Brevet FR2628812A1 — publié le 19890922

JOINT D'ETANCHEITE ANNULAIRE COMPOSE D'UNE BAGUE RIGIDE ET D'UNE BAGUE ELASTIQUE CONCENTRIQUES. La présente invention se rapporte à un joint d'étanchéité composite destiné a être monté entre deux organes mobiles en translation et/ou en rotation l'un par rapport à l'autre, du type comprenant deux bagues concentriques en contact l'une avec l'autre, l'une desdites bagues -étant réalisée en un matériau élastiquement défornable et destinée à entrer en contact fixe avec l'un desdits organes et l'autre desdites bagues étant réalisée en un matériau rigide présentant un faible coefficient de frottement et destinée à entrer en contact mobile avec l'autre organe, des moyens. étant prévus sur la bague rigide pour immobiliser la bague élastique par rapport à la bague rigide. Les joints d'étanchéité de ce type sont connus par les brevets français nO 1 525 848, 2 138 311 et 2 580 765. Suivant les brevets n01 525 848 et 2 138 311, la bague rigide présente, sur sa face en contact avec la bague élastique, des évidements dans lesquels le matériau de la bague élastique peut pénétrer par fluage. Il s'avère toutefois que ces joints composites ne donnent pas toujours entiere satisfaction dans la pratique, notamment lorsque le joint est soumis à des sollicitations séveres, l'effet d'accrochage du à la pénétration du matériau de la bague élastique dans les évidements de la bague rigide n'étant pas toujours suffisant. Le brevet nO 2 580 765 révèle un joint composite sur lequel l'ancrage des deux bagues du joint l'une par rapport à l'autre est amélioré grâce à une conformation particulière (en fer de lance) des évidements de la bague rigide, ce qui fait que lorsque ces évidements sont réalisés par moletage à l'aide d'une molette à pointes en fer de lance, il se produit un refoulement de matière sur le côtés des évidements, donnant lieu ici à des saillies qui améliorent notablement l'ancrage de la bague élastique sur la bague rigide. La présente invention a pour objet un joint composite du type défini ci-dessus procurant un ancrage encore meilleur de la bague élastique par rapport à la bague rigide, sans altération de l'effet d'étanchéité entre les deux bagues. Sur le joint d'étanchéité composite conforme à l'invention, les moyens prévus sur la bague rigide pour immobiliser la bague élastique par rapport à la bague rigide comprennent des dents en saillie sur la face de la bague rigide en contact avec la bague élastique, ces dents pénétrant ladite bague élastique par déformation élastique de cette dernière. En effet, il s'avère que l'effet de pénétration', dans le matériau de la bague élastique, de dents en saillie sur la bague rigide est bien meilleur que l'effet de pénétration du matériau de la bague élastique par fluage dans des évidements de la bague rigide, et procure ainsi un meilleur effet d'ancrage, donc d'immobilisation des deux bagues l'une par rapport à l'autre. Les dents en saillie peuvent être disposées avantageusement en au moins une rangée périphérique sur la bague rigide. Dans le cadre de l'invention, les dents peuvent présenter, en coupe axiale de la bague rigide, une forme en triangle, en trapèze ou en segment de cercle. En coupe transversale de la bague rigide, les dents peuvent présenter une forme en triangle ou en trapèze. Par ailleurs, en coupe transversale, les dents peuvent être contiguës ou être espacées à leur base. Afin que les dents altèrent le moins possible l'effet d'étanchéité entre les deux bagues du joint, il est avantageux que les dents soient prévues en position médiane sur la bague rigide et occupent moins de la moitié et de préférence moins de 1/4- de la largeur (axiale) de la bague rigide. Dans le cadre de l'invention, les dents peuvent être réalisées par exemple par moulage de la bague rigide directement avec les dents ou, suivant un mode de réalisation préféré, les dents peuvent être formées par moletage ou usinage d'au moins un bourrelet périphérique prévu sur la bague rigide. En se référant aux dessins annexés, on va décrire ci-après plus en détail plusieurs modes de réalisation illustratifs et non limitatifs de l'objet de l'invention, sur le dessin la figure 1 est une demi-coupe axiale d'un joint composite conforme à l'invention à l'endroit d'un picot; les figures 2 et 3 sont des demi-sections axiales de la bague rigide correspondant à deux autres modes de réalisation de l'invention; les figures 4 et 5 représentent, à plus petite échelle, deux formes possibles des dents sur la bague rigide vue en élévation frontale. Selon la figure 1, un joint d'étanchéité 1 composite est fotmé d'une bague 2 extérieure en matière élastique (élastomère) et d'une bague intérieure 3 en matériau rigide (plastomère). Un tel joint est destiné par exemple a être utilisé en montage femelle entre deux organes mobiles en translation et/ou en rotation l'un par rapport à l'autre, de la manière décrite au sujet de la figure 1 du brevet français nO 2 580 765. La bague rigide 3 entourée concentriquement par la bague élastique 2 comporte, sur sa surface extérieure 4 en contact avec la bague 2, une rangée médiane de dents 5. Les dents 5 présentent en coupe axiale de la bague 3 une forme triangulaire, comme représenté sur la figure 1. En coupe transversale de la bague 3, les dents peuvent présenter, soit la forme de triangles contigus à leur base, comme le montre la figure 4, soit la forme de trapèzes espacés, comme le montre la figure 5. La figure 2 illustre une bague rigide 3 avec des dents 5 ayant an coupe transversale une forme trapézoldale, alors que la figure 3 montre une bague rigide 3 avec des dents 5 ayant en coupe transversale une forme en segment de cercle. Dans un cas comme dans l'autre, les dents peuvent présenter en coupe axiale une forme triangulaire selon la figure 4 ou une forme trapézoidale selon la figure 5. Par ailleurs, il convient de noter que les dents 5 ayant en coupe transversale une forme triangulaire, selon la figure 4, pourraient également être espacées les unes des autres, inversement, les dents 5 ayant en coupe transversale une forme trapézoidale selon la figure 5 pourraient également être contigues à leur base. Les dents 5 de la bague rigide 3 peuvent être par exemple réalisées par moletage d'un bourrelet annulaire formé sur la bague 3, dans le cas où la bague 3 est constituée par un matériau se prêtant à une déformation à froid (éventuellement à chaud), par exemple une polyamide ou du polytétrafluoréthylàne qui se distingue en particulier par un coefficient de frottement réduit. I1 est également possible d'envisager la réalisation des dents 5 par usinage d'un bourrelet annulaire. Enfin, les dents 5 pourraient être réalisées directement lors de la fabrication de la bague 3 par moulage. La formation des dents 5 par déformation à froid à l'aide d'une molette est cependant le mode de fabrication préféré car plus rapide et moins croûteux. Le choix de la forme des dents 5 doit être effectué en particulier en fonction du matériau de la bague élastique 2 et en fonction des sollicitations auxquelles le joint est soumis en fonctionnement. Les dents 5 triangulaires suivant les figures 1 et 4 procurent ainsi un meilleur effet d'accrochage, mais risquent éventuellement de blesser la bague élastique 2. Ce risque de blessure est réduit lors de l'utilisation de dents 5 suivant les figures 2, 3 et 5, mais l'effet d'accrochage est alors moindre. Bien entendu, au lieu d'utiliser une seule rangée périphérique de dents 5, il serait également possible de prévoir deux ou plus de deux rangées. I1 convient cependant de veiller à ce que les dents se trouvent toujours de préférence en position médiane sur la bague 3 (au milieu de la largeur de la bague 3), de manière que des surfaces de contact planes subsistent de part et d'autre de la rangée de dents 5 entre les deux bagues 2 et 3. Afin que ces surfaces de contact planes puissent assurer l'effet d'étanchéité recherché entre les deux bagues 2 et 3, il est avantageux que les dents 5 représentent moins de la moitié et de préférence moins de 1/4 de la largeur de bague 3. Les dents peuvent être espacées de maniere à occuper moins de 50%, mais de préférence plus de 5% de la circonférence de la bague rigide. Dans ce cas les dents sont formées par moulage, ou par usinage d'un bourrelet périphérique. Les modes de réalisation décrits ci-dessus et illustrés par les dessins annexés concernent tous un joint composite du type à montage femelle (la bague rigide est située à l'intérieur de la bague élastique et porte les dents sur son côté extérieur). Bien entendu, l'invention est applicable également à des joints composites à montage mâle (bague rigide extérieure portant des dents sur sa face intérieure). A ce sujet, il convient en particulier de se référer au brevet français n" 2 580 765 qui montre les deux modes de montage. Dans un exemple de réalisation d'un joint composite conforme à l'invention, une bague rigide 3 d'un diametre intérieur de 15 cm d'une largeur de 5,1 mm et d'une épaisseur (radiale) de 2 mm porte, en saillie sur sa face extérieure, une rangée médiane de dents pyramidaux répartis dans le sens périphérique à un pas de 1 mm, chaque picot ayant une base de 0,9 fois 0,9 mm et une hauteur de 0,3 mm. REVENDICATIONS 1. Joint d'étanchéité composite destiné à être monté entre deux organes mobiles en translation et/ou en rotation l'un par rapport à l'autre, du type comprenant deux bagues concentriques en contact l'une avec l'autre, l'une desdites bagues étant réalisée en un matériau élastiquement déformable et destinée à entrer en contact fixe avec l'un des organes et l'autre desdites bagues étant réalisée en un matériau rigide présentant un faible coefficient de frottement et destinée à entrer en contact mobile avec l'autre organe, des moyens étant prévus sur la bague rigide pour immobiliser la bague élastique par rapport à la bague rigide, caractérisé par le fait que lesdits moyens comprennent des dents (5) en saillie sur la face de la bague rigide (3) en contact avec la bague élastique (2), ces dents pénétrant dans ladite bague élastique par déformation élastique de cette dernière. 2. Joint suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les dents (5) sont disposés en au moins une rangée périphérique. 3. Joint suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que les dents présentent en coupe axiale de la bague rigide d'une forme triangulaire. 4. Joint suivant la revendication I ou 2, caractérisé par le fait que les dents présentent en coupe axiale de la bague rigide une forme trapézoidale. 5. Joint suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le picot présente en coupe axiale de la bague rigide une forme en segment de cercle. 6. Joint suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les dents présentent en coupe transversale de la bague rigide une forme triangulaire. 7. Joint suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que les dents présentent en coupe transversale de la bague rigide une forme trapézoidale. 8. Joint suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'en coupe transversale de la bague rigide, les dents sont contiguës par leur base. 9. Joint suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait qu'en coupe transversale de la bague rigide, les dents sont espacées à leur base. 10. Joint suivant la revendication 9, caractérisé par le fait que les dents occupent entre 5% et 50% de la circonférence de la bague rigide. 11. Joint suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les dents sont disposées en position médiane par rapport à la largeur de la bague rigide et occupent moins de la moitié et de préférence moins de 1/4 de la largeur de la bague.