Dispositif d'étanchéité Le brevet principal a pour objet un dispositif d'étanchéité formant joint étanche entre une tige ou un, piston coulissant et un cylindre contenant un fluide sous pression, caractérisé en ce qu'il com prend au moins une garniture en matière élastique solidaire d'une armature métallique lui assurant une résistance élevée à la compression longitudinale et présentant des zones d'encastrement, la garniture comprenant un corps annulaire de faible épaisseur,
s'étendant sur une surface circulaire de l'armature et pourvu de bourrelets circulaires formant coussinet, ce corps annulaire se prolongeant, suivant que le dis positif est à étanchéité uni- ou bilatérale, sur un ou les côtés de l'armature faisant face au fluide en pression, ce prolongement portant au moins une lèvre d'étanchéité montée en tension contre l'organe par rapport auquel elle est destinée à coulisser.
Le présent brevet a pour objet un dispositif d'étanchéité formant joint étanche entre une tige ou un piston coulissant et un cylindre contenant un fluide sous pression, comprenant au moins une gar niture en matière élastique solidaire d'une armature métallique lui assurant une résistance élevée à la compression longitudinale et présentant des zones d'encastrement, la garniture comprenant un corps annulaire de faible épaisseur, s'étendant sur une sur face circulaire de l'armature et formant coussinet, ce corps annulaire se prolongeant, suivant que le dis positif est à étanchéité uni- ou bilatérale, sur un ou les côtés de l'armature faisant face au fluide en pression,
ce prolongement portant au moins une lèvre d'étanchéité montée en tension contre l'organe par rapport auquel elle est destinée à coulisser, carac térisé en ce que les parties adjacentes du corps annu laire et de la lèvre précités sont conformées de manière à s'appliquer continûment contre l'organe précité, que ladite partie du corps annulaire est d'une épaisseur notablement inférieure à l'épaisseur moyenne de ladite lèvre, et que l'armature présente latéralement une surface d'appui inclinée vers l'ar rière par rapport à ladite lèvre .
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, diverses formes d'exécution du dispositif d'étanchéité. La fig. 1-est une vue de rappel d'une réalisation du dispositif d'étanchéité donnée au brevet principal et représentée en demi-coupe axiale ; les fig. 2 et 3 sont des vues en demi-coupe axiale d'une première forme d'exécution ; les fig. 4 et 5 sont des vues analogues d'une deuxième forme d'exécution;
les fig. 6 et 7 sont des vues analogues d'une troi sième forme d'exécution; les fig. 8 et 9 sont des vues analogues d'une qua trième forme d'exécution ; les fig. 10 et 11 sont respectivement des vues en demi-coupe axiale d'un dispositif d'étanchéité pour constituer, en combinaison avec un ou plusieurs autres dispositifs identiques, un élément d'étanchéité;
la fig. 12 est une demi-coupe axiale d'un piston dont l'élément d'étanchéité bilatéral est constitué à l'aide de dispositifs, selon la fig. 10 ; la fig. 13 est une vue analogue d'une tige coulis sante dans un cylindre et dont l'étanchéité est assu rée par des dispositifs selon la fig. 11.
On a représenté à la fig. 1 une forme de réalisa tion du dispositif d'étanchéité donnée au brevet prin cipal, celle-ci étant formée d'une partie élastique ou garniture 1, vulcanisée sur une armature métallique 2, ayant un talon de fixation 3 dans 1a cage 4 d'un presse-étoupe.
La partie élastique active 1 se com pose d'un corps annulaire de faible épaisseur s'éten dant sur l'armature dans le sens du coulissement et conformé en bourrelets 11 formant coussinet pour la tige 10 qui traverse le presse-étoupe.
Elle se com- pose également, du côté de la garniture se plaçant face à l'enceinte du fluide en pression 7, de deux lèvres d'étanchéité cambrées qui constituent, après montage en tension, l'une 8 la lèvre statique, et l'au tre 9 la lèvre coulissante du presse-étoupe (par rap port à la tige 10).
Dans la première forme d'exécution du dispositif représenté en fig. 2 et 3, on remarquera que les gor ges 50, qui avaient été prévues dans. la réalisation de la fig. 1 à la base des lèvres d'étanchéité en vue de leur laisser une certaine mobilité, sont supprimées.
En effet, dans le cas de la fig. 1, sous l'effort de compression dirigé suivant la flèche 51, et ayant ici pour la lèvre 9, par exemple, une composante telle qu'indiqué par la flèche 52, la matière des lèvres était refoulée dans les gorges 50 et la répétition de cette action tendait à altérer la garniture dans cette section.
Ainsi, dans la forme d'exécution représentée en fig. 2, les lèvres sont toujours cambrées au repos, afin d'être mises en tension élastique, après mon tage (fig. 3) mais elles s'étendent sur toute leur lon gueur et jusqu'à l'armature suivant une surface sen siblement plane en vue de s'appliquer continûment contre les surfaces avec lesquelles elles coopèrent.
D'autre part, comme dans les appareils mettant en jeu des pressions élevées, il est recommandé de soigner particulièrement l'usinage des pièces, quant au calibrage et à l'état des surfaces avec lesquelles coopéreront les lèvres, la mobilité que les gorges 50 pouvaient conférer aux lèvres n'a plus du tout la même importance que si l'on avait affaire à des cylindres ou pistons imparfaitement usinés.
On remarquera que, dans le cas de la fig. 1, la base des lèvres s'appuie sur l'armature suivant un contour arrondi 53, et que dans ce cas notamment la composante 51 a pour effet de produire l'écrasement de la base de la lèvre 9 entre l'armature de la garni ture et la tige 10.
Pour éviter ce phénomène, particulièrement sen sible pour la lèvre coulissante, dans la forme d7exé- cution représentée en fig. 2 et 3, on donne à la face latérale 55 de l'armature qui épaule la base des lèvres en opposition à l'action du fluide en pression, une surface sensiblement plane inclinée vers l'arrière de ces lèvres en allant de la lèvre coulissante 9 vers la lèvre statique 8,
soit ici une surface tronconique partielle de sommet 56.
Dans ce cas, en effet, la pression s'exerçant sui vant la flèche 51 a pour effet de presser la matière élastique à la base des lèvres suivant l'inclinaison de la surface 55, c'est-à-dire vers le côté statique de la garniture, empêchant ainsi le refoulement de matière du côté coulissant, ici entre tige 10 et arma ture 2. Outre cela, les lèvres supportent la pression sans que leur forme soit sensiblement altérée et leur conservation est assurée.
Dans le même but, il convient de réduire au minimum l'épaisseur 57 du corps annulaire de gar niture à la base de la lèvre coulissante. Un tel amincissement est aussi prévu en 58 à l'autre extrémité du corps annulaire de garniture, mais. ici son rôle est de permettre, en liaison avec l'amincissement 57, l'ancrage du corps annulaire dans l'armature en vue de renforcer leur liaison.
On remarquera que, dans la réalisation représen tée en fig. 1, le corps annulaire de garniture avait une section sinusoïdale ou bourrelée, laissant s'ef fectuer à l'usage un certain refoulement de la matière élastique de ce corps dans les creux circulaires qu'il présente.
Dans la forme d'exécution des fig. 2 et 3, une seule cannelure 59 a été ménagée dans le corps annulaire de garniture, propre à retenir une légère réserve de lubrifiant sans constituer une faiblesse pour le corps de garniture.
Les trois autres formes d'exécution du dispositif représentées en fi-. 4 à 9 présentent des dispositions identiques à celles décrites pour la forme d'exécution des fig. 2 et 3. Les fi-. 4 et 5 représentent une forme d'exécution d'un dispositif d'étanchéité unilatérale, muni à sa partie arrière d'un bourrelet élastique 18 permettant son accrochage dans une gorge 19 d'un piston 20; la forme d'exécution des fig. 6 et 7 con cerne un dispositif similaire au précédent et muni entre ses lèvres d'une couronne de butée 22 formant amortisseur de fin de course du piston ;
enfin les fig. 8 et 9 représentent une forme d'exécution d'un dispositif à étanchéité bilatérale et à effet amortis seur, vulcanisé sur une armature qui constitue un corps de piston 29 et qui est bloquée sur la tige de celui-ci contre un épaulement 32 à l'aide d'une bague 33.
On constatera que, dans toutes ces formes d'exé cution, les faces, latérales 55 des armatures épaulant la base des lèvres sont toujours inclinées vers l'ar rière de ces lèvres en allant de la lèvre coulissante vers la lèvre statique, ou au moins, dans le cas par ticulier ici représenté des fig. 8 et 9, où l'armature constitue le corps de piston, sur la plus grande partie de leur surface.
Ces dispositions se retrouvent enfin dans les dispositifs d'étanchéité des fig. 10 et 11, dont l'ar mature à section en équerre et la disposition de leur partie élastique active permet leur combinaison en nombre variable afin de constituer en élément à zones d'étanchéité multiples, soit dans le cas d'un piston (fig. 12) ou d'un presse-étoupe (fi-. 13).