Brevet FR2308437A1 — publié le 19761119

les presses d'extrusion hydrostatiques fonctionnent à des niveaux de pression très élevés. La pression de fonctionnement est comprise d'habitude entre 10 et 20 kbars. La chambre de pression d'une telle presse subit des efforts considérables et doit comprendre un cylindre à haute pression constitué d'un tube intérieur, appelé normalement la garniture, entouré d'un ou plusieurs tubes précontraints et/ou d'une gaine de frettage formée de bandes précontraintes. Le cylindre comprend souvent une garniture, entourée par un tube et par une gaine de frettage. La garniture peut & re interchangeable. Des joints d'étanchéité, d'une construction très spéciale, sont utilisés dans les presses d'extrusion hydrostatiques à haute pression. Pour assurer l'étanchéité de l'intervalle compris entre un piston engendrant la pression, une filière ou un élément d'extrémité pénétrant dans le cylindre on utilise normalement un joint comprenant deux bagues d'étanchéité métalliques. La première bague comporte une surface cylindrique extérieure butant contre la garniture et une surface d'extrémité butant contre un porte-joint. La seconde bague comporte une surface intérieure butant contre le piston ou contre la filière et une surface d'extrémité butant contre un porte-joint. Cependant, dans certaines presses, une seule bague d'étanchéité métallique est disposée à l'extrémité où se trouve la filière. La surface extérieure de cette bague vient en contact avec la garniture et l'une de ses surfaces d'extrémité en contact avec le support de la filière. Une presse et des joints, du type indiqué plus haut, sont décrits plus en détail dans les brevets français NO 71.15 529, NO 75.13 407 et N" 75.36 953. S'il se produit une fuite entre les bagues d'étanchéité et les surfaces d'étanchéitd correspondantes, ces dernières sont détériorées. Du fait de la haute pression, L'énergie que contient le fluide sous passion est considérable et le débit de fuite du liquide devient très élevé, de sorte que ce dernier est fortement chauffé. Le débit considérable combiné avec 11 échauffement provoque une érosion destructrice qui oblige à changer les baguesd'étanchéité, la garniture, les porte-joints ou d'autres éléments de la presse. Un changement de garniture est particulièrement comateux et il prend beaucoup de temps. la présente invention concerne un cylindre à haute pression destiné à une presse d'extrusion hydrostatique et réalisé de façon à ne nécessiter sensiblement aucun changement de sa garniture. La présente invention est particulièrement intéressante pour les presses d'extrusion hydrostatiques à chaud, car l'agent de pression chauffé par la billette et la filière chaude devient extrêmement fluide et a tendance à fuir par l'extrémité où se trouve la filière. Suivant la présente invention, le tube intérieur (la garniture) du cylindre à haute pression comprend une garniture d'usure interchangeable dont la longueur axiale est très supérieure à celle de la bague d'étanchéité butant contre le cylindre.La longueur de la bague est choisie de façon que le frottement entre la garniture d'usure et le tube intérieur, c'est-à-dire la garniture du cylinure, soit supérieure à la force exercée par l'agent de pression sur la surface d'extrémité interne de la garniture d'usure. Cette dernière est ainsi maintenue en position par les forces de frottement et n'impose aucun effort aux porte-joints. La bague d'étanchéité doit être de faible longueur axiale pour que les forces qui s'exercent sur sa surface d'extrémité soient supérieures aux forces de frottement et qu'une pression de surface, suffisante pour assurer l'étanchéité, existe entre la surface d'extrémité de la bague et le porte-joint. A titre d'exemple de dimensions on peut indiquer que dans une presse d'extrusion hydrostatique comprenant une chambre de pression intérieure d'un diamètre de 200 mm, l'épaisseur de la paroi de la garniture est d'environ 50 mm, celle de la garniture d'usure d'environ 2 mm et celle de la bague d'étanchéité correspondante de 3 mm environ. la longueur de la garniture d'usure peut être de 75 mm et la dimension axiale de la bague d'étanchéité de 25 mm environ. La garniture d'usure est précontrainte lorsqu'elle est introduite dans la garniture.Un matériau d'étanchéité métallique ou un matériau élastique peut être appliqué à l'extrémité intérieure de la garniture d'usure. Il a principalement pour but d'assurer initialement l'étanchéité, pendant les premiers cycles de fonctionnement de la presse. A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et représenté au dessin annexé une forme de réalisation du dispositif selon l'invention. La figure 1 représente un joint disposé entre un poinçon engendrant la pression et la paroi d'un cylindre, le joint comprenant deux bagues d'étanchéité métalliques. La figure 2 représente un joint ne comportant qu'une seule bague métallique d'étanchéité disposée entre une filière et la paroi d'un cylindre. Sur les figures, la référence 1 désigne la garniture d'un cylindre à haute pression, entourée par un tube 2 précontraint. Une garniture d'usure 3 est disposée dans un évidement 4 formé aux deux extrémités de la garniture 1 et dont la longueur est un peu plus longue que celle de la garniture d'usure. Une bague extérieure 6 appliquée d'une façon étanche contre la garniture d'usure 3 et un porte-Joint 7, ainsi qu'une bague intérieure 8 s'appliquant d'une façon étanche contre le poinçon 5 et le porte-joint 7 sont disposées entre le poinçon 5 et la garniture d'usure 3. Les bagues 6 et 8 sont façonnées de manière que la bague 6 empêche la bague 8 de suivre le poinçon 5 loreque ce dernier est introduit dans le cylindre, avant que la pression dans la chambre 9 puisse le maintenir en position. Les bagues sont réalisées, de plus, de façon qu'elles forment une rainure 10 contenant un joint d'étanchéité élastique 11. la force qui s'exerce sur le porte-joint 7 est équilibrée par la force produite par des cylindres (non représentés) et qui s'exerce sur une bague 13 par l'intermédiaire de barres 12. Une seule bague d'étanchéité métallique 15 est disposée à l'extrémité où se trouve la filière. Sa surface extérieure est appliquée d'une façon étanche contre la garniture d'usure 3 et son extrémité extérieure contre le support 16 de la filière. La surface d'extrémité extérieure 18 de la filière 17 est appliquée d'une façon étanche contre le support 16. Une gorge 19 de ce support contient une bague d'étanchéité élastique 20 qui porte hermétiquement contre le coin de la bague d'étanchéité 15 et contre le coin extérieur de la filière 17. Cette bague assure initialement l'étanchéité du cylindre. REYENDICAlION5 1. Presse a haute pression contenant une chambre sous pression destinée à renfermer un agent de pression et contenant un cylindre à haute pression comportant un tube intérieur (garniture) entouré par un tube précontraint et/ou une gaine de frettage formée de bandes précontraintes, le cylindre comprenant un élément de fermeture d'extrémité, une filière ou un piston mobile destiné à engendrer la pression pénétrant dans ledit cylindre, un joint d'étanchéité contenant au moins une bague métallique d'étanchéité dont une surface extérieure bute contre le cylindre et une surface d'extrémité contre un portejoint ou un porte-filière, caractérisée en ce que la partie extérieure du tube intérieur (2) (garniture) du cylindre à haute pression est équipée d'une garniture d'usure (3) interchangeable dont la longueur axiale est très supérieure à celle de ladite bague d'étanchéité (6, 15). 2. Presse à haute pression suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la garniture d'usure (3) est deux à six fois plus longue que la bague d'étanchéité (6, 15). 3. Presse à haute pression suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la garniture d'usure (3) a une longueur considérable telle que le frottement entre elle et le tube intérieur (2) (garniture) du cylindre est supérieure à la force s'exerçant sur la surface interne de ladite garniture d'usure (3).