Brevet FR2642807A1 — publié le 19900810

- I - DISPOSITIF D'ETANCHEITE POUR UN ELEMENT A DEPLACEMENT LONGITUDINAL, NOTAMMENT DANS UN TRANSDUCTEUR DE DEPLA- CEMENTS LINEAIRES La présente invention concerne un dispositif d'étanchéité entre un premier élément à déplacement longitudinal et un second élément dans lequel le premier élément peut se déplacer. Dans les transducteurs de déplacements linéaires, spécialement ceux qui utilisent un capteur optique, il est important d'empêcher que des produits contaminants pénètrent dans le capteur. Cela peut se faire au moyen d'un joint souple dont des extrémités opposées sont fixées aux deux éléments qui se déplacent l'un par rapport à l'autre. On peut ainsi réaliser un joint hermétique, mais cela crée des problèmes du fait qu'il y aura une variation de la différence de pression des deux côtés du joint chaque fois que, l'un des éléments se déplace -par rapport à l'autre. Si il y a le plus petit dégât au joint, des produits contaminants entreront et sortiront du transducteur par pompage, à cause de cette différence de pression. Cela peut. aussi représenter un problème dans d'autres applications o l'on désire avoir un joint souple entre des-éléments à déplacement linéaire. Des variations de température ou de pression extérieure peuvent aussi créer, entre les deux côtés du joint souple, d'importantes différences de pression qui peuvent conduire à des dégâts. La présente invention a pour but de fournir un dispositif d'étanchéité permettant d'éviter les problèmes susmentionnés. Dans ce but, l'invention fournit un dispositif d'étanchéité du type indiqué en préambule, caractérisé en ce que le second élément est fermé à une extrémité, en ce que le dispositif comporte un joint étanche comprenant un soufflet souple raccordé de manière étanche à l'autre extrémité du second élément et au premier élément, le soufflet retenant un premier 2- volume de fluide dans le second élément d'un côté du soufflet, et une chambre de compensation qui est étanche par rapport à l'atmospnère, et en ce que la chambre de compensation est raccordée de manière étanche au premier et au second élément et retient un second volume de fluide du côté opposé du soufflet, de sorte qu'un déplacement du premier élément le long du second ne crée qu'une faible variation de pression entre les deux côtés du soufflet, cette variation étant accompagnée d'une déflexion du soufflet. De préférence, le soufflet est disposé entièrement à l'intérieur du second élément et extérieurement le long du premier élément. La chambre de compensation s'étend de préférence autour de l'extérieur d'une partie du second élément, sur au moins la majeure partie de la longueur du soufflet. La chambre de compensation peut être raccordée de manière étanche au premier élément au moyen d'un joint à glissement. De préférence, le premier et le second volume sont au moins approximativement égaux. Ledit fluide peut être un gaz inerte sec. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, l'un desdits éléments porte une piste à code optique, et l'autre élément porte une tête de lecture optique agencée pour lire ladite piste. L'invention et ses avantages apparaîtront mieux dans la description suivante d'un exemple de réalisation d'un transducteur optique de déplacement linéaire comportant un dispositif d'étanchéité selon l'invention, en référence au dessin annexé, dont la figure unique représente une vue en coupe longitudinale du transducteur. Le transducteur représenté au dessin comporte un premier élément I ayant un coulisseau 2 qui peut glisser longitudinalement à l'intérieur d'un second élément, lequel a la forme d'un cylindre 3 fermé à son extrémité de gauche 4. Une tige de poussée 5 à section transversale circulaire prolonge vers la droite le coulisseau 2 et sort axialement de - 3- - l'extrémité ouverte de droite 6 du cylindre 3. Une tête de lecture optique est montée de manière fixe à un endroit de la longueur du cylindre 3, de façon à pouvoir lire une piste 8 à code optique, disposée sur le coulisseau 2, et à délivrer un signal de sortie en fonction de la position longitudinale du coulisseau. Le premier élément 1 est raccordé de manière étanche au second élément 3 au moyen d'un joint désigné globalement par la référence 10. Le joint 10 comporte un soufflet tubulaire souple Il ayant des plis circonférentiels et réalisé, par exemple, en caoutchouc ou en une autre matière souple. A son extrémité de gauche 12, le soufflet 11 est fixé de manière étanche au coulisseau 2 et il s'étend, à -l'intérieur du cylindre 3, le long de l'extrémité de gauche de la tige de poussée 5, qu'il entoure librement. L'extrémité de droite 13 du soufflet est retournée autour de l'extrémité ouverte 6 du cylindre 3, à laquelle elle est fixée de manière étanche au moyen d'une bague de serrage 14. Le joint 10 comprend aussi une chambre de compensation 20 qui comporte un manchon 21 ayant, à l'une de ses extrémités, un rebord intérieur 22 raccordé de manière étanche à la surface extérieure du cylindre 3, par exemple par soudage au cylindre. A son autre extrémité, le manchon 21 comporte un rebord 23 dirigé extérieurement et appliqué contre un disque 24 de manière étanche grâce à un joint torique 25. Le disque 24 comporte une ouverture centrale 26 à travers laquelle passe la tige de poussée 5, le disque étant muni d'un second joint torique 27 dans ladite ouverture, ce joint glissant sur la surface extérieure de la tige 5. Le cylindre 3 est rempli d'un gaz inerte sec à la pression atmosphérique, ce gaz remplissant l'espace 30 d'un côté du soufflet 11, c'est-à-dire l'espace se trouvant entre la surface extérieure du soufflet et l'intérieur du cylindre. La chambre de compensation 20 renferme un volume du même gaz inerte sec et sensiblement à la même pression. Ce volume occupe une zone annulaire 31 entre le manchon 21 et le cylindre 3 ainsi qu'une zone 32 située du côté intérieur du soufflet 11, entre le soufflet et la surface de la tige 5. La taille de la chambre de compensation 20 est choisie de façon que le volume de gaz qu'elle contient soit - 4 sensiblement égal au volume de gaz contenu dans le cylindre 3, de l'autre côté du soufflet 11. Au cours du fonctionnement du transducteur, une variation de la variable d'entrée à mesurer crée un déplacement longitudinal de la tige de poussée 5, entraînant un déplacement correspondant du coulisseau 2 et de sa piste optique 8 par rapport à la tête de lecture 7. Quand le coulisseau 2 se déplace le long du cylindre 3, il n'en résulte qu'une petite variation du volume de gaz dans le cylindre à l'extérieur du soufflet, ainsi qu'une petite variation du volume de gaz à l'intérieur du soufflet. Toute variation de pression créée par une différence entre ces deux volumes est directement compensée par une déflexion du soufflet 11 l, jusqu'à ce que la pression soit équilibrée sur les deux côtés du soufflet. De cette manière, le déplacement de la tige 5 ne donne pas lieu à une sensible différence de pression entre les deux côtés du soufflet, ce qui réduit le risque de fuite à travers ce soufflet. Par ailleurs, puisque l'on a des volumes de gaz égaux de part et d'autre du soufflet, toute variation de température crée des variations de pression égales sur les deux côtés du soufflet. En outre, la chambre de compensation 20 isole le soufflet 11 par rapport aux effets des variations de pression atmosphérique. Ainsi, de fortes variations à la fois dans la température et dans la pression extérieure peuvent se produire sans risquer d'endommager le soufflet et sans risquer que des produits contaminants pénètrent dans le cylindre et affectent le dispositif optique. La présente invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit ci-dessus, mais elle s'étend à toute modification ou variante évidente pour un homme du métier. En particulier, elle ne s'applique pas seulement à l'étanchéité des transducteurs, mais elle est utilisable avec d'autres éléments à déplacement linéaire. -5- Revendications 1. Dispositif d'étanchéité entre un premier élément à déplacement longitudinal et un second élément dans lequel le premier élément peut se déplacer, caractérisé en ce que le second élément (3) est fermé à une extrémité (4), en ce que le dispositif comporte un joint étanche (10) comprenant un soufflet souple (I l) raccordé de manière étanche à l'autre - extrémité (6) du second élément (3) et au premier élément (1), le soufflet retenant un premier volume de fluide dans le second élément (3) d'un côté du soufflet ( 1), et une chambre de compensation (20) qui est étanche par rapport à l'atmosphère, et en ce que la chambre de compensation (20) est raccordée de manière étanche au premier (1) et au second élément (3) et retient un second volume de fluide du côté opposé du soufflet ( 11), de sorte qu'un déplacement du premier élément (1) le long du second (3) ne crée qu'une faible variation de pression entre les deux côtés du soufflet, cette variation étant accompagnée d'une déflexion du soufflet. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le soufflet (11) est disposé entièrement à l'intérieur du second élément (3) et extérieurement le long du premier élément (1). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre de compensation (20) s'étend autour de l'extérieur d'une partie du second élément (3), sur au moins la majeure partie de la longueur du soufflet (I I). 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre de compensation (20) est raccordée de manière étanche au premier élément (1) au moyen d'un joint à glissement (27). 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier et le second volume sont au moins approximativement égaux. 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit fluide - 6- est un gaz inerte sec. 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'un (1) desdits éléments porte une piste (8) à code optique, et en ce que l'autre élément (3) porte une tête de lecture optique (7) agencée pour lire ladite piste (8).