Brevet FR2797672A1 — publié le 20010223

Système de joint pour assurer l'étanchéité d'un élément en forme de tige, en particulier d'une tige de piston. L'invention concerne un système de joint pour assurer l'étan- chéité d'un élément en forme de tige, en particulier d'une tige de piston, le système de joint maintenant une différence de pression régnant entre les deux zones qui sont séparées par ledit système de joint. Les systèmes de joint du type indiqué en introduction sont connus depuis longtemps et ils sont fréquemment utilisés en tant que joint dans des ressorts pneumatiques ou à gaz. Leur fonction consiste à assurer l'étanchéité d'une tige guidée et montée de manière étanche, afin de main- tenir une différence de pression entre les deux faces du joint. Dans la majorité des cas, dans un joint de ressort à gaz, on a une lèvre d'étanchéité en élastomère qui a pour fonction de produire l'effet souhaité, à savoir le maintien d'une différence de pression. Les systèmes dej oints connus de ce type présentent l'inconvénient que la force de décol- lement et les frottements, selon la pression dans le ressort à gaz, peut atteindre des valeurs très élevées, pénalisantes. Partant de là, le but de la présente invention est par conséquent de perfectionner un système de joint du type indiqué en introduction, de telle sorte que la force de décollement et les frottements dans ledit sys- tème de joint restent faibles, et cela même avec des différences de pression importantes. Ce but est atteint conformément à l'invention au moyen - d'un premier élément d'étanchéité se présentant sous la forme d'une lèvre d'étanchéité en élastomère qui est appliquée sur l'élément en forme de tige aux fins de réaliser l'étanchéité et - un second élément d'étanchéité se présentant sous la forme d'un joint en polytétrafluoroéthylène (PTFE), le second élément d'étanchéité ayant en section transversale une forme essentiellement rectangulaire. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, il est prévu que le premier élément d'étanchéité est tourné vers la zone à l'intérieur de laquelle règne la pression la plus élevée. En outre, il peut être prévu conformément à l'invention, de disposer le second élément d'étanchéité dans le voisinage immédiat du premier élément d'étanchéité. Ainsi donc l'invention propose un système de joints à deux com- posants en remplacement de la lèvre d'étanchéité habituelle connue en élastomère. Côté face avant, c'est-à-dire du côté tourné vers la zone de pression, est prévue une lèvre d'étanchéité en élastomère. Cette lèvre d'étanchéité, est parfaitement lubrifiée en fonctionnement grâce à la réserve d'huile qui se crée en amont et elle présente simultanément d'excellentes caractéristiques d'étanchéité vis-à-vis de la pression de gaz, du fait de l'élasticité élevée et du faible tassement. Un second point d'étan- chéité formé formé par l'élément en PTFE est placé derrière la lèvre d'étanchéité. Dans cette partie du joint de ressort à gaz les frottements sont essentiellement de type mixte, de sorte que les propriétés de glisse- ment excellentes du PTFE interviennent de manière avantageuse. Simul- tanément la pression sur le matériau est nettement plus faible à ce niveau que dans la région antérieure du joint, c'est-à-dire dans la région de la lèvre d'étanchéité en élastomère, de sorte que la tendance au fluage du PTFE sous des pressions importantes est insignifiante. Conformément à un perfectionnement de l'invention, il est prévu que la surface du second élément d'étanchéité tournée vers l'élément en forme de tige forme au moins partiellement un angle (cL) avec la surface de l'élément en forme de tige. Cet angle peut être compris dans une plage allant de 0,5 à 30 . Le système de joint selon l'invention présente un comportement particulièrement favorable lorsqu'une réserve d'huile est prévue entre le premier élément d'étanchéité et le second élément d'étanchéité. Cette réserve d'huile permet de réduire encore les frottements. L'invention est décrite ci-après de manière détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation du système de joint représenté sur les dessins. Les dessins montrent: figure 1, une vue en coupe du système de joint et les conditions de contact avec un élément en forme de tige au niveau duquel l'étanchéité doit être assurée, et figure 2, l'ensemble du système de joint en position montée. Le système de joint i selon la figure 1 est monté frottant sur un élément 2 en forme de tige et assure l'étanchéité dudit élément. Dans la région supérieure 3 de l'élément 2 en forme de tige règne une pression P1 qui est supérieure à la pression P2 plus faible régnant dans la région infé- rieure. Le système de joint 1 assure donc l'étanchéité au niveau de l'élé- ment 2 en forme de tige vis-à-vis de la différence de pression Ap = Pl P2- Pour cela le système de joint 1 est formé, de manière connue en soi, d'un premier élément d'étanchéité 5, sous la forme d'une lèvre d'étan- chéité en élastomère. A cet élément d'étanchéité 5 est associé un second élément d'étanchéité 6 en polytétrafluoroéthylène (PTFE), qui est disposé dans le voisinage du premier. Comme le montre la figure, lej oint en PTFE 6, en section transversale, a une forme essentiellement rectangulaire même si celle-ci peut être quelque peu modifiée en ce sens que le joint 6 peut comporter un plat partiel avec un angle oc. L'élément d'étanchéité 6 est tenu dans sa position axiale par l'élément 11 de guidage du piston d'une part et par la lèvre 5 en élastomère d'autre part. Dans le cas représenté, la surface 7 du second élément d'étan- chéité 6 tournée vers l'élément 2 en forme de tige présente une partie plane partiellement inclinée suivant un angle cl en direction de la surface 8 de l'élément 2 en forme de tige. Ceci permet d'obtenir d'excellentes condi- tions de lubrification. Les conditions de lubrification sont améliorées en particulier par le fait qu' une réserve d'huile 9 est prévue entre la lèvre d'étanchéité 4 en élastomère et lejoint 6 en PTFE. Ceci permet de réduire encore les frot- tements entre le système de joint 1 et l'élément 2 en forme de tige. La réserve d'huile 9 qui après quelques courses se remplit partiellement avec l'huile retenue par la rugosité de surface de l'élément formant tige de pis- ton permet une réduction supplémentaire des frottements. La structure de système de joint proposée permet de réaliser un système étanche qui est optimisé sur le plan des frottements. Le système de joint est compact et convient parfaitement pour une utilisation fiable de longue durée. Comme le montre la figure 2, l'ensemble de système de joint est monté dans un élément tubulaire 12 qui assure un positionnement correct du système de joint 1 par rapport à l'élément 2 en forme de tige. Le système de joint 1 lui-même est stabilisé par un élément raidisseur 10 qui, dans l'exemple de réalisation représenté, est intégré dans le matériau élasto- mère du premier élément d'étanchéité 5. REVENDICATIONS 1. Système de joint (1) pour assurer l'étanchéité d'un élément (2) en forme de tige, le système dej oint (1) maintenant une différence de pres- sion (Ap) entre les deux zones (3, 4) qui sont séparées par ledit système de joint (1), caractérisé par un premier élément d'étanchéité (5) sous la forme d'une lèvre d'étanchéité en un matériau élastomère qui est appliquée de manière à assurer l'étan- chéité contre l'élément (2) en forme de tige, et un second élément d'étanchéité (6) sous la forme d'un joint en polytétra- fluoroéthylène (PTFE), le second élément d'étanchéité (6) ayant, en section transversale, essen- tiellement une forme rectangulaire. 2. Système de joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier élément d'étanchéité (5) est tourné vers la zone (3) dans laquelle règne la pression la plus élevée (Pl). 3. Système de joint selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le second élément d'étanchéité (6) est disposé dans le voisinage immédiat du premier élément d'étanchéité (5). 4. Système de joint selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la surface (7) du second élément d'étanchéité (6) , tournée vers l'élément (2) en forme de tige, forme au moins partiellement un angle (o) avec la surface (8) de l'élément (2) en forme de tige. 5. Système de joint selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'angle (x) est compris dans une plage allant de 0,5 à 30 . 6. Système de joint selon une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'une réserve d'huile (9) est aménagée entre le pre- mier élément d'étanchéité (5) et le second élément d'étanchéité (6).