Brevet FR2461175A1 — publié le 19810130

L'invention, due à Monsieur Gustaf, Lennart BERG, concerne un anneau d'étanchéité compose d'un noyau annulaire pratiquement rigide et d'une enveloppe en matériau dé- étanchéité élastique entourant ce noyau, cette enveloppe pouvant glisser sur le noyau et consistant en au moins une partie annulaire dont l'espace intérieur est adapté à la section transversale du noyau, cette partie annulaire étant fixée autour du noyau au moyen de parties circulaires mutuellement raccordées. De tels anneaux d'étanchéité sont connus du brevet suédois 366.102 et du brevet britannique 1.449.258. Dans ces dispositifs connus, le noyau rigide, qui constitue l'organe support, consiste en un organe annulaire en acier relativement mince dont les faces latérales sont lisses et dont les bords sont soigneusement arrondis, cet organe étant relativement long axialement. L'enveloppe élastique, qui peut être en caoutchouc, est placée autour du noyau, soit par moulage sur ce noyau, soit en disposant autour dudit noyau deux parties d'enveloppe en forme de U et en raccordant l'une à l'autre ces parties par vulcanisation de leurs bords adjacents. Pour que l'enveloppe puisse coulisser aisément sur le noyau, on forme entre ce dernier et cette enveloppe un film lubrifiant constitué par exemple par une graisse au silicone.On peut former sur l'envelop- pe deux bourrelets faisant saillie radialement, en une position centrale de l'anneau, ces bourrelets se trouvant dans un même plan radial, l'un à l'intérieur et l'autre à l'extérieur de l'anneau. Ces bourrelets sont destinés à être comprimés dans des gorges ou analogues pratiquées dans les surfaces de scellement cylindriques extérieure et intérieure, l'anneau d'étanchéité étant destiné à être utilisé entre ces surfaces et contre ces surfaces pour assurer l'étanchéité au cours des mouvements relatifs desdites surfaces Lorsqu'on place l'enveloppe élastique autour du noyau, il est relativement difficile d'obtenir une position correcte du noyau dans 1 'enveloppe, comme il est difficile d'obtenir une épaisseur uniforme et correcte d'enveloppe autour du noyau.Ces difficultés se présentent aussi bien si 1 'enveloppe est placée autour du noyau par moulage, que si elle est formée par vulcanisation des bords de deux parties d'enveloppe préparées au préalable et placées autour du noyau. Il semble que la raison de ces difficultés est, dans les deux cas, due au fait que le matériau d'enveloppe se trouve dans une phase se situant entre la phase solide et la phase plastique lors de l'application de chaleur, ce qui complique la fixation de l'enveloppe par rapport au noyau, avec les inconvénients signalés. L'invention a pour objet principal d'éliminer ces inconvénients et de permettre la réalisation d'un anneau d'étanchéité nouveau et perfectionné du type évoqué. L'anneau d'étanchéité conforme à l'invention conduit sans difficult à à une position correcte du noyau par rapport au matériau d'enveloppe et à une épaisseur d'enveloppe correcte autour du noyau. Cet anneau est caractérisé en ce que le raccordement des parties circulaires de l'enveloppe se fait au moyen d'au moins un organe de fixation concentrique au noyau et constitué en un matériau plus dur que celui de l'enveloppe, cet organe étant en contact avec les parties d'enveloppe considérées, parce que de forme complémentaire à celle de ces parties, ce qui maintient entre elles et rigidifie lesdites parties. Il est donc prévu au moins un organe de fixation qui, conformément à l'invention, raccorde entre elles les parties circulaires d'enveloppe, ce qui évite l'utilisation de la chaleur qui était nécessaire pour monter l'enveloppe sur le noyau des anneaux d'étanchéité connus, et supprime les inconvénients précédemment évoqués.De plus, l'utilisation d'organes de fixation mécaniques, conformément à l'invention, facilite la fabrication des anneaux d'étanchéité et en réduit le prix, puisque les parties d'enveloppe pe peuvent alors être moulées individuellement et en série, et ensuite placées simplement et rapidement autour des noyaux puis enfin fixées aisément sur ces noyaux0 L'application de lubrifiant entre enveloppe et noyau est, de plus, simplifiée du fait que le lubrifiant peut être facilement appliqué, si nécessaire, avant le raccord définitif des organes de fixation sur les anneaux d'étanchéité. Un tel anneau présente, par ailleurs, un autre avantage, du fait que l'on peut former de différentes et nombreuses façons les organes de fixation annulaires qui, conformément à l'invention, raccordent entre elles les parties circulaires de l'enveloppe. Entre autres, cela permet d'utiliser ces organes pour fixer l'anneau d'étanchéité sur le dispositif d'utilisation, sans qu'il soit nécessaire d'avoir recours à des moyens de guidage spéciaux pour fixer cet anneau et/ou le comprimer. L'organe de fixation annulaire peut être placé à l'extérieur ou à l'intérieur de l'enveloppe. Lorsque l'organe de fixation annulaire conforme à l'invention est placé à l'extérieur de l'enveloppe, il est conçu sous une forme telle qu'il enserre les parties circulaires de cette enveloppe qui se présentent sous la forme d'un rebord ou bourrelet en saillie par rapport à l'enveloppe. Cans ce cas, il s'avère que la forme la plus appropriée pour l'organe de fixation est celle d 'un profilé en U. L'organe peut également être entouré par l'anneau d'étanchéité et comporter deux rondelles maintenues entre elles axialement au moyen d'au moins un rivet comportant un trou central qui peut servir de point d'ancrage pour des moyens de mise en place. Par ailleurs, lorsque l'organe de fixation annulaire conforme à l'invention est placé à l'intérieur de l'enveloppe, on le dispose dans des évidemments complamen- taires pratiqués dans les surfaces des parties circulaires de cette enveloppe, ces surfaces étant en regard l'une de l'autre lorsque les parties circulaires sont raccordées l'une à l'autre au moyen de l'organe de fixation. Lorsque l'organe de fixation conforme à l'invention est ainsi placé, il peut aussi être formé de différentes et nombreuses manières. Par exemple, il peut être en engagement avec au moins un organe de fixation supplémentaire qui est fixé dans une des parties circulaires de l'enveloppe destinées à être raccordées et qui est en forme de U pour venir en engagement avec le premier organe de fixation. Dans une autre réalisation particulièrement avantageuse, 1 'organe de fixation est placé à l'intérieur de l'enveloppe en matériau d'étanchéité et se compose de deux parties annulaires collées l'une à l'autre, chacune étant collée ou vulcanisée sur la partie circulaire d'enveloppe oui lui est affectée. Lorsque l'organe de fixation est placé à l'intérieur de l'enveloppe, il peut être avantageux de lui donner une forme telle qu'il comporte, de part et d'autre, des parties constituant des saillies axiales, emprisonnées dans les parties circulaires de l'enveloppe. Que l'organe de fixation conforme à l'invention soit placé à l'intérieur ou à l'extérieur de l'enveloppe, il peut se trouver à l'extérieur et/ou à l'intérieur de l'anneau Dans les applications pour lesquelles la masse de l'anneau est importante, on peut réduire le poids du noyau étant donné que les forces dues à la masse du noyau induisent des contraintes dans l'enveloppe lors des mouvements de va-et-vient de l'anneau d'étanchéité. A cette fin, le noyau peut être creux et constitué à partir d'un métériau en feuille relativement mince. Les anneaux d'étanchéité du type considéré doivent avoir une longue durée de vie, et le matériau d'enveloppe, qui de préférence est du caoutchouc, devient moins élastique avec le temps, dans l'eau chaude par exemple. Il est donc important que le joint conforme à l'invention soit monté précontraint dans l'alésage ou analogue dans lequel il est utilisé. A cette fin, l'anneau d'étanchéité conforme à l'invention comporte un noyau qui est radialement élastique et qui comprime fortement le matériau d'enveloppe contre les surfaces avec lesquelles l'anneau doit former pendant longtemps un scellement. Dans une réalisation particulièrement avantageuse de l'anneau d'étanchéité conforme à l'invention, le noyau est creux de manière à être radialement élastique et il est constitué à partir d'un matériau en feuille relativement mince en formant une cambrure extérieure. L'invention sera mieux comprise encore à l'aide de la description qui suit de modes de réalisation préférés mais non limitatifs,description qui se réfère aux dessins annexés qui représentent - figures 1 et 2, deux modes de réalisation différents d'un anneau d'étanchéité conforme à l'invention dont le noyau est entouré par deux parties d'enveloppe raccordées l'une à l'autre au moyen de deux organes de fixation extérieurs à l'anneau; - figures 3 et 4, deux autres modes de réalisation dans lesquels les noyaux sont entourés par une seule partie d'enveloppe retenue sur le noyau sur son pourtour intérieur et extérieur par des organes de fixation mécaniques extérieurs à l'enveloppe;; - figures S à 7, trois autres modes de réalisation pour lesquels les deux parties d'enveloppe sont raccordées l'une à l'autre par des organes de fixation de différentes formes situés intérieurement à l'enveloppe. Un anneau d 'étanchéité conforme à l'invention se compose d'un noyau annulaire relativement rigide 1, 11, 21 qui peut être massif, comme c'est le cas sur les figures 1, 3, 5, 6 et 7 où le noyau est formé à partir d'une pièce en acier relativement mince, ou creux, comme c'est le cas sur les figures 2 et 4 où le noyau est formé à partir d'un matériau en feuille mince qui a été recourbée pour définir une section généralement rectangulaire à bords parfaitement arrondis. Dans tous les cas illustrés, le noyau est relativement long axialement. Les surfaces latérales du noyau sont lisses et ses bords sont soigneusement arrondis, de manière qu'une enveloppe, entourant ce noyau et constituée d'un matériau d'étanchéité élastique tel que du caoutchouc éventuellement renforcé par de la toile, puisse coulisser sur le noyau. Dans l'exemple illustré figure 4, le noyau creux 21 présente une face extérieur-ment cambrée 22, de sorte que le noyau, et par conséquent l'anneau d'étanchéité, sont radialement élastiques, l'anneau pouvant alors être monté avec une certaine tension de précontrainte dans l'alésage ou analogue dans lequel il est utilisé. Dans un anneau d'étanchéité conforme à l'invention, l'enveloppe 2 qui entoure le noyau 1, 11, 21 définit un espace intérieur adapté à la section transversale du noyau. Cette enveloppe est fixée sur le noyau avec une tension de précontrainte appropriée par l'intermédiaire de parties circulaires raccordées l'une à l'autre. Dans les réalisations illustrées figures 1, 2 et 5 à 7, l'enveloppe est en deux parties 3, 4 en forme de avec des extrémités formant saillie et raccordées-l'une à l'autre pour que les deux parties en forme de U entourent le noyau. Par ailleurs, dans les réalisations des figures 3 et 4, ltenveloppe 2 est en une seule partie qui entoure le noyau 1, 21 Les deux parties d'enveloppe en forme de U, 3 et 4, aussi bien que l'enveloppe 2 en une seule psrtie,peuvent aisément être formées par moulage, et sans utilisation des noyaux annulaires autour desquels elles seront placées pour constituer l'anneau d'étanchéité définitif. il est même possible que le moulage des parties d'enveloppe 3, 4 en forme de U se fasse avec retrait automatique des noyaux de moulage.Par contre, les noyaux de moulage utilisés pour former des enveloppes d'une seule pièce doivent être retirés manuellement. Conformément à l'invention, on raccorde les parties circulaires de l'enveloppe 2 au moyen d'un organe annulaire de fixation mécanique (5, 6, 7, 8, 9, 10, 12), cet-organe étant concentrique à l'anneau et en engagement avec les parties d'enveloppe qu'il maintient l'une contre l'autre. Dans la réalisation illustrée figure 1, tant la partie circulaire intérieure que la partie circulaire extérieure des deux parties d'enveloppe en forme de U sont raccordées, et on utilise deux organes de fixation mécaniques 5, 6, également en forme de U, enserrant les parties circulaires 15, 16 qui se présentent sous la forme de rebords ou bourrelets en saillie radialement par rapport à l'enveloppe. L > un des organes de fixation 15, est placé à l'extérieur de l'anneau d'étanchéité, l'autre organe de fixation, 6, étant placé autour des bourrelets d'enveloppe se trouvant à l'intérieur de l'anneau. Dans les réalisations illustrées figures 2, 3 et 4, l'organe annulaire de fixation mécanique conforme à l'in vention situé à l'intérieur de l'anneau d'étanchéité présente une autre forme. Il est constitué par deux flancs ou rondelles 7, 8 qui sont axialement maintenus l'un contre l'autre au moyen d'au moins un rivet 13 qui peut être dans ce cas un rivet tubulaire avec un trou central 14 pouvant constituer des moyens d'ancrage pour un dispositif et permettre les mouvements de l'anneau d'étanchéité. Dans les réalisations des figures 2 et 4, les rondelles 7, 8, enserrent deux rebords ou bourrelets radiaux 15, 16 intérieurs à l'enveloppe. Pans la réalisation de la figure 3, les deux rondelles 7, 8, maintenues par rivets enserrent un seul bourrelet d'enveloppe 17 à l'intérieur de l'anneau. L'organe de fixation mécanique intérieur, dans la réalisation de la figure 3, n'a pas pour fonction de raccorder des parties circulaires de l'enveloppe 2, mais seulement de former des moyens d'ancrage. Dans la réalisation de la figure 4, l'enveloppe 2 de l'anneau d'étanchéité comporte un bourrelet radial extérieur 18 qui n'est pas destiné à un raccordement quelconque de parties d'enveloppe, mais qui sert à la fixation de l'anneau dans un alésage ou analogue. Par ailleurs, dans les réalisations des figures 1 à 3, c'est l'organe de fixation 5 extérieur à l'anneau qui, outre sa fonction de raccordement des parties circulaires d'enveloppe 2, a pour fonction de servir de moyen de fixation de l'anneau là où il doit être utilisé. Dans les trois réalisations des figures 5 à 7, les organes de fixation annulaires 9, 10, 12 sont au nombre de deux par anneau et sont placés à l'intérieur des enveloppes annulaires 2. Les parties circulaires ou bourrelets 15, 16 de l'enveloppe présentent, à cette fin, des évidements de forme correspondante pratiqués dans leurs surfaces qui sont en regard 1 'une de j 'autre lorsque les parties consi dérées sont raccordées au moyen des organes de fixation. Dans la réalisation de la figure 5, les deux organes de fixation annulaires sont, chacun, en engagement avec un organe de fixation annulaire supplémentaire 19 qui est fixé dans l'une des parties circulaires de l'enveloppe devant être raccordées et dont la forme est celle d'un U pour recevoir l'organe de fixation considéré 9 . L'organe de fixation supplémentaire 19 est vulcanisé dans une gorge de forme correspondante pratiquée dans la partie circulaire de l'enveloppe, la liaison entre les deux organes de fixation annulaires 9, 19 pouvant se faire par emmanchement à force ou à l'aide de colle. Dans la réalisation de la figure 6, chacun des deux organes de fixation annulaires 10, raccordant les parties circulaires ou bourrelets 15, 16 de l'enveloppe 2, se compose de deuxmoitiésannulaires lova, lOb collées l'une à l'autre et engagées chacune dans une partie circulaire ou bourrelet d'enveloppe, leur maintien étant assuré par collage ou vulcanisation. Dans la réalisation de la figure 7, chacun des deux organes de fixation annulaires 12 forme deux parties symétriques dont l'épaisseur croît graduellement de part et d'autre de la partie centrale de l'organe, de sorte que ledit organe est emprisonné dans des évidements complémentaires pratiqués dans les bourrelets 15, 16. L'engagement ainsi formé peut être renforcé à'aide de colle Les organes de fixation annulaires illustrés sont constitués en un matériau plus dur que le matériau d'étanchéité constituant l'enveloppe 2. Selon la forme que lon donne à l'organe de fixation, on peut utiliser un métal, un matériau plastique ou un caoutchouc dur. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, la présente invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont étés plus particulièrement envisagés. Elle en embrasse au contraire toutes les variantes REVENDICATIONS 1.- Anneau d'étanchéité composé d'un noyau annulaire relativement rigide et d'une enveloppe entourant ce noyau et constituée en un matériau d'étanchéité élastique, cette enveloppe pouvant coulisser sur le noyau et comportant au moins une partie annulaire dont la partie intérieure est adaptée à la section transversale du noyau et oui est fixée autour de ce noyau au niveau de parties circulaires de raccordement, le susdit anneau étant caractérisé en ce que le raccordement des parties circulaires de ltenveloppe se fait au moyen d'au moins un organe de fixation annulaire concentrique au noyau et constitué en un matériau plus dur que celui de 1' enveloppe, cet organe de fixation étant en engagement avec les parLies circulaires d'enveloppe pour les maintenir ensemble et les raidir. 2.- Anneau d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de fixation annulaire est placé à l'extérieur de l'enveloppe et enserre les parties circulaires de cette enveloppe qui ont la forme de rebords ou bourrelets radialement en saillie sur l'enveloppe. 3.- Anneau d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'organe de fixation annulaire a un profil en forme de U 4.- Anneau d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe annulaire de fixation mécanique est entouré par l'anneau d'étanchéité et se compose de deux rondelles maintenues axialement l'une contre l'autre au moyen d'au moins un rivet7 avec un trou central pour constituer un ancrage pour des moyens associes. 5.- Anneau d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de fixation annulaire est situé à l'intérieur de l'enveloppe et engagé dans des évidements de forme complémentaire pratiqués dans les surfaces des parties circulaires de cette enveloppe qui se trouvent en regard l'une de l'autre lorsque ces parties circulaires sont raccordées au moyen de l'organe de fixation. 6.- Anneau d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications 1 et 5, caractérisé en ce que l'organe de fixation annulaire est en engagement avec au moins un organe de fixation annulaire supplémentaire qui est fixé dans l'une des parties circulaires de l'enveloppe devant être raccordée et qui est en forme de U pour venir en engagement avec l'organe de fixation mentionné 7.- Anneau d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications 1 et 5, caractérisé en ce que l'organe de fixation annulaire se compose de deux moitiés annulaires qui sont collées l'une à l'autre et sont en engagement respectivement dans des parties circulaires de 1 'enveloppe dans lesquelles elles sont collées ou vulcanisées. 8.- Anneau d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications 1 et 5, caractérisé en ce que l'organe de fixation annulaire comporte deux parties dirigées axialement et de forme telle qu'elles sont emprisonnées dans des évidements complémentaires des parties circulaires de 1 'enveloppe. 9.- Anneau d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le noyau est creux et formé à partir d'un matériau en feuille relativement mince. 10.- Anneau d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le noyau est élastique dans le sens radial. 11.- Anneau d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que le noyau comporte une surface extérieure cambrée