Brevet FR2853385A1 — publié le 20041008

Agencement d'étanchéité et de guidage L'invention présente concerne un agencement d'étanchéité et de guidage pour l'étanchement et le guidage d'un élément en forme de piston. Différentes réalisations d'agencements d'étanchéité et de guidage sont 5 connues de l'état de l'art. Un joint est généralement agencé au voisinage d'un élément de guidage. Le joint et l'élément de guidage sont par exemple agencés dans un dégagement en forme de gorge d'un composant, sur la face extérieure du piston. Dans ce cas, l'élément d'étanchéité prend généralement exclusivement la fonction d'étanchéité, alors que l'élément de guidage sert au guidage du piston. 10 Cependant, de tels agencements d'étanchéité et de guidage présentent au cours de leur durée d'opération une fuite continuellement croissante. De plus, il n'est pas possible de maintenir constant un écartement de guidage entre le piston et l'élément de guidage. Afin d'avoir une sécurité supplémentaire en ce qui concerne une fuite, il serait en outre souhaitable que non seulement le joint mais également 15 l'élément de guidage prévoie une fonction d'étanchéité supplémentaire. La présente invention a principalement pour objet un agencement d'étanchéité et de guidage pour l'étanchement et pour le guidage d'un élément de piston comprenant: un élément d'étanchéité qui fournit un étanchement sur une face extérieure de l'élément de piston, un élément de guidage qui est agencé sur la 20 face extérieure de l'élément de piston et qui fournit une fonction de guidage pour l'élément de piston, et un élément de précontrainte qui fournit une force de précontrainte prédéterminée sur l'élément de guidage dans une direction axiale. La présente invention présente par rapport à l'état de l'art l'avantage que non seulement l'effet d'étanchéité mais également l'effet de guidage de l'agencement 25 d'étanchéité et de guidage combiné est amélioré de manière notable. De plus, l'agencement d'étanchéité et de guidage selon l'invention permet un réajustage défini d'un écartement de guidage présent entre un élément de guidage et un élément de piston. On obtient ceci selon l'invention par le fait que l'agencement d'étanchéité et de guidage intégré présente un élément de précontrainte qui fournit une précontrainte prédéterminée sur l'élément de guidage dans une direction axiale. Le réajustage défini de l'écartement de guidage permet dans des états de fonctionnement les plus différents un écartement pratiquement constant sur toute la longueur de l'élément de guidage. Ceci mène à une amélioration importante des 5 qualités de guidage en comparaison avec l'état de l'art, de telle sorte qu'un guidage particulièrement exact de l'élément de piston est possible. Un respect particulièrement exact de l'écartement de guidage est obtenu par le fait que l'élément de précontrainte présente de préférence une zone de précontrainte axiale qui est agencée entre l'élément d'étanchéité et l'élément de 10 guidage. Il est en particulier préféré que la zone de précontrainte soit formée de façon annulaire et puisse ainsi prendre appui sur un côté, tourné vers une direction axiale et annulaire, de l'élément de guidage et puisse être appliquée. Ainsi, il est possible d'obtenir un effet de précontrainte régulier de l'élément de précontrainte sur l'élément de guidage. De préférence, l'élément de précontrainte présente en outre une première zone de précontrainte radiale, afin de fournir une force radiale sur l'élément d'étanchéité. Grâce à cette première zone de précontrainte radiale il est possible en outre d'exercer une force radiale supplémentaire sur l'élément d'étanchéité de sorte qu'un étanchement amélioré et défini entre le piston et l'élément 20 d'étanchéité est possible. De préférence, l'élément de précontrainte présente en outre une deuxième zone de précontrainte radiale qui produit une force radiale sur l'élément de guidage. Ainsi, il est possible selon l'invention d'obtenir, en combinaison avec la force de l'élément de précontrainte agissant axialement sur l'élément de guidage, 25 un réglage particulièrement précis et exact de l'écartement de guidage entre l'élément de guidage et l'élément de piston. Afin d'obtenir un maintien encore amélioré de la constance de l'écartement de guidage, l'élément de guidage est de préférence agencé sur un retrait en forme de - 3 gradins d'un boîtier ou de quelque chose de semblable, à l'aide de son deuxième côté tourné vers une direction axiale. Selon une autre réalisation préférée de l'invention, l'élément de précontrainte présente de préférence une deuxième zone de précontrainte axiale qui prend appui 5 sur le deuxième côté, tourné vers une direction axiale, de l'élément de guidage. Ceci permet à l'élément de précontrainte de pourvoir exercer une force prédéterminée sur les deux côtés axiaux de l'élément de guidage, ou avantageusement, de pouvoir exercer une force prédéterminée provenant de trois côté, à savoir des deux côtés axiaux et de la périphérie extérieure, sur l'élément de 10 guidage. En fonction du but d'utilisation, il est possible de fournir ici une force prédéterminée à l'aide de zones de précontrainte respectives de l'élément de précontrainte, ou bien les zones individuelles de l'élément de précontrainte servent seulement en tant que face d'appui pour l'élément de guidage sans effet de précontrainte. Selon une autre réalisation préférée de l'invention présente, l'élément de précontrainte est agencé dans un alésage à gradins avec deux diamètres différents. Ainsi, il est possible de fournir très simplement des forces de précontrainte, qui sont individuellement adaptées aux buts d'utilisation respectifs, sur l'élément de guidage et/ou l'élément d'étanchéité. De préférence, l'élément de précontrainte est en acier à ressort. Cependant, il est également envisageable que l'élément de précontrainte soit en une autre matière, comme par exemple en matière synthétique. De préférence, l'élément de guidage est en téflon. L'agencement d'étanchéité et de guidage selon l'invention peut être utilisé par 25 exemple dans des pompes, par exemple pour des systèmes d'antiblocage, ou dans d'autres applications hydrauliques, en particulier dans le domaine de l'automobile. Plusieurs exemple de réalisation de l'invention sont décrits ci-après avec référence aux dessins. Sur les dessins montrent: Figure 1 une vue en coupe schématique d'un agencement d'étanchéité et de guidage selon un premier exemple de réalisation de l'invention présente, Figure 2 une vue en coupe schématique d'un agencement d'étanchéité et de 5 guidage selon un deuxième exemple de réalisation de l'invention présente, Figure 3 une vue en coupe schématique d'un agencement d'étanchéité et de guidage selon un troisième exemple de réalisation de l'invention présente. Descriptions des exemples de réalisation Avec référence à la figure 1, un premier exemple de réalisation d'un agencement d'étanchéité et de guidage 1 selon l'invention est décrit ciaprès. L'agencement d'étanchéité et de guidage 1 comprend un élément d'étanchéité 2, un élément de guidage 3 et un élément de précontrainte 7. L'élément 15 d'étanchéité 2 est en matière élastomère et est en contact étanche de manière annulaire avec la surface 15 extérieur d'un piston 14. Lors du fonctionnement, une pression P agit ici sur un côté de l'élément d'étanchéité 2 placé dans une direction axiale X-X (voir figure 1). Le piston 14 est agencé dans une pompe et se déplace en va-et-vient en direction de la flèche R dans une direction axiale X-X. 20 L'élément de guidage 3 est également formé de façon annulaire et est en téflon. Sur une largeur B, suivant une direction axiale de l'élément de guidage 3, un jeu de guidage 6 est formé entre l'élément de guidage 3 et le piston 14 avec une hauteur d'écartement H restant constante dans une direction axiale. L'élément de précontrainte 7 est en acier à ressort et comprend une zone de 25 précontrainte axiale 8, une première zone de précontrainte radiale 9, une deuxième zone de précontrainte radiale 10 et une zone de fixation 11. L'élément de précontrainte 7 est monté par la zone de fixation 11 sur un boîtier 13 par un ajustement serré. Plus précisément, un alésage à gradins est formé dans le boîtier 13 avec un premier diamètre Dl et un deuxième diamètre D2, un joint métallique étant formé sur une longueur prédéterminée sur la zone de fixation 11 entre l'élément de précontrainte 7 et le diamètre DI du boîtier 13. En fonction du cas d'utilisation, un ajustement avec jeu peut par exemple être formé entre la 5 deuxième zone de précontrainte radiale 10 et le diamètre D2 du boîtier 13. Ainsi, il est possible de compenser de façon flexible de petits mouvements de l'élément de guidage 3 qui sont tournés radialement vers l'extérieur. Comme illustré à la figure 1, la zone de précontrainte axiale 8 de l'élément de précontrainte 7 est agencée entre l'élément d'étanchéité 2 et l'élément de guidage 3. Plus 10 précisément, la zone de précontrainte axiale 8 est formée de façon annulaire et est placée contre un premier côté axial 4 de l'élément de guidage 3. Ainsi, la zone de précontrainte axiale 8 peut exercer une force de précontrainte sur l'élément de guidage 3 dans une direction axiale. Avec son deuxième côté axial 5, l'élément de guidage 3 est placé ici contre un retrait 12 qui est formé dans le boîtier 13 (voir 15 figure 1). De cette manière, l'élément de précontrainte 7 peut fournir, sur l'élément de guidage 3, une force axiale grâce à une zone de précontrainte axiale 8, et une force radiale grâce à une deuxième zone de précontrainte radiale 10. Ainsi, il est possible de maintenir constant l'écartement 6 entre l'élément de guidage 3 et le 20 piston 14 lors du fonctionnement, même lors de différentes conditions de fonctionnement. De plus, l'élément de précontrainte 7 peut en même temps également exercer une force de précontrainte radiale grâce à la première zone de précontrainte radiale 9 sur l'élément d'étanchéité 2. Ainsi, les qualités d'étanchéité de l'agencement d'étanchéité et de guidage intégré peuvent encore 25 être améliorées. En raison de la force axiale qui agit grâce à la zone de précontrainte axiale 8, on obtient en outre également un étanchement amélioré entre l'élément de guidage 3 et le retrait 12 dans le boîtier 13, sur le deuxième côté axial 5 de l'élément de guidage 3. On remarquera que dès l'état initial monté, la zone de précontrainte axiale 8 30 exerce une certaine précontrainte sur l'élément de guidage 3. Lors du - 6 fonctionnement, la force axiale qui agit sur l'élément de guidage 3 peut encore être augmentée en raison de la présence d'une haute pression F. Avec référence à la figure 2, un agencement d'étanchéité et de guidage 1 selon un deuxième exemple de réalisation est décrit ci-après, les mêmes pièces étant 5 désignées par les mêmes numéros de référence que dans le premier exemple de réalisation. Le deuxième exemple réalisation correspond sensiblement au premier exemple de réalisation, l'élément de précontrainte 7 dans le deuxième exemple de réalisation comprenant à la différence du premier exemple de réalisation encore 10 une deuxième zone de précontrainte axiale 16 supplémentaire. Comme illustré à la figure 2, la deuxième zone de précontrainte axiale 16, dans un état monté, est agencée sur le deuxième côté axial 5 de l'élément de guidage 3. Ainsi, l'élément de guidage 3 est encastré entre la première zone de précontrainte axiale 8 et la deuxième zone de précontrainte axiale 16, des forces de précontrainte pouvant 15 agir dans les deux directions axiales. Ainsi, il est possible de maintenir constante la hauteur de l'écartement 6, dans les états de fonctionnement les plus différents, avec encore plus de précision. Sinon, ce exemple de réalisation correspond au premier exemple de réalisation de manière à ce que l'on peut renvoyer à la description du premier exemple de réalisation. Avec référence à la figure 3, un agencement d'étanchéité et de guidage 1 selon un troisième exemple de réalisation de l'invention présente est décrit ci-après. Les mêmes pièces ou les pièces ayant la même fonction sont à nouveau désignées par les mêmes numéros de référence que dans le premier exemple de réalisation. A la différence des deux exemples de réalisation ci-dessus, l'élément de 25 précontrainte 7 n'est plus agencé dans un alésage à gradins mais dans un alésage avec un diamètre Dl invariable. Ainsi, il est possible de réaliser une zone d'étanchement particulièrement longue entre la zone de fixation 1 1 et le diamètre Dl du boîtier 13. Ainsi, l'élément de précontrainte 7 ne peut plus exercer que de façon restreinte une force de précontrainte radiale sur l'élément de guidage 3. De plus, la première zone de précontrainte radiale 9 est repliée de telle sorte qu'elle s'étend directement au voisinage de la zone de fixation 11 de son côté intérieur (voir figure 3) et ainsi, elle ne peut également exercer une force de précontrainte radiale sur l'élément d'étanchéité que de façon restreinte. L'agencement 5 d'étanchéité et de guidage 1 du troisième exemple de réalisation présente une structure particulièrement simple et permet une production peu coûteuse. En prévoyant la force de précontrainte axiale à l'aide de la zone de précontrainte axiale 8, il est possible, de manière suffisante, de maintenir constante la hauteur d'écartement H de l'écartement 6 dans les états de fonctionnement les plus 10 différents. Pour le reste, ce exemple de réalisation correspond aux exemple de réalisation précédents, de manière à ce que l'on peut renvoyer aux descriptions des deux premiers exemples de réalisation. Revendications 1. Agencement d'étanchéité et de guidage pour l'étanchement et pour le guidage d'un élément de piston (14) comprenant: un élément d'étanchéité (2) qui 5 fournit un étanchement sur une face extérieure (15) de l'élément de piston (14), un élément de guidage (3) qui est agencé sur la face extérieure (15) de l'élément de piston (14) et qui fournit une fonction de guidage pour l'élément de piston (14), et un élément de précontrainte (7) qui fournit une force de précontrainte prédéterminée sur l'élément de guidage (3) dans une direction axiale (X-X). 2. Agencement d'étanchéité et de guidage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de précontrainte (7) présente une zone de précontrainte axiale (8) qui est agencée entre l'élément d'étanchéité (2) et l'élément de guidage (3). 3. Agencement d'étanchéité et de guidage selon la revendication 2, 15 caractérisé en ce que la zone de précontrainte axiale (8) est réalisée de forme annulaire et prend appui sur un premier côté (4), tourné vers une direction axiale, de l'élément de guidage (3). 4. Agencement d'étanchéité et de guidage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de précontrainte (7) présente une 20 première zone de précontrainte radiale (9), afin de fournir une force radiale sur l'élément d'étanchéité (2). 5. Agencement d'étanchéité et de guidage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de précontrainte (7) présente une deuxième zone de précontrainte radiale (10), afin de fournir une force radiale sur 25 l'élément de guidage (3). 6. Agencement d'étanchéité et de guidage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de guidage (3) est agencé sur un retrait à gradins (12) d'un composant (13) à l'aide de son deuxième côté (5) tourné vers une direction axiale. 7. Agencement d'étanchéité et de guidage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de précontrainte (7) présente une 5 deuxième zone de précontrainte axiale (16) qui prend appui sur le deuxième côté (5), tourné vers une direction axiale, de l'élément de guidage (3). 8. Agencement d'étanchéité et de guidage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de précontrainte (7) est agencé dans un alésage à gradins avec un premier diamètre (DI) et un deuxième diamètre 1 0 (D2). 9. Agencement d'étanchéité et de guidage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de précontrainte (7) est en acier à ressort ou en matière synthétique. 10. Agencement d'étanchéité et de guidage selon l'une des revendications 15 précédentes, caractérisé en ce que l'élément de guidage (3) est en téflon.