité situées en vis-à-vis, et des moyens

servant à empêcher la pénétration du fluide d'arrêt à l'intérieur du carter et empêcher la pénétration du fluide de la machine dans les moyens en forme de cavité à haute pression.

Comme cela est représenté et mis en oeuvre sur 35 la figure 1, un joint d'étanchéité hydrostatique 10 est

formé entre un arbre 11 et le car-

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ter 12 d'une machine. Le fluide 14 de la machine, qui est situé à une pression Ph' est logé à l'intérieur du carter 12.

L'atmosphère ambiante 15 se situe à une pression P. En généa

ral Ph est nettement supérieure à la pression ambiante Pa si5 tuée à l'extérieur du joint d'étanchéité.

Conformément à la présente invention, les surfaces d'étanchéité en vis-àvis sont prévues sur le carter 12 et sur l'arbre 11. Comme cela est représenté sur la figure 2, les surfaces d'étanchéité situées en vis-àvis comprennent une 10 première surface d'étanchéité 16 et une seconde surface d'étanchéité 18. La première surface d'étanchéité 16 comprend les surfaces d'éléments de retenue ou éléments formant barrages 29,31 et 57, que l'on peut voir sur la vue de bout représentée sur la figure 3. La surface d'étanchéité 16 définit une 15 extrémité axiale d'une bague d'étanchéité 35 qui est montée à l'intérieur du carter 12. La surface d'étanchéité 18 comprend la surface située directement en vis-à-vis de ces zones, sur une bague d'appui 36 fixée à l'arbre 11, comme représenté sur la figure 1. Sinon, la surface d'étanchéité 18 peut être si20 tuée sur une collerette de l'arbre 11. La bague d'appui 36 est

réunie de façon étanche à l'arbre 11 et est fixée à cet arbre de manière à tourner avec lui. Comme cela est représenté sur la figure 2, les surfaces d'étanchéité 16 et 18 sont planes, parallèles entre elles et perpendiculaires à l'axe de l'arbre 25 11. Cependant on décrira d'autres agencements prévus pour d'autres formes de réalisation de l'invention. Les surfaces d'étanchéité devraient être soumises à un usinage de précision, de manière que toute irrégularité soit supprimée afin de les empêcher d'osciller et afin que le comportement dynamique du 30 joint d'étanchéité ne s'écarte pas de façon importante du comportement statique du joint d'étanchéité.

Conformément à la présente invention, il est prévu des moyens en forme de cavité à haute pression dans l'une des surfaces d'étanchéité de manière à permettre l'envoi d'un 35 fluide d'arrêt sous pression entre les surfaces d'étanchéité

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situées en vis-à-vis. Comme cela est représenté sur la figure 1, les moyens en forme de cavité-à haute pression comprennent une cavité à haute pression 19, qui est ménagée dans la première surface d'étanchéité 16. La cavité à haute pression 16 5 comporte à la fois une poche 21 et la zone du conduit située directement à gauche de la poche 21 représentée sur la figure 1. Sinon, la cavité à haute pression 19 pourrait être ménagée dans la seconde surface d'étanchéité 18 ou des cavités à haute pression pourraient être prévues à la fois dans les premié10 re et seconde surfaces 16,18. La cavité à haute pression 19 reçoit un fluide d'arrêt sous pression en provenance du conduit 44 et du réservoir 41 et envoie le fluide d'arrêt sous pression entre les première et seconde surfaces d'étanchéité

16,18.

Conformément à la présente invention, il est prévu des moyens permettant d'empêcher une pénétration du fluide d'arrêt à l'intérieur du carteret d'empêcher une pénétration du fluide de la machine dans la cavité à haute pression. Ces moyens comprennent des premiers moyens formant barrage servant 20 à former un interstice étroit le long d'une partie des surfaces d'étanchéité entre la cavité à haute pression et l'intérieur du carter. Comme cela est représenté sur les figures 2 et 3, les premiers moyens formant barrage comprennent un

premier barrage circonférentiel 29 situé sur une surface d'étan25 chéité 16 et qui établit un interstice 23. La figure 2 représente le joint d'étanchéité en fonctionnement de telle sorte que l'interstice 23 possède une faible largeur définie par la distance entre les surfaces 16 et 18. Des figures autres que la figure 2 montrent les surfaces d'étanchéité dans une posi30 tion dans laquelle elles sont nettement plus espacées que pendant le fonctionnement, de manière à faciliter la représentation des composants.

Bien que les premiers moyens formant barrage

soient représentés sur les figures 1 et 2 comme étant situés 35 extérieurement, du point de vue radial, par rapport à la cavi-

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té à haute pression 19, il est envisagé que les premiers moyens formant barrage puissent, sinon, être disposés intérieurement du point de vue radial, par rapport à la cavité à haute pression 19 comme dans le cas o le fluide 14 de la machine est 5 situé extérieurement, du point -de vue radial, par rapport aux surfaces d'étanchéité 16,18. Dans un tel cas, la cavité à haute pression est située sur le côté intérieur par rapport à une cavité de refoulement 47, selon une configuration opposée à celle de la figure 1. L'inconvénient principal d'une telle con10 figuration est que de faibles forces centrifuges, qui sont créées par la rotation de l'arbre 11 et la bague d'appui 36 et contribuent à retenir le fluide d'arrêt dans la cavité de refoulement 47 lorsque-les premiers moyens formant barrage sont disposés extérieurement, du point de vue radial, par rapport 15 à la cavité à haute pression, travaillent à l'encontre d'une

retenue du fluide dans la cavité de refoulement 47.

Conformément à l'invention, les premiers moyens

formant barrage sont définis par des première et seconde limites servant à permettre au fluide d'arrêt provenant de la ca20 vité à haute pression de franchir la première limite et d'empêcher le fluide d'arrêt provenant de la cavité à haute pression de franchir la seconde limite, et servant à permettre au fluide de la machine de franchir, à partir de l'intérieur du carter, la seconde limite et à empêcher ce fluide émanant de 25 l'intérieur du carter de franchir la première limite.

Comme cela est représenté sur la figure 2, une première limite 25 et une seconde limite 26 sont situées sur les bords de la surface 27 du premier barrage 29. En raison de cet agencement et de la relation des pressions dans le sys30 tème, le fluide d'arrêt envoyé à la cavité 19 peut franchir la première limite 25, mais ne peut pas franchir la seconde limite 26, tandis que--le fluide 14 de la machine peut franchir la seconde limite 26, mais ne peut pas franchir la première limite 25 lorsque l'interstice 23 est étroit comme représenté 35 sur la figure 2. Comme cela est représenté sur la figure 1,

la première limite 25 est définie à la fois par le bord extérieur, du point de vue radial, de la cavité 19 et le bord intérieur, du point de vue radial, du premier barrage 29. La seconde limite 26 est espacée radialement vers l'extérieur par 5 rapport à la première limite 25. La distance entre les première et seconde limites 25 et 26 le long de la surface 27 du premier barrage 29 est nettement plus longue que la largeur de l'interstice étroit 23 présent entre les surfaces 16 et 18.

Conformément à la présente invention, les moyens 10 empêchant une pénétration du fluide d'arrêt dans le carter ou du fluide de la machine dans la cavité à haute pression comprennent des moyens pour maintenir la pression du fluide d'arrêt dans les moyens à cavité à haute pression, essentiellement égale à la pression du fluide de la machine à l'intérieur du 15 carter. Comme ceci est réalisé ici, lorsque la pression du fluide d'arrêt présent dans la cavité à haute pression 19 est maintenue sensiblement égale à la pression du fluide 14 de la machine dans le carter 12, alors le fluide d'arrêt n'est pas entrainé à travers l'interstice 23 pour pénétrer dans le carter 20 de la machine et le fluide 14 de la machine n'est pas entra;né à travers l'interstice 23 pour pénétrer dans la zone de la

cavité à haute pression 19.

La pression régnant dans la cavité à haute pression 19 est commandée par la géométrie d'un dispositif d'étran25 glement de l'écoulement, comme par exemple un tube d'étranglement 45, par la bague d'étanchéité 35 (qui est conservée grâce à un choix correct de tous les diamètres des zones sous pression comme cela est représenté sur la figure 6), par la pression d'alimentation représentée par P sur la figure 6 et par s

la pression Ph du fluide dans la machine. Une fois qu'une géométrie fixe est déterminée (diamètres des joints toriques d'étanchéité, diamètres des barrages et taille du tube d'étranglement 45), les deux seules variables qui restent sont la pression d'alimentation Ps et la pression Ph du fluide dans la ma35 chine.

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L'écoulement, qui circule- dans le tube d'étranglement 45, est proportionnel à la chute de pression (Ps moins P, P étant la pression du fluide d'arrêt dans la cavité à haute pression 19) se produisant dans le tube d'étranglement 45. 5 L'écoulement franchissant le premier barrage 29 est également proportionnel à la chute de pression (P moins Ph) de part et d'autre du barrage 29. L'écoulement sortant de la cavité 19 pour pénétrer dans la cavité d'évacuation 47 est proportionnel à la chute de pression (P moins Pa) au niveau du second barra10 ge 31. En utilisant le principe de la conservation de masse et en choisissant P égal à Ph en vue d'obtenir une fuite nulle aux bornes du premier barrage 29 et en supposant que P est neta tement supérieure à Ph' on trouve que le rapport Ps/Ph est égal à une constante. C'est pourquoi un simple régulateur de pres15 sion à action proportionnelle en combinaison avec les considérations géométriques mentionnées précédemment permettent de maintenir la condition selon laquelle P est égale à Ph et toute

fuite au niveau du barrage périphérique 29 est empêchée.

Conformément à la présente invention, les moyens 20 servant à empêcher toute fuite du fluide d'arrêt et du fluide de la machine comprennent des moyens de sollicitation servant à solliciter l'une vers l'autre les surfaces d'étanchéité tout en maintenant un espace réduit entre elles. Comme cela est représenté sur la figure 1, la surface d'étanchéité 16 est mon25 tée sur la bague d'étanchéité 35, qui est déplaçable axialement par rapport à la surface d'étanchéité 18 et au carter 12 de manière à compenser, en cours de fonctionnement, le déplacement des surfaces d'étanchéité 16 et 18 sous l'effet d'une vibration de la machine ou de la dilatation thermique des pièces 30 de la machine. Afin d'obtenir l'interstice étroit 23 entre les surfaces d'étanchéité 16 et 18, la première surface d'étanchéité 16 est sollicitée en direction de la seconde surface d'étanchéité 18 par des moyens de sollicitation comme par exemple le réservoir sous pression 48 contenant le fluide d'arrêt 35 qui agit sur la face de gauche de la bague d'étanchéité 35,

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comme représenté sur la figure 1.

Conformément à la présente invention, les moyens

de sollicitation maintiennent l'interstice 23 à une largeur sensiblement constante. Ceci est obtenu en réglant, dans le 5 réservoir 41, la pression du fluide d'arrêt, qui à son tour règle la pression du fluide d'arrêt dans la cavité 19.

La pression du fluide d'arrêt dans le réservoir

41 agit contre une extrémité de la bague d'étanchéité 35, tandis que la pression du fluide appliquée à la première surface 10 d'étanchéité 16 agit sur la bague d'étanchéité 35 dans la direction opposée, comme cela est représenté sur la figure 5.

La figure 5 montre une distribution hydrostatique appliquée à la bague d'étanchéité 34 et dans laquelle les pressions Ph' Ps et Pa repoussent la bague d'étanchéité 34 vers la seconde 15 surface d'étanchéité 18, tandis que les pressions produites par le fluide d'arrêt sous pression sortant de la cavité 19 et par le fluide de la machine agissent sur la première surface d'étanchéité 16 de la bague d'étanchéité 35 de manière à repousser cette dernière dans une direction opposée. La dis20 tribution de pression sur la surface d'étanchéité 16 de la bague d'étanchéité 35, qui est représentée sur la figure 5, est la seule distribution possible pour la présente invention. Les diamètres Db, Db et Db sur le côté du joint d'étanchéité tourné vers la cavité et les diamètres D1,D et DO0 sur l'extrémité 25 de la bague d'étanchéité, tournée vers la surface d'étanchéité,

diamètres qui sont représentés sur la figure 6, sont calculés et agencés de telle sorte que les pressions appliquées à la bague d'étanchéité 35 comme représenté sur la figure 5 s'équilibrent réciproquement de manière à maintenir la largeur de 30 l'interstice étroit 23 à une valeur désirée.

Conformément à la présente invention, les premiers moyens formant barrage comprennent un premier barrage circonférentiel situé sur l'une des surfaces d'étanchéité.

Comme cela est réalisé ici, un premier barrage circonférentiel 35 29 est formé sur la première surface d'étanchéité 16 et entou-

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re la cavité à haute pression 19 selon une configuration annulaire telle que représentée sur la figure 3.

Conformément à la présente invention, il est prévu des seconds moyens formant barrage, qui incluent un second 5 barrage circonférentiel situé sur l'une des surfaces d'étanchéité et qui est espacé du premier barrage circonférentiel de manière à entourer les moyens en forme de cavité à haute pression et former au moins une poche à haute pression définie par les premier et second barrages circonférentiels. Comme re10 présenté sur la figure 3, le second barrage circonférentiel

31 est formé par une zone saillante ménagée sur la première surface d'étanchéité 16. Le second barrage circonférentiel 31 est disposé intérieurement, du point de vue radial, par rapport à la cavité à haute pression 19 et par rapport au premier 15 barrage circonférentiel 29.

Au moins une poche à haute pression 21 est définie par le premier barrage circonférentiel 29 et par le-second barrage circonférentiel 31. La poche à haute pression 21 s'étend

circonférentiellement sur le pourtour de la surface d'étanchéi20 té 16.

Conformément à l'invention il est prévu des barrages entretoises s'étendant entre les premier et second barrages circonférentiels de manière à subdiviser la ou lesdites poches à haute pression en une pluralité de poches à haute pres25 sion. Comme représenté sur la figure 3, des barrages-entretoises saillants 33 sont formés sur la première surface d'étanchéité 16 et s'étendent entre le premier barrage circonférentiel 29 et le second barrage circonférentiel 31. Bien que quatre barrages-entretoises 34 et quatre poches à haute pression 30 21 soient représentés sur la figure 3, il est possible d'avoir un nombre quelconque de poches en fonction de la sensibilité

angulaire requise pour la première surface d'étanchéité. L'utilisation d'un nombre plus important de poches de pression, comme par exemple 9 ou 11 poches, fournit une surface d'étanchéi35 té qui est plus sensible qu'une surface d'étanchéité compor-

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tant un nombre réduit de poches. Des variations de la pression dans le fluide d'arrêt, produites par des variations de lal largeur de l'interstice, sont transférées d'une manière plus précise à la première surface d'étanchéité 16 lorsque de pe5 tites poches absorbent l'ensemble de la variation de pression au voisinage de l'endroit o cette variation de pression apparaît.

Conformément à la présente invention, l'interstice étroit formé par les premiers moyens formant barrage pos10 sède, entre les surfaces d'étanchéité situées en vis-à-vis, une largeur qui est nettement inférieure à la longueur comptée le long des premiers moyens formant barrage entre les première et seconde limites. Comme cela est représenté sur la figure 2, la largeur de l'interstice 23 entre les surfaces 16 et 18 15 est nettement plus étroite que la longueur le long de la face du premier barrage circonférentiel 29 entre la première limite 25 et la seconde limite 26. La largeur de l'interstice est prédéterminée et est maintenue d'une manière stable sous l'effet

de la rigidité axiale et angulaire du système.

Conformément à la présente invention, la largeur de l'interstice est de préférence comprise entre 0,00254 mm et 0,050 mm et la longueur le long de la surface 27 du premier barrage 29 entre les limites 25 et 26 est comprise entre

environ 1,3 mm et 25 mm.

Conformément à la forme de réalisation de l'invention représentée sur la figure 1, les surfaces d'étanchéité situées en vis-à-vis sont opposées axialement l'une à l'autre et l'une des surfaces d'étanchéité est déplaçable axialement par rapport à l'autre. Comme cela est représenté sur la figure 30 1, la surface d'étanchéité 16 est déplaçable axialement le long de l'axe de l'arbre 11 par rapport à la surface d'étanchéité 18. Conformément à la présente invention, il est prévu une bague d'étanchéité qui contient l'une des surfaces d'étan35 chéité et qui est déplaçable par rapport à l'autre surface

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d'étanchéité de manière à maintenir l'interstice entre lesdites surfaces d'étanchéité. Comme cela est représenté dans la forme de réalisation de la figure 1, une bague d'étanchéité 35 est montée sur le carter 12. Cette bague d'étanchéité 35 5 contient la première surface d'étanchéité 16 et est disposée intérieurement, du point de vue radial, par rapport au carter 12. La seconde limite 26 du premier barrage circonférentiel 29 situé sur la première surface d'étanchéité 16 de la bague d'étanchéité 35 estégalement distante radialement du carter 10 12 de manière à former une zone 100 ne comportant pas d'élément formant barrage, entre la seconde limite 26 et le carter 12 représenté sur la figure 2. La bague d'étanchéité 35 est déplaçable axialement par rapport à la seconde surface d'étanchéité 18 de telle sorte que l'interstice étroit présent entre 15 les surfaces d'étanchéité peut être conservé.

Conformément à l'invention, il est prévu un logement de bague d'étanchéité, servant à supporter cette bague d'étanchéité. Comme cela est représenté sur la figure 1, un logement 37 pour la bague d'étanchéité est fixé au carter 12 20 de la machine. Un joint d'étanchéité statique 13 est disposé

entre le logement 37 de la bague d'étanchéité et la bague d'étanchéité 35. Le logement 37 de la bague d'étanchéité s'étend circonférentiellement autour de l'arbre 11 et est disposé à l'intérieur d'une ouverture ménagée dans le carter 12 de la ma25 chine.

Conformément à la présente invention, le logement du joint d'étanchéité contient des moyens en forme de cavité formant réservoir sous pression et destinés à permettre le déplacement de la bague d'étanchéité par rapport au loge30 ment de la bague d'étanchéité et de repousser les surfaces d'étanchéité l'une vers l'autre. Comme cela est représenté sur la figure 1, les moyens en forme de cavité servant de réservoir sous pression comprennent une cavité formant réservoir circonférentiel sous pression 41, qui permet un déplacement 35 axial de la bague d'étanchéité 35. Un conduit 44 d'admission

d'une alimentation en fluide alimente le réservoir 41 avec un fluide d'arrêt sous pression délivré par une pompe 50 à une pression Ps. Le joint d'étanchéité 38 sépare le fluide d'arrêt situé dans le réservoir 41, de la zone de refoulement 42, le 5 joint d'étanchéité 39 sépare le fluide d'arrêt situé dans le réservoir 41, du fluide 14 de la machine et le joint d'étanchéité 40 sépare la zone de refoulement 42, de la périphérie de l'arbre. Les joints d'étanchéité 38,39 et 40 peuvent être constitués par un élastomère. Les joints d'étanchéité 38,39 10 et 40 permettent également de dimensionner la bague d'étanchéité et le logement du joint l'un par rapport à l'autre de manière à permettre une certaine souplesse de position angulaire, qui permet à la bague d'étanchéité 35 de compenser des variations d'alignement des surfaces d'étanchéité situéesen vis15 à-vis, comme cela peut se produire lorsque la bague d'étanchéité 36 oscille. La force créée par le fluide d'arrêt sous pression dans le réservoir 41 sur la bague d'étanchéité 35 repousse la première surface d'étanchéité 16 vers la seconde surface d'étanchéité 18.

Conformément à la présente invention, il est prévu des moyens en forme de ressort, qui sont intercalés entre le logement de la bague d'étanchéité et cette dernière de manière à repousser les surfaces d'étanchéité l'une vers l'autre lorsque les moyens en forme de cavité formant réservoir ne sont 25 pas sous pression, la force de ces moyens en forme de ressort étant nettement inférieure aux forces appliquées aux surfaces d'étanchéité lorsque la cavité formant réservoir est sous pression. Comme cela est représenté sur la figure 1, le ressort 46 produit une force axiale de poussée sur la bague d'étanchéi30 té 35, qui est nettement inférieure à la force appliquée sur la bague d'étanchéité par le fluide d'arrêt sous pression et par le fluide de la machine sur la première surface d'étanchéité 16 lorsque le fluide d'arrêt situé dans la cavité à haute pression 19 est placé sous pression. Lorsque le système n'est 35 pas en fonctionnement et que le fluide d'arrêt n'est pas sous

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pression, le ressort 46 ferme l'interstice présent entre les surfaces d'étanchéité 16 et 18. Cependant, lorsque l'arbre 11 est en mouvement, le fluide d'arrêt doit être placé sous pression de telle sorte que le ressort 46 ne ferme pas l'intersti5 ce 23 et que les surfaces d'étanchéité, qui sont en déplacement l'une par rapport à l'autre, ne se touche pas.

Les trois joints d'étanchéité élastomères 38,39 et 40 peuvent être remplacés par trois soufflets métalliques annulaires qui étanchéifient les espaces situés entre le loge10 ment 37 de la bague d'étanchéité et la bague d'étanchéité 35

et remplacent le ressort 46. Les joints d'étanchéité élastomères ou le soufflet métallique peuvent également servir à absorber un quelconque couple faible qui est transféré depuis l'arbre 11 et depuis la seconde surface d'étanchéité tournante 15 18 à la bague d'étanchéité 35 lorsque l'arbre tourne.

Conformément à la présente invention, il est prévu des moyens servant à conférer la rigidité d'une pellicule au joint d'étanchéité, par le fait que ces moyens résistent au déplacement relatif des surfaces d'étanchéité Les moyens 20 servant à établir cette rigidité comprennent au moins un dispositif d'étranglement de l'écoulement servant à envoyer le fluide d'arrêt aux moyens en forme de cavité à haute pression.

Dans le cas o une perturbation locale apparaît dans l'interstice, possédant la largeur préférée, entre les surfaces d'étan25 chéité 16 et 18, par exemple la largeur de l'interstice augmente lorsque la pression régnant dans la cavité à haute pression 19 diminue lorsque le fluide s'échappe plus librement en sortant de la cavité à haute pression 19 pour pénétrer dans la cavité de refoulrnt47. La résistance propre du tube d'étran30 glement 45 ne permet pas un complément de remplissage immédiat du fluide d'arrêt dans la cavité à haute pression 19 et par conséquent la pression réduite (par rapport à la pression préférée) régnant dans la cavité à haute pression 19 crée une force de rappel qui ramène la largeur de l'interstice 23 à la va35 leur préférée. Le même mécanisme de rappel agit de manière à séparer les surfaces lorsque la largeur de l'interstice 23 devient inférieure à la distance préférée. Comme cela est représenté sur la figure 3, chacune des poches 21 possède un tube 45 d'étranglement de l'écoulement, qui est en communication avec la poche respective. Les tubes d'étranglement 45 possèdent un diamètre suffisamment faible et une longueur suffisamment importante pour que des brusques variations de la pression dans

l'une quelconque des poches à haute pression ne soient pas transmises instantanément par l'intermédiaire des tubes d'étrangle10 ment 45, pour être absorbées par une autre partie du système.

Etant donné que les variations de pression ne sont pas transmises instantanément par l'intermédiaire du tube d'étranglement, des variations de la pression du fluide dans les poches à haute pression, qui apparaissent lorsque la secon15 de surface d'étanchéité 18 se déplace, entraînent, en réponse, un déplacement de la première surface d'étanchéité. La stabilité angulaire et axiale de la bague d'étanchéité et de la première surface d'étanchéité est rehaussée par ces moyens établissant une rigidité. D'autre part, les tubes d'étranglement 20 45 doivent posséder une largeur suffisante pour permettre la pénétration de l'écoulement désiré du fluide d'arrêt sous pression dans la cavité à haute pression 19. Les tubes d'étranglement, qui possèdent des diamètres intérieurs s'étendant de préférence entre 0,25 mm et 0,76 mm et des longueurs s'étageant 25 entre 0,76 mm et 25 mm se sont avérés satisfaire à la norme

de performance indiquée plus haut.

Conformément à la présente invention, il est prévu des moyens en forme de cavité de refoulement dans l'une des

surfaces d'étanchéité, pour refouler le fluide d'arrêt de l'es30 pace situé entre les surfaces d'étanchéité situées en vis-àvis et pour empêcher le fluide d'arrêt de fuir vers l'atmosphère ambiante entre le carter et l'arbre. Comme cela est représenté sur les figures 1 et 3, les moyens en forme de cavité de refoulement comprennent une cavité de refoulement 47, qui 35 refoule le fluide d'arrêt depuis la zone située entre les sur-

faces d'étanchéité 16 et 18 et empêche le fluide d'arrêt de s'échapper entre l'arbre 11 et le logement 37 de la bague d'étanchéité,le long de la surface radiale extérieure 49 de l'arbre 11. La pression régnant dans la cavité de refoulement 47 est 5 sensiblement égale à la pression ambiante Pa. Comme représenté sur la figure 3, la cavité de refoulement 47 comporte une pluralité de passages 51 de sortie du fluide qui sont en communication fluidique avec la poche annulaire de refoulement 59 de manière à éliminer le fluide d'arrêt de la cavité de refou10 lement. Les passages de sortie 51 communiquent avec un canal de refoulement 56 ménagé dans le logement 37 du joint d'étanchéité. Le canal de refoulement 56 envoie le fluide d'arrêt

au réservoir 53 de la pompe. Les passages 51 de sortie du fluide de la bague d'étanchéité sont raccordés de façon étanche 15 au canal 56 de refoulement du logement de la bague d'étanchéité, par des joints d'étanchéité 38 et 40.

Conformément à l'invention, il est prévu des seconds moyens formant barrage sur l'une des surfaces d'étanchéité de manière à établir un espace étroit le long d'une par20 tie des surfaces d'étanchéité entre les moyens en forme de cavité à haute pression et les moyens en forme de cavité de refoulement. Comme représenté sur les figures 1 et 3, les seconds moyens formant barrage comprennent un second barrage circonférentiel 31, qui est situé à distance entre les moyens en forme 25 de cavité à haute pression 19 et la cavité de refoulement 47.

Conformément à la présente invention, l'interstice étroit formé par les seconds moyens formant barrage possède, entre les surfaces d'étanchéité situées en vis-à-vis, une largeur qui est nettement inférieure à la longueur des se30 conds moyens formant barrage entre les moyens en forme de cavité à haute pression et les moyens en forme de cavité de refoulement. Comme représenté sur la figure 2, la largeur de l'interstice 104 entre les surfaces 16 et 18 est nettement inférieure à la longueur du second barrage 31, entre les limites 35 106 et 108.

Conformément à la présente invention, il est prévu des troisièmes moyens formant barrage sur l'une de surfaces d'étanchéité de manière à former un interstice étroit le long d'une partie des surfaces d'étanchéité entre la cavité de re5 foulement et l'atmosphère ambiante. Comme représenté sur les figures 1 et 3, un troisième barrage circonférentiel 57 situé sur la première surface d'étanchéité 16 est écarté radialement vers l'intérieur par rapport à la cavité annulaire de refoulement 47 et écarté radialement vers l'extérieur par rapport 10 à l'arbre 11. Le second barrage circonférentiel 31 et le troisième barrage circonférentiel 57 définissent ensemble une poche circonférentielle de refoulement 59 qui fait partie de la

cavité de refoulement 47.

Conformément à la présente invention, l'inter15 stice étroit formé par le troisième barrage circonférentiel possède, entre les surfaces d'étanchéité situées en vis-à-vis, une largeur qui est nettement inférieure à la longueur du troisième barrage circonférentiel entre la cavité de refoulement et l'atmosphère ambiante. Comme cela est représenté sur la fi20 gure 2, la largeur de l'interstice 70 présent entre les surfaces 16 et 18 est nettement inférieure à la longueur du troisième barrage entre des limites 112 et 114. Les interstices étroits délimités par le second barrage circonférentiel 31 et

par le second barrage circonférentiel 57 possèdent des largeurs 25 sensiblement égales à la largeur de l'interstice 23 correspondant au premier barrage circonférentiel 29 qui est de préférence comprise entre 0, 0025 mm et 0,050 mm.

Conformément àla présente invention, les premier, second et troisième moyens formant barrage sont des barrages 30 circonférentiels espacés. Comme cela est représenté sur la figure 3, le premier barrage 29, le second barrage 31 et le troisième barrage 57, qui sont situés sur la première surface d'étanchéité 16, sont des barrages circonférentiels espacés qui sont

coaxiaux à l'arbre 11.

La cavité de refoulement 47 collecte le fluide qui franchit le second barrage 31 et est renvoyé auréseroir 53 de la pompe, qui est maintenue à la pression ambiante. Une fuite en direction du pourtour de l'arbre est supprimée par le passage libre du fluide d'arrêt délivré par la cavité de refou5 lement 47 ainsi que par les forces centrifuges qui se développent dans l'interstice compris entre le troisième barrage 57

et l'appui tournant 36.

Conformément à la forme de réalisation représentée sur la figure 1 de la présente invention, les moyens en 10 forme de cavité formant réservoir sous pression sont en communication fluidique avec les moyens en forme de cavité à haute pression à la fois pour l'envoi du fluide d'arrêt aux moyens en forme de cavité à haute pression et pour le rapprochement

des surfaces d'étanchéité l'une vers l'autre.

En se référant à la figure 7 et conformément à une autre forme de réalisation de l'invention, les moyens en forme de cavité formant réservoir sous pression sont en communication fluidique avec l'intérieur du carter de manière à rapprocher les surfaces d'étanchéité l'une vers l'autre en alimen20 tant les moyens en forme de cavité formant réservoir sous pression avec le fluide de la machine. Il est également prévu des moyens servant à isoler les moyens en forme de cavité à haute pression par rapport aux moyens en forme de cavité formant réservoir sous pression et servant à envoyer le fluide d'arrêt sous pression entre les surfaces d'étanchéité. Les moyens d'isolation incluent au moins un conduit flexible fixé à la bague d'étanchéité et traversant les moyens en forme de cavité formant réservoir sous pression. Comme cela est représenté sur la figure 7, un réservoir de fluide 59 est formé entre un lo30 gement 60 de la bague d'étanchéité et le carter 12a de la machine. Le réservoir 59 est en communication fluidique avec l'intérieur du carter 12a de la machine de sorte que le fluide sous pression de la machine traverse le passage annulaire 61. Des tuyaux d'entrée souples 63 alimentent la cavité à haute pres35 sion 19a avec le fluide d'arrêt sous pression qui est délivré par l'intermédiaire du canal d'alimentation 65 ménagé dans

l'adaptateur 60 du joint d'étanchéité. Un tuyau d'entrée flexible semblable est prévu pour chaque tube d'étranglement 45 de manière à alimenter les poches respectives à haute pres5 sion 21 avec un fluide d'étanchéité sous pression. Des tuyaux flexibles 63 traversent le réservoir 59. Les tuyaux sont raccordés à un canal 65 d'alimentation de l'adaptateurdu joint d'étanchéité, qui délivre le fluide d'étanchéité à haute pression envoyé par une pompe 50, qui entraîne le fluide d'arrêt 10 à partir d'un réservoir 53 de la pompe.

En se référant aux figures 8 et 9 et conformément à une autre forme de réalisation de la présente invention, les surfaces d'étanchéité situées en vis-à-vis sont situées radialement en vis-à-vis et l'une d'elles est déplaçable 15 radialement par rapport à l'autre. Comme cela est réalisé ici et représenté sur les figures 8 et 9, l'arbre llb est entouré par un carter 12b de la machine et par un logement 70 d'un joint d'étanchéité, qui est fixé au carter 12b de la machine de manière à étanchéifier l'espace situé entre l'arbre llb et le 20 carter 12b de la machine. Une première surface d'étanchéité

16b est située sur le pourtour intérieur d'une bague d'étanchéité 124 qui contient les surfaces des barrages 67,70 et 120.

Une seconde surface d'étanchéité est située sur la surface extérieure de l'arbre 11b. Un premier barrage 67 situé sur la 25 première surface d'étanchéité entoure l'arbre et est disposé

entre la cavité à haute pression et l'intérieur du logement.

Un second barrage 70 entoure l'arbre 11b et est disposé entre la cavité à haute pression 68 et une cavité de refoulement 122.

Un troisième barrage 120 entoure l'arbre 11b et 30 est disposé entre la cavité de refoulement 122 et l'atmosphère ambiante.

Comme cela est représenté sur la figure 9,la bague d'étanchéité 124 est une bague pleine entourant radialement l'arbre llb. Quatre tubes d'étranglement 126 partant de 35 la cavité formant réservoir 130 débouchent dans les cavités respectives à haute pression de la bague d'étanchéité 124. Une cavité formant réservoir 130 entoure circonférentiellement la bague d'étanchéité 124 et est alimentée soit par un fluide d'arrêt, soit par le fluide situé dans le carter de la machine, 5 de manière à solliciter la bague d'étanchéité 124 de manière qu'elle soit concentrique à l'arbre llb de manière à maintenir un interstice présélectionné entre l'arbre llb et la surface d'étanchéité 16b. Les trois joints d'étanchéité élastomères 131,133,135, qui établissent une séparation entre le fluide 10 de la machine et le réservoir 130, entre le réservoir 130 et

la cavité de refoulement 137 et entre la cavité de refoulement 137 et l'atmosphère ambiante permettent un déplacement radial du joint d'étanchéité 124 de sorte que ce dernier peut se centrer de lui-même autour de l'arbre 11b.

Comme représenté sur la figure 9, des barragesentretoises 132 subdivisent la cavité à haute pression 68 en quatre zones formant poches 71. Le nombre des zones formant poches à haute pression 71 et des tubes d'étranglement correspondants 126 est choisi ici de façon appropriée égal à qua20 tre. Cependant on peut choisir n'importe quel nombre de poches à haute pression et de tubes d'étranglement correspondants.Les

dimensions du joint d'étanchéité et les conditions de fonctionnement imposent ce nombre.

La pompe 134 envoie le fluide d'arrêt depuis 25 le réservoir 136, par l'intermédiaire de tubes d'étranglement 126, à la cavité à haute pression 68 comme représenté sur la figure 8. De la même manière que cela a été expliqué en référence à la forme de réalisation représentée sur la figure 1, la forme de réalisation représentée sur la figure 8 utilise 30 le premier barrage 67 pour empêcher le passage du fluide d'arrêt depuis la cavité à haute pression 68 à l'intérieur du carter 12b et empêche le passage du fluide de la machine depuis le carter 12b dans les moyens en forme de cavité à haute pression 68. De façon similaire le second barrage 70 et le troi35 sième barrage 120, représentés sur la figure 8, agissent de

la même manière que leurs pendants représentés sur la figure 1. En résumé, les formes de réalisation représentées sur les figures 8 et 9 sont des éléments correspondants, qui possèdent un déplacement radial, de la forme de réalisation représentée 5 sur la figure 1 et correspondant à un déplacement axial, et les différentes variantes, que l'on a indiquées comme étant possibles avec la forme de réalisation représentée sur la figure 1, sont également possibles de façon correspondante dans le cas de la forme de réalisation représentée sur Ies figures 10 8 et 9.

La forme de réalisation représentée sur la figure 4 est semblable à la forme de réalisation représentée sur la figure 1, hormis qu'il n'est prévu aucune cavité de refoulement correspondant à la cavité de refoulement 47 de la figu15 re 1. Un effet approprié d'étanchéité vis-à- vis du fluide de

la machine, qui intervient extérieurement, du point de vue radial, par rapport au premier barrage 29c, est fourni de façon semblable par le fluide d'arrêt situé dans la poche à haute pression 21c et qui est envoyé par l'intermédiaire des tubes 20 d'étranglement 45c. Le second barrage 31c et un des barragesentretoises 33c sont prévus en supplément:du premier barrage 29c de manière à former le poche 21c. Sans une cavité de refoulement, le fluide d'arrêt franchit le second barrage 31c et fuit, en passant entre le carter et l'arbre, pour déboucher 25 dans l'atmosphère ambiante, o il peut être collecté d'une certaine manière et renvoyé au réservoir 53c.

En se référant aux figures 10 et 11 et conformément à la présente invention, il est prévu un palier-hydrostatique pour un carter équipé d'un arbre et comportant des sur30 faces d'appui situées en vis-à-vis sur le carter et sur l'arbre, des moyens en forme de cavité à haute pression ménagés dans l'une des surfaces d'appui et servant à envoyer un fluide de support sous pression entre les surfaces d'appui situées en vis-à-vis, et les moyens en forme de cavité de refoulement 35 ménagés dans l'une des surfaces d'appui de manière à refouler le fluide de support depuis l'espace situé entre les surfaces d'appui situées en vis-à-vis et empêcher le fluide de support

de s'échapper entre l'arbre et le carter.

Dans la forme de réalisation de la figure 10, on 5 a représenté un palier hydrostatique axial de butée présentant une fuite nulle. Le palier de butée 150 fonctionne d'une manière générale conformément aux principes mentionnés précédemment en référence au joint d'étanchéité hydrostatique représenté sur la figure 1. Contrairement au joint d'étanchéité hydro10 statique représenté sur la figure 1, le palier 150 n'est pas

destiné à contenir un fluide de machine dans un carter. Au contraire, comme cela est représenté sur la figure 10, le palier 150 assure le soutien axial d'un arbre rotatif l1e dans le carter 12e.

Une bague annulaire de support 152 est fixée au carter 12e au moyen d'un logement de palier 154. La bague de support 152 comporte une première surface d'appui 156. Une bague d'appui 160 est montée sur l'arbre lie de manière à tourner avec ce dernier et comporte une seconde surface d'appui 20 158 qui est située en vis-à-vis de la première surface d'appui 156. Les moyens en forme de cavité à haute pression comprennent une cavité annulaire à haute pression 162 ménagée dans la surface d'appui 156. Les moyens en forme de cavité de 25 refoulement comprennent une première cavité annulaire de refoulement 164 et une seconde cavité annulaire de refoulement 166

ménagée dans la surface d'appui 156.

Un premier barrage annulaire 186 situé sur la surface d'appui 156 sépare la cavité à haute pression 162 de la 30 première cavité de refoulement 164, tandis qu'un second barrage annulaire 188 sépare la cavité à haute pression 162 d'une seconde cavité de refoulement 166. Les premier et second barrages 186 et 188 définissent une poche à haute pression 187 dans la cavité à haute pression 162. Les premier et second bar35 rages 186 et 188 sont également disposés de manière à former

des interstices 168 et 169 entre la seconde surface d'appui 158 et les premier et second barrages annulaires 186 et 188.

Les largeurs des interstices 168 et 169 entre la seconde surface d'appui 158 et la surface opposée des premiers et seconds 5 barrages 186 et 188 sont chacune nettement inférieures à la longueur des barrages 186 et 188 dans la direction radiale,

dans la forme de réalisation représentée sur la figure 10.

La cavité à haute pression 162 envoie un fluide de support sous pression aux interstices 168 et 169 entre les 10 surfaces d'appui 156 et 158. Les première et seconde cavités de refoulement 164 et 166 refoulent le fluide de support à partir des interstices 168 et 169 de manière à empêcher le fluide de support de fuire entre l'arbre l1e et le carter 12e. Des première et seconde cavités de refoulement 164 et 166 sont si15 tuées à une pression Pa' qui est de préférence égale à la pression ambiante. Le fluide de support situé dans la cavité de refoulement 164 et 166 est évacué, par l'intermédiaire des canaux de refoulement 180 et 182 en direction d'un réservoir 184

pour la pompe 172.

Une cavité 170 formant réservoir pour le fluide de support est définie par une partie du logement de palier 154 et la bague d'appui 152. Des joints d'étanchéité élastomère 176,178 étanchéifient l'espace situé entre le logement de palier 154 et la bague d'appui 152. Le fluide de support 25 sous pression est entraîné par pompe 172, à l'intérieur d'un canal 174 d'alimentation du logement de palier, dans la cavité 170 formant réservoir du fluide de support. Etant donné que la bague d'appui 152 est déplaçable axialement par rapport au' logement de palier 154 et à la bague d'appui 160, la pres30 sion du fluide de support dans la cavité 170 formant réservoir du fluide de support repousse la bague d'appui 152 en direction de la bague d'appui 160 de manière à conserver constantes

les largeurs des interstices 168 et 169 entre la seconde surface d'appui 158 et la surface d'appui 156 des premiers et se35 conds barrages 186 et 188.

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De cette manière, le palier de butée hydrostatique 150 qui agit axialement établit une pellicule de fluide à pression variable entre les surfaces d'appui, situées en visà-vis, ce qui permet d'obtenir les résultats fournis par un 5 palier hydrostatique, tout en empêchant le fluide de support de fuire entre l'arbre et le carter et de pénétrer dans l'espace intérieur de la machine.

Dans la forme de réalisation de la figure 11, on a représenté un palier hydrostatique radial 190 présentant une 10 fuite nulle. Ce palier radial 190 fonctionne d'une manière générale conformément aux principes mentionnés précédemment en référence au joint d'étanchéité hydrostatique représenté sur la figure 8 et au palier de butée hydrostatique décrit précédemment en référence à la figure 10. Le palier radial 190, qui 15 est représenté sur la figure 11, établit un soutien radial sur un carter 12f prévu à pour un arbre 11f ayant un déplacement

rotatif ou axial.

Une bague d'appui 152f est portée par le carter 12f au moyen d'un logement de palier 154f. La bague d'appui 20 152f comporte une première surface d'appui circonférentielle 156f, qui est située en vis-à-vis d'une seconde surface d'appui constituée par la surface 192 de l'arbre 11f. La surface d'appui 146f comporte une cavité à haute pression 194 qui entoure l'arbre 11f, des première et seconde cavités de refoulement 25 187 et 198 qui entourent également l'arbre 11f, des deux côtés

de la cavité à haute pression 194. La cavité à haute pression est subdivisée en une pluralité de poches à haute pression.

Le premier barrage 198 entoure l'arbre entre la cavité à haute pression 194 et la cavité de refoulement 196, tandis qu'un se30 cond barrage 199 entoure l'arbre 11f entre la cavité à haute

pression 194 et la seconde cavité de refoulement 198.

Le fluide de support sous pression est délivré par la pompe 172f à une cavité 170f formant réservoir du fluide de support, qui alimente la cavité à haute pression 194 par 35 l'intermédiaire de dispositifs d'étranglement de l'écoulement,

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comme par exemple des tubes d'étranglement 191f. Le fluide de support circule depuis la cavité à haute pression 194 en franchissant les interstices 200 et 201 jusqu'à des cavités de refoulement 196 et 198, qui sont placées de préférence à la pres5 sion ambiante. Le fluide de support situé dans la cavité de refoulement 196 et 198 est refoulé en direction du réservoir 184f par la pompe 172f. Le réservoir 170f applique une force de centrage sur la bague d'appui 152f de manière à soutenir

la charge exercée sur cette bague par l'arbre 11f lui-même.

Il apparaîtra à l'évidence aux spécialistes de la technique que l'on peut apporter des modifications et changements aux joints d'étanchéitéhydrostatique et au palier hydrostatique conformes à la présente invention. C'est pourquoi, dans ses aspects les plus larges, la présente invention n'est 15 pas limitée aux détails et formes de réalisation spécifiques

ainsi qu'aux exemples illustratifs représentés et décrits dans la description qui précède. C'est pourquoi l'ensemble de la description précédente et des représentations données sur les dessins annexés doivent être interprétés comme étant de nature 20 illustrative, sans être en aucune façon limitatifs.

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Claims (35)

REVENDICATIONS

1. Joint d'étanchéité hydrostatique servant à retenir, d'une manière étanche vis-à-vis de l'atmosphère ambiante, un fluide sous -pression (14) d'une machine à l'intérieur 5 d'un carter (12) muni d'un arbre (11), caractérisé en ce qu'il comporte: - des surfaces d'étanchéité (16,18), situées en vis-à-vis sur le carter (12) et l'arbre (11), - des moyens (19) formant cavité à haute pres10 sion, ménagés dans l'une des surfaces d'étanchéité et servant à introduire un fluide d'arrêt sous pression entre les surfaces d'étanchéité situées en vis-à-vis, et - des moyens (29, 46) servant à empêcher la pénétrationdufluide d'arrêt à l'intérieur du carter (12) et ser15 vant à empêcherlapénétraticndu fluide (14) de la machinedans

les moyens-(19) en forme de cavité à haute pression.

2. Joint d'étanchéité hydrostatique selon la revendication l,caractérisé en ce que les moyens (29,46) servant à empêcher lapénétration de fluide comprend des premiers moyens formant barrage servant à établir un interstice étroit (23) le long d'une partie des surfaces d'étanchéité (16, 18) entre les premiers moyens (19) en forme de cavité à haute pression

et l'intérieur du carter (12).

3. Joint d'étanchéité hydrostatique selon la re25 vendication 2, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens formant barrage (29,46) sont définis par des première et seconde limites (25,26) destinées à permettre au fluide d'arrêt provenant de la cavité à haute pression (19) de franchir la première limite (25) et empêcher le fluide d'arrêt prove30 nant de la cavité à haute pression (19) de franchir la seconde limite (26) , et permettre au fluide (14) de la machine provenant de l'intérieur du bottier (12) de franchir la seconde limite (26) et empêcher le fluide de la machine provenant de

l'intérieur du boîtier de franchir la seconde limite (25).

4. Joint d'étanchéité hydrostatique selon la re-

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vendication 1, caractérisé en ce que les moyens servant à empêcher le passage de fluide comprennent des moyens servant à maintenir la pression du fluide d'arrêt dans les moyens (19) en forme de cavité à haute pression, sensiblement égale à la pression 5 du fluide (14) de la machine, situé à l'intérieur du. carter (12).

5. Joint d'étanchéité hydrostatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (29,46) comprennent des moyens (46) servant à rapprocher, les surfaces 10 d'étanchéité (16,18) l'une vers l'autre tout en maintenant entre elles un interstice étroit (23).

6. Joint d'étanchéité hydrostatique selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de sollicitation (46) maintiennent une largeur sensiblement constante pour 15 l'interstice (23) entre les surfaces d'étanchéité.

7. Joint d'étanchéité hydrostatique selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens formant barrage (29) comprennent un premier élément formant barrage circonférentiel ménagé sur l'une des surfaces d'étan20 chéité (16,18).

8. Joint d'étanchéité hydrostatique selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte des seconds moyens formant barrage (21), qui comprennent un second élément formant barrage circonférentiel ménagé sur l'une des sur25 faces d'étanchéité et qui est espacé du premier élément en forme de barrage circonférentiel (29) de manière à entourer les moyens (19) formant cavité à haute pression et constituant au moins une poche circonférentielle à haute pression (21) définie par lesdits premiers et seconds éléments formant barrages 30 circonférentiels.

9. Joint d'étanchéité hydrostatique selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte des barragesentretoises (23) s'étendant entre lesdits premiers et seconds moyens (29,31) formant barrages, et subdivisant au moins une poche à haute pression en une pluralité de poches à haute

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pression (21).

10. -Joint d'étanchéité hydrostatique selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit interstice étroit (23) prévu entre lesdits premiers moyens formant barrage (29) 5 possède une largeur entre les surfaces d'étanchéité (16,18) situées en vis-à-vis, qui est nettement inférieure à la longueur des premiers moyens formant barrage (29) entre les première et seconde limites (25,26).

11. Joint d'étanchéité hydrostatique selon la re10 vendication 10, caractérisé en ce que ladite largeur dudit interstice (23) fournie par lesdits premiers moyens formant barrage (29) est comprise entre environ 0, 0025 mm et 0,050 mm.

12. Joint d'étanchéité hydrostatique selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites surfaces d'étan15 chéité (16,18) situées en vis-à-vis sont disposées axialement

en vis-à-vis et que l'une desdites surfaces d'étanchéité est déplaçable axialement par rapport à l'autre surface d'étanchéité.

13. Joint d'étanchéité hydrostatique selon la re20 vendication 2, caractérisé en ce que lesdites surfaces d'étanchéité (16,18) situées en vis-à-vis sont situées radialement en vis-à-vis l'une de l'autre et que l'une desdites surfaces d'étanchéité est déplaçable radialement par rapport à l'autre surface d'étanchéité.

14. Joint d'étanchéité hydrostatique selon la revendication 2, du type comportant une bague d'étanchéité (35), caractérisé en ce que la bague d'étanchéité (35) porte l'une des surfaces d'étanchéité (16) et est déplaçable par rapport

à l'autre surface d'étanchéité (18) de manière à conserver l'in30 terstice (23) entre les surfaces d'étanchéité.

15. Joint d'étanchéité hydrostatique selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comporte un logement (37) de la bague d'étanchéité (35), servant à supporter cette dernière.

16. Joint d'étanchéité hydrostatique selon la re-

vendication 15, caractérisé en ce que le logement (37) de la bague d'étanchéité comporte des moyens (41) en forme de cavité formant réservoir sous pression, destinés à permettre le déplacement de la bague d'étanchéité par rapport à son logement et à rapprocherles surfaces d'étanchéité l'une de l'autre.

17. Joint d'étanchéité hydrostatique selon la revendication 16, caractérisé en ce que ledit logement (37) de la bague d'étanchéité et ladite bague d'étanchéité (35) sont dimensionnés l'un par rapport à l'autre de manière à ménager 10 entre eux un espace permettant à ladite bague d'étanchéité de compenser angulairement des variations d'alignement desdites surfaces d'étanchéité (16,18), et qu'une pluralité de moyens

d'étanchéité (38,39,40) sont disposés entre ladite bague d'étanchéité (35) et ledit logement (37), dans ledit espace.

18. Joint d'étanchéité hydrostatique selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens en forme de ressort (46) interposés entre ledit logement (37) et la bague d'étanchéité (35) de cette dernière afin de repousser lesdites surfaces d'étanchéité l'une vers l'autre lorsque 20 les moyens (41) en forme de cavité formant réservoir ne sont pas sous pression, et que la force desdits moyens en forme de ressort est nettement inférieure à la force appliquée aux surfaces d'étanchéité lorsque les moyens (41) en forme de cavité

formant réservoir sont placés sous pression.

19. Joint d'étanchéité hydrostatique selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (45) pour conférer une rigidité au joint d'étanchéité en lui permettant de résister à un déplacement relatif des surfaces d'étanchéité.

20. Joint d'étanchéité hydrostatique selon la revendication 19, caractérisé en ce que les moyens (45) servant

à produire une rigidité comprennent au moins un élément d'étranglement de l'écoulement servant à alimenter les moyens (41) en forme de cavité à haute pression avec un fluide d'arrêt. 35

21. Joint d'étanchéité hydrostatique selon la re-

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vendication 16, caractérisé en ce que les moyens (41) en forme de cavité formant réservoir sous pression sont en communication fluidique avec les moyens (19) formant cavité à haute pression pour à la fois alimenter lesdits moyens formant cavité à haute pression avec un fluide d'arrêt etsolliciter les surfaces d'étanchéité (16, 18) l'une vers l'autre.

22. Joint d'étanchéité hydrostatique selon la revendication 16, caractérisé en ce que les moyens (41) en forme de cavité formant réservoir sous pression sont en communication fluidi10 que avec l'intérieur du logement (37) de manière à solliciter les surfaces d'étanchéité (16, 18) l'une vers l'autre au moyen de l'envoi du fluide (14) de la machine aux moyens (40) en forme de cavité formant réservoir sous pression, et qu'il est prévu des moyens (63) servant à isoler les moyens (19) formant cavité 15 à haute pression vis-à-vis des moyens (41) en forme de cavité

formant réservoir sous pression et pour envoyer le fluide d'arrêt sous pression entre les surfaces d'étanchéité.

23. Joint d'étanchéité hydrostatique selon la revendication 22, caractérisé en ce que les moyens isolants (63) incluent 20 au moins un conduit flexible fixé à la bague d'étanchéité (37)

et qui traverse les moyens (41) en forme de cavité formant réservoir sous pression.

24. Joint d'étanchéité hydrostatique destiné à-maintenir, d'une manière étanche vis-à-vis de l'atmosphère ambiante, un fluide sous pression (14) d'une machine à l'intérieur d'un carter (12) dans lequel est monté un arbre rotatif (11) caractérisé en ce qu'il comporte: - des surfaces d'étanchéité (16, 18) situées en vis-à-vis l'une l'autre sur le carter (12) et sur l'arbre (11), - des moyens (19) en forme de cavité à haute pression ménagés dans l'une des surfaces d'étanchéité de manière à envoyer un fluide d'arrêt sous pression entre les surfaces d'étanchéité, et - des moyens (47) en forme de cavité de refoulement, ménagés dans l'une des surfaces d'étanchéité (16,18) de manière à refouler 35 le fluide d'arrêt à partir des surfaces d'étanchéité situées en vis-à-vis et empêcher le fluide d'arrêt de fuir entre le carter

(12) et l'arbre (11) en direction de l'atmosphère ambiante.

25. Joint d'étanchéité hydrostatique selon la re-

sf vendication 24, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (29,46) servant à empêcher la pénétration du fluide d'arrêt à l'intérieur du carter et empêcher la pénétration du fluide

(14) de la machine dans la cavité à haute pression.

26. Joint d'étanchéité hydrostatique selon la revendication 25, caractérisé en ce que les moyens (29,46) comportent des premiers moyens formant barrage (29) servant à établir un interstice étroit (23) le long d'une partie des surfaces d'étanchéité entre les moyens (19) formant cavité à haute 10 pression et l'intérieur du carter (12).

27. Joint d'étanchéité hydrostatique selon la revendication 26, caractérisé en ce qu'il comporte des seconds moyens (31) formant barrage, ménagés dans l'une des surfaces d'étanchéité de manière à établir un interstice étroit (104) 15 le long d'une partie des surfaces d'étanchéité entre les moyens (19) en forme de cavité à haute pression et les moyens

(47) formant cavité de refoulement.

28. Joint d'étanchéité hydrostatique selon la revendication 27, caractérisé en ce que ledit interstice étroit 20 (104) muni desdits seconds moyens formant barrage (31) possède une largeur, comptée entre les surfaces d'étanchéité (16, 18) situées en vis-à-vis, nettement plus étroite que la longueur des seconds moyens formant barrage (31) entre lesdits moyens (19) formant cavité à haute pression et lesdits moyens 25 (47) formant cavité de refoulement.

29. Joint d'étanchéité hydrostatique selon la revendication 28, caractérisé en ce que la largeur dudit interstice (104) formée par les seconds moyens formant barrage (31)

est comprise entre environ 0,0025 mm et 0,050 mm.

30. Joint d'étanchéité hydrostatique selon la revendication 28, caractérisé en ce qu'il comporte des troisièmes moyens formant barrage (57), ménagés dans l'une des surfaces d'étanchéité de manière à établir un interstice étroit (110) le long d'une partie des surfaces d'étanchéité (16,18) entre 35 les moyens (47) formant cavité de refoulement et l'atmosphère ambiante.

31. Joint d'étanchéité hydrostatique selon la revendication 30, caractérisé en ce que ledit interstice étroit (110) formé par lesdits moyens formant barrage (57) possède 5 une largeur, comptée entre les surfaces d'étanchéité situées en vis-à-vis, nettement inférieure à la longueur des troisièmes moyens formant barrage (57) entre lesdits moyens formant

cavité de refoulement et l'atmosphère ambiante.

32. Joint d'étanchéité hydrostatique selon la re10 vendication 31, caractérisé en ce que ladite largeur dudit interstice (110) formé par lesdits troisièmes moyens formant barrage (57) est comprise entre environ 0,0025 mm et 0,050 mm.

33. Joint d'étanchéité hydrostatique selon la revendication 30, caractérisé en ce que les premier, second et 15 troisième moyens formant barrages (29,31,57) sont des éléments

formant barrages circonférentiels espacés.

34. Palier hydrostatique prévu pour un carter (12e) muni d'un arbre (11e), caractérisé en ce qu'il comporte: - des surfaces d'appui (156,158) située en vis20 à-vis sur le carter et sur l'arbre, - des moyens (162) formant cavité à haute pression ménagés dans l'une des surfaces d'appui (56) de manière à envoyer un fluide de support sous pression entre lesdites surfaces d'appui situées en vis-à-vis, et - des moyens (164,166) en forme de cavité de refoulement ménagés dans l'une des surfaces d'appui de manière à refouler le fluide de support à partir de l'espace situé entre les surfaces d'appui situées en vis-à-vis et empêcher le

fluide de support de fuir entre l'arbre (11e) et le carter (12e) 30 et pénétrer à l'intérieur du carter.

35. Palier hydrostatique selon la revendication

34, caractérisé en ce que lesdits moyens (164,166) formant cavité de refoulement comprennent deux cavités de refoulement espacées sur des côtés opposés desdits moyens (162) formant 35 cavité à haute pression. -