Un joint à lèvre est un dispositif mécanique passif utilisé pour sceller les points de sortie de l’arbre sur les moteurs électriques et autres machines de sortie rotatives et alternatives. Les joints sont conçus pour exclure la poussière et l’humidité des mécanismes internes des machines tout en ayant un effet négatif minime ou nul sur leurs performances. La plupart des conceptions de joint à lèvre se composent d’un boîtier externe rigide qui s’accouple statiquement avec le couvercle d’extrémité de la machine et d’un élément interne flexible qui forme un joint dynamique sur l’arbre mobile. La partie rigide du joint est généralement constituée de métal léger ou de plastique résistant, et la partie flexible de différentes qualités de caoutchouc. Certains joints à lèvre ont un ressort supplémentaire enroulé dans l’élément en caoutchouc flexible qui offre une pression supplémentaire autour de l’arbre, assurant l’intégrité du joint.
La plupart des machines rotatives ou alternatives comportent un mécanisme interne fermé qui entraîne un arbre utilisé pour transférer le travail. L’arbre traversera, dans la plupart des cas, le carter de la machine à une ou aux deux extrémités. Bien qu’essentiels, ces points de sortie permettent également à l’humidité et à la poussière de pénétrer dans le boîtier s’ils ne sont pas scellés. La plupart de ces machines étant sensibles par nature, cette situation n’est pas souhaitable. L’étanchéité d’un arbre à rotation rapide ou à mouvement alternatif sans ajouter de friction excessive n’est cependant pas une mince affaire, en particulier lorsque l’usure de l’arbre et les surfaces rugueuses et inégales qui en résultent sont prises en compte.
C’est dans ce dilemme technique que le joint à lèvre prend tout son sens. Ces joints sont de forme circulaire, avec une ouverture au centre légèrement plus petite que l’arbre. Ils sont conçus pour s’emboîter dans les protections d’extrémité de la machine, créant une barrière statique contre la poussière et l’humidité à la jonction du joint et de la protection. L’ouverture de la tige est flexible et, étant plus petite que la tige, s’étire légèrement pour l’accueillir. La pression exercée par le bord intérieur du joint forme une barrière dynamique le long de la surface de l’arbre. Les barrières combinées scellent efficacement l’arbre mobile et le mécanisme interne de la machine.
La construction d’un joint à lèvre exige qu’il soit en deux parties, à savoir une partie externe rigide qui s’enfonce dans le flasque d’extrémité, et une partie interne suffisamment flexible pour recevoir l’arbre mobile. Ceci est généralement réalisé en formant une coupelle en acier de faible épaisseur ou en plastique rigide, puis en y liant chimiquement ou mécaniquement une jupe en caoutchouc souple et flexible le long de l’ouverture de l’arbre. Cette jupe est suffisamment solide pour exercer une pression suffisante sur l’arbre pour exclure la poussière et l’humidité, mais suffisamment flexible pour s’adapter à l’usure de la surface de l’arbre et ne pas dégrader les performances de la machine. Dans certains cas, la jupe flexible du joint à lèvre comportera un compartiment intégral dans lequel un ressort hélicoïdal circulaire est inséré, aidant davantage à sceller l’arbre.