Brevet FR2975746A1 — publié le 20121130

DESCRIPTION La présente invention se rapporte à un dispositif d'étanchement et à une pièce intégrée dans ledit dispositif. Des dispositifs d'étanchement sont connus de manière générale et comprennent, par exemple, un boîtier en un matériau métallique traversé par un élément de machine en forme de tige, tel qu'un arbre par exemple. Une garniture d'étanchement est prévue pour assurer l'étanchéité de la zone dans laquelle l'arbre traverse le boîtier, ladite garniture étant logée dans ledit boîtier métallique avec effet d'étanchement en occupant, par exemple, une position relativement fixe. La garniture ceinture, avec effet d'étanchement et avec précontrainte élastique dans le sens radial, la surface de l'arbre dont il convient d'assurer l'étanchéité. En conséquence, de tels dispositifs d'étanchement sont également doués de bonnes propriétés utiles étant donné que le boîtier métallique, logeant la garniture, ne présente que de faibles tolérances dimensionnelles. Ces tolérances conditionnées par la fabrication sont modestes et, également lors de l'utilisation du dispositif conformément à sa destination, les dilatations thermiques du boîtier n'affectent le fonctionnement dudit dispositif que pour une part négligeable. Le problème posé à la présente invention consiste à perfectionner un dispositif d'étanchement du type mentionné en introduction de telle sorte qu'il offre de bonnes propriétés utiles pendant une longue durée de service, bien que le boîtier ne soit pas constitué d'un matériau métallique. Conformément à l'invention, ce problème est résolu grâce à un dispositif d'étanchement comprenant un boîtier en matière plastique dans lequel est logée une pièce intégrée en un matériau métallique, configurée en une douille, ladite pièce ceinturant, sur le pourtour extérieur, un élément de machine en forme de tige ; et ladite pièce étant reliée à au moins une garniture d'étanchement ceinturant, avec effet d'étanchement, la surface dudit élément dont l'étanchéité doit être assurée. Du fait de la nature du matériau, des boîtiers en matière plastique présentent des tolérances dimensionnelles plus grandes confrontées à celles de boîtiers en métal. La pièce intégrée en forme de douille constituée d'un matériau métallique est prévue pour garantir, entre la garniture d'étanchement et la surface de l'élément de machine dont -2- l'étanchéité doit être assurée, une assignation mutuelle la plus précise et la plus durable possible pendant la durée d'utilisation. Par rapport au boîtier en matière plastique, ladite pièce intégrée métallique ne présente que de très faibles tolérances dimensionnelles qui ne varient également pas au cours de l'utilisation du dispositif d'étanchement conforme à sa destination, par exemple lorsque ledit dispositif est exposé à des températures élevées. Durant l'utilisation en conformité avec la destination, l'assignation mutuelle, entre ladite garniture reliée à la pièce intégrée, et la surface de l'élément devant être tenue étanche, demeure constante de la même façon que l'effet d'étanchement. La garniture d'étanchement peut inclure au moins une lèvre d'étanchement sollicitée dynamiquement et ceinturant, avec effet d'étanchement, la surface dont l'étanchéité doit être assurée. En vue d'obtenir de bonnes propriétés utiles et, en particulier, un bon résultat d'étanchement pendant une longue durée de service, des garnitures particulièrement soumises à des sollicitations dynamiques doivent être assignées, à la surface dont il convient d'assurer l'étanchéité, de manière constante dans la mesure du possible. Cette assignation mutuelle entre la garniture et la surface à tenir étanche, constante dans l'espace pendant la durée de service, est encore plus déterminante dans le cas de garnitures subissant des sollicitations dynamiques, que dans le cas de garnitures subissant des sollicitations statiques car, d'une part, la qualité de l'effet d'étanchement et, d'autre part, le frottement et l'usure, sont tributaires de la précontrainte élastique correcte avec laquelle ladite garniture ceinture ladite surface dans le sens radial. Suite à la présence de la pièce intégrée rigide, immobile dans toutes les conditions de fonctionnement, la garniture est toujours assignée de manière optimale à ladite pièce, et donc également à la surface dont l'étanchéité doit être assurée. La garniture d'étanchement peut être placée frontalement d'un côté de la pièce intégrée et peut s'étendre, pour l'essentiel, vers l'intérieur dans le sens radial. Eu égard aux techniques de fabrication, la disposition de la garniture à l'une des extrémités frontales de la pièce intégrée est plus simple que si ladite garniture était disposée, par exemple, au centre de ladite pièce dans la direction axiale. La garniture d'étanchement et la pièce intégrée sont solidarisées, de préférence, par une liaison matérielle. Une telle liaison matérielle peut, par exemple, être instaurée par vulcanisation de la garniture -3 avec la pièce. Ladite liaison procure, à ladite garniture, une bonne longévité sur ladite pièce. La garniture d'étanchement et la pièce intégrée forment un ensemble unitaire apte au préassemblage, qui peut être inséré dans le boîtier en matière plastique. Le montage du dispositif d'étanchement s'en trouve ainsi simplifié, et le risque d'erreurs de montage est cantonné à un minimum. La garniture d'étanchement peut être constituée d'un matériau élastomère d'étanchement. Des matériaux de ce genre sont connus de façon générale et sont également employés, par exemple, dans la fabrication de bagues classiques d'étanchement radial d'arbres. Des matériaux élastomères d'étanchement sont disponibles pour des applications les plus diverses, sous des spécifications les plus diverses. L'élément de machine peut être réalisé sous la forme d'un arbre ou d'un axe et peut être ceinturé par la garniture d'étanchement, avec effet d'étanchement. Ledit arbre peut, par exemple, se présenter comme un arbre de papillon d'étranglement d'un moteur à combustion interne. La pièce intégrée n'a pas impérativement pour vocation d'absorber des forces et est prévue, uniquement, en tant que corps d'appui dédié à la garniture. Au cours de l'utilisation du moteur à combustion interne conformément à sa destination, l'arbre du papillon d'étranglement accomplit un mouvement pivotant se traduisant par un mouvement relatif entre la garniture et la surface à tenir étanche, si bien que ladite garniture est sollicitée dynamiquement. Des arbres de papillons d'étranglement présentent, habituellement, un diamètre inférieur à 10 millimètres. La garniture assure l'étanchéité, vis-à-vis de l'environnement extérieur, de la zone intérieure dans laquelle l'air est en circulation. La pièce intégrée peut comporter, sur le pourtour extérieur, un profilage de surface relié par concordance de formes, et de manière étanche, à la face intérieure du boîtier en matière plastique qui est tournée vers ladite pièce intégrée. Ladite liaison par concordance de formes, entre la pièce intégrée et le boîtier, peut par exemple être instaurée en façonnant le profilage de surface sous la forme d'un moletage, la surface moletée venant alors s'agriffer dans ladite face intérieure du boîtier. En plus ou en variante, les surfaces de ladite pièce et dudit boîtier, pointant les unes en direction des autres, peuvent être reliées mutuellement par soudage ou par collage. Un tel soudage ou collage est avantageux, non seulement, pour la faculté de -4 retenir la pièce intégrée dans le boîtier, mais également à cause du fait que ladite pièce s'en trouve ainsi logée dans ledit boîtier avec effet d' étanchement. L'invention concerne, par ailleurs, une pièce intégrée dans le dispositif d'étanchement et associée à un boîtier en matière plastique, comme décrit ci-avant, ladite pièce étant réalisée en forme de douille, étant constituée d'un matériau métallique, et comprenant au moins une garniture d'étanchement conçue pour assurer l'étanchéité d'un élément de machine en forme de tige. La pièce intégrée, formant un ensemble unitaire apte au préassemblage en association avec la garniture à présence minimale, peut également être insérée après coup, si besoin est, dans des boîtiers en matière plastique existants. Des pièces intégrées de réalisations différentes et des garnitures de réalisations différentes peuvent, si nécessaire, être combinées les unes aux autres avec adaptation au cas d'application considéré. L'invention va à présent être décrite plus en détail, à titre d'exemple nullement limitatif, en regard du dessin annexé sur lequel la figure unique est une illustration schématique du dispositif d'étanchement conforme à l'invention, et de la pièce intégrée dans ledit dispositif Une pièce intégrée 2 en forme de douille est constituée d'un matériau métallique et est logée, par engagement positif et/ou par concordance de formes, dans un boîtier 1 en matière plastique. Ladite pièce 2 remplit la fonction d'un corps d'appui destiné à une garniture d'étanchement 4. Contrairement à des douilles filetées antérieurement connues, par exemple, ladite pièce 2 n'absorbe pas de forces. La pièce intégrée 2 et la garniture d'étanchement 4 forment un ensemble unitaire 9 apte au préassemblage, ladite garniture 4 présentant une lèvre d'étanchement 6 qui est sollicitée dynamiquement et qui ceinture dynamiquement, avec effet d'étanchement, une surface 5 dont l'étanchéité doit être assurée sur un élément de machine 3 doué d'aptitude pivotante dans cet exemple de réalisation. La garniture 4 et la lèvre 6 sont structurées d'un seul tenant et en un matériau unitaire, dans l'exemple de réalisation présentement illustré, et sont constituées d'un matériau élastomère d'étanchement de type habituel, relié matériellement à la pièce 2 par vulcanisation. La pièce intégrée 2 est pourvue, sur son pourtour extérieur, d'un profilage de surface 7 revêtant la forme d'un moletage. Une face -5 intérieure 8 du boîtier 1 en matière plastique est reliée par concordance de formes, et de manière étanche, audit pourtour extérieur de la pièce 2. Les éléments, parties et composants suivants, faisant partie de l'invention, sont représentés sur le dessin annexé avec les références correspondantes : 1 boîtier en matière plastique 2 pièce intégrée 3 élément de machine 4 garniture d'étanchement 5 surface de l'élément de machine 6 lèvre d'étanchement de la garniture 7 profilage de surface de la pièce intégrée 8 face intérieure du boîtier 9 ensemble unitaire apte au préassemblage Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. REVENDICATIONS1. Dispositif d'étanchement comprenant un boîtier (1) en matière plastique dans lequel est logée une pièce intégrée (2) en un matériau métallique, configurée en une douille, dispositif caractérisé par le fait que la pièce intégrée (2) ceinture, sur le pourtour extérieur, un élément de machine (3) en forme de tige ; et par le fait que ladite pièce intégrée (2) est reliée à au moins une garniture d'étanchement (4) ceinturant, avec effet d'étanchement, la surface (5) dudit élément (3) dont l'étanchéité doit être assurée. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la garniture d'étanchement (4) inclut au moins une lèvre d'étanchement (6) sollicitée dynamiquement et ceinturant, avec effet d'étanchement, la surface (5) dont l'étanchéité doit être assurée. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que la garniture d'étanchement (4) est placée frontalement d'un côté de la pièce intégrée (2) et s'étend, pour l'essentiel, vers l'intérieur dans le sens radial. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la garniture d'étanchement (4) et la pièce intégrée (2) sont solidarisées par une liaison matérielle. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que la garniture d'étanchement (4) est constituée d'un matériau élastomère d' étanchement. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'élément de machine (3) est réalisé sous la forme d'un arbre ou d'un axe et est ceinturé par la garniture d'étanchement (4), avec effet d'étanchement. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que l'arbre est réalisé sous la forme d'un arbre de papillon d'étranglement d'un moteur à combustion interne. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que la pièce intégrée (2) comporte, sur le pourtour extérieur, un profilage de surface (7) relié par concordance de formes, et de manière étanche, à la face intérieure (8) du boîtier (1) en matière plastique qui est tournée vers ladite pièce intégrée (2).-7 9. Pièce intégrée dans un dispositif d'étanchement conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 8, associée à un boîtier (1) en matière plastique et caractérisée par le fait que ladite pièce intégrée (2) est réalisée en forme de douille, est constituée d'un matériau métallique, et comprend au moins une garniture d'étanchement (4) conçue pour assurer l'étanchéité d'un élément de machine (3) en forme de tige.