Brevet FR2560336A1 — publié le 19850830

Système de compensation de l'usure d'un joint dwé- tanchéité Dans le domaine des dispositifs de commande à fluide sous pression, on utilise des récepteurs de fluide, tels que des vérins Eydrauliques, possédant deux éléments montés mobiles l'un par rapport à l'autre sous l'effet de la pression du fluide sous pression. Il est très souvent nécessaire de disposer un joint d'étanchéité entre ces deux éléments, dont le déplacement relatif provoque une usure et une détérioration des caractéristiques dudit joint. Pour rendre au joint d'étanchéité ses caractéristiques initiales, il convient de munir le récepteur d'un système de compensation de son usure, actuellement réalisé par des cales d'épaisseur et/ou par un système à vis. Ces systèmes connus sont relativement peu pratiques, car, d'une part, la compensation de l'usure n'est pas réalisée de manière automatique, d'autre part, le temps nécessaire à la compensation est géné- ralement important. Ces inconvénients ont pour conséquence l'obtention d'un fonctionnement souvent défectueux du récepteur à fluide, malgré un entretien important, et donc coûteux. L'invention entend remédier à ces inconvénients en étant donc relative à un système de compensation de l'usure d'un joint d'étanchéité déformable, disposé entre deux pièces et soumis aux effets de la pression d'un fluide contenu dans une enceinte délimitée au moins partiellement par ces deux pièces, ledit joint d'étanchéité étant contenu dans un logement ménagé dans une première des deux pièces,prenant appui sur cette pièce et étant comprimé par un chapeau de fermeture dudit logement. Le chapeau de fermeture constitue le piston d'un vérin qui est monté coulissant avec étanchéité par rapport à la première pièce, et qui, en coopération avec cette première pièce, délimite une chambre de mise en pression susceptible d'être mise en communication avec une source d'un fluide sous pression sensiblement incompressible, l'effet de la pression du fluide sur ledit piston réalisant la poussée de compression du joint dans son logement. Les avantageuses dispositions suivantes sont, en outre, de préférence adoptées la source de fluide sous pression est constituée, - soit par une pompe distincte des deux pièces, - soit par le fluide contenu dans ladite enceinte, un conduit reliant la chambre de mise en pression à l'enceinte ; - dans ce dernier cas, ledit conduit est ménagé dans ladite première pièce uniquement - la première pièce est réalisée en au moins une première et une deuxième parties qui sont montées coulissantes avec étanchéité l'une par rapport à l'autre,cependant que la première partie comporte ledit logement et est munie d'un arrêtoir de limitation du coulissement relatif desdites première et deuxième partiels, qu'à l'intérieur de la première partie est susceptible de pénétrer une extrémité de la deuxième partie qui forme butée pour le joint d'étanchéité, et, que la deuxième partie coopère à délimiter ladite enceinte et forme un autre piston de compression du joint d'étanchéité, ce joint d'étanchéité étant donc disposé entre cet autre piston et le chapeau de fermeture. Les avantages de ces nouvelles dispositions sont de permettre une compensation permanente et auto matique de l'usure, mais aussi une réduction de cette usure par le fait que, dans certaines variantes, la compression du joint est proportionnelle à la pression d'alimentation du récepteur à fluide et qu9 > par conséquent, lorsque cette pression est faible, la compression du joint, qui fonctionnellement peut être faible, l'est effectivement. En outre, la compensation réalisée n'exige aucun entretien important, ce qui est également intéressant. L'invention sera mieux comprise, et des caractéristiques secondaires et leurs avantages apparaâ- tront au cours de la description de réalisations don- née ci-dessous à titre d'exemple. Il est entendu que la description et les dessins ne sont donnés qu a titre indicatif et non limitatif. Il sera fait référence aux dessins annexés, dans lesquels - les figures 1, 2, et 3 sont des coupes axiales d'un vérin hydraulique muni d'un système de compensation de l'usure d'un joint d'étanchéité conforme à l'invention, selon trois variantes distinctes de réalisation. Le dispositif représenté sur les trois figures est celui d'un vérin hydraulique comportant un cylindre 1 définissant un alésage 2, un piston principal non représenté, dont est solidaire une tige de piston 3, et, un fond 4 de cylindre, qui est monté sur le cylindre 1, de manière amovible, au moyen de vis 5, et qui est traversé par ladite tige de piston 3. Un joint d'étanchéité 6, de préférence du type "à chevrons comme représenté, est disposé entre un alésage li ménagé dans le fond 4 et la tige de piston 3.De plus, un autre joint d'étanchéité 7 est placé dans une gorge 8 ménagée dans une partie cylindrique 9 du fond 4, ladite partie cylindrique 9 étant introduite dans l'ex- trémité de l'alésage 2 avec un jeu de montage très faible, et, ledit joint d'étanchéité 7 assurant l'étanchéité entre le fond 4 et le cylindre 1. De cette façon, une enceinte 10, susceptible de contenir un fluide sous pression, est délimitée par l'alésage 2, la tige de piston 3, le fond 4 et le piston principal non représenté, et est isolée de manière étanche de l'extérieur du vérin au moyen des deux joints d'étanchéité 6 et 7. Par ailleurs, l'alésage 11 du fond 4 débouche à l'opposé de l'enceinte 10 par une ouverture 12, par laquelle l'extrémité 13 d'un piston 14 de compression du joint d'étanchéité 6 est introduite à l'tintés rieur dudit alésage 11. Ce piston 14 comporte un alésage 15, qui permet le passage de la tige de piston 3, et deux parties cylindriques 16 et 17, disposées en escalier, qui sont montées, coulissantes et avec étanchéité (20) dans des alésages 18 et 19 ménagés dans une pièce 21 fixée par des vis 22 sur l'extrémité externe du fond 4 de cylindre. Ainsi, une chambre 23 de vérin est délimitée par le piston 14 à l'intérieur de la pièce 21. Dans les réalisations des figures 1 et 3, cette chambre 23 communique par deux conduits 24,25, ménagés dans la pièce 21, avec deux conduits extérieurs 26,27, respectivement. Le conduit 26 est raccordé à un distributeur 28 à deux position lui-même relié par un conduit 29 à un réservoir de graisse 30, et, par un conduit 31 au refoulement d'une pompe à graisse 32, elle-même reliée par son conduit d'aspiration 33 au réservoir 30. Les deux positions du distributeur 28 correspondent - la première position, à la mise en communication des conduits 31 et 26, et, à l'obturation du conduit 29 ; et, - la deuxième position, à la mise en communication des conduits 31 et 29, et, à l'obturation du conduit 26. Un clapet de non retour 34 est disposé sur le conduit 26, et permet le passage de la graisse uniquement du distributeur 28 vers la chambre 23. Un clapet de décharge taré 35, placé sur le conduit 27, assure la protection contre les surpressions à l'intérieur de la chambre 23. Dans la réalisation de la figure 2, la chambre 23 est reliée, par un conduit 36 ménagé dans le fond 4 du cylindre du vérin, à une partie 37 de l'alésage dudit fond, qui est en communication avec l'en- ceinte 10. Dans les réalisations des figures 1 et 2, l'alésage 11 est limité, du côté opposé à l'ouverture 12, par un épaulement 38 sur lequel prend appui l'une, 39, des faces transversales du joint d'étanchéité 6, l'extrémité 13 du piston 14 étant en appui de compression sur l'autre extrémité transversale 40 du joint d'étanchéité 6. Dans la réalisation de la figure 3, l'alésage Il débouche, du côté opposé à son ouverture 12, dans un autre alésage 41, que comporte le fond 4 du cylindre. Un piston auxiliaire 42 est monté coulissant à l'intérieur de cet alésage 41 et comporte lui-même un alésage 43 permettant le passage de la tige du piston 3.Un segment d'arrêt 44, monté dans une gorge de l'alésage 41, limite le coulissement du piston auxi liaire 42 vers l'enceinte 10, cependant que des joints d'étanchéité 45,46 sont interposés entre des parties cylindriques 47,48vaque comportent le piston 42, et lesdits alésages 11,41, respectivement, de sorte qu'est délimitée entre le piston auxiliaire 42 et le fond 4 du cylindre une chambre 49 qui communique, par un conduit 50 avec une autre chambre annulaire 51 ménagée entre le cylindre 1 et le fond 4. La face transversale 39 du joint d'étanchéité 6 est, dans cette réalisation, en appui sur l'extrémité 52 du piston auxiliaire 42, qui est contenue dans l'alésage 11 et délimitée par la partie cylindrique 47. Les avantages des réalisations représentées vont être notés en cours de l'exposé suivant de leur fonctionnement. Dans la réalisation de la figure 1, lorsque le distributeur 28 est place dans sa deuxième position, la pompe 32 refoule la graisse sous pression dans la chambre -23, ce qui provoque le déplacement du piston 14 dans le sens engendrant la poussée de compression du joint d'étanchéité 6 par ledit piston. La face 13 du piston 14 pousse la face 40 du joint 6, dont la face 39 est immobilisée par l'épaulement 38. il résulte de cette compression la dilatation radiale du joint d'étanchéité 6, qui permet la compensation de l'usure dûe au frottement de la tige de piston 3 sur ce joint d'étanchéité 6. Par ailleurs, ce rattrapage est aisé, puisqu'il suffit de placer le distributeur 28 dans sa deuxième position pour provoquer la poussée de compression axiale du piston 14 sur la face transversale 40 du joint d'étanchéité. Ce rattrapage est, réalisé automatiquement dans la réalisation de la figure 2, puisque, dès que l'enceinte 10 contient un fluide sous pression, l'ef- fet de cette pression est transmis, par le conduit 36, au piston 14, qui développe de nouveau sa poussée de compression axiale du joint d'étanchéité 2. De plus, dans cette réalisation de la figure 2, la poussée de compression axiale, et donc la dilatation radiale, ne se produisent que lorsque l'enceinte 10 contient un fluide sous pression. C'est effectivement la seule circonstance dans laquelle il convient d'assurer une étanchéité très forte entre la tige de piston 3 et le fond 4. Il faut également noté que lorsque l'enceinte 10 contient un fluide sous pression faible, la dilatation radiale du joint d'étanchéité est faible ou nulle, et l'effort d'appui du joint d'étanchéité 6 sur la face cylindrique de la tige de piston 3 est faible ou nulle, ce qui est favorable à une grande longévité de ce joint d'étanchéité 6. Enfin, la réalisation de la figure 3 combine les deux avantages principaux des réalisations des figures 1 et 2, à savoir, d'une part, mise en compres-sion axiale initiale du joint d'étanchéité 6 par injection de graisse dans la chambre 23 par les conduits 24,26, d'autre part, complément ultérieur de compression axiale par le piston auxiliaire 42, seulement lorsque l'enceinte 10 contient un fluide sous grande pression. En effet, lorsque 1 enceinte 10 contient un fluide sous pression faible ou nulle, le piston auxiliaire 42 est en appui sur le segment d'arrêt 44, et la compression axiale initiale provoquée par le piston 14 peut être réglée à une valeur moyenne, suffisamment pour réaliser une bonne étanchéité, meme lorsque l'enceinte 10 contient un fluide sans pression, mais pas trop grande pour que le frottement de la tige de piston 3 sur le joint d'étanchéité 6 ait une valeur telle que la durée de vie de ce joint d'étanchéité soit réduite par usure excessive. L'invention n'est pas limitée aux réalisations décrites, mais en couvre au contraire toutes les variantes qui pourraient leur être apportées sans sortir de leur cadre, ni de leur esprit. REVENDICATIONS 1. Système de compensation de l'usure d'un joint d'étanchéité déformable (6), disposé entre deux pièces (4 > 3) et soumis aux effets de la pression d'un fluide contenu dans une enceinte (10) délimitée au moins partiellement par ces deux pièces, ledit joint d'étanchéité (6) étant contenu dans un logement (11) ménagé dans une première (4) des deux pièces, prenant appui (38,39) sur cette pièce et, étant comprimé par un chapeau de fermeture dudit logement, caractérisé en ce que le chapeau de fermeture constitue le piston (14) d'un vérin qui est monté coulissant avec étanchéité par rapport à la première pièce (4-21), et qui, en coopération avec cette première pièce, délimite une chambre (23) de mise en pression susceptible d'être mise en communication avec une source (32) d'un fluide sous pression sensiblement incompressible, lleffet de la pressing du fluide sur ledit piston (14) réalisant la poussée de compression du joint (6) dans son logement. 2. Système selon id revendice.tin caractérisé en ce que la source de fluide sous pression est constituée par une pompe (6) distincte des deux pièces (4,3). 3. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source de fluide sous pression est constituée par le fluide contenu dans ladite enceinte (10), un conduit (36) reliant la chambre de mise en pression (23) à l'enceinte (10). 4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit conduit (36) est ménagé dans ladite première pièce (4) uniquement. 5. Système selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la première logement (11) et est munie d'un arrêtoir (44) de limitation du coulissement relatif desdites première et deuxième parties, qu'à l'intérieur (11) de la première partie (4) est susceptible de pénétrer une extrémité (52) de la deuxième partie (42) qui forme butée pour le joint d'étanchéité (6), et, que la deuxième partie (42) coopère à délimiter ladite enceinte (10) et forme un autre piston (42) de compression du joint d'étanchéité, ce joint d'étanchéité (6) étant donc disposé entre cet autre piston (46) et le chapeau de fermeture (14).