Brevet FR2600376A1 — publié le 19871224

Procédé pour rétablir l'étanchéité de la tige d'étançons hydrauliques de taille ou analogues quand ils sont remis en l'état, ainsi qu'un dispositif d'étanchéité de tige pour étançons de taille et autres vérins à agent de pression. L'invention concerne un procédé pour rétablir l'étanchéité de la tige de vérins lors de la remise en l'état de tiges de piston de vérins à agent de pression, notamment d'étançons hydrauliques de taille et analogues, munies d'une couche anticorrosive, par exemple une couche de nickel et/ou de chrome, ou constituées en acier inoxydable, le matériau de la tige de piston étant retiré sur une profondeur déterminée dans le cas de corrosion de la tige ou de dégâts quelconques occasionnés à la surface de la tige ou à la couche anticorrosive, et la tige de piston étant ensuite remise en place en réalisant son étanchéité au moyen d'un anneau d'étanchéité flexible introduit dans une gorge annulaire et constitué en une matière plastique ou analogue.En outre, l'invention concerne un dispositif d'étanchéité de tige approprié à des vérins à agent de pression, qui subissent en cours d'utilisation une corrosion prononcée comme cela est surtout le cas d'étançons hydrauliques de taille et analogues. Il est habituel de munir les tiges de piston de vérins à agent de pression qui sont soumises, ainsi que cela est surtout le cas pour les étançons hydrauliques de taille, à une corrosion prononcée en utilisation, d'une couche anticorrosive se présentant sous la forme d'une couche de nickel et/ou de chrome. Quand des dégâts mécaniques sont occasionnés à la couche anticorrosive ou lors de l'utilisation du vérin à agent de pression dans un environnement chimiquement fortement agressif, des dégâts peuvent être provoqués par la corrosion au matériau de base de la tige de piston située sous la couche métallique, qui obligent à réusiner la tige de piston, ce qui entraîne des frais élevés, dans la mesure où une mise à la ferraille des tiges de piston n'est pas préférable. Lorsque des dégâts sont occasionnés par la corrosion, les tiges de piston sont soumises à une opération d'enlèvement au tour qui retire la couche anticorrosive métallique jusqu'au matériau de base qui est "sain". Ensuite, les tiges de piston sont à nouveau nickelées ou chromées. Dans ce cas, il faut veiller à ce que les tiges de piston retraitées soient ramenées au diamètre externe d'origine pour s'adapter à leur dispositif d'étanchéité. Ceci entraîne un "surchromage" ou un "surnickelage" et l'épaisseur des couches anticorrosion qui peut atteindre environ 700 pm. Les couches de nickel ou de chrome présentant ces épaisseurs entraînent une consommation de métal exagérément élevée et de ce fait ne sont pas justifiées sur le plan économique.En outre le danger existe avec des couches aussi épaisses de ce type que la couche anticorrosive s'écaille. Les inconvénients et les difficultés susmentionnées existent également quand on prévoit à la place d'un chromage ou d'un nickelage dans des bains chimiques une pulvérisation de matériau sur la tige de piston ayant subi une opération d'enlèvement au tour jusqu'au matériau de base. En raison de l'épaisseur exagérément élevée de la couche, on constate alors un écaillage qui provoque la corrosion de la tige de piston et également très rapidement une destruction du dispositif d'étanchéité de la tige. On pourrait également imaginer, lors de leur remise en l'état, de munir les tiges de piston ayant subi une opération d'enlèvement au tour jusqu'au matériau de base d'une couche anticorrosive métallique ayant l'épaisseur habituelle. Dans ce cas cependant, il faudrait que la différence de diamètre soit amenée au niveau du diamètre externe normal de la tige de piston en utilisant lors de la remise en l'état des étançons de dispositifs d'étanchéité plus épais. riais ceci obligerait à maintenir constamment en stock des dispositifs d'étanchéité de tige différents. On ne pourrait -pas non plus exclure le danger de se tromper de dispositif d'étanchéité.A ceci s'ajoute que l'effet et la stabilité statique des dispositifs d'étanchéité de tige seraient problématiques si on disposait des anneaux d'étanchéité d'épaisseur différente dans la même gorge annulaire présentant des dimensions prédéterminées en hauteur et en largeur. Les problèmes et les difficultés susmentionnés se posent largement également quand il s'agit de tiges de piston qui sont réalisées en acier inoxydable et ne reçoivent donc pas de couche anticorrosive du type mentionné. Quand des dégâts sont occasionnés à la surface des tiges de piston qui peuvent être provoqués par des effets mécaniques ou par corrosion, il faut que la tige de piston subisse également une opération d'enlèvement au tour jusqu'au matériau sain, ce qui a pour conséquence un diamètre de tige plues faible qui pose les problèmes mentionnés concernant l'étanchéité de la tige. Le but de l'invention est de proposer un procédé techniquement simple et particulièrement économique pour rétablir l'étanchéité des tiges lors de la remise en l'état de tiges de piston, au moyen duquel et tout en évitant les difficultés mentionnées on puisse obtenir un dispositif d'étanchéité de tige fiable même quand on utilise les anneaux d'étanchéité utilisés lors de la fabrication habituelle des vérins à agent de pression. En outre, l'invention vise un dispositif d'étanchéité de tige avantageux et économique, à utiliser avec des vérins à agent de pression, notamment des étançons hydrauliques de taille et analogues, dont la tige de piston a été remise à neuf de la manière mentionnée. Grâce au procédé selon l'invention, le but mentionné est atteint en disposant dans la gorge annulaire et en-tant que support pour l'anneau d'étanchéité un anneau compensateur qui compense la diminution d'épaisseur de la tige de piston et qui est fixé dans le fond de la gorge par de la colle. En ce qui concerne l'anneau compensateur, on utilise avantageusement un anneau métallique à paroi mince, notamment un anneau en acier formé à partir d'une bande d'acier plate, bien que des anneaux en matières plastique conviennent également. Le procédé de l'invention présente une importance particulière pour la remise en I'état de tiges de piston qui sont munies d'une couche anticorrosive, en particulier d'une couche de nickel et/ou de chrome. Lorsque la couche anticorrosive a subi des dégâts, le matériau de la tige, selon le procédé de l'invention, est enlevé jusqu'au matériau de base par élimination de la couche anticorrosive, suite à quoi la tige de piston est munie d'une nouvelle couche anticorrosive d'épaisseur normale et ensuite remise en place en réalisant l'étanchéité de la tige au moyen de l'anneau compensateur qui compense la différence de diamètre. Grâce à l'anneau compensateur mis en place dans la gorge annulaire, la différence de diamètre de la tige de piston, lors de sa remise en l'état, est au moins approximativement compensée, cette différence provenant de l'ope'ration d'enlèvement au tour appliquée à la tige de piston jusqu'à la profondeur d'enlèvement prédéterminée. Quand il s'agit de tiges de piston qui sont munies d'une couche anticorrosive métallique, la tige de piston est avantageusement soumise à une opération d'enlèvement au tour sur une épaisseur qui est nettement supérieure à l'épaisseur de la couche anticorrosive mise en place lors de la fabrication de la tige, et qui représente en général au moins de deux à cinq fois l'épaisseur de la couche anticorrosive.Après l'opération d'enlèvement au tour appliquée à la tige de piston jusqu'à son matériau de base, une nouvelle couche anticorrosive est mise en place de façon traditionnelle, dont l'épaisseur n'a pas besoin d'être supérieure à l'épaisseur de la couche anticorrosive précédemment éliminée par l'opération d'enlèvement au tour appliquée à la tige de piston. En utilisant de façon économique le métal coûteux de recouvrement, il est possible de réaliser un dispositif d'étanchéité de tige fiable pour la tige de piston remise en l'état sans qu'il soit nécessaire d'avoir recours dans ce cas à un anneau d'étanchéité spécial. Le collage de l'anneau compensateur dans la gorge annulaire fixe l'anneau compensateur dans son siège et-évite surtout l'apparition de courants de fuite de l'agent de pression entre l'anneau compensateur et le fond de la gorge lors de l'utilisation du vérin à agent de pression ou de l'étançon. De façon surprenante, il s'est avéré que lorsque l'on colle l'anneau compensateur dans la gorge annulaire il est possible d'utiliser sans changement, également pour les tiges de piston remises en l'état, des anneaux d'étanchéité utilisés en tant que dispositifs d'étanchéité de tiges lors de la fabrication d'origine du vérin à agent de pression. L'anneau d'étanchéité élastique rattrape, du fait de son élasticité, la diminution de la profondeur de la gorge provoquée par le collage de l'anneau compensateur et est en position de rendre parfaitement étanche la tige de piston par rapport à la partie formant le cylindre du vérin à agent de pression. Les étançons et vérins à agent de pression utilisés dans les exploitations minières souterraines ou dans des chantiers quelconques où les conditions d'utilisation sont analogues reçoivent en général une couche de nickel et/ou de chrome ayant une épaisseur d'environ 0,05 mm. Dans ce cas la profondeur d'enlèvement prévue pour la tige de piston pour parvenir jusqu'à son matériau de base est avantageusement d'environ quatre à cinq fois l'épaisseur de la couche anticorrosive. Pour réaliser l'étanchéité de la tige, on utilise avantageusement un anneau d'étanchéité en une matière plastique flexible, telle que du nitrile-butadiène ou analogue par exemple, qui est muni sur son côté interne d'un bourrelet d'étanchéité s'appliquant radialement contre la tige de piston et avantageusement une surface de pied plane par laquelle il s'appuie contre l'anneau compensateur mis en place. Pour coller l'anneau compensateur dans la gorge annulaire, on utilise avantageusement une colle à deux composants à base de résine époxy. L'invention va maintenant être expliquée plus en détail à l'aide du mode de réalisation représenté sur le dessin dans lequel: la figure 1 représente partiellement et en coupe axiale un vérin à agent de pression ou un étançon hydraulique dans la région du dispositif d'étanchéité de tige prévu selon l'invention, la figure 2 est également une vue en coupe axiale et à plus grande échelle de l'anneau d'étanchéité élastique prévu en tant que dispositif d'étanchéité de tige selon l'invention, ainsi que l'anneau compensateur mis en place dans la gorge. Le vérin à agent de pression ou l'étançon hydraulique montré partiellement comprend une douille filetée 1 qui est vissée dans l'extrémité ouverte de la partie en forme de cylindre 2 du vérin à agent de pression ou de l'étançon, et dans laquelle passe la tige de piston ou l'étançon interne 3. La douille filetée 1 est rendue étanche par rapport à la partie en forme de cylindre 2 au moyen d'une garniture d'étanchéité 4 qui est disposée dans une gorge annulaire de la douille filetée 1. En 5 est désigné un racleur de salissures disposé dans une gorge annulaire de la douille filetée 1. Le dispositif d'étanchéité de tige proprement dit 6 est constitué par un anneau d'étanchéité flexible 7 qui est disposé dans une gorge annulaire 8 sur le côté interne de la douille filetée 1 et se presse élastiquement contre la tige de piston 3. Comme le montre la figure 2, l'anneau d'étanchéité 7 peut être muni sur son côté interne d'un bourrelet en saillie radiale 9, qui vient se presser par déformation élastique contre la surface cylindrique de la tige de piston 3. Comme connu, un anneau d'appui 10 peut être monté à la suite de l'anneau d'étanchéité élastique 7, qui se dispose dans un enfoncement prévu sur le côté frontal de l'anneau d'étanchéité 7 et s'appuie contre le flanc supérieur 11 de la gorge annulaire 8.L'anneau d'appui 10 peut être constitué en matière plastique ou en métal. I1 évite le fluage du matériau de l'anneau d'étanchéité élastique 7 dans l'interstice annulaire compris entre la douille filetée 1 et la tige de piston 3. La tige de piston comprend une couche anticorrosive se présentant sous la forme d'une couche de nickel et/ou de chrome, ou analogue, ainsi que cela est connu. L'épaisseur de cette couche anticorrosive métallique est par exemple de 0,05 mm. L'anneau d'étanchéité 7 qui s'appuie élastiquement contre la couche anticorrosive de la tige de piston 3 est avantageusement muni d'un revêtement de renfort -en tissu, indiqué en 12 à la figure 1. Quand la couche anticorrosive a subi des dégâts, la tige de piston est soumise à une opération d'enlèvement au tour sur une profondeur qui est supérieure à l'épaisseur de la couche anticorrosive. La tige de piston 3 est donc soumise à une opération d'enlèvement au tour jusqu'à son matériau de base, la couche anticorrosive précédemment appliquée étant totalement enlevée. Pour une épaisseur de la couche anticorrosive métallique d'environ 0,05 mm, la tige de piston 3 est avantageusement soumise à une opération d'enlèvement sur une profondeur de 0,25 à 0,3 mm, la diminution de diamètre de la tige de piston étant de ce fait de 0,5 mm à 0,6 mm.La tige de piston ayant subi cette opération d'enlèvement au tour est ensuite munie de façon connue d'une nouvelle couche anticorrosive, notamment d'une couche de nickel et/ou de chrome, ayant avantageusement l'épaisseur de la couche anticorrosive précédemment enlevée, c'est-à-dire une épaisseur d'environ 0,05 mm. De ce fait, la tige de piston 3 remise en l'état a un diamètre externe qui est inférieur d'environ 0,4 mm ou 0,5 mm à son diamètre externe d'origine. Cette différence de diamètre est compensée selon le procédé de l'invention en introduisant dans la gorge annulaire 8 de la douille filetée 1 un anneau compensateur 13 (figure 2) réalisé à partir d'une bande plate, dont l'épaisseur est d'environ 0,2 mm ou 0,25 mm.La plaque élastique formant l'anneau compensateur 13 est introduite dans la gorge 8 en étant déformée en forme d'anneau et fixée dans le fond de la gorge à l'aide d'une colle à deux composants. A la figure 2, la couche de colle mince est indiquée en 14. Une colle à deux composants à base de résine époxy (par exemple une colle du type Technicol 8260 et 8261 de la société Beiersdorf AG, Hambourg) convient particulièrement pour constituer cette colle. Avant l'introduction de l'anneau compensateur 13 dans la gorge annulaire 8, on dispose dans son fond une couche de colle, suite à quoi on introduit la bande plate de manière qu'elle se déforme en anneau, dont les deux extrémités s'appliquent bout contre bout. Ensuite, on peut remplir l'étroit interstice existant dans la position de contact entre les extrémités de l'anneau appliquées l'une contre l'autre avec de la colle, suite à quoi on colle une bande adhésive, de préférence une bande de polyéthylène, sur les extrémités appliquées étroitement l'une contre l'autre. Les extrémités de l'anneau sont ainsi fixées. Après mise en place de l'anneau compensateur 13, on dispose avantageusement dans la gorge 8 un ancien anneau d'étanchéité 7 de manière à fixer l'anneau compensateur dans sa position correcte dans le fond de la gorge avant que la colle se durcisse. La bande adhésive appliquée sur la position de contact empêche le collage de cet anneau d'étanchéité. Ensuite, on peut chauffer lentement l'ensemble de l'agencement dans un four jusqu a par exemple 700C, pendant vingt minutes, de manière à durcir la colle.Dès que ce résultat est atteint, on peut enlever l'ancien anneau d'étanchéité et également la bande adhésive, et éventuellement nettoyer la gorge annulaire 8 de la colle qui pourrait y subsister. On dispose ensuite un nouvel anneau d'étanchéité 7 dans la gorge annulaire 8, qui s'appuie de ce fait par sa surface périphérique extérieure cylindrique contre l'anneau compensateur plat 13. Pendant le montage de la tige de piston qui suit, on obtient ainsi une étanchéité de la tige selon laquelle l'anneau d'étanchéité élastique 7 applique pratiquement la même précontrainte à la tige de piston que lorsqu'il s'agit d'un vérin à agent de pression neuf. Comme mentionné, le mince anneau compensateur 13 est réalisé avantageusement à partir d'une bande métallique plate, notamment une section de bande d'acier plate, qui est sectionnée en bandes rectangulaires qui sont ensuite introduites par déformation élastique dans la gorge annulaire 8 de la manière décrite. On peut également utiliser à la place de l'anneau en acier plat et élastique un anneau compensateur formé à partir d'une bande de matière plastique. Le procédé de l'invention peut également être utilisé, comme mentionné, pour la remise en l'état de tiges de piston en acier inoxydable, lorsque ces dernières sont soumises à une opération d'enlèvement au tour jusqutau matériau sain quand des dégâts ont été occasionnés à la surface. REVENDICATIONS 1. Procédé pour rétablir I'étanchéité de la tige de vérins lors de la remise en l'état de tiges de piston de vérins à agent de pression, notamment d'étançons hydrauliques de taille et analogues, munies d'une couche anticorrosive, par exemple une couche de nickel et/ou de chrome, ou constituées en acier inoxydable, le matériau de la tige de piston étant retiré sur une profondeur déterminée dans le cas de corrosion de la tige ou de dégâts quelconques occasionnés à la surface de la tige ou à la couche anticorrosive, et la tige de piston étant ensuite remise en place en réalisant son étanchéité au moyen d'un anneau d'étanchéité flexible introduit dans une gorge annulaire et constitué en une matière plastique ou analogue, caractérisé en ce qu'on dispose dans la gorge annulaire (8), en tant que support pour l'anneau d'étanchéité (7), un anneau compensateur (13) qui compense la diminution d'épaisseur de la tige de piston et qui est fixé dans le fond de la gorge par de la colle. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lorsqu'il stagit d'une tige de piston munie d'une couche anticorrosive, le matériau de la tige de piston est retiré jusqu'au matériau de base par élimination de la couche anticorrosive, suite à quoi la tige de piston est munie d'une nouvelle couche anticorrosive puis remise en place en réalisant l'étanchéité de la tige au moyen de l'anneau compensateur. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on utilise en tant qu'anneau compensateur (13) un anneau métallique, et de préférence un anneau en acier plat. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'anneau compensateur (13) est fabriquée à partir d'une bande plate préfabriquée qui est montée dans la gorge annulaire (8) par déformation élastique. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la bande plate est déformée de manière à obtenir l'anneau compensateur (13) et de façon que les extrémités de la bande plate s'appliquent étroitement l'une contre l'autre. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'à l'intérieur de la gorge annulaire (8), la bande plate est fixée sous sa forme annulaire au moyen d'une mince bande adhésive collée sur la position de contact, par exemple une bande adhésive en polyéthylène. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que la profondeur d'enlèvement est d'au moins deux à six fois l'épaisseur de la couche anticorrosive. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'on utilise en tant qu'anneau d'étanchéité-(7) un anneau constitué en une matière plastique flexible, de préférence en butile-butadiène ou analogue, comprenant un bourrelet d'étanchéité (9) se pressant radialement contre la tige de piston (3). 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'on utilise en tant que colle une colle à deux composants à base de résine époxy. 10. Dispositif d'étanchéité de- tige de vérins à agent de pression, notamment d'étançons hydrauliques et analogues, dont la tige de piston est munie d'une couche anticorrosive métallique ou est constituée en acier inoxydable, comprenant un anneau d'étanchéité flexible disposé dans une gorge annulaire d'une douille filetée et s'appliquant élastiquement contre la tige de piston, caractérisé en ce que l'anneau d'étanchéité (7) s'appuie par sa périphérie extérieure contre un anneau compensateur (13) collé dans la gorge annulaire (8). 11. Dispositif d'étanchéité de tige selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'anneau compensateur (13) est constitué par un anneau métallique, notamment un anneau métallique formé par une bande de métal plat. 12. Dispositif d'étanchéité de tige selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'anneau compensateur (13) est réalisé en matière plastique. 13. Dispositif d'étanchéité de tige selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que l'anneau compensateur (13) présente une épaisseur supérieure à l'épaisseur de la couche anticorrosive. 14. Dispositif d'étanchéité de tige selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, caractérisé en ce que l'anneau d'étanchéité (7) réalisé en matière plastique comprend sur sa périphérie interne un bourrelet d'étanchéité de forme annulaire et en saillie (9).