Brevet FR2873182A1 — publié le 20060120

La présente invention concerne le domaine technique des pièces d'étanchéité et/ou des joints destinés à être interposés entre deux pièces mécaniques, mobiles l'une par rapport à l'autre. Dans une application, préférée mais non strictement nécessaire, l'une des pièces peut constituer le corps d'un mécanisme de commande hydraulique ou pneumatique, à l'intérieur duquel est aménagée une ou plusieurs chambres alignées, dans lesquelles se déplace un piston qui constitue la deuxième pièce mobile par rapport à la première. Dans certaines applications, il peut apparaître nécessaire d'isoler ou de séparer entre elles les deux chambres dans lesquelles circule la pièce mobile et il est connu de mettre en oeuvre, à cet effet, une pièce d'étanchéité comprenant un corps rigide et au moins une garniture d'étanchéité surmoulée sur le corps rigide, de manière que la pièce d'étanchéité comporte au moins une surface d'étanchéité statique, destinée à coopérer avec une première pièce métallique, telle que par exemple le corps du dispositif évoqué ci-dessus, et une surface d'étanchéité dynamique destinée à coopérer avec une deuxième pièce mobile par rapport à la première, ici le piston. Afin d'assurer un bon positionnement de la pièce d'étanchéité dans le corps et une immobilisation de cette dernière par rapport à celui-ci, il est connu de mettre en oeuvre une bague de calage, associée à un anneau élastique destiné à venir s'engager dans une gorge aménagée dans le corps du dispositif. Un tel montage permet, effectivement, de garantir l'efficacité de la fonction d'étanchéité de la pièce, mais présente, toutefois, l'inconvénient notable de mettre en oeuvre un grand nombre de pièces qui augmentent le coût de fabrication et de montage du dispositif, ainsi que les facteurs de risques de dysfonctionnement du système, soit en raison d'un mauvais montage, soit par une absence complète d'un ou de plusieurs composants de l'ensemble d'étanchéité. Il est également connu de monter le joint directement dans une gorge aménagée à cet effet. Toutefois, la mise en place du joint dans un tel espace réduit est susceptible d'entraîner une détérioration prématurée du joint. Ainsi, il est apparu le besoin d'un nouveau type de pièce d'étanchéité dont la mise en oeuvre permet de réduire les coûts de fabrication et les risques de dysfonctionnements, tout en présentant des qualités d'étanchéité analogues, voire supérieures, à celles des pièces d'étanchéité selon l'art antérieur. Afin d'atteindre cet objectif, l'invention concerne une pièce d'étanchéité destinée à être interposée entre deux pièces mécaniques, mobiles l'une par rapport à l'autre, pièce d'étanchéité comprenant un corps rigide et au moins une garniture d'étanchéité surmoulée sur le corps rigide, de manière que la pièce d'étanchéité comporte au moins une première surface d'étanchéité, destinée à coopérer avec une première pièce mécanique, et au moins une deuxième surface d'étanchéité, destinée à coopérer avec la deuxième pièce mécanique. Selon l'invention, cette pièce d'étanchéité est caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de liaison avec l'une au moins des pièces mécaniques. Ainsi, dans la mesure où la pièce d'étanchéité incorpore les moyens de liaison nécessaires à son immobilisation par rapport à l'une des deux pièces mécaniques, il est possible d'assurer une parfaite fonction d'étanchéité, sans aucune pièce supplémentaire pour immobiliser la pièce d'étanchéité. La conception de l'ensemble, intégrant les deux pièces mécaniques et la pièce d'étanchéité, se trouve donc grandement simplifiée et il en résulte une réduction du coût de production de cet ensemble, ainsi que des risques de défauts susceptibles d'intervenir en cours de montage de la pièce d'étanchéité. Selon l'invention chacune des surfaces d'étanchéité de la pièce d'étanchéité peut être destinée à assurer une étanchéité dynamique ou statique voire statique et 20 dynamique. Il doit être remarqué que, au sens de l'invention, le corps de la pièce d'étanchéité est qualifié de rigide par rapport à la souplesse ou à la dureté de la garniture d'étanchéité. Ainsi, il doit être considéré que lorsqu'une contrainte, correspondant à des conditions normales d'utilisation, est appliquée sur la pièce d'étanchéité conforme à l'invention, ce sera la garniture d'étanchéité qui se déformera dans un premier temps, tandis que l'armature rigide conservera sensiblement sa forme et ses dimensions initiales. Bien entendu, il sera possible, également, d'utiliser la pièce d'étanchéité selon l'invention en appliquant une contrainte sur cette pièce d'étanchéité, susceptible d'entraîner également une déformation du corps rigide. Le corps de la pièce d'étanchéité peut être réalisé en tous matériaux appropriés, tels que, par exemple, du métal moulé ou usiné ou, encore, une matière plastique telle que, par exemple mais non exclusivement, des PPS, des polyamides ou des matières plastiques semi-aromatiques. La garniture d'étanchéité pourra, quant à elle, être réalisée en toute matière plastique appropriée, choisie pour ses facultés de déformation et sa résistance aux conditions mécaniques, thermiques et chimiques d'utilisation de la pièce d'étanchéité. La garniture d'étanchéité pourra ainsi être réalisée en matière plastique, telle que du HNBR ou de l'EPDM ou, encore, en polymère naturel ou synthétique compatible avec les fluides vis à vis desquels l'étanchéité doit être assurée. Selon l'invention, les moyens de liaison peuvent être réalisés de toute façon appropriée et sont solidaires du corps rigide et/ou de la garniture d'étanchéité. Selon une caractéristique de l'invention, les moyens de liaison comprennent au moins un doigt, destiné à venir s'engager dans un logement complémentaire offert par la première pièce mécanique. De manière préférée mais non strictement nécessaire, le doigt est alors porté par au moins une languette élastiquement déformable solidaire du corps rigide. Le corps de la pièce d'étanchéité et sa garniture surmoulée peuvent présenter différentes formes. Toutefois, selon une caractéristique de l'invention préférée mais non strictement nécessaire, le corps présente une forme tubulaire et définit un alésage traversant pour le passage de la deuxième pièce mécanique, tandis que la garniture d'étanchéité présente une forme sensiblement annulaire. Selon une caractéristique, l'alésage du corps comprend alors au moins une portée de guidage en translation et/ou rotation de la deuxième pièce mécanique. Selon une autre caractéristique de l'invention, le corps de la pièce d'étanchéité comprend au moins une portée de guidage statique destinée à assurer un positionnement de la pièce d'étanchéité par rapport à la première pièce mécanique. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, lorsque l'alésage traversant du corps de la pièce d'étanchéité comprend une portée de guidage de la deuxième mécanique, la languette, élastiquement déformable, du support du doigt de liaison est aménagée au niveau d'un évidement réalisé dans la paroi de l'alésage traversant du corps, afin d'éviter tout contact direct entre la languette élastique et la deuxième pièce mécanique se déplaçant à l'intérieur du corps de la pièce d'étanchéité. L'invention concerne, également, un ensemble mécanique comprenant deux pièces mécaniques, mobiles l'une par rapport à l'autre, et une pièce d'étanchéité conforme à l'invention. L'ensemble mécanique est alors caractérisé en ce que la première pièce mécanique comprend des moyens de liaison destinés à coopérer avec les moyens de liaison de la pièce d'étanchéité. Selon une caractéristique préférée mais non strictement nécessaire de l'invention, la première pièce mécanique de l'ensemble mécanique comprend une chambre, à l'intérieur de laquelle la deuxième pièce mécanique est mobile en translation et/ou en rotation. Selon une autre caractéristique de l'invention, la première pièce mécanique comprend, en tant que moyen de liaison avec la pièce d'étanchéité, une gorge annulaire aménagée dans la paroi de la chambre pour le passage de la deuxième pièce mécanique. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description ci- dessous effectuée en relation des dessins annexés qui illustrent différentes formes de réalisation d'une pièce d'étanchéité selon l'invention, ainsi que d'un ensemble mécanique incorporant une telle pièce d'étanchéité. La fig. 1 est une coupe axiale montrant un ensemble mécanique incorporant une pièce d'étanchéité selon l'invention. La fig. 2 est une coupe axiale analogue à la fig. 1 montrant, à plus grande échelle, la pièce d'étanchéité seule. La fig. 3 est une perspective du corps rigide de la pièce d'étanchéité selon la fig. 2. La fig. 4 est une perspective d'une autre forme de réalisation d'une pièce d'étanchéité selon l'invention. Une pièce d'étanchéité conforme à l'invention, telle qu'illustrée à la fig. 1 et désignée dans son ensemble par la référence 1, est destinée à être interposée, comme le montre plus particulièrement la fig. 2, entre deux pièces mécaniques 2 et 3 d'un ensemble mécanique 4. Selon l'exemple illustré, la pièce mécanique 2 forme un corps ou un cylindre à l'intérieur duquel la pièce mécanique 3, formant un arbre de transmission ou un piston, est susceptible de se déplacer en rotation autour de son axe A et/ou en translation axiale. La pièce d'étanchéité 1 se trouve alors interposée entre les pièces mécaniques 2 et 3, de manière à assurer la séparation entre deux chambres 6, 7 situées de part et d'autre de la pièce d'étanchéité 1 et à l'intérieur desquelles la pièce mobile 3 est susceptible de se déplacer. La pièce d'étanchéité 1 selon l'invention comprend, tout d'abord, un corps rigide 10 qui est destiné à assurer la tenue de l'ensemble de la pièce d'étanchéité 1 et qui présente, selon l'exemple illustré, une faune tubulaire définissant un alésage axial 11 pour le passage de la pièce mécanique 3. De manière préférée mais non strictement nécessaire, le corps 10 présente, à l'intérieur de l'alésage axial 11, pour le passage de la pièce 3, une portée 12 de guidage de cette dernière en rotation et/ou en translation axiale. Afin d'assurer sa fonction d'étanchéité, la pièce 1 comprend, en outre, au moins une et, selon l'exemple illustré, exactement une garniture d'étanchéité 13 surmoulée sur le corps 11. La garniture 13 est réalisée de manière à présenter au moins une première surface d'étanchéité 14 qui, selon l'exemple illustré, est destinée à coopérer avec la première pièce mécanique 2 et par rapport à laquelle la pièce d'étanchéité sera donc immobile de sorte que la première surface d'étanchéité réalise une étanchéité statique. La pièce d'étanchéité 1 présente, également, au moins une deuxième surface d'étanchéité 15 destinée à coopérer, selon l'exemple illustré, avec la deuxième pièce mécanique 3 par rapport à laquelle la pièce d'étanchéité 1 est mobile de sorte que la deuxième surface d'étanchéité réalise une étanchéité dynamique. Selon l'exemple illustré décrit précédemment, les surfaces d'étanchéité statique 14 et dynamique 15 présentent chacune la forme d'une lèvre d'étanchéité. Toutefois, conformément à l'invention, les surfaces d'étanchéité 14 et 15 pourraient présenter une toute autre forme, telle que par exemple semi-torique simple ou multiple, compatible avec leurs fonctions respectives d'étanchéité statique et dynamique. De même, selon l'exemple illustré, les surfaces d'étanchéité statique 14 et dynamique 15 font partie de la même garniture d'étanchéité 13 de forme annulaire surmoulée à une extrémité du corps rigide 10. Toutefois, les surfaces d'étanchéité statique 14 et dynamique 15 pourraient, également, appartenir à deux garnitures distinctes qui seraient surmoulées sur le corps rigide 10. Afin de permettre une immobilisation de la pièce d'étanchéité 1 par rapport à la première pièce mécanique 2, la pièce d'étanchéité 1 comprend, conformément à une caractéristique essentielle de l'invention, des moyens 16 de liaison avec la première pièce mécanique 2. Selon l'invention, les moyens de liaison 16 peuvent être réalisés de toute façon appropriée, dans la mesure où les moyens 16 sont en mesure d'assurer leur fonction d'immobilisation de la pièce 1 par rapport à la pièce mécanique avec laquelle elle doit assurer une étanchéité statique. De manière préférée, les moyens de liaison 16 sont conçus pour assurer une immobilisation de la pièce d'étanchéité 1 sur la première pièce mécanique, sans recours à un élément rapporté. Ainsi, selon l'exemple illustré, la pièce mécanique 1 comprend, en tant que moyen de liaison 16, deux séries de trois doigts d'immobilisation 17 qui sont chacune portées par une languette élastiquement déformable 18 aménagée dans le corps rigide 10. Il est à noter, afin d'éviter toute interférence entre le dos 19 des languettes élastiquement déformables 18 et la pièce mobile 3, les languettes 18 sont réalisées au niveau d'un évidemment 20 aménagé dans la paroi de l'alésage axial 11, comme le montre plus particulièrement la fig. 3. Afin de permettre une immobilisation de la pièce d'étanchéité 1 lors de son engagement dans la pièce mécanique 2, cette dernière comprend, en tant que moyen de liaison destiné à coopérer avec les moyens de liaison 16 de la pièce d'étanchéité 1, une gorge annulaire 25 dans laquelle les doigts 17 sont destinés à venir s'insérer, comme le montre la fig. 2. Il est à noter que, afin de parfaire le positionnement de la pièce d'étanchéité 1 par rapport à la pièce mécanique 2, la pièce d'étanchéité 1 présente, en outre, une portée extérieure 26 destinée à venir en appui sur la première pièce mécanique 2. Ainsi, par la mise en oeuvre des moyens de liaison 16 et 25, il est possible d'assurer une immobilisation et un parfait positionnement de la pièce d'étanchéité 1 par rapport à la première pièce mécanique 2, ainsi que par rapport à la deuxième pièce mécanique 3 mobile à l'intérieur de la pièce mécanique 2 et cela sans mettre en oeuvre d'autre élément mécanique. Par ailleurs il doit être souligné que la conformation des moyens de liaison 16, telle que décrite ci-dessus et illustrée à la fig. 3, permet une parfaite protection des languettes lors des différentes phases de la vie de la pièce selon l'invention, à savoir sa fabrication, son conditionnement, son transport, son montage dans l'ensemble mécanique et sa mise en oeuvre fonctionnelle au sein de l'ensemble mécanique en fonctionnement. Selon l'exemple illustré, les moyens de liaison de la pièce d'étanchéité 1 sont réalisés par deux séries de doigts 17 portées chacune par une languette 18. Toutefois, les moyens de liaison de la pièce d'étanchéité 1 pourraient être réalisés de toute autre façon. Ainsi, la fig. 4 illustre une autre forme de réalisation d'une pièce d'étanchéité 1 selon l'invention. Selon cette autre forme de réalisation, les moyens de liaison 16 sont réalisés par une série de doigts ou de dents élastiquement déformables, disposés à une extrémité du corps rigide 10, opposés à la garniture d'étanchéité et destinés à venir s'insérer dans une gorge aménagée dans la pièce mécanique 2. Selon les exemples décrits précédemment et illustrés, la pièce d'étanchéité 1 est destinée à être immobilisée par rapport à la première pièce mécanique qui peut être considérée comme immobile, tandis que la deuxième pièce mécanique est mobile à l'intérieur de la première. Toutefois, selon l'invention, les moyens de liaison pourraient être adaptés de manière que la pièce d'étanchéité 1 soit immobilisée par rapport à la pièce mécanique 3 pour être considérée comme mobile par rapport à l'autre pièce mécanique 2. Dans ce cas, la surface d'étanchéité statique serait interne et placée de manière à être en relation avec la pièce mécanique 3, tandis que la surface d'étanchéité dynamique pourrait être considérée comme externe, de manière à être placée en relation avec la pièce mécanique 2. De même, les moyens de liaison de la pièce d'étanchéité selon l'invention pourraient être réalisés sous une autre forme. Ainsi selon l'invention les moyens de liaison pourraient être réalisés sous la forme d'un logement, destiné à recevoir une pièce d'immobilisation rapportée ou un élément d'immobilisation faisant partie intégrante d'une autre pièce constitutive de l'ensemble mécanique dans lequel la pièce d'étanchéité selon l'invention est mise en oeuvre. Diverses autres modifications peuvent, bien entendu, être apportées à l'invention sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 - Pièce d'étanchéité destinée à être interposée entre deux pièces mécaniques (2, 3), mobiles l'une par rapport à l'autre, pièce d'étanchéité comprenant un corps rigide (10) et au moins une garniture d'étanchéité (13) surmoulée sur le corps rigide (10), de manière que la pièce d'étanchéité comporte au moins une première surface d'étanchéité (14) destinée à coopérer avec une première pièce mécanique (2) et au moins une deuxième surface d'étanchéité (15) destinée à coopérer avec la deuxième pièce mécanique (3), caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de liaison (16) avec l'une au 10 moins des pièces mécaniques (2). 2 Pièce d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de liaison (16) assurent une immobilisation de la pièce d'étanchéité par rapport à la première pièce mécanique. 3 Pièce d'étanchéité selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les 15 moyens de liaison (16) sont solidaires du corps rigide (10). 4 Pièce d'étanchéité selon la revendication 3, caractérisée en ce que les moyens de liaison (16) comprennent au moins un doigt (17), destiné à venir s'engager dans un logement complémentaire (25) offert par la première pièce mécanique (2). 5 Pièce d'étanchéité selon la revendication 4, caractérisée en ce que le doigt est porté par au moins une languette (18), élastiquement déformable, solidaire du corps rigide (10). 6 Pièce d'étanchéité selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le corps (10) présente une forme tubulaire et définit un alésage (11) traversant pour le passage de la deuxième pièce mécanique (3) , tandis que la garniture d'étanchéité (13) présente une forme sensiblement annulaire. 7 Pièce d'étanchéité selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'alésage (11) du corps (16) comprend au moins une portée (12) de guidage en translation et/ou en rotation de la deuxième pièce mécanique (3). 8 Pièce d'étanchéité selon les revendications 5 et 7, caractérisée en ce que la languette (18) est aménagée au niveau d'un évidemment (20) réalisé dans la paroi de l'alésage (11) traversant le corps (10). 9 Pièce d'étanchéité selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que le corps (10) comprend au moins une portée (26) de guidage statique, destinée à assurer un positionnement de la pièce d'étanchéité (1) par rapport à la première pièce mécanique (2). 10 Pièce d'étanchéité selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que le corps rigide (10) est réalisé en matière plastique. 11 Ensemble mécanique comprenant deux pièces mécaniques (2, 3), mobiles l'une par rapport à l'autre, et une pièce d'étanchéité (1) selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la pièce mécanique (2) comprend des moyens de liaison (25) destinés à coopérer avec les moyens de liaison (16) de la pièce d'étanchéité (1). 12 Ensemble mécanique selon la revendication 11, caractérisé en ce que la première pièce (2) comprend au moins une chambre (6, 7) à l'intérieur de laquelle la deuxième pièce (3) est mobile en translation et/ou en rotation. 13 Ensemble mécanique selon la revendication 12, caractérisé en ce que la première pièce mécanique (2) comprend, en tant que moyens de liaison (15) avec la pièce d'étanchéité (1), une gorge annulaire aménagée dans la chambre de passage (7) de la deuxième pièce (2).