CH708137A2

CH708137A2 - O-ring.

Info

Publication number: CH708137A2
Application number: CH01066/13A
Authority: CH
Inventors: Hervé Avril; Romain Jonquet
Original assignee: Boninchi Sa
Priority date: 2013-06-05
Filing date: 2013-06-05
Publication date: 2014-12-15
Also published as: CH708137B1

Abstract

L’invention a pour objet un joint torique, notamment pour pièces d’horlogerie, dans lequel les défauts de surface périphériques du joint sont situés hors du plan équatorial du joint, à une distance d dudit plan équatorial telle, que par rapport au diamètre de corde D du joint 0,25 < 2d/D < 0.85. Des procédés de fabrication de tels joints au moyen de moules appropriés sont également décrits.The subject of the invention is an O-ring, in particular for timepieces, in which the peripheral surface defects of the gasket are situated outside the equatorial plane of the gasket, at a distance d from said equatorial plane such that, with respect to the diameter of the gasket, joint rope D 0.25 <2d / D <0.85. Methods of making such joints by means of suitable molds are also described.

Description

[0001] La présente invention concerne un joint torique, et en particulier un joint torique destiné aux pièces d’horlogerie. The present invention relates to an O-ring, and in particular an O-ring for timepieces.

[0002] Les joints toriques, couramment aussi appelés O-ring, sont largement utilisés dans de nombreuses applications. Ils présentent généralement la forme géométrique d’un tore ouvert, c’est-à-dire d’un tore dont le diamètre majeur, souvent simplement appelé diamètre du joint, est supérieur au diamètre mineur, ce dernier étant encore appelé diamètre de corde. Ils présentent ainsi une symétrie de révolution autour d’un axe, ainsi qu’un plan de symétrie, orthogonal à cet axe, qu’on peut qualifier, en utilisant un langage quelque peu géographique, de plan équatorial de symétrie. [0002] O-rings, commonly also called O-rings, are widely used in many applications. They generally have the geometric shape of an open torus, that is to say a torus whose major diameter, often simply called the diameter of the joint, is greater than the minor diameter, the latter still being called the rope diameter. They thus present a symmetry of revolution about an axis, as well as a plane of symmetry, orthogonal to this axis, which can be qualified, using a somewhat geographical language, of equatorial plane of symmetry.

[0003] Ils sont le plus souvent réalisés en élastomères par des procédés de moulage par injection ou par compression. Un outil de moulage comprend généralement deux demi-outils avec des faces planes venant l’une contre l’autre, chaque face plane étant gravée d’un grand nombre d’empreintes de demi-joints, c’est-à-dire des moitiés de joints situées d’un côté du plan de symétrie. Ces empreintes sont agencées de telle sorte qu’une empreinte d’un demi-outil vienne exactement en face d’une empreinte de l’autre demi-outil, de part et d’autre du plan de symétrie du joint. Dans le cas des moulages par injection, l’un des demi-outils comprend également des canaux d’alimentation. Le plan séparant les deux demi-outils est généralement qualifié par l’homme du métier de plan de joint. Dans les procédés de fabrication résumés ci-dessus, le plan de joint coïncide avec le plan équatorial de symétrie du joint. They are most often made of elastomers by injection molding or compression molding processes. A molding tool generally comprises two half-tools with plane faces coming against each other, each planar face being engraved with a large number of half-joint impressions, that is to say halves joints located on one side of the plane of symmetry. These cavities are arranged such that an impression of a half-tool comes exactly opposite an impression of the other half-tool, on either side of the plane of symmetry of the seal. In the case of injection moldings, one of the half-tools also comprises feed channels. The plane separating the two half-tools is generally qualified by those skilled in the art of jointing. In the manufacturing processes summarized above, the joint plane coincides with the equatorial plane of symmetry of the joint.

[0004] Malgré la précision de fabrication des outils de moulage actuels, de légers défauts de positionnement des empreintes se faisant face au cours du processus de moulage ne peuvent pratiquement pas être évités ce qui se traduit par divers défauts du joint torique se situant dans le plan de symétrie du joint. Des exemples non limitatifs de tels défauts sont représentés dans les fig. 1 , 2 et 3 : <tb>dans la fig. 1 ,<SEP>un déport 1 est dû à une différence de dimension de l’empreinte supérieure et de l’empreinte inférieure; <tb>dans la fig. 2 ,<SEP>un déport 2 est dû à un défaut d’alignement des deux empreintes; <tb>la fig. 3<SEP>montre une bavure de moulage.Despite the manufacturing accuracy of the current molding tools, slight misalignment of positioning defects facing during the molding process can hardly be avoided which results in various defects of the O-ring located in the plane of symmetry of the joint. Non-limiting examples of such defects are shown in FIGS. 1, 2 and 3: <tb> in fig. 1, <SEP> an offset 1 is due to a difference in size of the upper cavity and the lower cavity; <tb> in fig. 2, <SEP> an offset 2 is due to a misalignment of the two prints; <tb> fig. 3 <SEP> shows a molding burr.

[0005] On peut observer que ces défauts de surface, en particulier sous forme de déport ou de bavure, visualisent en quelque sorte le plan de joint en générant deux défauts de surface périphériques s’étendant respectivement selon un périmètre extérieur et un périmètre intérieur visibles à la surface du joint, dans le plan équatorial de celui-ci. It can be observed that these surface defects, in particular in the form of offset or burr, somehow visualize the joint plane by generating two peripheral surface defects respectively extending along an outer perimeter and a visible inner perimeter. on the surface of the joint, in the equatorial plane thereof.

[0006] De tels défauts, qui sont pratiquement impossibles à éviter en cours de fabrication dans l’état de la technique, sont normalement de l’ordre de quelques centièmes de millimètre et, en tout cas, avec un outillage moderne bien réalisé, inférieurs au 10e de millimètre. Dans la plupart des applications où on utilise des joints toriques de taille relativement importante, ces défauts sont d’importance relative mineure. Mais dans certains domaines d’application, tels que celui de l’horlogerie, où on utilise des joints de diamètres de 1 à 4 mm, avec des diamètres de corde inférieurs au millimètre, ces défauts ont une incidence sur l’efficacité de l’étanchéité: en effet dans la majorité des conceptions des pièces d’horlogerie, par exemple de poussoirs ou de couronnes, les 2 éléments à étancher viennent directement en contact avec ces défauts, la zone équatoriale du joint constituant la zone d’écrasement de celui-ci. Such defects, which are virtually impossible to avoid during manufacture in the state of the art, are normally of the order of a few hundredths of a millimeter and, in any case, with modern tools well done, lower at the 10th of a millimeter. In most applications where relatively large size O-rings are used, these defects are of minor relative importance. But in certain fields of application, such as that of the watch industry, where joints of diameters of 1 to 4 mm are used, with cord diameters smaller than one millimeter, these defects have an effect on the efficiency of the sealing: in the majority of designs of timepieces, for example pushers or crowns, the 2 elements to be sealed come directly in contact with these defects, the equatorial zone of the seal constituting the crushing zone of this- this.

[0007] Le but de l’invention est de trouver une solution à ce problème. The object of the invention is to find a solution to this problem.

[0008] À cet effet, l’invention propose un joint torique dans lequel les défauts de surface périphériques du joint sont situés hors du plan équatorial du joint, à une distance dudit plan équatorial telle, que par rapport au diamètre de corde D du joint 0,25 < 2d/D < 0,85 To this end, the invention provides an O-ring in which the peripheral surface defects of the seal are located outside the equatorial plane of the seal, at a distance from said equatorial plane such that compared to the diameter of the rope D of the seal 0.25 <2d / D <0.85

[0009] Plus particulièrement, la distance peut-être choisie de telle sorte que 0,40 < 2d/D < 0,60 More particularly, the distance can be chosen so that 0.40 <2d / D <0.60

[0010] La valeur optimale du rapport 2d/D est de l’ordre de 0,50. The optimum value of the ratio 2d / D is of the order of 0.50.

[0011] Selon un mode d’exécution, le défaut de surface s’étendant le long d’un diamètre périphérique extérieur et le défaut de surface s’étendant le long d’un diamètre périphérique intérieur sont situés du même côté du plan équatorial de symétrie du joint torique. According to one embodiment, the surface defect extending along an outer peripheral diameter and the surface defect extending along an inner peripheral diameter are located on the same side of the equatorial plane of symmetry of the O-ring.

[0012] Selon un autre mode d’exécution le défaut de surface s’étendant le long d’un diamètre périphérique extérieur et le défaut de surface s’étendant le long d’un diamètre périphérique intérieur sont situés de part et d’autre du plan équatorial de symétrie du joint torique. According to another embodiment, the surface defect extending along an outer peripheral diameter and the surface defect extending along an inner peripheral diameter are located on either side of the equatorial plane of symmetry of the O-ring.

[0013] Selon un mode d’exécution, vu en une coupe axiale le segment de droite reliant le défaut de surface périphérique extérieur et le défaut de surface périphérique intérieur présente un angle X avec le plan de symétrie équatorial compris entre 15° et 60°. According to one embodiment, seen in an axial section the line segment connecting the outer peripheral surface defect and the inner peripheral surface defect has an angle X with the equatorial plane of symmetry between 15 ° and 60 ° .

[0014] En particulier l’angle X peut être compris entre 25° et 35°. In particular the angle X can be between 25 ° and 35 °.

[0015] D’autres particularités et avantages de l’invention seront mieux compris de l’homme du métier grâce à la description ci-dessous de modes d’exécution en référence aux figures, dans lesquelles <tb>la fig. 1<SEP>est une vue en coupe axiale d’un joint torique selon l’état de la technique; <tb>la fig. 2<SEP>est une vue en coupe axiale d’un joint torique selon l’état de la technique; <tb>la fig. 3<SEP>est une vue en coupe axiale d’un joint torique selon l’état de la technique; <tb>la fig. 4<SEP>est une vue en coupe axiale, d’un mode d’exécution d’un joint torique selon l’invention; <tb>la fig. 5<SEP>est une vue en coupe axiale d’un autre mode d’exécution d’un joint torique selon l’invention; <tb>la fig. 6<SEP>montre le joint torique de la fig. 4 sous pression; <tb>la fig. 7<SEP>est un diagramme montrant de façon schématique un mode de fabrication d’un joint torique; <tb>la fig. 8<SEP>est un diagramme montrant de façon schématique un autre mode de fabrication d’un joint torique; <tb>la fig. 9<SEP>est une vue schématique éclatée en coupe montrant les empreintes d’un joint torique dans un outil de fabrication; <tb>la fig. 10<SEP>est une vue schématique montrant les empreintes de la fig. 9 assemblées; <tb>fig. 11<SEP>est une vue en perspective montrant les empreintes de la fig. 9 .Other features and advantages of the invention will be better understood by those skilled in the art by virtue of the description below of embodiments with reference to the figures, in which: <tb> fig. 1 <SEP> is an axial sectional view of an O-ring according to the state of the art; <tb> fig. 2 <SEP> is an axial sectional view of an O-ring according to the state of the art; <tb> fig. 3 <SEP> is a view in axial section of an O-ring according to the state of the art; <tb> fig. 4 <SEP> is an axial sectional view of an embodiment of an O-ring according to the invention; <tb> fig. <SEP> is an axial sectional view of another embodiment of an O-ring according to the invention; <tb> fig. 6 <SEP> shows the O-ring in fig. 4 under pressure; <tb> fig. 7 <SEP> is a diagram schematically showing a method of manufacturing an O-ring; <tb> fig. <SEP> is a diagram schematically showing another method of manufacturing an O-ring; <tb> fig. 9 <SEP> is an exploded schematic sectional view showing the impressions of an O-ring in a manufacturing tool; <tb> fig. <SEP> is a schematic view showing the footprints of FIG. 9 assemblies; <Tb> Fig. 11 <SEP> is a perspective view showing the indentations of FIG. 9.

[0016] Les joints toriques monobloc et monomatière montrés sur les fig. 1 – 3 en coupe axiale, c’est-à-dire selon un plan contenant l’axe de symétrie Z du joint torique, sont constitués par exemple d’un matériau élastomère, et peuvent être obtenus par un procédé de moulage par injection connu, schématisé sur la fig. 8 , ou un procédé de moulage par compression, également connu, schématisé sur la fig. 7 . Monobloc and monomatized O-rings shown in FIGS. 1 - 3 in axial section, that is to say in a plane containing the axis of symmetry Z of the O-ring, consist for example of an elastomeric material, and can be obtained by a known injection molding process , schematized in fig. 8, or a compression molding method, also known, schematized in FIG. 7.

[0017] Dans le procédé de moulage par injection de la fig. 8 , la matière première sous forme de gomme crue arrive en A, est mélangée en B avec des agents activateurs et des agents de réticulation, est malaxée en C jusqu’à l’homogénéité puis est découpée en D en bandes enroulables, qui sont introduites en E dans une vis sans fin chauffée, où la matière se liquéfie, est injectée sous pression dans les canaux d’alimentation et les empreintes de l’outil de moulage, où la vulcanisation, c’est-à-dire la réticulation de la matière monomère s’effectue. À la fin de l’opération de vulcanisation et après ouverture du moule, on obtient une grappe de joints reliés entre eux par les moulages des canaux d’alimentation, schématisée en F. La grappe subit enfin une ou plusieurs opérations de découpe et d’ébarbage pour séparer les joints des reliquats des canaux d’alimentation. In the injection molding method of FIG. 8, the raw material in the form of raw gum arrives at A, is mixed at B with activating agents and crosslinking agents, is kneaded at C until homogeneity and then is cut into D in rollable strips, which are introduced in E in a heated worm, where the material is liquefied, is injected under pressure into the feed channels and moldings of the molding tool, where the vulcanization, that is to say the crosslinking of the monomer material is carried out. At the end of the vulcanization operation and after opening the mold, a cluster of joints connected to each other by the moldings of the feed channels, schematized at F. The cluster finally undergoes one or more cutting and cutting operations. deburring to separate the seams from the remainders of the feed channels.

[0018] Dans un procédé de moulage par compression les étapes de préparation de la matière première sont les mêmes que les étapes schématisés en A, B, C et D de la fig. 8 et ne sont pas représentées sur la fig. 7 . Les rouleaux de matériau sont découpés en G en bandelettes calibrées dont le poids est contrôlé en H. les bandelettes sont déposées dans l’outil de moulage ouvert. La vulcanisation est effectuée en J dans l’outil fermé. Une fois la vulcanisation effectuée, l’outil est rouvert en K et la nappe obtenue, constituée des joints toriques et d’une fine membrane les reliant en est extraite; puis les joints sont séparés de cette membrane par découpes et ébarbage. In a compression molding process the steps of preparation of the raw material are the same as the schematic steps in A, B, C and D of FIG. 8 and are not shown in FIG. 7. The rolls of material are cut into G in calibrated strips whose weight is controlled in H. the strips are deposited in the open molding tool. The vulcanization is performed in J in the closed tool. Once the vulcanization has been carried out, the tool is reopened in K and the resulting web, consisting of O-rings and a thin membrane connecting them is extracted; then the joints are separated from this membrane by cutting and deburring.

[0019] Que les joints soient obtenus par l’un ou l’autre des procédés succinctement décrits ci-dessus, on ne peut éviter l’apparition de défauts dans le plan équatorial, tels que ceux schématiquement représentés à titre d’exemple sur les fig. 1 – 3 , si l’outil de moulage se compose de deux demi-outils se joignant de telle sorte que le plan de joint coïncide avec le plan de symétrie du joint torique. That the joints are obtained by one or the other of the methods briefly described above, it is impossible to avoid the appearance of defects in the equatorial plane, such as those schematically represented by way of example on the fig. 1 - 3, if the molding tool consists of two joining half-tools so that the joint plane coincides with the plane of symmetry of the O-ring.

[0020] Ce défaut peut être évité selon un premier mode d’exécution de l’invention en mettant en œuvre deux demi-outils dont l’un présente des empreintes correspondant chacune à un peu plus de la moitié du volume d’un demi-joint et l’autre présente les empreintes coordonnées, c’est-à-dire correspondant à un peu moins du volume du demi-joint, le plan de joint de l’ensemble de l’outil étant parallèle aux plans de symétrie des joints toriques mais décalé par rapport à ceux-ci. This defect can be avoided according to a first embodiment of the invention by implementing two half-tools, one of which has fingerprints each corresponding to a little more than half the volume of a half. seal and the other presents the coordinates, that is to say, corresponding to a little less than the volume of the half-joint, the joint plane of the tool assembly being parallel to the symmetry plane of the O-rings but offset from them.

[0021] Le joint torique selon ce premier mode d’exécution est montré sur la fig. 5 . Le plan de joint PD est parallèle au plan de symétrie équatoriale PS et décalé par rapport à ce dernier vers le haut de la fig. 5 , le rapport de ce décalage d au diamètre de corde D étant tel que 2d/D» 0,4. En utilisant un vocabulaire quelque peu géographique, on peut dire que les défauts de surface périphériques intérieur et extérieur sont décalés en latitude par rapport au plan équatorial. L’homme du métier observera que dans ce mode d’exécution le décalage maximal du plan de joint est limité d’une part par les contraintes d’usinage du demi-outil représentant la partie majeure du joint torique, et d’autre part les difficultés de démoulage du joint à partir de ce demi-outil si les rebords de l’empreinte sont trop refermés. The O-ring according to this first embodiment is shown in FIG. 5. The joint plane PD is parallel to the equatorial symmetry plane PS and offset from the latter towards the top of FIG. 5, the ratio of this shift d to the rope diameter D being such that 2d / D 0.4. Using a somewhat geographical vocabulary, it can be said that the inner and outer peripheral surface defects are offset in latitude with respect to the equatorial plane. The skilled person will observe that in this embodiment the maximum offset of the joint plane is limited firstly by the machining constraints of the half-tool representing the major part of the O-ring, and secondly the difficulties in demolding the seal from this half-tool if the edges of the impression are too closed.

[0022] Selon un autre mode d’exécution préféré de l’invention, on utilise un outil de moulage dont les empreintes sont schématiquement représentées sur les fig. 9 , 10 et 11 . Le demi-outil supérieur présente des empreintes coniques 4 et le demi-outil inférieur présente des empreintes 5 coniques coordonnées. À titre d’exemple, le demi-angle au sommet du cône représenté sur les figures est de l’ordre de 60°. Les empreintes 4 et 5 présentent chacune une gorge présentant la forme d’un demi-joint torique, mais incliné en section. Les formes de ces empreintes sont réalisées par enfonçage par électroérosion ou fraisage. Pour des raisons de construction et d’ajustement des pièces, l’empreinte inférieure 5 présente le long du bord extérieur de la gorge semi- torique une fine bande verticale 6. According to another preferred embodiment of the invention, a molding tool is used, the imprints of which are diagrammatically shown in FIGS. 9, 10 and 11. The upper half-tool has conical fingerprints 4 and the lower half-tool has coordinated conical fingerprints. For example, the half-angle at the top of the cone shown in the figures is of the order of 60 °. Fingerprints 4 and 5 each have a groove in the form of a half O-ring, but inclined in section. The shapes of these impressions are made by sinking by electroerosion or milling. For reasons of construction and adjustment of the parts, the lower recess 5 has along the outer edge of the semi-ring groove a thin vertical strip 6.

[0023] L’homme du métier observera que dans ce mode d’exécution, l’outil de formage ne présente plus de plan de joint au sens strict, ce plan étant remplacé par une pluralité de cônes, un outil pouvant comporter de l’ordre de 1000 empreintes. Those skilled in the art will observe that in this embodiment, the forming tool no longer has a joint plane in the strict sense, this plane being replaced by a plurality of cones, a tool that may comprise the order of 1000 fingerprints.

[0024] Le joint torique obtenu par ce type d’outil est représenté sur la fig. 4 . Comme on peut le constater, le défaut périphérique de surface extérieur présente un décalage d vers le haut par rapport au plan de symétrie PS, alors que le défaut périphérique de surface intérieur présente un décalage d vers le bas par rapport au plan de symétrie PS. Dans ce mode d’exécution, le décalage de ces défauts de surface est tel que 0,25 <2d/D < 0,85 et de préférence 0,40 < 2d/D < 0,60. The O-ring obtained by this type of tool is shown in FIG. 4. As can be seen, the outer surface circumferential defect has an upward shift d relative to the symmetry plane PS, while the inner surface peripheral defect has a downward shift d relative to the symmetry plane PS. In this embodiment, the offset of these surface defects is such that 0.25 <2d / D <0.85 and preferably 0.40 <2d / D <0.60.

[0025] Si l’on considère l’angle entre le défaut périphérique extérieur et le défaut périphérique intérieur, représenté sur la fig. 4 par le segment PI, par rapport au plan de symétrie PS, l’on a: 15° < X <60° et de préférence 25° < X < 35°. If we consider the angle between the outer peripheral defect and the inner peripheral defect, shown in FIG. 4 by the segment PI, with respect to the plane of symmetry PS, one has: 15 ° <X <60 ° and preferably 25 ° <X <35 °.

[0026] L’on observera que dans ce mode d’exécution, les valeurs du décalage ou en d’autres termes de l’angle X peuvent être plus importantes que dans le premier mode d’exécution décrit ci-dessus. It will be observed that in this embodiment, the offset values or in other words the angle X may be greater than in the first embodiment described above.

[0027] La fig. 6 illustre le résultat obtenu sous compression d’un joint torique selon ce mode d’exécution: les défauts de surface périphériques intérieurs et extérieurs se retrouvent tout au bord de la zone d’écrasement ZE entre les pièces à étancher et ne créent donc pas de défauts d’étanchéité. FIG. 6 illustrates the result obtained under compression of an O-ring according to this embodiment: the inner and outer peripheral surface defects are found at the edge of the zone of crushing ZE between the parts to be sealed and therefore do not create leaks.

Claims

O-ring characterized in that the peripheral surface defects of the gasket are located outside the equatorial plane of the gasket, at a distance d from said equatorial plane such that with respect to the diameter of the rope D of the gasket 0.25 <2d / D <0.85

O-ring according to claim 1, characterized in that the distance d is chosen so that 0.40 <2dD <0.60

An O-ring according to claim 1 or 2, characterized in that the surface defect extending along an outer circumferential diameter and the surface defect extending along an inner circumferential diameter are located in the same direction. side of the equatorial plane of symmetry of the O-ring.

An O-ring according to claim 1 or 2, characterized in that the surface defect extending along an outer circumferential diameter and the surface defect extending along an inner peripheral diameter are located from and else of the equatorial plane of symmetry of the O-ring.

5. O-ring according to claim 4, characterized in that, seen in an axial section the line segment PI connecting the outer peripheral surface defect and the inner peripheral surface defect have an angle X with the equatorial plane of symmetry between 15 ° and 60 °.

6. O-ring according to claim 4, characterized in that the angle X is between 25 ° and 35 °.