Brevet FR2137944A1 — publié le 19721229

La présente invention a pour objet un dispositif d'étanchéité pour pistons, arbres, cylindres et éléments analogues qui sont mobiles en sens axial par rapport à une surface de glissement et qui comprennent un anneau élastique placé dans 5 une gorge circulaire ainsi qu'un joint annulaire d*étanchéité disposé entre cet anneau élastique et la surface de glissement. Avec un dispositif d'étanchéité connu de ce type, on ne peut utiliser qu'un joint annulaire d'étanchéité mince afin d' éviter une extension excessive au cours du montage et; pour iO être certain d'une portée convenable contre la surface d'étanchéité, sans précontrainte trop forte imposée à l'anneau élastique. Si, cependant, le joint doit franchir lors de son déplacement axial, des orifices d'alimentation ou des canaux de commande ou des ouvertures analogues, les arêtes vives le dé-15 truisent rapidement0 En outre, en raison de l'usure qui se produit, on ne peut obtenir qu'une faible durée de vie du dispositif d'étanchéité0 Le montage exige beaucoup de soins; en particulier, à la suite d'un déplacement très faible d'un joint . annulaire d'étanchéité mince, il peut se produire un coincement 20 rendant le joint inutilisable. L'invention a pour but de réaliser un dispositif d'étanchéité évitant ces inconvénients, capable de franchir des alésages, des canaux de guidage et des passages analogues, d'un montage simple et d'une longue durée de vie.o 25 , Poxir atteindre ce but, selon l'invention, le joint annu laire d'étanchéité est ouvert à sa périphérie et présente au moins deux surfaces d* étanchéité contiguës au moins sensiblement parallèles, déplaçables à la périphérie l'une par rapport à 1'autreo Pour que le joint annulaire d'étanchéité subisse des 30 contraintes uni formes, les surfaces d*étanchéité sont perpendiculaires à la surface de glissement» Lorsqu'il règne une différence de pression entre les deux côtés du joint annulaire d'étanchéité, il ne se produit pas de charges ou de décharges supplémentaireso 35 Selon un mode de réalisation particulièrement simple, le joint annulaire d'étanchéité est constitué par deux bagues contiguës ouvertes transversalement par des coupures. Les surfaces latérales contiguës des deux bagues constituent les surfaces d'étanchéité, les coupures étant mutuellement décalées. 40 Ce mode de réalisation présente, en outre, l'avantage que l'on 72 17433 2 2137944 peut obtenir -un bon effet d1 étanchéité pour des différences de pression élevées. Pour que les deux bagues ne puissent, au cours du temps, se déplacer suffisamment en rotation de telle sorte que les deux coupures viennent vis-à-vis et pour qu'il ne 5 puisse apparaître de ce fait une fuite du dispositif d'étanchéité, l'une au moins des deux bagues comporte, selon une autre caractéristique de l'invention, un ergot qui pénètre dans une encoche de l'autre bague. On obtient une réalisation particulièrement simple lorsque les bagues sont identiques, l'ergot 10 de chacune d'elles faisant une saillie à section sensiblement carrée par rapport à la surface d'étanchéité et pénétrant dans 1 'encoche de l'autre bague, la dimension de l'ergot correspond sensiblement à la dimension de l'encoche de chacune des bagues. Les arêtes des ergots sont avantageusement arrondies pour que, 15 notamment, l'anneau élastique ne soit pas détérioré, même dans le cas de fortes" contraintes. Si les différences de pression sont assez faibles, on peut, selon l'invention, couper en Z le joint annulaire d'étanchéité, de façon que les extrémités se superposent sur les faces extrê-20 mes et forment une coupure, les surfaces latérales des extrémités constituant les surfaces d'étanchéité. Pour éviter les pertes occasionnées par les fuites, l'anneau élastique en contact avec le joint annulaire d*étanchéité assure 1'étanchéité entre les surfaces d'étanchéité qui .sont 25 en contact en sens circonférentiel, ce qui est d'ailleurs favorisé par le fait que 1'anneau élastique est monté avec précontrainte ; Du fait que le joint annulaire d'étanchéité est ouvert à sa périphérie, on peut facilement l'élargir pour le loger dans 30 une gorge. Eh "franchissant un orifice7 d'alimentation ou de commande ouvert dans la surface d'étanchéité, il se déforme de manière insignifiante sous l'effet de la précontrainte de l'anneau élastique; il n'est donc pas détérioré par des arêtes vives éventuelles. 35 Enfin, selon un troisième mode de réalisation de l'inven- tion^ le joint d'étanchéité peut être une spirale à plusieurs spires, les surfaces latérales de la spirale constituant les surfaces d'étanchéité. Avec ce mode de réalisation, on peut prévoir des tolérances particulièrement grandes pour la largeur 40 des gorges. 72 17433 3 2137944 Le dispositif d.'étanchéité convient de la même façon pour les pistons et pour les tiges. Il est préférable que le joint annulaire d*étanchéité soit en polyamide, mais on peut aussi utiliser d'autres matières plastiques ou des métaux. 5 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre, en regard des dessins annexés qui représentent, à titre d'exemples non limitatifs, différents modes de réalisation de l'invention. Sur les dessins annexés: 10 - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif d'étanchéité utilisé avec un piston d'amortisseur coulissant dans un cylindre et correspondant à un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une vue en plan, à plus grande échelle, 15 d'une partie d'un joint annulaire d'étanchéité réalisé selon un second mode d'exécution de l'invention, - la figure 3 est une vue en coupe, suivant la ligne III-III de la figure 2, - la figure 4- est une vue en plan d'une partie d'un anneau 20 &'étanchéité réalisé selon un troisième mode de réalisation de l'invention, - la figure 5 est une coupe suivant la ligne V-V de la figure 4, - la figure 6 est une vue en coupe d'un ferme-porte, 25 représenté â échelle réduite, muni du dispositif d'étanchéité de la figure 1, - la figure 7 est une coupe en section droite d'un joint annulaire d*étanchéité composé de deux bagues, utilisé dans le dispositif de la figure 1, 3© - la figure 8 représente les deux bagues de la figure 7 séparées, - la figure 9 représente une bague vue suivant la flèche IX de la figure 8. Un piston 3 coulissant dans un cylindre 2 d'un boîtier 1 35 a une gorge circulaire 4, à section droite sensiblement carrée et recevant un anneau élastique 5» par exemple un anneau torique en caoutchouc résistant à l'huile, et un joint annulaire d'étanchéité, placé autour de l'anneau 5 et se composant de deux bagues 6 et 7 accolées. Ces bagues 6 et 7 ne sont pas fermées 40 sur elles-mêmes, mais ouvertes par des coupures 8 et 9» de sorte 72 17433 4 2137944 que l'anneau élastique monté avec une précontrainte, les appuie contre la surface de glissement 10 du cylindre 2. les faces latérales contiguës des "bagues 6 et 7 constituent des surfaces d'étanchéité 11 et 12 évitant que l'huile 5 sous pression passe, par la coupure 8 de la bague 6, dans la coupure 9 de la "bague 7 ou inversement et que, par suite, l1étanchéité soit compromise. Comme le montrent, en particulier, les figures 7 à 95 les "bagues 6 et 7 portent chacune un ergot en saillie 36 ou 37 D placé respectivement sur les surfaces d1étanchéité 11 et 12. Les coupures 8, 9 s'agrandissent respectivement en encoches 38 et 39? dans chacune desquelles pénètre l'ergot de l'autre "bague. De cette façon, les bagues 6 et 7 ne peuvent tourner l'une par rapport à l'autre. Pour empêcher, notamment, la détériora-5 tion de l'anneau élastique 5 qui fournit la précontrainte, surtout lorsqu'il se produit des variations de charge très fréquentes, les arêtes 40, 40* des ergots 36, 37 sont arrondies. Le piston 3 est réuni à une tige 13 guidée vers l'extérieur à travers le "boîtier 1 par un alésage 14. Pour assurer l'étan-3 chéité de la tige 13 dont la surface constitue la surface de glissement 15» un anneau élastique 5* et.deux bagues 6' et 7* sont placés dans une rainure 17 limitée par le boîtier 1 et un anneau 16 emmanché à la presse dans ce dernier. Les bagues 61 et 7* ont, comme le joint annulaire d'étanchéité du cylindre, 5 des coupures 8* et 9', qui sont également décalées mutuellement de 180°. Pour relier un espace intérieur 18 à une chambre 19, la tige 13 a un canal longitudinal coaxial 20 qui communique avec les chambres 18 et 19 par des trous transversaux 21 et 22. Les coupures 8' et 9r sont décalées d'environ 90° par rapport 0 au trou transversal 21, dont le bord vient en contact avec les bagues 6' et 7' lorsque la tige 13 est tirée vers l'extérieur. Selon un second mode de réalisation, représenté sur les figures 2 et 3, une seule bague 6K, jouant le rôle de joint annulaire d'étanchéité, est placée dans une gorge 4' autour d'un 5 anneau élastique Cette bague a une coupe transversale en Z donnant naissance à des parties extrêmes 25 et 26 se recouvrant 1'une l'autre et dont les faces extrêmes 23 et 24 limitent une coupure 8". Les surfaces latérales en contact 27 et 28 constituent respectivement des surfaces d*étanchéité 11' et 12'. 40 Selon un troisième mode de réalisation, représenté sur les 72 17438 5 2137944 figures 5 et 6, la bague d'étanchéité ô"' est une spirale 30 à plusieurs spires, les faces latérales contiguës constituant -les surfaces d'étanchéité 29. L'anneau élastique 5"1 qui se trouve dans la gorge 4-" est, dans ce cas, un anneau à section 5 carrée. La figure -6 illustre l'application du dispositif d'étanchéité de l'invention à un ferme-porte, utilisation à laquelle il convient de façon tout à fait avantageuse. Dans un boîtier de ferme-porte 31 est monté libre en rotation un pivot 32 qui 10 déplace, par l'intermédiaire d'une came et d'un coulisseau 335 contre l'action antagoniste de ressorts 34, un piston amortisseur, 35 disposé dans le boîtier 31. Ce piston amortisseur 35 est réalisé comme on le voit à plus grande échelle, sur la ... figure 1 15 .Les avantages --procurés par 1 'invehtion sont qu'elle permet „ de réaliser un dispositif d'étanchéité facile à monter, peu . susceptible dé tomber en-panne, présentant peu de fuites et _ - pouvant même franchir des orifices ménages dans la surface d'étanchéité, sans-qu'il -y ait-lieu de craindre une usure exagérée 20 et, par suite, une -détérioration du joint annulaire d'étanchéité. Grâce à la_possibilité' de'serrage élastique, on peut donner au joint annulaire d'étanchéité-une épaisseur suffisante, si bien qu'il tient plus longtemps et*'qu'il est suffisamment rigide pour ne pas.être poussé par"la pression dans les orifices d'ali-25- mentation ou de commande même en càs de pression élevée*, 72 17438 6 2137944 REVENDICÀglO S S 1. Dispositif d'étanchéité poxir pistons, arbres, cylindres et éléments analogues déplaçables en sens a-rial par rapport à une surface de glissement, comprenant un anneau élastique 5 placé dans une gorge circulaire et un joint annulaire d'étanchéité disposé entre l'anneau élastique et la surface de. glissement, caractérisé en ce que le joint annulaire d'étanchéité est ouvert à sa périphérie et il a au moins deux surfaces d'étanchéité contiguës au moins sensiblement parallèles dépla-IO çables à la périphérie l'une par rapport à l'autre. 2c Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les surfaces d'étanchéité sont dirigées perpendiculairement à la surface de glissement. 3° Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce 15 que le joint annulaire d'étanchéité est constitué par deux bagues contiguës ouvertes ayant chacune une coupure transversale, les surfaces latérales contiguës des bagues constituant les surfaces d'étanchéité et les coupures étant décalées l'une par rapport à 1'autreQ 20 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'une au moins des bagues porte un eirgot qui pénètre dans une encoche de l'autre bague. 5o Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les bagues ont des profils identiques et en ce que l'ergot 25 de chacune d'elles est sensiblement de section carrée et fait saillie par rapport à la surface d'étanchéité, vis-à-vis de l'encoche de l'autre bague0 6, Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les bords des ergots sont arrondi s« 30 7o Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le joint annulaire d'étanchéité a une coupe transversale en Z donnant naissance à deux parties se recouvrant l'une l'autre, les faces extrêmes limitant la coupure et les faces latérales accolées constituant les surfaces d'étanchéité. 35 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'anneau élastique en contact avec le joint annulaire d'étanchéité isole de façon étanche les surfaces d'étanchéité qui sont accolées en sens circonférentiel» 9o Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce 40 que le joint annulaire d'étanchéité est une spirale à plusieurs 72 17438 7 2137944 spires, les facés latérales de la spirale constituant des surfaces d'étanchéité„ 10. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'anneau élastique est torique„ 5 11. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'anneau élastique est à section carrée0 12» Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le joint annulaire d'étanchéité est en polyamide»