Brevet FR2634267A1 — publié le 19900119

Joint d'étanchéité aux fluides, notamment pour pistons de vérins hydrauliques La présente invention concerne un joint d'étanchéité aux fluides, en particulier pour les pistons des vérins hydrauliques. Pour les applications hydrauliques nécessitant une fermeture étanche aux fluides effective, il est connu que les conditions opératoires sont particulièrement critiques dans le cas de vérins de grande puissance, par exemple sur les machines à déplacement terrestre et agricoles, les chariots élévateurs à fourche, les camions-grues, les plate-formes de levage, etc..., applications pour lesquelles des dispositions doivent être prises pour assurer un frottement et une usure réduits. Le but de la présente invention est de procurer un joint étanche aux fluides, en particulier pour pistons hydrauliques, assurant un étanchement effectif, une longue durée de travail et un montage facile, en particulier en ce qui concerne les applications mentionnées ci-dessus. D'autres buts et avantages du joint, conforme à la présente invention, apparaitont dans la description qui suit. Ces buts sont atteints, conformément à l'invention, par un joint d'étanchéité aux fluides, comprenant une paire d'éléments destinés à s'adapter entre deux parties de machines déplaçables l'une par rapport à l'autre un premier des éléments comprenant un anneau élastique ccntinu formé d'une matière relativement souple formant ressort ; et un second des éléments comprenant un corps de joint , annulaire et continu, logeant le premier élément, le second corps étant formé de résines synthétiques et présentant une section sensiblement en forme de U, caractérisé en ce qu'il comprend une paire d'éléments de guidage annulairesadaptés sur les deux côtés, axialement opposés du second élément. Une forme de réalisation de la présente invention sera décrite à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 représente une vue de dessus en perspective du joint, conformément aux enseignements de la présente invention - la figure 2 montre une vue latérale en coupe diamétrale du joint de la figure 1 - la figure 3 montre une coupe latérale partielle du joint de la figure 2, adapté à irintérieur de la cavité d'un piston sur un vérin hydraulique. En référence aux figures 1 et 2, le joint 1 conforme à la présente invention comprend une paire d'éléments 2 et 3, l'élément 2 étant un joint élastique continu (joint torique) formé d'une matière relativement souple à effet ressort, avantageusement un élastomère NBR, et destiné à agir à la fois comme un élément d'expansion et comme un joint statique,et l'élément 3 étant un corps annulaire continu présentant une section sensiblement en forme de U, formé à partir de résines synthétiques, (avantageusement une résine uréthanne), et destiné à loger le joint élastique 2 ainsi qu'à procurer une fermeture annulaire dynamique. De façon plus détaillée, le corps annulaire 3 présente deux branches 4 espacées et faisant saillie radialement vers l'intérieur, entre lesquelles est logé le joint élastique 2. Les branches 4 entourent 50 % de la surface du joint élastique 2, qui est dimensionné de manière à s'étendre au-delà des extrémités des branches 4. Dans la direction opposée aux branches 4, le corps 3 présente une partie centrale S en saillie, alignée radialement avec le joint élastique 2. Sur les côtés axialement opposés du corps annulaire 3, sont adaptés une paire d'éléments de guidage annulaires 7, formés d'une matière plastique relativement rigide, avantageusement une résine acétal, et comportant une section sensiblement en forme de T. Chacun des éléments de guidage 7 présente une partie intérieure 8 de la tête, partiellement encastrée dans une partie marginale latérale extérieure 9 du corps annulaire 3 et une branche 10 reposant contre une surface latérale respective d'une branche respective 4 du corps 3. La partie inférieure des branches 10 ccrrespond sensiblement à la partie inférieure des branches 4, tandis que la surface extérieure des parties 8 des éléments de guidage 7 fait saillie au-delà de la surface extérieure principale du corps annulaire 3, mais pas au-delà du bord extérieur de la partie centrale 5 en saillie. La figure 3 représente un exemple de joint 1 adapté sur un piston monobloc 13 coulissant à l'intérieur d'un cylindre 14 d'un système hydraulique. Le piston 13 est bloqué, d'une manière conventionnelle, sur une tige 15 et présente, pour loger le joint 1, une rainure annulaire extérieure 16 comportant deux parois latérales espacées 17 et une paroi de base 18. La forme et la dimension des branches 4 du corps annulaire 3 sont telles que, à l'intérieur d'un intervalle donné, de hautebosse pression, le joint élastique 2 est maintenu à l'écart des parois latérales 17 de la rainure 16, et un alignement radial sensiblement stable est procuré entre l'anneau élastique 2 et le corps annulaire 3. Les branches 4 sont sensiblement égales en longueur aux parois latérales 17 et l'anneau élastique 2 qui, lorsqu'il est libre (figure 2), fait saillie au-delà des extrémités des branches 4, est comprimé en fonctionnement (figure 3) contre la paroi de base 18 de la rainure 16, de manière à procurer une partie d'étanchement statique. De façon similaire, la partie en saillie 5 qui, lorsqu'elle est libre, s'étend au-delà du bord extérieur de la rainure 16, est comprimée en fonctionnement (figure 3) contre la surface intérieure du cylindre 14, de manière à aplatir sensiblement seule la partie d'extrémité, et à produire ainsi une partie d'étanchement annulaire dynamique relativement étroite, beaucoup plus étroite que la rainure 16 et seulement le long des 360O de la partie d'extrémité. Les bords de la rainure 16 présentent deux cavités annulaires périphériques 20 logeant partiellement des parties extérieures 21 des têtes des éléments de guidage 7, dont les surfaces extérieures coulissent sur la surface intérieure du cylindre 14. Les éléments de guidage 7, qui sont avantageusement encastrés dans le corps d'étanchéité annulaire 3, fournissent une performance optimale du joint 1 en réduisant considérablement le frottement et l'usure sur celui-ci. En vertu des caractéristiques mentionnées ci-dessus et à la différence des joints standard de pistons monoblocs-, le joint 1 permet de se passer d'anneaux supports, permettant ainsi un montage facile et rapide du joint et une stabilité parfaite dans le siège du logement. Le joint 1, conformément à la présente invention, peut avantageusement être utilisé dans des applications appliquant des températures comprises entre -35 C et +1100C, des pressions allant jusqu'à 400 bars et des vitesses de fonctionnement relatif allant jusqu'à 0,5 m/s. I1 apparaîtra à l'homme du métier que des modifications peuvent être apportées à la forme de réalisation du joint telle que décrite et illustrée présentement, sans toutefois s'écarter de l'esprit de la présente invention. Revendications 1. - Joint d'étanchéité aux fluides (1) comprenant une paire d'éléments (2,3) destinés à s'adapter entre deux parties (13,14) de machine déplaçables l'une par rapport à l'autre ; un premier (2) des éléments comprenant un anneau élastique continu formé d'une matière relativement souple formant ressort ; et un second (3) des éléments comprenant un corps de joint annulaire continu, logeant le premier élément (2) le second corps (3) étant formé de résines synthétiques et présentant une section sensiblement en forme de U, caractérisé en ce qu'il comprend une paire d'éléments de guidage annulaires (7) adaptés sur des côtés axialement opposés du second élément (3). 2. - Joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments de guidage annulaires (7) sont formés d'une matière plastique relativement rigide. 3. - Joint selon la revendication 2, caractérisé en ce que les éléments de guidage annulaires (7) sont formés d'une résine acétal. 4. - Joint selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments de guidage annulaires (7) presentent une section sensiblement en forme de T, et sont disposés de telle manière que leur partie de tête (8) et leur branche (10) soient situées respectivement ccntre une partie périphérique extérieure (9) et une partie latérale (4) du second élément (3). 5. - Joint selon la revendication 4, caractérisé en ce que la partie de tête (8) de l'élément de guidage annulaire (7) est partiellement encastrée dans la partie périphérique extérieure (9) du second élément (3). 6. - Joint selon l'une des revendications précédentes, destiné à s'adapter entre les deux parties (13,14) de machine , l'une des parties (13) présentant une rainure périphérique (16) ayant des parois latérales espacées (17) et une paroi de base (18), caractérisé en ce que le second élément (3) comprend une paire de branches (4) espacées et faisant saillie radialement d'une forme et d'une dimension telles que, dans"un intervalle donné de haute-basse pression, le premier élément (2) est maintenu à l'écart des-parois latérales (17) de la rainure (16) et un alignement radial sensiblement stable est procuré entre les deux éléments (2,3), les branches (4) étant sensiblement égales en longueur aux parois opposées (17) de la rainure (16) ; le premier élément (2) étant disposé entre les branches (4) du second élément, et étant d'une dimension telle qu'ils'étend au-delà des extrémités des branches (4) de manière à comprimer sur la paroi de base -(18) de la rainure (16) et à produire ainsi une partie d'étanchement statique, et le second élément (3) comprenant une partie centrale en saillie (5) maintenue radialement alignée avec le premier élément (2), la partie en saillie (5) s'étendant radialement dans la direction opposée aux branches (4) et au-delà de la rainure (16) sur la partie de machine (13), la partie en saillie (5) étant comprimée sur la surface de la seconde partie de machine (14) de manière à aplatir pratiquement seule la partie terminale et à produire ainsi une partie d'étanchement annulaire dynamique étroite s'étendant seulement sur les 3600 de la partie d'extrémité, et en alignement radial sensiblement direct avec l'axe du second élément (2). 7. - Joint selon la revendication 6, pris en dépendance de la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que l'extrémité inférieure de la branche (10) des éléments de guidage annulaires (7) correspond sensiblement à l'extrémité inférieure des branches (4) du second élément (3). 8. - Joint selon la revendication 7, ou selon la revehdi- cation 6, pris en dépendance de la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la partie de tête (8) des éléments -de guidage annulaires (7) s'étend au-delà de la surface extérieure principale (9) du second élément (3), mais pas au-delà du bord extérieur de la partie centrale en saillie (5) de manière à permettre à la partie en saillie (5) d'être comprimée sur la surface de la seconde partie de machine (14). 9. - Joint selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le second élément (3) est formé d'une résine uréthanne. 1Q. - Joint selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est logé dans les pistons (13) de vérins hydrauliques (14).