Brevet FR2524101A1 — publié le 19830930

i L'invention se rapporte à une bague de protection munie d'ouvertures de passage pour un dispositif de joint hydraulique comprenant des éléments d'étanchéité et éven- tuellement également des éléments de guidage interposés entre un élément fixe et un élément mobile en mouvement axial d'une machine, cette bague étant prévue à distance des éléments d'étanchéité, entre ces derniers et une cham- bre à liquide. On connatt déjà une bague racleuse pour les surfa- ces internes des cylindres, qui est portée par le piston d'un accumulateur hydraulique ou d'un vérin, o il est pré- vu entre la paroi du cylindre et la bague porteuse du ra- cleur une chambre intermédiaire annulaire qui est en commu- nication avec la chambre à liquide du cylindre par plu- sieurs trous traversants régulièrement répartis sur la pé- riphérie et qui donnent au liquide un libre accès aux ba- gues d'étanchéité du piston qui se trouvent en arrière de la bague racleuse (demande de brevet de la R F A DE-OS 1 923 954). Par ailleurs, on connait également déjà un dispo- sitif de joint pour éléments de machines à mouvement alter- natif, en particulier pour l'étanchéité des tiges de pis- ton des vérins hydrauliques, comprenant une garniture d'é- tanchéité qui établit un joint étanche aussi bien par rap- port au, bottier que par rapport à l'élément à mouvement axial alternatif de la machine et qui présente un élément de protection intercalé entre la tige de piston et le corps, qui possède des ouvertures traversantes donnant sur une chambre comprise entre l'élément de protection et la garniture d'étanchéité, l'élément de protection et la gar- niture d'étanchéité étant disposés dans des gorges diffé- rentes entre lesquelles ladite chambre est formée pour constituer une chambre tampon, afin d'éviter les oscilla- tions dues à des pulsations de pression, et l'élément de protection présente une lèvre dirigée vers la chambre à huile sous pression, et la chambre tampon est en communica- tion avec l'atmosphère par un perçage d'évent obturable (demande de brevet de la R F A DE-AS 28 45 920). Le but commun des dispositifs connus consiste à donner au liquide sous pression libre accès aux bagues d'étanchéité situées en aval de la bague, par quelques trous traversants ou ouvertures de passage régulièrement répartis sur la périphérie de la bague Le dispositif cité en dernier a en outre pour autres buts d'éviter la destruc- tion du joint étanche par des particules de salissures en- traînées dans le liquide et d'éviter les détériorations du joint étanche dues à l'action des bulles de mélange d'air et de gaz (effet Diesel). L'inconvénient du dispositif déjà connu consiste en ce que les problèmes qu'il a à résoudre ne sont pas en- core résolus dans tous les cas. Les buts de la bague de protection décrite au dé- but consistent à relacher la pression de l'huile entraînée dans le volume compris entre l'élément d'étanchéité et la bague de protection, à protéger les éléments d'étanchéité et éventuellement aussi les éléments de guidage prévus de l'action des particules étrangères contenues dans le li- quide, et de ramener à un niveau inoffensif la force des- tructrice de l'expansion des bulles de mélange d'air et de gaz (effet Diesel) au niveau des dléments d'étanchéité et de guidage. Dans le cas de la bague de protection décrite au début, ce problème est résolu par le fait que chacune des ouvertures de passage possède des dimensions comprises entre un diamètre minimum de 0,5 mm, qui correspond à une section de passage minimum de 0,2 mm 2 et un diamètre maximum de 1, 5 mm, qui correspond à une section maximum de passage de 1,77 mm 2. Si les ouvertures de passage possèdent une section variable dans la direction axiale, la base du calcul est représentée par la section mini- male. Les problèmes qui se posent dans le cas de la ba- gue de protection décrite au début du présent mémoire peu- vent également être résolus par le fait que, dans le cas o les ouvertures de passage de la bague de protection pos- sèdent une section pouvant etre choisie à volon- té, en particulier dans le cas d'une section supérieure à 1,77 mm 2, on place en amont des ouvertures de passage un filtre de protection dont les mailles possèdent des dimensions comprises entre une section de passage mini- mum de 0,2 mm 2 et une section maximum de passage de 1,77 mm 2. L'allure des ouvertures de passage peut être tel- le que ces ouvertures possèdent une entrée et une sortie dans les surfaces latérales de la bague de protection. Pour le passage du liquide, il peut être avantageux qu'au moins l'entrée ou la sortie des ouvertures de passage soit prévue dans une surface de raccordement entre une surface latérale de la bague de protection et la surface externe de la bague Le trajet des ouvertures de passage peut donc aller d'une surface plane à une surface courbe, convexe ou concave L'invention n'est pas limitée à une surface cour- be mais cette surface peut également être remplacée par une surface plane qui forme un certain angle avec la sur- face latérale de la bague de protection. La bague de protection, qui peut présenter une lè- vre d'une façon connue, présente dans son état avant monta- ge dans le dispositif de joint hydraulique, un diamètre ex- térieur variable, notamment plus grand dans la région de la lèvre, afin d'engendrer une pression d'application de cette lèvre contre la surface métallique correspondante Les ouvertures de passage de la bague de protec- tion peuvent traverser toute l'épaisseur de la matière de cette bague, ou bien encore être prévues sur sa surface annulaire extérieure sous la forme d'encoches ou équiva- lents. L'avantage de l'objet de l'invention consiste en ce que les problèmes que l'invention vise à résoudre sont résolus avec toute sécurité grâce au fait que les ouvertu- res de passage de la bague de protection sont réalisées dans les limites de dimensions indiquées. Avec des ouvertures de passage possédant des di- mensions selon l'invention, les particules étrangères pré- sentes dans le liquide et qui pourraient entratner des détériorations dans le joint sont maintenues à distance. Si ces particules présentent un diamètre obturant qui est plus petit que celui de la section maximum des ouvertures de passage, elles se déposent, sans entraîner de détériorations, sur les bords des éléments de guidage ou d'étanchéité La section maximum des ouvertures de pas- sage représente par ailleurs une limite pour les petites bulles du mélange gaz-air qui, de cette façon, ne peuvent plus provoquer de détériorations notables dans le cas d'une expansion (effet Diesel) Finalement, lasection mi- nimale des ouvertures de passage garantit encore le libre accès du liquide contenu dans la chambre à huile aux éléments de guidage ou d'étanchéité de sorte qu'il ne peut pas s'accumuler de forte pression d'huile entraînée dans le volume tampon compris entre ces éléments et la bague de protection Finalement, le nombre des ouver- tures de passage prévues dans la bague de protection peut être déterminé d'une façon connue en soi. Si l'on choisit les ouvertures de passage, notam- ment avec une section plus grande que celle in- diquée selon l'invention, les problèmes que l'invention vise à résoudre peuvent encore être résolus si l'on dis- poseen amont des ouvertures de passage un filtre de pro- tection dont les mailles présentent une largeur comprise dans les limites indiquées Ceci a des avantages techni- ques mais notamment économiques dans des cas particuliers. Un filtre de protection peut également être prévu dans un passage de dérivation en parallèle avec la bague de protec- tion, cette bague pouvant alors être réalisée sans ouvertu- res de passage. Toutefois, cette solution est d'une construction plus compliquée et donc moins économique. Les figures du dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, feront bien comprendre com- ment l'invention peut être réalisée Dur ce dessin, la figure 1 représente une bague de protection dans son état avant montage; la figure 2 montre des bagues de protection mon- tées sur le piston d'un dispositif hydraulique comportant des joints; la figure 3 montre une bague de protection prévue dans une gorge de la paroi du cylindre et qui travaille sur la tige de piston. Sur la figure 1, la bague de protection 1 présen- te d'un côté une ouverture de passage 2 uniforme Ici, au moins l'entrée ou la sortie de l'ouverture de passage se trouve dans une surface de raccordement entre la surface latérale 3 de la bague de protection et la surface extéri- eure 4 de cette bague La lèvre, qui est retournée vers l'extérieur dans l'état avant montage de la bague de pro- tection, assure par sa configuration l'établissement d'une précontrainte par rapport à la surface de glissement cor- respondante du cylindre On a indiqué en 5 une ouverture de passage irrégulière dans laquelle la section minimum 6 représente la base du calcul La présence de plu- sieurs diamètres différents dans l'ouverture de passage ir- régulière 5 peut avoir des avantages pour la technique de la fabrication. Sur la figure 2, un piston 7 travaille dans un cylindre 8 Le dispositif de joint hydraulique présente des éléments d'étanchéité 9 a et 9 b et des éléments de gui- dage 10 a et lob On peut voir une bague de protection 1 dans chaque intervalle entre les éléments d'étanchéité 9 a, 9 b et une chambre à liquide lla ou llb. La figure 3 représente une bague d'étanchéité 12 qui constitue l'élément d'étanchéité disposée, de même que la bague de protection 1, dans une gorge du cylindre 8 et qui travaille sur la tige de piston 13 Dans cette dispo- sition, la bague de protection 1 est disposée à une certains distance entre l'élément d'étanchéité et la chambre à huile sous pression llb, de la même façon que celle de la figure 2. Par ailleurs, on reconnaît sur cette figure le conduit d'évent 14 et la bague racleuse 15 Les élé- ments analogues sont désignés par les mêmes numéros de ré- férence sur les différentes figures du dessin. Il va de soi que des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation qui viennent d'être dé- crits, notamment par substitution des moyens techniques équivalents, sans pour cela sortir du cadre de l'inven- tion. R E V E N D I C A T I O N S 1. Bague de protection munie d'ouvertures de passage pour un dispositif de joint hydraulique compor- tant des éléments d'étanchéité et éventuellement des éléments de guidage interposés entre un élément fixe et un élément mobile en translation axiale d'une machine, cette bague étant prévue à distance des éléments d'étanchéité, entre ces der- niers et une chambre à liquide, et étant caractérisée en ce que chacune des ouvertures de passage ( 2) présente au moins à un endroit une section de passage comprise entre 0,2 mnm et 1,77 mm 2. Bague de protection selon la revendica- tion 1, caractérisée en ce que, lorsque les ouvertures de passage présentent une section qui varie dans la direction axiale, la base du calcul est représentée par la section la plus petite ( 6). 3. Bague de protection selon la revendica- tion 1, caractériséeen ce que ladite section de passage est celle délimitée par les mailles d'un filtre de protection dis- posé en amont des ouvertures de passage ( 2). 4. Bague de protection selon les revendi- cations 1 et 3, caractérisée en ce que les ouvertures de passage présentent leur entrée et leur sortie dans les surfa- ces latérales ( 3) de la bague de protection. 5 Bague de protection selon les revendica- tions 1 et 3, caractérisée en ce qu'au moins l'entrée ou la sortie des ouvertures de passage est prévue dans une surface de raccordement reliant la surface latérale ( 3) de la bague de protection à la surface annulaire extérieure ( 4) de cette bague.