Brevet FR2238875A1 — publié le 19750221

La présente invention concerne un joint d'étanchéité déformable élasti quement prêt à monter, destine aux pièces d'une machine qui glissent l'une sur l'autre, comprenant dans la région de sa lèvre d'étanchéité une structure résistante. On connaît un tel joint d'etancheite réalisé en deux parties et destiné à des éléments de construction tournant l'un autour de llautre.-Dans ce joint, d'étanchéité pour arbres, les deux bagues réalisées en matières différentes plus ou moins élastiques sont réunies au moyen d'un ressort hélicoïdal de traction afin d'obtenir une unité fonctionnelle. La fonction prevue dépend donc non seulement de la force exercée par le ressort, mais aussi du contact total absolument précis en tous les points entre les deux bagues. De petites imperfections rendent déjà ce joint d'étanchéité inefficace, de sorte que son emploi nécessite un soin particulier selon le fonctionnement.En outre, ce joint d'étanchéité connu ne prend pas suffisamment en considération les besoins entièrement différents qui doivent être satisfaits dans la région de la lèvre d'étanchéité et dans la zone de support du corps d'étanchéité pour assurer un long service sans problèmes. Ces inconvénients sont élimines selon la présente invention en ce que le corps de support du joint d'étanchéité, réalisé en une matière hautement élastique, possède des caractéristiques plastiques dans la zone de glissement de la région de sa lèvre d'étanchéité réalisée d'une seule pièce avec la zone de glissement. Ces caractéristiques plastiques ne concernent que la zone de glissement proprement dite de la région d'étanchéité, tandis que, en dehors de celle-ci, le corps de support est par contre en une matière hautement élastique. Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de la présente invention, la zone de glissement de la région de la lèvre d'étanchéité est réalisée comme un élément de contact formant une unité avec le corps de support. L'élément de contact a de préférence une coupe transversale sensiblement rectangulaire, est incliné par rapport à la surface de glissement et est en une matière synthétique auto-lubrifiante, résistante à la chaleur, résistante au frottement et ayant des caractéristiques plastiques. L'élément de contact peut, selon la présente invention, avoir une épaisseur de paroi comprise entre l'épaisseur d'un film et une épaisseur de 0,6 mm environ. L'effet apporté par ce mode de réalisation de la présente invention est particulièrement grand. Du fait qu'il suffit que l'élément de contact possédant des caractéristiques plastiques ait des dimensions relativement faibles, en raison de sa résistance au frottement la plus haute possible, il est sans influence sur la fonction hautement élastique du corps de support, fonction qui est nécessaire dans la réalisation du corps de support muni d'une âme destinée à absorber les vibrations se produisant au cours de son fonctionnement. Un procédé de fabrication du joint d'étanchéité prêt à monter caractérise ci-dessus fait également partie de la présente invention. Ce procédé consiste essentiellement à doter un corps de support élastiquement déformable élaboré par estampage à chaud de caractéristiques plastiques dans la zone de frottement de la région de sa lèvre d'étanchéité. Selon une variante du procédé conforme à la présente invention, on atteint ce but en ce que la zone de frottement de la région de la lèvre d'étan- chéité du corps de support est dotée de caractéristiques de résistance en appliquant par vaporisation ou injection une matière synthétique possédant des caractéristiques plastiques dans la région de la lèvre d'étanchéité de préférence poreuse. Selon une autre variante de la pratique du procédé conforme à la présente invention, la zone de frottement de la région de la lèvre d'étanchéité réalisée comme un élément de contact séparé en une matière ayant des caractéristiques plastiques est appliquée sur le corps de support hautement élastique et reliée avec celui-ci par vulcanisation ou soudage pour former une unité. En outre, le procédé peut consister à réaliser l'élément de contact comme pièce moulée en superpolyamide, polytétrafluonédylène, ou analogues dans une opération, le corps de support en caoutchouc de butadiène acrylonitrile, caoutchouc de chloroprène, caoutchouc de fluoroélastomère ou analogues dans une deuxieme opération par un procédé d'estampage à chaud partiel et le corps d'étanchéité réuni en une seule pièce par liaison de l'élément de contact et du corps de support dans une troisième opération par vulcanisation ou soudage. Toutefois, selon une mise en application du procédé possible et avantageuse l'élément de contact est réalisé en un superpolyamide, polytétrafluoroéthylène ou similaires comme corps moulé dans une opération, et dans une deuxième opération après traitement chimique des surfaces à joindre, par exemple avec de l'acide fluorhydrique et après l'application ultérieure d'un liant, par exemple le Chemosil, le Duresin ou analogue, on place l'élément de contact dans la matrice du corps de support et dans une troisième opération, on introduit la matière à mouler en caoutchouc de butadiène acryloztrile, caoutchouc de fluoroélastomère , caoutchouc de chloroprène ou analogues, de préférence à la température ambiante dans le moule et on la vulcanise dans ce moule pour réunir le corps de support et l'élément de contact. Plusieurs formes d'exécution de la présente invention sont décrites ci-après à titre d'exemples, en référence au dessin annexé dans lequel les figures I à 4 sont des vues en coupe transversale de plusieurs variantes de réalisation du joint d'étanchéité conforme à la présente invention. Sur la figure 1, le joint d'étanchéité, qui est fixé à l'un de deux organes d'une machine qui glissent l'un sur l'autre, est constitué par un corps de support hautement élastique 2 et à proximité de la lèvre d'étanchéité 3, par un élement de contact 4 solidaire de celle-ci. Selon le mode de réalisation représenté, cet élément de contact présente une coupe transversale rectangulaire et glisse sur la surface de glissement 12 du deuxième organe de la machine 7, étant notamment résistant au frottement et glissant librement. L'épaisseur de sa paroi 11 est maintenue à une faible valeur, étant en effet comprise entre l'épaisseur d'un film et 0,6 mm. Le corps de support 2 est obligatoirement pourvu d'une pièce de renforcement I intérieure. Le joint d'étanchéité représenté peut, selon la figure 1, etre utilisé pour des organes d'une machine animés d'un mouvement alternatif ou comme joint d'un arbre. Le mode de réalisation représenté sur la figure 2 comprend un corps de support 2 muni d'une pièce de renforcement intérieure 1 et de deux zones de lèvres d'étanchéité 3 et 8. Selon ce mode de réalisation, seule la zone de la lèvre d'étanchéité 3 est pourvue d'un élément de contact 4, dont la section transversale représentée présente une légère déviation de la forme rectangulaire. Un ressort hélicoïdal de traction 6 sert à augmenter la pression sur la surface de glissement 12 de l'arbre 7.La zone de la lèvre d'étanchéité 8 fonctionnant comme lèvre de protection contre la poussière est représentée sans élément de contact, mais peut au besoin en être pourvue. L'âme 5, telle qu'elle parait sur le profil représenté, a une importance considérable en ce qui concerne l'absorption des vibrations qui se produisent dans beaucoup de cas d'utilisation. La rature hautement élastique de l'rame 5 peut également compenser des excentricités de l'arbre 7 qui peuvent se manifester.Des matières adéquates pour le corps de support 2 sont le caoutchouc de butadiène acrylonitrile, le caoutchouc de fluoroélastomère, le caoutchouc de chloroprène ou analogues, tandis que l'élément de contact 4 peut être en un superpolyamide, polytétra- fluoroéthylène ou analogues. Une telle matière se distingue par un très faible coefficient de frottement, une très haute résistance à l'abrasion et une résistance à la chaleur assurée jusqu'à 2000 C à 3000 C environ. Le mode de réalisation conforme la présente invention révèle sa supériorité particulièrement là ou un graissage insuffisant est à prévoir corme dans les moteurs à deux temps, ou là où des surcharges thermiques sont inévitables. Les fissures très fines et les endurcissements qui se produisent dans de- tels cas sont éliminés. Bien que le mode de réalisation représenté sur la figure 2 soit conçu de préférence comme joint d'arbre, les modes de réalisation représentés aux figures 3 et 4 s'appliquent à des pièces d'une machine animées soit d'un mouvement alternatif, soit d'un mouvement rotatif. Le corps de support 2 massif représenté sur la figure 3 n'a besoin d'aucun élément intérieur de renforcement. Par contre, un tel élément intérieur 1 est nécessaire dans le mode de réalisation représenté sur la figure 4. Le corps de support 2 comporte dans ce cas des doubles lèvres 3,3', le corps de support 2 ou son élément intérieur de renforcement 1 étant relié solidement à une pièce d'une machine 9. La surface de glissement 12 de l'autre pièce de la machine 10 coopère avec la pièce d'appui 4,4' du corps de support 2. Le joint d'étanchéité construit d'une seule pièce de deux matières différentes manifeste le même effet inventif dans toutes les réalisations possibles. REVENDICATIONS 1.- Joint d'étanchéité déformable élastiquement prêt à être monté destiné aux parties d'une machine qui glissent l'une sur l'autre, comprenant dans la zone de sa lèvre d'étanchéité une structure résistante, caractérisée en ce que son corps de support (2) en une matière hautement élastique possède des caractéristiques plastiques dans la zone de glissement de la région de sa lèvre d'étan- chéité (3) qui est réalisée d'une seule pièce avec lui. 2.- Joint d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé en ce que la zone de glissement de la région de la lèvre d'étanchéité (3) est réalisée avec un élément de contact (4) formant une unité avec le corps de support (2). 3.- Joint d'étanchéité selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément de contact (4) ayant une coupe transversale sensiblement rectangulaire et étant incliné par rapport à la surface de glissement est réalisé à partir d'une matière plastique auto-lubrifiante, résistante à la chaleur, résistante au frottement et ayant des caractéristiques plastiques. 4.- Joint d'étanchéité selon la revendication 3, caractérisé èn ce que l'élément de contact (4) a une épaisseur comprise entre l'épaisseur d'un film et une épaisseur de 0,6 mm environ. 5.- Procédé de fabrication d'un joint d'étanchéité prêt à être monté conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à doter le corps de support (2) déformable élastiquement réalisé par un procédé d'estampage à chaud de caractéristiques plastiques dans la zone de frottement de la région (3) de sa lèvre d'étanchéité. 6.- Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il consiste à doter la zone de glissement de la région (3) de la lèvre d'étanchéité du corps de support (2) de caractéristiques de résistance en appliquant par pulvérisation ou par injection dans la zone (3) de la lèvre d'étanchéité de préférence poreuse une matière synthétique possédant des caractéristiques plastiques. 7.- Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il consiste à appliquer la zone de glissement de la région (3) de la lèvre d'étanchéité comme un élément de contact (4) fabriqué séparément en une matière ayant des caractéristiques plastiques sur le corps de support hautement élastique (2) et à la relier avec celui-ci par vulcanisation ou soudage pour obtenir une unité. 8.- Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il consiste à fabriquer l'élément de contact (4) dans une opération comme un corps moulé à partir d'un superpolyamide, polytétrafluoroéthyle ou analogues, a fabriquer le corps de support (2) dans une deuxième opération par un procédé d'estampage à chaud partiel à partir de caoutchouc de butadiène acrylonitrile, caoutchouc de fluoroélastomère, caoutchouc de chloroprène ou analogues et à réaliser le corps d'étanchéité uni (2, 4) en reliant l'élément de contact (4) et le corps de support (2) dans une troisième opération par vulcanisation ou soudage. 9.- Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il consiste à fabriquer, dans une opération, l'élément de contact (4) comme corps moulé à partir d'un superpolyamide, polytétrafluoroéthyleou analogue, à le mettre au cours d'une deuxième opération dans une matrice de presse du corps de support (2) après avoir traité, par voie chimique, les surfaces à réunir, par exemple avec de l'acide fluorhydrique et après avoir ensuite appliqué un liant par exemple le Chemosil, le Duresin ou analogue et dans une opération subséquente on introduit la matiere à mouler en caoutchouc de butadiène acrylonitrile, caoutchouc de fluoroélastomère, caoutchouc de chloroprène, etc ... de préférence à la température ambiante dans le moule et on la vulcanise dans celui-ci pour faire adhérer le corps de support (2) et l'élément de contact (4).