Brevet FR2853707A1 — publié le 20041015

L'invention concerne un joint d'étanchéité pour un moteur oscillant comprenant un carter dans lequel est 5 monté mobile en rotation, un arbre de moteur, le carter et l'arbre de moteur formant au moins une chambre de travail remplie de fluide de pression et rendue étanche par rapport à l'arbre de moteur grâce à un joint d'étanchéité disposé dans une rainure de joint 10 d'étanchéité. D'après le document DE 44 34 761 AI, on connaît un moteur oscillant qui, pour assurer l'étanchéité des chambres de travail dans son carter, comporte à chaque 15 extrémité, un joint d'étanchéité dans une rainure du carter. Le joint d'étanchéité doit remplir des fonctions très contradictoires. D'une part il est nécessaire de garantir une fonction d'étanchéité sur un domaine de températures allant de -400C à au moins + 1200C. Les 20 matériaux de joint d'étanchéité renferment très souvent au moins des parts de matière plastique, de sorte qu'il faut tenir obligatoirement compte d'une dilatation thermique relativement grande du joint d'étanchéité. Une possibilité pour compenser cet inconvénient de principe, 25 consiste à augmenter la précontrainte sur le joint d'étanchéité d'une façon suffisante pour que la fonction d'étanchéité soit également assurée dans le cas des basses températures. Mais dans ce cas, il apparaît, pour les températures élevées, une friction élevée entre le 30 joint d'étanchéité et l'arbre de moteur du moteur oscillant et/ou la rainure dans le carter. Notamment lorsque le moteur oscillant fonctionne en étant exempt de pression, par exemple pour une marche en ligne droite, une friction à l'intérieur du moteur oscillant 35 représente une réduction de confort. Le joint d'étanchéité représenté dans le document DE 44 34 761 Ai comprend un corps de joint d'étanchéité extérieur et un corps de joint d'étanchéité intérieur qui sont précontraints l'un par rapport à l'autre, par 5 l'intermédiaire d'une surface de contact conique en liaison avec un ressort. Entre les corps de joint d'étanchéité a lieu obligatoirement un mouvement axial et, en fonction des coefficients de frottement, également un mouvement relatif dans la direction 10 périphérique. Par ailleurs, le corps de joint d'étanchéité extérieur peut coulisser axialement, au moins dans certaines limites, par rapport à la surface de fond de rainure du carter. Le but de la présente invention consiste à développer un joint d'étanchéité pour un moteur oscillant, pour lequel on obtient d'une part une faible friction en combinaison avec une fonction d'étanchéité fiable. Conformément à l'invention, ce but est atteint par le fait que le joint d'étanchéité présente un corps de joint d'étanchéité en une seule partie, qui s'appuie d'une part sur une surface de fond de rainure du carter, et d'autre part sur l'arbre de moteur, le corps de joint 25 d'étanchéité en une seule partie présentant un arrêt de rotation par rapport au carter. Par de nombreux essais, on a constaté qu'un facteur essentiel pour les défauts d'étanchéité trouve son 30 origine dans un mouvement relatif non défini du corps de joint d'étanchéité par rapport à la surface de fond de rainure. En raison du mode de construction en une seule partie, du corps de joint d'étanchéité, et d'un arrêt de rotation supplémentaire, la fonction d'étanchéité du 35 joint d'étanchéité est améliorée de manière significative. En vue d'obtenir, en ce gui concerne la précontrainte du corps de joint d'étanchéité, un comportement en fonctionnement plus indépendant de la température, notamment dans l'optique de la force de frictioh, le 5 corps de joint d'étanchéité est précontraint par une bague de serrage contre la surface de fond de rainure. D'une part, on garantit ainsi une précontrainte plus constante, et d'autre part, on minimise le risque d'une déformation de foulage du corps de joint d'étanchéité 10 dans la rainure, lors du montage. Selon une autre configuration avantageuse, la bague de serrage s'étend sur une plage angulaire supérieure à 3600. Il est ainsi possible, également dans le cas d'une 15 bague de serrage fendue, de réaliser la précontrainte de la totalité de la surface d'étanchéité du corps de joint d'étanchéité, vers la surface de fond de rainure D'après un réalisation avantageuse, la bague de serrage 20 agit sur une surface inclinée du corps de joint d'étanchéité, en se référant à la surface de fond de rainure et à une surface latérale de rainure. Pour le corps de joint d'étanchéité sont alors disponibles deux surfaces de friction, ce qui permet d'augmenter 25 davantage encore la force de précontrainte de la bague de serrage pour une pression superficielle prédéterminée. En fonction de la force de précontrainte de la bague de 30 serrage, il est possible de lui associer, le cas échéant, un anneau intercalaire, en vue de réaliser un transfert d'effort régulier au corps de joint d' étanchéité. En variante, ou en combinaison avec la bague de serrage, le corps de joint d'étanchéité présente une variation de diamètre, à savoir un agrandissement de diamètre, partiel, qui réalise, avec un profil de butée de la rainure de joint d'étanchéité, un arrêt de rotation du corps de joint d'étanchéité. Dans l'optique d'une fabrication simple de la rainure de joint d'étanchéité, le profil de butée dans la rainure de joint d'étanchéité est formé par une cavité. Pour le corps de joint d'étanchéité il est prévu que celui-ci présente un agrandissement de diamètre limité dans la direction périphérique. En se référant à l'étendue radiale de l'agrandissement de diamètre et à la longueur axiale relativement à l'axe longitudinal du 15 corps de joint d'étanchéité, il s'avère avantageux de prévoir un jeu de grande dimension par rapport à la cavité dans la rainure de joint d'étanchéité, parce que cela permet alors de minimiser une déformation de foulage de la variation de diamètre du corps de joint 20 d'étanchéité. En vue de trouver la position de montage du corps de joint d'étanchéité de la manière la plus simple et sans confusion, une paroi latérale de rainure présente un 25 évidement pour le passage de l'agrandissement de diamètre du corps de joint d'étanchéité. Le monteur ou le robot de montage est pratiquement obligé ou forcé d'introduire le corps de joint d'étanchéité en position de montage correcte dans la rainure de joint 30 d'étanchéité. L'invention va être explicitée plus en détail au regard de la description suivante des figures des dessins annexés, qui montrent Fig. 1 une représentation en coupe d'un moteur oscillant hydraulique; Fig. 2-5 des représentations individuelles de joints d'étanchéité comportant une bague de serrage; Fig. 6 et 7 un arrêt de rotation par complémentarité de forme entre le corps de joint d'étanchéité et la rainure de joint d'étanchéité. la figure 1 montre sur une représentation en coupe, un moteur oscillant hydraulique essentiellement constitué par un carter 3 qui présente sur sa paroi intérieure, au moins une nervure. A l'intérieur du carter 3 est monté et guidé, par l'intermédiaire de paliers 9, un arbre de 15 moteur 7. L'arbre de moteur possède sur sa surface périphérique extérieure, au moins une ailette s'étendant axialement, de sorte que l'arbre de moteur 7 avec son ailette et le carter 3 avec la nervure, forment au moins une chambre de travail 13 qui est fermée aux extrémités, 20 par des couvercles 15. A l'intérieur d'un couvercle est réalisée une alimentation hydraulique 17. Ladite au moins une chambre de travail est isolée hydrauliquement par au moins un joint d'étanchéité plat 19 dans la nervure et l'ailette. Le moteur oscillant dispose en 25 outre de joints d'étanchéité 20 qui assurent l'étanchéité de la chambre de travail par rapport à l'environnement. L'ensemble du moteur oscillant est rendu étanche par rapport à l'environnement, par l'intermédiaire de joints d'étanchéité 21 entre le 30 carter 3 et l'arbre de moteur 7. La figure 2 se limite à un détail du couvercle 15, dans la zone du joint d'étanchéité 21. Le joint d'étanchéité 21 dispose d'un corps de joint d'étanchéité 23 en une 35 seule partie, qui s'étend d'une surface de fond de rainure 25 d'une rainure de joint d'étanchéité 27, jusqu'à la surface périphérique extérieure 29 de l'arbre de moteur, et qui présente sensiblement une section transversale en forme de L. Sur un épaulement 31 du corps de joint d'étanchéité, est disposée une bague de 5 serrage fendue 33, qui exerce sur le corps de joint d'étanchéité 23, une force de précontrainte dirigée vers la surface de fond de rainure 25. La force de précontrainte permet d'assurer un arrêt de rotation du corps de joint d'étanchéité 23 par rapport à la rainure 10 de joint d'étanchéité 27. Au corps de joint d'étanchéité peut en outre être associé un corps d'appui 35, qui, en raison de la pression de fonctionnement dans la chambre de travail, doit supporter une force de pression agissant sur le corps de joint d'étanchéité, pour que 15 celui-ci ne puisse pas s'introduire par fluage dans un interstice entre le couvercle et l'arbre de moteur. Le corps d'appui n'assure pas de fonction d'étanchéité. Sur la figure 3 on met en oeuvre, à la différence de la 20 figure 2, une bague de serrage fendue qui s'étend sur une plage angulaire supérieure à 3600, ce qui est symbolisé par les deux sections transversales de fil. Cela permet d'obtenir une force de précontrainte fermée, sur la totalité de la zone périphérique de 25 l'épaulement 31 sur le corps de joint d'étanchéité. Sur les figures 4 et 5 est représentée une variante du corps de joint d'étanchéité, présentant une surface inclinée 37 en se référant à la surface de fond de 30 rainure 25 et à une surface latérale de rainure 39, rationnellement celle qui est dirigée vers le côté extérieur du couvercle; la bague de serrage 33 agit sur cette surface inclinée et exerce à cette occasion une force de précontrainte radiale et axiale sur la surface 35 de fond de rainure 25 et ladite surface latérale de rainure 39. Les deux surfaces de rainure 25, 39 constituent chacune une surface de friction, de sorte que la pression superficielle entre le corps de joint d'étanchéité et la rainure de joint d'étanchéité est réduite par rapport à celle des figures 2 et 3. Pour une 5 même pression superficielle admissible, il est en conséquence possible d'utiliser une bague de serrage 33 plus forte. Pour protéger le corps de joint d'étanchéité, il est possible d'associer éventuellement un anneau intercalaire 41 à la bague de serrage. Les figures 6 et 7 montrent un exemple de réalisation d'un joint d'étanchéité 21 conforme à l'invention, qui comporte, en guise d'arrêt de rotation, une variation de diamètre, partielle, notamment un agrandissement de 15 diamètre 43 du corps de joint d'étanchéité 23, en combinaison avec un profil de butée de la rainure de joint d'étanchéité, sous forme de cavité 45. L'agrandissement de diamètre est limité dans la direction périphérique, et s'engage avec la nervure 20 qu'il forme, dans la cavité, les surfaces d'extrémité 47 de la cavité empêchant de manière efficace, une rotation périphérique du corps de joint d'étanchéité à l'intérieur de la rainure de joint d'étanchéité. La cavité peut être plus grande dans la direction axiale et 25 en profondeur, que cela serait nécessaire pour l'agrandissement de diamètre du corps de joint d'étanchéité, en vue de minimiser un risque d'écrasement à l'intérieur de la rainure de joint d'étanchéité, en cas de position de montage erronée dans la direction 30 périphérique. Comme le laisse entrevoir la figure 6, la paroi latérale de rainure 49 à partir de laquelle s'effectue le montage, est pourvue d'un évidement 51, qui dans la 35 direction périphérique, est au moins aussi grande que l'agrandissement de diamètre du corps de joint d'étanchéité, de sorte que le montage est sensiblement facilité en ce qui concerne la position de montage correcte du corps de joint d'étanchéité. REVENDICATIONS 1. Joint d'étanchéité pour un moteur oscillant comprenant un carter dans lequel est monté mobile en rotation, un arbre de moteur, le carter et l'arbre de 5 moteur formant au moins une chambre de travail remplie de fluide de pression et rendue étanche par rapport à l'arbre de moteur grâce à un joint d'étanchéité disposé dans une rainure de joint d'étanchéité, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité (21) 10 présente un corps de joint d'étanchéité (23) en une seule partie, qui s'appuie d'une part sur une surface de fond de rainure (25) du carter, et d'autre part sur l'arbre de moteur (7), le corps de joint d'étanchéité (23) en une seule partie présentant un arrêt de rotation 15 par rapport au carter (3, 15). 2. Joint d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps de joint d'étanchéité (23) est précontraint par une bague de serrage (33) 20 contre la surface de fond de rainure (25). 3. Joint d'étanchéité selon la revendication 2, caractérisé en ce que la bague de serrage (33) s'étend sur une plage angulaire supérieure à 3600. 25 4. Joint d'étanchéité selon la revendication 2, caractérisé en ce que la bague de serrage (33) agit sur une surface inclinée (37) du corps de joint d'étanchéité (23), en se référant à la surface de fond de rainure 30 (25) et à une surface latérale de rainure (39). 5. Joint d'étanchéité selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'à la bague de serrage (33) est associé un anneau intercalaire (41). 6. Joint d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps de joint d'étanchéité (23) présente un agrandissement de diamètre partiel (47), qui réalise, avec un profil de butée (45, 47) de 5 la rainure de joint d'étanchéité (27), un arrêt de rotation du corps de joint d'étanchéité (23). 7. Joint d'étanchéité selon la revendication 6, caractérisé en ce que le profil de butée dans la rainure 10 de joint d'étanchéité (27) est formé par une cavité (45). 8. Joint d'étanchéité selon la revendication 6, caractérisé en ce que le corps de joint d'étanchéité 15 (23) présente un agrandissement de diamètre (43) limité dans la direction périphérique. 9. Joint d'étanchéité selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'une paroi latérale de rainure (49) 20 présente un évidement (51) pour le passage de l'agrandissement de diamètre (43) du corps de joint d'étanchéité (23).