FR2725259A1 - Bague d'etancheite activee par pression - Google Patents

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Robert A Barrett
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
    • F16J15/08—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing
    • F16J15/0887—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing the sealing effect being obtained by elastic deformation of the packing

Abstract

L'invention concerne une bague d'étanchéité activée par pression (10) comprenant une partie en anse annulaire (12) ayant une surface régulière (24) en contact avec un premier fluide à haute pression, et une surface (26) en contact avec un second fluide à basse pression; une branche annulaire (14) qui s'étend de l'une des extrémités de la partie (12) à une extrémité libre (44) et ayant une première surface régulière allant de la surface (24) à l'extrémité (44), et une seconde surface allant de la surface (26) à l'extrémité (44) de la branche (14) qui comporte une portion courbée (42) définissant une surface d'étanchéité annulaire (46), l'extrémité (44) étant en contact avec le second fluide; et une branche annulaire (16) qui s'étend de l'autre extrémité de la partie (12) à une extrémité libre (54) et ayant une première surface régulière allant de la surface (24) à l'extrémité (54), et une seconde surface allant de la surface (26) à l'extrémité (54) de la branche (16) qui comporte une portion courbée (52) définissant une surface d'étanchéité annulaire (56), l'extrémité libre (54) étant en contact avec le second fluide.

Description

Bague d'étanchéité activée par pression La présente invention concerne des
bagues d'étanchéité imperméables aux fluides qui sont activées sous l'effet d'une pression pour confiner un fluide à des températures et à des pressions élevées. Plus précisément, cette invention concerne des bagues d'étanchéité monocouches et multicouches présentant un meilleur contact d'étanchéité et une contrainte
localisée plus faible.
Des bagues d'étanchéité métalliques élastiques sont couramment utilisées dans des applications très variées en raison de leur capacité à s'adapter d'une manière répétée à des variations de longueur importantes dues aux dilatations et aux contractions thermiques d'ensembles qui les entourent et/ou qui viennent en contact avec elles d'une manière
étanche. Par exemple, dans les parties chaudes d'un turbo-
moteur d'avion, un joint d'étanchéité doit être créé entre des organes situés à des distances variables les uns des autres en fonction de la somme des tolérances de fabrication des différents organes de l'ensemble et de leur dilatation thermique relative en cours de fonctionnement du moteur. Le joint d'étanchéité doit être capable d'épouser la forme de brides ou de surfaces non planes pour permettre des fuites faibles. Par conséquent, de nombreux types et formes de joints d'étanchéité ont été utilisés pour empêcher un fluide de s'échapper d'un joint dans des systèmes de conduites ou dans d'autres organes. Les jonctions prévues dans la trajectoire du fluide ou dans les organes soumis à des pressions élevées comportent souvent, entre leurs raccords ou leurs organes, des joints d'étanchéité ou des bagues d'étanchéité activé(e)s par pression. Ces bagues d'étanchéité sont élastiques du fait de leur matériau constitutif et de leur conception géométrique afin de remplir l'espace entre les éléments adjacents. Le résultat souhaité est que la bague d'étanchéité vienne s'abouter fermement contre les deux éléments en tous points le long du point afin de boucher complètement cet espace. Il existe actuellement de nombreux types de bagues d'étanchéité qui comprennent, par exemple, des bagues d'étanchéité en forme de C, des bagues d'étanchéité en forme de V et des bagues d'étanchéité du type à plusieurs circonvolutions. A titre d'exemples de bagues d'étanchéité du type à circonvolutions particulièrement bien adaptées pour les applications décrites ci-dessus, on peut citer les brevets américains Nos. 3 797 836 et 4 121 843 au nom de Halling. Les bagues d'étanchéité décrites dans ces brevets
ont une structure monocouche.
Des joints d'étanchéité multicouches ont également été développés pour certains cas dans lesquels un joint d'étanchéité monocouche est inadapté. On trouve un exemple de joint d'étanchéité multicouche dans le brevet américain No. 3 012 302 au nom de Waite. Le brevet de Waite décrit une bague d'étanchéité comportant trois éléments séparés, emboîtés les uns dans les autres pour former une structure à trois couches. Les extrémités libres opposées des trois couches sont conçues pour s'étendre axialement afin que la ligne d'étanchéité passe par les extrémités libres. Etant donné que les extrémités libres ne sont pas reliées les unes aux autres, un fluide à haute pression est susceptible de
pénétrer dans les espaces interstitiels entre les couches.
Ceci peut entraîner une contrainte due à une pression d'air élevée dans la couche extérieure. Cette contrainte est doublée dans le cas, par exemple, d'une bague d'étanchéité à
deux couches.
On a par conséquent développé des bagues d'étanchéité multicouches dont les extrémités des couches sont soudées entre elles le long d'une zone de soudure annulaire pour que le fluide ne pénètre pas entre les couches. Des bagues d'étanchéité multicouches de ce type sont décrites dans le brevet américain No. 5 249 814 au nom de Halling. Les bagues d'étanchéité du type de celles décrites dans le brevet de Halling ont des performances exceptionnelles. Toutefois,
elles sont souvent plus onéreuses à fabriquer.
D'autres exemples de bagues d'étanchéité de l'art antérieur sont décrits dans les brevets américains Nos. 2 263 756 au nom de Bowers; 3 272 521 au nom de McNenny; 3 595 588 au nom de Rode; 4 218 067 au nom de Halling; 4 361 335 au nom de Vinciguerra; 4 477 086 au nom de Feder et consorts
et 4 759 555 au nom de Halling.
Au vu de ce qui précède, il est par conséquent clair que l'on a besoin d'une bague d'étanchéité qui présente des performances supérieures avec des coûts de fabrication plus faibles et qui satisfasse aux normes courantes en matière de maîtrise des fuites tout en étant capable de s'adapter à une déformation de brides plus importante que les bagues d'étanchéité de l'art antérieur, et de bagues d'étanchéité multicouches qui permettent de supprimer la nécessité d'un
soudage de bord circonférentiel entre les couches.
La présente invention est destinée à répondre à ces besoins de la technique ainsi qu'à d'autres nécessités comme cela ressortira clairement pour l'homme de l'art de la
description suivante.
En conséquence, la présente invention a pour but de proposer une bague d'étanchéité qui présente des performances
supérieures avec des coûts de fabrication plus faibles.
Un autre but de la présente invention est de proposer une bague d'étanchéité qui présente des niveaux de contrainte
plus faibles.
Un but supplémentaire de l'invention est de proposer une bague d'étanchéité multicouche qui ne nécessite pas de
soudage de bord circonférentiel entre les couches.
Un but additionnel de la présente invention est de proposer une bague d'étanchéité qui soit capable d'une plus grande déformation afin de s'adapter aux mouvements de dilatation thermique circulaire plus importants qui se produisent dans les turbo-moteurs modernes, sans perte d'élasticité due à une relaxation des contraintes ou à une
défaillance due à la fatigue.
Les buts ci-dessus sont fondamentalement atteints, selon un premier aspect de la présente invention, grâce à une bague d'étanchéité activée par pression comprenant une partie en anse annulaire qui présente une première surface sensiblement régulière adaptée pour être en contact avec un premier fluide à haute pression, et une seconde surface adaptée pour être en contact avec un second fluide à basse pression ayant une pression inférieure à celle du premier fluide; une première branche annulaire qui s'étend depuis l'une des extrémités de la partie en anse jusqu'à une première extrémité libre et qui présente une première surface sensiblement régulière s'étendant en prolongement depuis la première surface de la partie en anse jusqu'à la première extrémité libre de la première branche, et une seconde surface qui s'étend depuis la seconde surface de la partie en anse jusqu'à la première extrémité libre de la première branche, première branche qui comporte une portion courbée définissant une première surface d'étanchéité annulaire sur la première surface de la première branche, la première extrémité libre située au niveau de la première branche étant en contact avec le second fluide à basse pression; et une seconde branche annulaire qui s'étend depuis l'autre extrémité de la partie en anse jusqu'à une seconde extrémité libre et qui présente une première surface sensiblement régulière s'étendant en prolongement depuis la première surface de la partie en anse jusqu'à la seconde extrémité libre de la seconde branche, et une seconde surface qui s'étend depuis la seconde surface de la partie en anse jusqu'à la seconde extrémité libre de la seconde branche, seconde branche qui comporte une seconde portion courbée définissant une seconde surface d'étanchéité annulaire sur la seconde surface de la seconde branche, la seconde extrémité libre de la seconde branche étant en contact avec le second
fluide à basse pression.
Les buts ci-dessus sont également fondamentalement atteints, selon un second aspect de la présente invention, grâce à une bague d'étanchéité activée par pression comprenant une couche annulaire intérieure qui comporte une partie en anse intérieure, une première branche intérieure qui s'étend depuis l'une des extrémités de la partie en anse intérieure jusqu'à une première extrémité libre, et une seconde branche intérieure qui s'étend depuis l'autre extrémité de la partie en anse intérieure jusqu'à une seconde extrémité libre, les première et seconde branches intérieures comportant des première et seconde portions coudées qui présentent des première et seconde surfaces d'étanchéité annulaires respectivement; et une couche annulaire extérieure qui recouvre la couche annulaire intérieure en étant emboîtée sur celle-ci et qui comporte une partie en anse extérieure, une première branche extérieure qui s'étend depuis l'une des extrémités de la partie en anse extérieure jusqu'à une troisième extrémité libre, et une seconde branche extérieure qui s'étend depuis l'autre extrémité de la partie en anse extérieure jusqu'à une quatrième extrémité libre, les première et seconde branches extérieures comportant des première et seconde portions coudées en contact intime avec les première et seconde portions coudées des branches intérieures pour relier solidement entre elles les couches annulaires intérieure et extérieure, les première, seconde, troisième et quatrième extrémités libres étant positionnées entre les parties en anse annulaires et les surfaces d'étanchéité annulaires afin d'être exposées à un fluide à
basse pression venant en contact avec la couche extérieure.
Dans certains modes de réalisation, une seule couche est utilisée, tandis que dans d'autres modes de réalisation, des couches multiples sont utilisées. De même, dans certains modes de réalisation, chacune des branches annulaires comporte une portion plane et une portion courbée, tandis que dans d'autres modes de réalisation, la portion plane a été
supprimée.
En outre, conformément à la présente invention, la partie en anse peut soit consister en une seule portion courbée, soit comporter de multiples circonvolutions. D'autre part, le profil, plus précisément le profil en section transversale, de la bague d'étanchéité peut être inversé pour former un joint d'étanchéité activé de l'extérieur par pression, qui empêche un fluide à haute pression de se diriger axialement vers l'intérieur en direction du centre de
la bague d'étanchéité.
Ces buts, avantages et caractéristiques de la présente
invention seront mieux compris à la lecture de la description
détaillée suivante de modes de réalisation préférés donnée à titre d'exemple nullement limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est une vue en élévation latérale d'une bague d'étanchéité à deux couches selon un premier mode de réalisation de la présente invention; La figure 2 est une vue en coupe longitudinale partielle et agrandie de la bague d'étanchéité représentée sur la figure 1, installée au niveau d'une jonction entre deux tuyaux; La figure 3 est une vue en coupe longitudinale partielle et agrandie de la bague d'étanchéité de la figure 1, réalisée suivant la ligne de coupe 3- 3; La figure 4 est une vue en coupe longitudinale partielle d'une bague d'étanchéité monocouche selon un second mode de réalisation de l'invention; La figure 5 est une vue en coupe longitudinale partielle d'une bague d'étanchéité à deux couches modifiée selon un troisième mode de réalisation de l'invention et installée dans un carter de moteur; La figure 6 est une vue en coupe longitudinale partielle d'une bague d'étanchéité à deux couches, du type à circonvolution, selon un quatrième mode de réalisation de l'invention; La figure 7 est une vue en coupe longitudinale partielle d'une bague d'étanchéité à deux couches, comportant des branches bombées selon un cinquième mode de réalisation de l'invention; La figure 8 est une vue en coupe longitudinale partielle d'une bague d'étanchéité à deux couches selon un sixième mode de réalisation de l'invention; La figure 9 est une vue en coupe longitudinale partielle d'une bague d'étanchéité monocouche selon un septième mode de réalisation de la présente invention; et La figure 10 est une vue en coupe longitudinale partielle d'une bague d'étanchéité à deux couches, du type à circonvolution selon un huitième mode de réalisation de la présente invention. En référence tout d'abord aux figures 1 à 3, une bague d'étanchéité activée de l'intérieur par pression 10, selon le premier mode de réalisation de l'invention, comprend une partie en anse annulaire 12, une première branche annulaire 14 qui s'étend à partir de l'une des extrémités de la partie en anse 12, et une seconde branche annulaire 16 qui s'étend
à partir de l'autre extrémité de la partie en anse 12.
Dans ce mode de réalisation, la bague d'étanchéité 10 est formée de deux couches ou éléments annulaires 20 et 22 faits d'un matériau métallique élastique. Chaque couche a de préférence une épaisseur approximativement égale à 0,12 mm (0,005 pouce). N'importe quelle épaisseur adaptée du point de vue de la fabrication ou d'une charge de contact peut naturellement être utilisée. Le matériau métallique des couches 20 et 22 peut consister en n'importe quel matériau élastique pour hautes températures, tel qu'un alliage INCONELU ou WASPALLOY ou n'importe quel acier inoxydable pour hautes températures, ainsi que n'importe quel matériau
élastique pour hautes températures développé récemment.
La première couche 20 est une couche extérieure recouvrant la seconde couche 22 qui constitue une couche intérieure. La couche extérieure 20 est emboîtée sur la couche intérieure 22 afin que leurs surfaces en vis-à-vis soient en contact intime au niveau de leurs interfaces. Cette couche extérieure 20 est en contact avec un fluide à basse pression. En revanche, la couche intérieure 22 est en contact avec un fluide à haute pression destiné à activer par pression la bague d'étanchéité 10. La couche intérieure 22 présente une première surface ou une surface intérieure 24 qui est soumise à l'action du fluide à haute pression destiné à activer par pression la bague d'étanchéité 10, tandis que la couche extérieure 20 présente une seconde surface ou une surface extérieure 26 soumise à l'action du fluide à basse pression. Ainsi, la bague d'étanchéité 10 constitue un joint
d'étanchéité soumis à une pression de l'intérieur, c'est-à-
dire que le fluide à haute pression enfermé hermétiquement exerce une force dirigée radialement vers l'extérieur sur la
bague d'étanchéité 10.
La partie en anse 12 présente la forme d'un cercle partiel lorsqu'on la considère en coupe longitudinale comme sur les figures 2 et 3. La partie en anse 12 s'étend sur un arc d'au moins approximativement 180 et de préférence dans la plage d'environ 190 à environ 220 . Par exemple, la partie en anse peut s'étendre sur un arc d'approximativement 212,66 . Cette partie en anse 12 est conçue pour ne pas venir en contact avec des brides de tuyaux 30 et 32, lorsqu'on la considère sur la figure 2. Par conséquent, la partie en anse 12 peut se déformer librement vers l'intérieur pour atténuer
une contrainte localisée qui s'exerce à l'intérieur d'elle.
En d'autres termes, la contrainte exercée dans la partie en anse 12 est répartie d'une manière plus uniforme étant donné que la partie en anse 12 n'est pas en contact avec les brides de tuyaux 30 et 32. En outre, comme la partie en anse 12 forme un arc sensiblement régulier, il n'existe pas de point de flexion unique soumis à une contrainte localisée élevée comme dans une bague d'étanchéité en forme de V ou dans les coudes à faibles rayons de certains joints d'étanchéité de
l'art antérieur.
Les branches 14 et 16 sont sensiblement identiques, excepté que la branche 14 constitue une image inversée de la branche 16. La branche 14 comporte une portion plane sensiblement droite 40 qui s'étend depuis l'une des extrémités de la partie en anse 12, et une portion courbée 42 qui s'étend à partir de la portion plane 40 jusqu'à une extrémité libre 44. La portion courbée 42 comporte une surface d'étanchéité courbée 46 destinée à venir en contact avec la bride de tuyau 30 pour former entre elle et cette dernière un joint d'étanchéité annulaire imperméable à un fluide. De la même manière, la seconde branche 16 comprend une portion plane sensiblement droite 50 qui s'étend depuis l'une des extrémités de la partie en anse 12, et une portion courbée 52 qui s'étend depuis la portion plane 50 jusqu'à une extrémité libre 54. La portion courbée 52 comporte une surface d'étanchéité annulaire 56 destinée à venir en contact avec la bride de tuyau 32 pour former entre elle et cette dernière un joint d'étanchéité annulaire imperméable à un fluide. De préférence, à l'état non soumis à une contrainte, les portions planes 40 et 50 convergent légèrement l'une vers l'autre au fur et à mesure qu'elles s'éloignent de la partie en anse 12 pour contribuer à maintenir une cohésion des couches 20 et 22. Dans d'autres modes de réalisation de l'invention (non représentés), les portions planes 40 et 50 peuvent naturellement être réalisées pour, à l'état non soumis à une contrainte, être parallèles ou divergentes, en fonction de l'application souhaitée. Ceci a pour effet de définir une partie en anse 12 ayant une courbure approximativement égale à 180 ou inférieure à 180 . De même, les portions planes 40 et 50 peuvent être bombées vers l'intérieur, comme dans l'un des modes de réalisation décrits ci-après. Les surfaces intérieures des portions planes 40 et s'étendent dans le prolongement de la surface intérieure de la partie en anse 12 pour définir une surface intérieure sensiblement régulière. Comme l'homme de l'art le comprendra
clairement à la lecture de cette description, l'expression
"surface sensiblement régulière" utilisée ici est destinée à inclure des surfaces planes ainsi que des surfaces courbes exemptes de transitions brusques, c'est-à-dire de coudes prononcés, et qui présentent un aspect visuel régulier. En d'autres termes, l'expression "surface sensiblement régulière" peut inclure des surfaces qui, soumises à un examen à l'aide d'un appareil grossissant, présentent un
aspect rugueux.
Les portions courbées 42 et 52 s'étendent sur un arc d'au moins 180 approximativement et de préférence légèrement supérieur à 180 pour que les surfaces d'étanchéité courbées 46 et 56 viennent respectivement totalement en contact avec les brides de tuyaux 30 et 32, afin de former entre elles deux joints d'étanchéité annulaires. Les zones situées tout à fait aux extrémités des portions courbées 42 et 52 peuvent comporter une courte partie plane visible sur les dessins, ou bien leur courbure peut se poursuivre jusqu'aux extrémités
libres 44 et 54.
La couche extérieure 20 augmente la résistance de la bague d'étanchéité 10 mais n'est pas en contact avec le
fluide à haute pression retenu par la bague d'étanchéité 10.
Plusieurs découpes, telles que des fentes 58, peuvent être prévues facultativement pour fournir une souplesse supplémentaire le long des branches 14 et 16. Les fentes 58 facilitent la construction et l'installation de la bague d'étanchéité 10. Ces fentes 58 sont de préférence espacées régulièrement autour de la circonférence de la bague d'étanchéité 10 et positionnées sur les deux première et seconde branches 14 et 16 le long des portions planes 40 et 50 et des portions courbées 32 et 52. Sur la figure 1, par exemple, huit fentes 58 sont représentées sur chacune des branches 14 et 16, seule la branche 14 étant visible sur
cette figure.
Bien que dans ce mode de réalisation deux couches 20 et 22 soient représentées en contact de surface intime au niveau
de leurs interfaces, une couche d'un matériau auto-
amortisseur peut être disposée entre les couches 20 et 22. De même, bien que le mode de réalisation illustré comporte seulement deux couches, des couches supplémentaires peuvent être utilisées, ou bien les deux couches peuvent être remplacées par une seule couche comme cela sera expliqué plus loin. De même, les couches 20 et 22 peuvent avoir la même épaisseur, comme illustré, ou bien des épaisseurs
différentes, en fonction des besoins.
D'autre part, les couches 20 et 22 peuvent être faites de matériaux ayant des caractéristiques et/ou des compositions identiques ou différentes. Par exemple, il est il possible de sélectionner des matériaux pour obtenir des caractéristiques de dilatation voulues pour une application d'étanchéité particulière et les couches individuelles peuvent être faites de matériaux différents pour former une bague d'étanchéité ayant, d'un côté, une plus grande résistance à la corrosion et, de l'autre côté, des propriétés
mécaniques davantage souhaitables.
De même, comme cela ressortira des autres modes de réalisation décrits ici, la partie en anse 12 peut être conçue pour comporter de multiples circonvolutions, comme cela sera décrit ci-après, et être modifiée pour former un joint d'étanchéité du type soumis à une pression de l'extérieur, comme cela sera décrit plus loin. Ce mode de réalisation peut être revêtu d'une couche d'un placage réalisé par enduction fait d'un matériau métallique doux, tel que du nickel, du plomb, de l'argent ou n'importe quel autre matériau approprié, comme cela sera décrit plus loin dans
l'un des modes de réalisation suivants.
Dans une application de moteur à réaction typique d'une bague d'étanchéité multicouche, telle qu'un joint pneumatique en V pour un système de conduites d'avion, chaque couche a une épaisseur approximativement égale à 0,12 mm (0,005 pouce). Toutefois, il n'existe aucune limite ni en ce qui concerne le diamètre de la bague ni en ce qui concerne l'épaisseur des couches. L'épaisseur est déterminée par les
pressions et les températures de fonctionnement et de test.
L'épaisseur de chaque couche et le nombre de couches sont également déterminés par l'importance de la déformation qui doit être subie en service du fait des tolérances d'installation et des excursions thermiques des organes et des ensembles qui doivent être rendus hermétiques. En outre, la configuration en section transversale, y compris le nombre de circonvolutions pour les joints d'étanchéité du type à circonvolutions, constitue également un facteur déterminant de l'épaisseur. Par exemple, un joint d'étanchéité à une seule circonvolution, caractéristique, aura un diamètre intérieur approximativement égal à 12,6 cm (4,96 pouces) et un diamètre extérieur de 13,3 cm (5,24 pouces) et comportera deux couches ayant chacune une épaisseur d'approximativement
0,12 mm (0,005 pouce) 0,025 mm ( 0,001 pouce).
On peut, en fonction des besoins, faire varier la force de contact entre les organes rendus étanches et la bague d'étanchéité 10 ainsi que le niveau de contrainte s'exerçant à l'intérieur de la bague d'étanchéité 10 (1) en modifiant la longueur des portions planes 40 et 50 des branches 14 et 16, (2) en changeant le nombre de couches, (3) en modifiant l'épaisseur des couches, et/ou (4) en modifiant d'autres
caractéristiques géométriques de la bague d'étanchéité.
Autrement dit, en raccourcissant la longueur des portions planes 40 et 50, on augmente la force de contact et le niveau de contrainte à l'intérieur de la partie en anse. Mais, en augmentant le nombre de couches, tout en conservant la même épaisseur totale, on diminue la force de contact et le niveau de contrainte dans la partie en anse comparativement à une bague d'étanchéité comportant un nombre inférieur de couches ayant la même épaisseur totale. Par exemple, une seule couche de 0,25 mm (0,010 pouce) d'épaisseur aura une force de contact plus importante et un niveau de contrainte plus élevé dans la partie en anse qu'un joint d'étanchéité à deux couches ayant la même épaisseur totale, dans lequel chaque
couche a une épaisseur d'environ 0,12 mm (0,005 pouce).
En se référant maintenant à la figure 4, on peut voir illustrée une bague d'étanchéité 110 selon un second mode de réalisation de la présente invention. La bague d'étanchéité est sensiblement identique à la bague d'étanchéité 10, excepté que la couche extérieure de la bague d'étanchéité 10 a été supprimée et que l'épaisseur de la couche intérieure 122 a été doublée. Ainsi, la bague d'étanchéité 110 constitue un joint d'étanchéité monocouche ayant la même épaisseur que la bague d'étanchéité 10 des figures 1 à 3. Etant donné que ce mode de réalisation est sensiblement identique au premier mode de réalisation des figures 1 à 3, il ne sera pas décrit
en détail ici.
La bague d'étanchéité 110 est une bague d'étanchéité activée de l'intérieur par pression, et comprend une partie en anse annulaire 112, une première branche annulaire 114 qui s'étend depuis l'une des extrémités de la partie en anse 112, et une seconde branche annulaire 116 qui s'étend depuis l'autre extrémité de la partie en anse 112. Dans ce mode de réalisation, la bague d'étanchéité 110 est formée d'une seule couche 122 faite d'un matériau métallique élastique ayant de préférence une épaisseur
approximativement égale à 0,25 mm (0,010 pouce).
Naturellement, n'importe quelle épaisseur appropriée du point de vue de la fabrication ou d'une charge de contact peut être utilisée. Le matériau métallique de la couche 122 peut consister en n'importe quel matériau élastique pour hautes températures, tel qu'un alliage INCONELS ou WASPALLOYO ou en n'importe quel acier inoxydable pour hautes températures ainsi que n'importe quel matériau élastique pour hautes
températures développé récemment.
La couche 122 présente une première surface ou une surface intérieure 124 qui est soumise au fluide à haute pression destiné à activer par pression la bague d'étanchéité , et une seconde surface ou une surface extérieure 126 qui est soumise au fluide à basse pression. Ainsi, la bague d'étanchéité 110 constitue un joint d'étanchéité soumis à une pression de l'intérieur, c'est-à-dire que le fluide à haute pression enfermé hermétiquement exerce une force dirigée
radialement vers l'extérieur sur la bague d'étanchéité 110.
La partie en anse 112 représente la forme d'un cercle partiel lorsqu'on la considère en coupe longitudinale comme sur la figure 4. La partie en anse 112 s'étend sur un arc d'au moins approximativement 180 et de préférence dans la plage d'environ 190 à environ 220 . Par exemple, la partie en anse peut s'étendre sur un arc d'approximativement 212,66 . Cette partie en anse 112 est conçue pour ne pas venir en contact avec les organes rendus hermétiques. La partie en anse 112 peut par conséquent se déformer librement vers l'intérieur pour atténuer une contrainte localisée qui s'exerce à l'intérieur d'elle. En d'autres termes, la contrainte qui s'exerce dans la partie en anse 112 est répartie d'une manière plus uniforme étant donné que la partie en anse 112 ne vient pas en contact avec les organes rendus hermétiques. En outre, comme la partie en anse 112 forme un arc sensiblement régulier, il n'existe pas de point
de flexion unique soumis à une contrainte localisée élevée. Les branches 114 et 116 sont sensiblement identiques, excepté que la
branche 114 constitue une image inversée de la branche 116. La branche 114 comprend une portion plane sensiblement droite 140 qui s'étend depuis l'une des extrémités de la partie en anse 112, et une portion courbée 142 qui s'étend depuis la portion plane 140 jusqu'à une extrémité libre 144. La portion courbée 142 comporte une surface d'étanchéité courbée 146 destinée à venir en contact avec l'un des organes (non représentés) rendus hermétiques pour former entre elle et ce dernier un joint d'étanchéité
annulaire imperméable à un fluide.
De la même manière, la seconde branche 116 comporte une portion plane sensiblement droite 150 qui s'étend depuis l'une des extrémités de la partie en anse 112, et une portion courbée 152 qui s'étend depuis la portion plane 150 jusqu'à une extrémité libre 154. La portion courbée 152 comporte une surface d'étanchéité annulaire 156 destinée à venir en contact avec l'autre organe (non représenté) rendu hermétique pour former entre elle et celui-ci un joint d'étanchéité
annulaire imperméable à un fluide.
De préférence, à l'état non soumis à une contrainte, les portions planes 140 et 150 convergent légèrement l'une vers l'autre au fur et à mesure qu'elles s'éloignent de la partie en anse 112. Dans d'autres modes de réalisation de l'invention (non représentés), les portions planes 140 et 150 peuvent évidemment être conçues pour, à l'état non soumis à une contrainte, être parallèles ou divergentes en fonction de l'application souhaitée. Ceci a pour effet de définir une partie en anse 112 ayant une courbure approximativement égale à 180 ou inférieure à 180 . De même, les portions planes 140 et 150 peuvent être bombées vers l'intérieur comme dans l'un des modes de réalisation décrits ci-après. Les surfaces intérieures des portions planes 140 et 150 s'étendent dans le prolongement de la surface intérieure de la partie en anse 112 pour définir une surface intérieure sensiblement régulière. Les portions courbées 142 et 152 s'étendent sur un arc d'approximativement 180 et de préférence légèrement supérieur à 180 pour que les surfaces d'étanchéité courbées 146 et 156 viennent totalement en contact avec les organes
(non représentés) rendus étanches afin de former entre ceux-
ci deux joints d'étanchéité annulaires. Les zones situées tout à fait aux extrémités des portions courbées 142 et 152 peuvent comporter une courte partie plane représentée sur les dessins, ou bien leur courbure peut se poursuivre jusqu'aux
extrémités libres 144 et 154.
Dans ce mode de réalisation, la bague d'étanchéité 110 est de préférence revêtue d'une couche d'un placage pouvant être réalisé par enduction (non représenté) fait d'un matériau métallique doux, tel que du nickel, du plomb, de l'argent ou n'importe quel autre matériau approprié. Le placage pouvant être réalisé par enduction est de préférence appliqué sur la totalité de la surface de la bague d'étanchéité 110 par un placage en bain. Le placage pouvant être réalisé par enduction peut toutefois être appliqué
uniquement aux surfaces d'étanchéité annulaires 146 et 156.
Le placage pouvant être réalisé par enduction est conçu pour se déformer ou pour fluer dans toutes les imperfections présentes dans les organes (par exemple, les brides de tuyaux ou les surfaces de garnitures d'étanchéité) rendus étanches,
lorsque la bague d'étanchéité 110 est correctement installée.
Sur la figure 5, une bague d'étanchéité à deux couches modifiée 210 selon un troisième mode de réalisation de la présente invention est représentée installée dans un carter de moteur 260. La bague d'étanchéité 210 est sensiblement identique à la bague d'étanchéité 10, excepté que la bague d'étanchéité 210 a été inversée pour être du type soumis à une pression de l'extérieur et non de l'intérieur. Ainsi, la couche intérieure 222 est tournée radialement vers l'extérieur et non radialement vers l'intérieur. Etant donné que cette bague d'étanchéité 210 est similaire à la bague
d'étanchéité 10, elle ne sera pas décrite en détail ici.
La bague d'étanchéité 210 comprend une partie en anse annulaire 212, une première branche annulaire 214 qui s'étend depuis l'une des extrémités de la partie en anse 212, et une seconde branche annulaire 216 qui s'étend depuis l'autre extrémité de la partie en anse 212. La bague d'étanchéité 210 est représentée dans une cavité 262 du carter de moteur 260 qui est définie entre un logement intérieur 264 et un logement extérieur 266. La première branche 214 vient en contact avec un rebord 268 du logement intérieur 264, tandis que la seconde branche 216 vient en contact avec un rebord 270 du logement extérieur 266 pour former un Joint d'étanchéité entre ceux-ci. Un fluide à haute pression situé dans un canal 272 exerce une force de pression élevée sur la
partie extérieure de la bague d'étanchéité 210.
La bague d'étanchéité 210 est constituée de deux couches ou éléments annulaires 220 et 222 faits d'un matériau métallique élastique. Chaque couche a de préférence une
épaisseur approximativement égale à 0,12 mm (0,005 pouce).
Naturellement, n'importe quelle épaisseur appropriée du point de vue de la fabrication ou d'une charge de contact peut être utilisée. Le matériau métallique des couches 220 et 222 peut consister en n'importe quel matériau élastique pour hautes températures, tel qu'un alliage INCONELS ou WASPALLOYS ou n'importe quel acier inoxydable pour hautes températures, ainsi que n'importe quel matériau élastique pour hautes
températures développé récemment.
La première couche 220 constitue une couche extérieure qui recouvre la seconde couche 222 formant une couche intérieure. La couche extérieure 220 est emboîtée sur la couche intérieure 222 afin que leurs surfaces en vis-à-vis soient en contact intime au niveau de leurs interfaces. La couche extérieure 220 est en contact avec un fluide à basse pression. La couche intérieure 222, en revanche, est en contact avec un fluide à haute pression destiné à activer par pression la bague d'étanchéité 220. Cette couche intérieure 222 présente une première surface ou une surface intérieure 224 qui est soumise au fluide à haute pression destiné à activer par pression la bague d'étanchéité 210, tandis que la couche extérieure 220 présente une seconde surface ou une surface extérieure 226 qui est soumise à l'action du fluide à basse pression. Ainsi, la bague d'étanchéité 210 constitue un joint d'étanchéité soumis à une pression de l'extérieur, c'est-à-dire que le fluide à haute pression enfermé hermétiquement exerce une force dirigée radialement vers
l'intérieur sur la bague d'étanchéité 210.
La partie en anse 212 présente la forme d'un cercle partiel lorsqu'on la considère en coupe longitudinale comme sur la figure 5. La partie en anse 212 s'étend sur un arc d'au moins approximativement 180 et de préférence dans la plage d'environ 190 à environ 220 . Par exemple, la partie en anse peut s'étendre sur un arc d'approximativement 212,66 . La partie en anse 212 est conçue pour ne pas venir en contact avec les rebords 268 et 270 visibles sur la figure 5. Par conséquent, la partie en anse 212 peut se déformer librement vers l'intérieur pour atténuer une contrainte localisée qui s'exerce à l'intérieur d'elle. Autrement dit, la contrainte qui s'exerce dans la partie en anse 212 est répartie d'une manière plus uniforme étant donné que la partie en anse 212 ne vient pas en contact avec les rebords 268 et 270. En outre, comme la partie en anse 212 forme un arc sensiblement régulier, il n'existe pas de point de
flexion unique soumis à une contrainte localisée élevée.
Les branches 214 et 216 sont sensiblement identiques, excepté que la branche 214 constitue une image inversée de la branche 216. La branche 214 comprend une portion plane sensiblement droite 240 qui s'étend depuis l'une des extrémités de la partie en anse 212, et une portion courbée 242 qui s'étend depuis la portion plane 240 jusqu'à une extrémité libre 244. La portion courbée 242 comporte une surface d'étanchéité courbée 246 destinée à venir en contact avec le rebord 268 pour former entre elle et ce dernier un
joint d'étanchéité annulaire imperméable à un fluide.
De la même manière, la seconde branche 216 comprend une portion plane sensiblement droite 250 qui s'étend depuis l'une des extrémités de la partie en anse 212 et une portion courbée 252 qui s'étend depuis la portion plane 250 jusqu'à une extrémité libre 254. La portion courbée 252 comporte une surface d'étanchéité annulaire 256 destinée à venir en contact avec le rebord 270 pour former entre elle et ce dernier un joint d'étanchéité annulaire imperméable à un fluide. De préférence, à l'état non soumis à une contrainte, les portions planes 240 et 250 convergent légèrement l'une vers l'autre au fur et à mesure qu'elles s'éloignent de la partie en anse 212 pour contribuer à conserver une cohésion des couches 220 et 222. Naturellement, dans d'autres modes de réalisation de l'invention (non représentés), les portions planes 240 et 250 peuvent être conçues pour, à l'état non soumis à une contrainte, être parallèles ou divergentes, en fonction de l'application souhaitée. Ceci a pour effet de définir une partie en anse 212 ayant une courbure approximativement égale à 180 ou inférieure à 180 . De même, les portions planes 240 et 250 peuvent être bombées vers l'intérieur comme dans l'un des modes de réalisation décrits ci-après. Les surfaces intérieures des portions planes 240 et 250 s'étendent dans le prolongement de la surface intérieure de la partie en anse 212 pour définir une surface intérieure
sensiblement régulière.
Les portions courbées 242 et 252 s'étendent sur un arc d'au moins approximativement 180 et de préférence légèrement supérieur à 180 pour que les surfaces d'étanchéité courbées 246 et 256 viennent respectivement totalement en contact avec les rebords 268 et 270 afin de former entre ceux-ci deux joints d'étanchéité annulaires. Les zones situées tout à fait aux extrémités des portions courbées 242 et 252 peuvent comporter une courte partie plane visible sur les dessins, ou bien leur courbure peut se prolonger jusqu'aux extrémités
libres 244 et 254.
La couche extérieure 220 augmente la résistance de la bague d'étanchéité 210 mais n'est pas en contact avec le
fluide à haute pression retenu par la bague d'étanchéité 210.
Etant donné que la bague d'étanchéité 210 représentée sur la figure 5 est une bague d'étanchéité utilisée dans un carter de moteur, il s'agit d'une bague d'étanchéité à grand diamètre qui ne nécessite habituellement pas de découpe ou de
fente dans les parties de la couche extérieure 220.
Toutefois, il est possible de prévoir plusieurs découpes, telles que des fentes (non représentées) pour fournir une souplesse supplémentaire le long des branches 214 et 216, si nécessaire. Bien que dans ce mode de réalisation deux couches 220 et 222 soient représentées en contact de surface intime au
niveau de leurs interfaces, une couche d'un matériau auto-
amortisseur peut être disposée entre les couches 220 et 222.
De même, bien que le mode de réalisation illustré comporte seulement deux couches, des couches supplémentaires peuvent être utilisées, ou bien les deux couches peuvent être remplacées par une seule couche comme cela est décrit ici. En outre, les couches 220 et 222 peuvent avoir la même épaisseur, comme illustré, ou bien des épaisseurs différentes en fonction des besoins. D'autre part, les couches 220 et 222 peuvent être faites de matériaux ayant des caractéristiques et/ou des compositions identiques ou différentes. Par exemple, il est possible de sélectionner des matériaux pour obtenir des caractéristiques de dilatation voulues pour une application d'étanchéité particulière, les couches individuelles pouvant être faites de matériaux différents pour former une bague d'étanchéité ayant, d'un côté, une plus grande résistance à la corrosion et, de l'autre côté, des
propriétés mécaniques davantage souhaitables.
De même, comme cela ressortira des autres modes de réalisation décrits ici, la partie en anse 212 peut être
formée de plusieurs circonvolutions qui seront décrites ci-
après. Ce mode de réalisation peut être revêtu d'un placage pouvant être réalisé par enduction fait d'un matériau métallique doux, tel que du nickel, du plomb, de l'argent ou n'importe quel autre matériau approprié, si nécessaire. En outre, dans ce mode de réalisation et dans la plupart des versions multicouches de l'invention, la bague d'étanchéité est soit nue, soit munie d'un revêtement dur résistant à l'usure, tel que du TRIBALOY , appliqué d'une manière conventionnelle, par un procédé de pulvérisation, par
exemple.
Il est possible de faire varier en fonction des besoins la force de contact entre les organes rendus étanches et la bague d'étanchéité 210 ainsi que le niveau de contrainte qui s'exerce à l'intérieur de celle-ci (1) en modifiant la longueur des portions planes 240 et 250 des branches 214 et 216, (2) en changeant le nombre de couches, (3) en modifiant l'épaisseur des couches, et/ou (4) en modifiant d'autres caractéristiques géométriques de la bague d'étanchéité. En d'autres termes, en raccourcissant la longueur des portions planes 240 et 250, on augmente la force de contact et la
contrainte qui s'exerce à l'intérieur de la partie en anse.
En augmentant le nombre de couches tout en conservant la même épaisseur totale, on diminue la force de contact et le niveau de contrainte qui s'exerce dans la partie en anse comparativement à une bague d'étanchéité comportant un nombre
inférieur de couches ayant la même épaisseur totale.
En se référant maintenant à la figure 6, on peut voir illustrée une bague d'étanchéité à deux couches, du type à circonvolution, 310 selon un quatrième mode de réalisation de la présente invention. La bague d'étanchéité 310 est sensiblement identique à la bague d'étanchéité 10, excepté que la partie en anse 12 de la bague d'étanchéité 10 a été modifiée pour que la partie en anse 312 de la bague d'étanchéité 310 comporte une circonvolution. Ainsi, la bague
d'étanchéité 310 ne sera pas décrite en détail ici.
La bague d'étanchéité 310 est une bague d'étanchéité activée de l'intérieur par pression, et comprend une partie en anse annulaire 312, une première branche annulaire 314 qui s'étend depuis l'une des extrémités de la partie en anse 312, et une seconde branche annulaire 316 qui s'étend depuis
l'autre extrémité de la partie en anse 312.
Dans ce mode de réalisation, la bague d'étanchéité 310 est formée de deux couches ou éléments annulaires 320 et 322 faits d'un matériau métallique élastique. Chaque couche a de préférence une épaisseur approximativement égale à 0,12 mm (0,005 pouces). Naturellement, n'importe quelle épaisseur appropriée du point de vue de la fabrication ou d'une charge de contact peut étre utilisée. Le matériau métallique des couches 320 et 322 peut consister en n'importe quel matériau élastique pour hautes températures, tel qu'un alliage INCONELS, WASPALLOY ou n'importe quel acier inoxydable pour hautes températures, ainsi que n'importe quel matériau
élastique pour hautes températures développé récemment.
La première couche 320 est une couche extérieure qui recouvre la seconde couche 322 qui forme une couche inférieure. La couche extérieure 320 est emboîtée sur la couche intérieure 322 pour que leurs surfaces en vis-àvis soient en contact intime au niveau de leurs interfaces. La couche extérieure 320 est en contact avec un fluide à basse pression. La couche intérieure 322, en revanche, est en contact avec un fluide à haute pression destiné à activer par pression la bague d'étanchéité 310. La couche intérieure 322 possède une première surface ou une surface intérieure 324 qui est soumise à l'action du fluide à haute pression destiné à activer par pression la bague d'étanchéité 310, tandis que la couche extérieure 320 possède une seconde surface ou une surface extérieure 326 qui est soumise à l'action du fluide à basse pression. Ainsi, la bague d'étanchéité 310 constitue un joint d'étanchéité soumis à une pression de l'intérieur, c'est à dire que le fluide à haute pression enfermé hermétiquement exerce une force dirigée radialement vers
l'extérieur sur la bague d'étanchéité 310.
La partie en anse 312 comporte une circonvolution 330 reliée par des premier et second coudes ou des première et seconde portions courbées 332 et 334 aux branches 314 et 316, respectivement. Bien que la circonvolution 330 représentée ait ses branches sensiblement parallèles, l'homme de l'art comprendra que les branches de la circonvolution 330 peuvent converger l'une vers l'autre au fur et à mesure qu'elles se rapprochent des portions courbées 332 et 334. La bague d'étanchéité 310 a par conséquent un profil en forme de E lorsqu'on la considère en coupe longitudinale. L'homme de l'art comprendra que la partie en anse 312 peut comporter plusieurs circonvolutions comme la bague d'étanchéité décrite dans le brevet américain No 5 249 814 au nom de Halling qui
est intégré à la présente description à titre de référence.
La partie en anse 312 est conçue pour ne pas venir en contact avec les organes rendus hermétiques. Par conséquent, la partie en anse 312 peut se déformer librement vers l'intérieur pour atténuer une contrainte localisée qui s'exerce à l'intérieur d'elle. En d'autres termes, la contrainte qui s'exerce dans la partie en anse 312 est répartie d'une manière plus uniforme étant donné que la partie en anse 312 ne vient pas en contact avec les organes rendus hermétiques. En outre, comme la partie en anse 312 comporte des courbes sensiblement régulières, il n'existe pas de point de flexion unique soumis à une contrainte localisée élevée. Les branches 314 et 316 sont sensiblement identiques, excepté que la branche 314 constitue une image inversée de la branche 316. La branche 314 comprend une portion plane sensiblement droite 340 qui s'étend depuis l'une des extrémités de la partie en anse 312, et une portion courbée 342 qui s'étend depuis la portion plane 340 jusqu'à une extrémité libre 344. La portion courbée 342 présente une surface d'étanchéité courbée 346 destinée à venir en contact avec l'un des organes (non représentés) rendus hermétiques pour former entre elle et ce dernier un joint d'étanchéité
annulaire imperméable à un fluide.
De la même manière, la seconde branche 316 comprend une portion plane sensiblement droite 350 qui s'étend depuis l'une des extrémités de la partie en anse 312, et une portion courbée 352 qui s'étend depuis la portion plane 350 jusqu'à une extrémité libre 354. La portion courbée 352 présente une surface d'étanchéité annulaire 356 destinée à venir en contact avec l'autre organe (non représenté) rendu hermétique pour former entre elle et ce dernier un joint d'étanchéité
annulaire imperméable à un fluide.
De préférence, à l'état non soumis à une contrainte, les portions planes 340 et 350 convergent légèrement l'une vers l'autre au fur et à mesure qu'elles s'éloignent de la partie en anse 312 pour contribuer à conserver une cohésion des deux couches 320 et 322. Naturellement, dans d'autres modes de réalisation de l'invention (non représentés), les portions planes 340 et 350 peuvent être conçues pour, à l'état non soumis à une contrainte, être parallèles ou divergentes selon l'application souhaitée. Ceci a pour effet de définir une partie en anse 312 ayant une courbure approximativement égale à 180 ou inférieure à 180 . De même, les portions planes 340 et 350 peuvent être bombées vers l'intérieur comme dans l'un des modes de réalisation décrits plus loin. Les surfaces intérieures des portions planes 340 et 350 s'étendent dans le prolongement de la surface intérieur de la partie en anse 312
pour définir une surface intérieure sensiblement régulière.
Les portions courbées 342 et 352 s'étendent sur un arc d'au moins approximativement 180 et de préférence légèrement supérieur à 180 pour que les surfaces d'étanchéité courbées 346 et 356 viennent totalement en contact avec les organes (non représentés) rendus hermétiques afin de former deux joints d'étanchéité annulaires entre ceux-ci. Les zones situées tout à fait aux extrémités des portions courbées 342 et 352 peuvent comporter une courte partie plane, comme illustré sur les dessins, ou bien leur courbure peut se
poursuivre jusqu'aux extrémités libres 344 et 354.
La couche extérieure 320 augmente la résistance de la bague d'étanchéité 310 mais n'est pas en contact avec le
fluide à haute pression retenu par la bague d'étanchéité 310.
A titre facultatif, plusieurs découpes, telles que des fentes 358, peuvent être prévues pour fournir une souplesse supplémentaire le long des branches 314 et 316. Les fentes 358 facilitent la construction et l'installation de la bague d'étanchéité 310. Ces fentes 358 sont de préférence espacées régulièrement autour de la circonférence de la bague d'étanchéité 310 et sont positionnées sur les deux première et seconde branches 314 et 316 le long des portions planes 340 et 350 et des portions courbées 332 et 352. Pour la disposition et le nombre des fentes, on peut se reporter par exemple au premier mode de réalisation illustré sur la figure 1 sur laquelle huit fentes 58 sont représentées sur chacune des branches 14 et 16, seule la branche 14 étant visible sur
cette figure.
Bien que dans ce mode de réalisation deux couches 320 et 322 soient représentées en contact de surface intime au
niveau de leurs interfaces, une couche d'un matériau auto-
amortisseur peut être disposée entre les couches 320 et 322.
De même, bien que le mode de réalisation illustré comporte seulement deux couches, des couches supplémentaires peuvent être utilisées, ou bien les deux couches peuvent être remplacées par une seule couche, comme cela a déjà été indiqué. De plus, les couches 320 et 322 peuvent, en fonction des besoins, avoir la même épaisseur, comme illustré, ou des
épaisseurs différentes.
D'autre part, les couches 320 et 322 peuvent être faites de matériaux ayant des caractéristiques et/ou des compositions identiques ou différentes. Par exemple, il est possible de sélectionner des matériaux pour obtenir des caractéristiques de dilatation souhaitées pour une application d'étanchéité particulière et les couches individuelles peuvent être faites de matériaux différents pour former une bague d'étanchéité ayant, d'un côté, une plus grande résistance à la corrosion et, de l'autre côté, des
propriétés mécaniques davantage souhaitables.
De même, comme cela ressortira des autres modes de réalisation décrits ici, la partie en anse 312 peut être modifiée pour former un joint d'étanchéité du type soumis à une pression de l'extérieur. Ce mode de réalisation peut être revêtu d'un placage pouvant être réalisé par enduction fait d'un matériau métallique doux, tel que du nickel, du plomb,
de l'argent, ou de n'importe quel autre matériau approprié.
En outre, dans ce mode de réalisation et dans la plupart des versions multicouches de l'invention, les surfaces d'étanchéité de la bague d'étanchéité sont soit nues, soit munies d'un revêtement dur résistant à l'usure, tel que du TRIBALOY appliqué d'une manière conventionnelle par un
procédé de pulvérisation, par exemple.
En se référant maintenant à la figure 7, on peut voir illustrée une bague d'étanchéité à deux couches 410 selon un cinquième mode de réalisation de la présente invention. La bague d'étanchéité 410 est sensiblement identique à la bague d'étanchéité 10, excepté que les portions planes 40 et 50 de
la bague d'étanchéité 10 ont été modifiées pour être bombées.
Par conséquent, la bague d'étanchéité 410 ne sera pas décrite
ici en détail.
La bague d'étanchéité 410 est une bague d'étanchéité activée de l'intérieur par pression et comprend une partie en anse annulaire 412, une première branche annulaire 414 qui s'étend depuis l'une des extrémités de la partie en anse 412, et une seconde branche annulaire 416 qui s'étend depuis
l'autre extrémité de la partie en anse 412.
La bague d'étanchéité 410 est formée de deux couches ou éléments annulaires 420 et 422 faits d'un matériau métallique élastique. Chaque couche a de préférence une épaisseur égale à 0,12 mm (0,005 pouce). Naturellement, n'importe quelle épaisseur appropriée du point de vue de la fabrication ou d'une charge de contact peut être utilisée. Le matériau métallique des couches 420 et 422 peut consister en n'importe quel matériau élastique pour hautes températures, tel qu'un alliage INCONELO ou WASPALLOYS, ou n'importe quel acier inoxydable pour hautes températures, ainsi que n'importe quel matériau élastique pour hautes températures développé
récemment.
La première couche 420 est une couche extérieure qui recouvre la seconde couche 422 qui forme une couche intérieure. La couche extérieure 420 est emboîtée sur la couche intérieure 422 pour que leurs surfaces en vis-àvis soient en contact intime au niveau de leurs interfaces. La couche extérieure 420 est en contact avec un fluide à basse pression. La couche intérieure 422, en revanche, est en contact avec un fluide à haute pression destiné à activer par pression la bague d'étanchéité 410. La couche intérieure 422 possède une première surface ou une surface intérieure 424 qui est soumise à l'action du fluide à haute pression destiné à activer par pression la bague d'étanchéité 410, tandis que la couche extérieure 420 possède une seconde surface ou une surface extérieure 426 qui est soumise à l'action du fluide à basse pression. Ainsi, la bague d'étanchéité 410 constitue un joint d'étanchéité soumis à une pression de l'intérieur, c'est-à-dire que le fluide à haute pression enfermé hermétiquement exerce une force dirigée radialement vers
l'extérieur sur la bague d'étanchéité 410.
La partie en anse 412 présente la forme d'un cercle partiel lorsqu'on la considère en coupe longitudinale et s'étend sur un arc d'au moins approximativement 180 et de préférence dans la plage d'environ 190 à environ 220 . Par exemple, la partie en anse peut s'étendre sur un arc d'approximativement 212,66 . La partie en anse 412 est conçue pour, lorsqu'elle est installée, ne pas venir en contact avec les organes rendus hermétiques. La partie en anse 412 peut donc se déformer librement vers l'intérieur pour atténuer une contrainte localisée qui s'exerce à l'intérieur d'elle. En d'autres termes, la contrainte qui s'exerce dans la partie en anse 412 est répartie d'une manière plus uniforme étant donné que la partie en anse 412 ne vient pas en contact avec les organes rendus hermétiques. En outre, comme la partie en anse 412 définit un arc sensiblement régulier, il n'existe pas de point de flexion unique soumis à une contrainte localisée élevée. Les branches 414 et 416 sont sensiblement identiques, excepté que la branche 414 constitue une image inversée de la branche 416. La branche 414 comprend une première portion440 courbée vers l'intérieur qui s'étend sensiblement tangentiellement depuis l'une des extrémités de la partie en anse 412, et une seconde portion 442 courbée vers l'extérieur qui s'étend sensiblement tangentiellement depuis la première portion courbée 440 jusqu'à une extrémité libre 444. Ainsi, les transitions entre la partie en anse 412 et la première portion courbée 440, et entre la première portion courbée 440 et la seconde portion courbée 442 sont de préférence sensiblement régulières, c'est-à-dire sans aucune portion plane entre elles, dans la mesure o les possibilités de fabrication le permettent. La seconde portion courbée 442 comporte une surface d'étanchéité courbée 446 destinée à venir en contact avec l'un des organes rendus hermétiques pour former entre elle et celui-ci un joint d'étanchéité
annulaire imperméable à un fluide.
De la même manière, la seconde branche 416 comprend une première portion 450 courbée vers l'intérieur qui s'étend sensiblement tangentiellement depuis l'autre extrémité de la partie en anse 412, et une seconde portion 452 courbée vers l'extérieur qui s'étend sensiblement tangentiellement depuis la première portion courbée 450 jusqu'à une extrémité libre 454. Ainsi, les transitions entre la partie en anse 412 et la première portion courbée 450, et entre la première portion courbée 450 et la seconde portion courbée 452 sont de préférence sensiblement régulières, c'est-à-dire sans comporter aucune portion plane entre elles, dans la mesure o les possibilités de fabrication le permettent. La seconde portion courbée 452 comporte une surface d'étanchéité annulaire 456 destinée à venir en contact avec l'autre organe rendu hermétique pour former entre elle et celui-ci un joint
d'étanchéité annulaire imperméable à un fluide.
De préférence, à l'état non soumis à une contrainte, les premières portions courbées 440 et 450 convergent légèrement l'une vers l'autre au fur et à mesure qu'elles s'éloignent de la partie en anse 412. Les surfaces intérieures des portions courbées 440 et 450 s'étendent dans le prolongement de la surface intérieure de la partie en anse 412 pour former une
surface intérieure sensiblement régulière.
Les secondes portions courbées 442 et 452 s'étendent sur un arc d'approximativement 180 et de préférence légèrement supérieure à 180 pour que les surfaces d'étanchéité courbées 446 et 456 viennent totalement en contact avec les organes afin de former entre ceux-ci deux joints d'étanchéité annulaires. Les zones situées tout à fait aux extrémités des portions courbées 442 et 452 peuvent comporter une courte partie plane, comme illustré sur les dessins, ou bien leur courbure peut se poursuivre jusqu'aux extrémités libres 444
et 454.
La couche extérieure 420 augmente la résistance de la bague d'étanchéité 410 mais n'est pas en contact avec le
fluide à haute pression retenu par la bague d'étanchéité 10.
A titre facultatif, plusieurs découpes, telles que des fentes (non représentées), peuvent être prévues pour fournir une
souplesse supplémentaire le long des branches 414 et 416.
Bien que dans ce mode de réalisation deux couches 420 et 422 soient représentées en contact de surface intime au
niveau de leurs interfaces, une couche d'un matériau auto-
amortisseur peut être disposée entre les couches 420 et 422.
De même, bien que le mode de réalisation illustré comporte seulement deux couches, des couches supplémentaires peuvent être utilisées, ou bien les deux couches peuvent être remplacées par une seule couche, comme cela a été décrit. En outre, les couches 420 et 422 peuvent, en fonction des besoins, avoir la même épaisseur, comme illustré, ou des
épaisseurs différentes.
D'autre part, les couches 420 et 422 peuvent être faites de matériaux ayant des caractéristiques et/ou des compositions identiques ou différentes. Par exemple, il est possible de sélectionner des matériaux pour obtenir des caractéristiques de dilatation voulues pour une application d'étanchéité particulière et les couches individuelles peuvent être faites de matériaux différents pour former une bague d'étanchéité ayant, d'un côté, une plus grande résistance à la corrosion et, de l'autre côté, des propriétés
mécaniques davantage souhaitables.
En se référant maintenant à la figure 8, on peut voir illustrée une bague d'étanchéité à deux couches 510 selon un cinquième mode de réalisation de la présente invention. Ce mode de réalisation est sensiblement identique à la bague d'étanchéité 10, excepté que les portions planes 40 et 50 de la bague d'étanchéité 10 ont été supprimées dans la bague d'étanchéité 510. Par conséquent, la bague d'étanchéité 510
ne sera pas décrite en détail ici.
La bague d'étanchéité 510 est une bague d'étanchéité activée de l'intérieur par pression et comprend une partie en anse annulaire 512, une première branche annulaire 514 qui s'étend depuis l'une des extrémités de la partie en anse 512, et une seconde branche annulaire 516 qui s'étend depuis
l'autre extrémité de la partie en anse 512.
La bague d'étanchéité 510 est formée de deux couches ou éléments annulaires 520 et 522 faits d'un matériau métallique élastique. Chaque couche a de préférence une épaisseur
approximativement égale à 0,12 mm (0,005 pouce).
Naturellement, n'importe quelle épaisseur appropriée du point de vue de la fabrication ou d'une charge de contact peut être utilisée. Le matériau métallique des couches 520 et 522 peut consister en n'importe quel matériau élastique pour hautes températures, tel qu'un alliage INCONELS ou WASPALLOYS, ou n'importe quel acier inoxydable pour hautes températures, ainsi que n'importe quel matériau élastique pour hautes
températures développé récemment.
La première couche 520 est une couche extérieure qui recouvre la seconde couche 522 qui constitue une couche intérieure. La couche extérieure 520 est emboîtée sur la couche intérieure 522 pour que leurs surfaces en vis-à-vis soient en contact intime au niveau de leurs interfaces. La couche extérieure 520 est en contact avec un fluide à basse pression. Au contraire, la couche intérieure 522 est en contact avec un fluide à haute pression destiné à activer par pression la bague d'étanchéité 510. La couche intérieure 522 possède une première surface ou une surface intérieure 524 qui est soumise à l'action du fluide à haute pression destiné à activer par pression la bague d'étanchéité 510, tandis que la couche extérieure 520 possède une seconde surface ou une surface extérieure 526 qui est soumise à l'action du fluide S à basse pression. Ainsi, la bague d'étanchéité 510 constitue un joint d'étanchéité soumis à une pression de l'intérieur, c'est-à-dire que le fluide à haute pression enfermé hermétiquement exerce une force dirigée radialement vers
l'extérieur sur la bague d'étanchéité 510.
La partie en anse 512 présente la forme d'un cercle partiel lorsqu'on la considère en coupe longitudinale comme sur la figure 8. La partie en anse 512 s'étend sur un arc d'approximativement 180 et de préférence dans la plage d'environ 190 à environ 220 . Par exemple, la partie en anse peut s'étendre sur un arc d'approximativement 212,66 . La partie en anse 512 est conçue pour ne pas venir en contact avec les organes (non représentés) rendus hermétiques. Cette partie en anse 512 peut par conséquent se déformer librement vers l'intérieur pour atténuer une contrainte localisée qui s'exerce à l'intérieur d'elle. En d'autres termes, la contrainte qui s'exerce dans la partie en anse 512 est répartie d'une manière plus uniforme étant donné que la partie en anse 512 ne vient pas en contact avec les organes rendus hermétiques. En outre, comme la partie en anse 512 forme un arc sensiblement régulier, il n'existe pas de point
de flexion unique soumis à une contrainte localisée élevée.
Les branches 514 et 516 sont sensiblement identiques, excepté que la branche 514 constitue une image inversée de la branche 516. La branche 514 comprend une portion courbée 542 qui s'étend sensiblement tangentiellement depuis la partie en anse 512 jusqu'à une extrémité libre 544. La portion courbée 542 comporte une surface d'étanchéité courbée 546 destinée à venir en contact avec l'un des organes rendus hermétiques pour former entre elle et celui-ci un joint d'étanchéité
annulaire imperméable à un fluide.
De la même manière, la seconde branche 516 comprend une portion courbée 552 qui s'étend sensiblement tangentiellement
depuis la partie en anse 512 jusqu'à une extrémité libre 554.
La portion courbée 552 comporte une surface d'étanchéité annulaire 556 destinée à venir en contact avec l'autre organe rendu hermétique pour former entre elle et celui-ci un joint d'étanchéité annulaire imperméable à un fluide. Les portions courbées 542 et 552 s'étendent sur un arc d'approximativement 180 et de préférence légèrement supérieur à 180 pour que les surfaces d'étanchéité courbées 546 et 556 viennent totalement en contact avec les organes rendus hermétiques afin de former entre ceux-ci deux joints d'étanchéité annulaires. Les zones situées tout à fait aux extrémités des portions courbées 542 et 552 peuvent comporter une courte partie plane visible sur les dessins, ou bien leur courbure peut se poursuivre jusqu'aux extrémités libres 544
et 554.
La couche extérieure 520 augmente la résistance de la bague d'étanchéité 510 mais n'est pas en contact avec le
fluide à haute pression retenu par la bague d'étanchéité 510.
A titre facultatif, plusieurs découpes, telles que des fentes (non représentées), peuvent être prévues pour fournir une souplesse supplémentaire le long des branches 514 et 516, si nécessaire. Bien que dans ce mode de réalisation, deux couches 520 et 522 soient représentées en contact de surface intime au
niveau de leurs interfaces, une couche d'un matériau auto-
amortisseur peut être disposée entre les couches 520 et 522.
De même, bien que le mode de réalisation illustré comporte seulement deux couches, des couches supplémentaires peuvent être utilisées, ou bien les deux couches peuvent être remplacées par une seule couche, comme cela a été décrit. En outre, les couches 520 et 522 peuvent avoir la même épaisseur, comme illustré, ou des épaisseurs différentes en
fonction des besoins.
D'autre part, les couches 520 et 522 peuvent être faites de matériaux ayant des caractéristiques et/ou des compositions identiques ou différentes. Par exemple, il est possible de sélectionner des matériaux pour obtenir des caractéristiques de dilatation voulues pour une application d'étanchéité particulière et les couches individuelles peuvent être faites de matériaux différents pour former une bague d'étanchéité ayant, d'un côté, une plus grande résistance à la corrosion et, de l'autre côté, des propriétés
*mécaniques davantage souhaitables.
De même, comme cela ressortira des autres modes de réalisation décrits ici, la partie en anse 512 peut comporter plusieurs circonvolutions, comme cela sera décrit plus loin, et peut être modifiée pour constituer un joint d'étanchéité du type soumis à une pression de l'exterieur, comme cela a été décrit précédemment. Ce mode de réalisation peut être muni d'un revêtement dur résistant à l'usure, tel que du
TRIBALLOYS.
En référence à la figure 9, on peut voir illustrée une bague d'étanchéité monocouche 610 selon un septième mode de réalisation de la présente invention. La bague d'étanchéité 610 est sensiblement identique à la bague d'étanchéité 510, excepté qu'une seule couche est utilisée au lieu de deux couches. Par conséquent, la bague d'étanchéité 610 ne sera
pas décrite ici en détail.
La bague d'étanchéité 610 est une bague d'étanchéité activée de l'intérieur par pression et comprend une partie en anse annulaire 612, une première branche annulaire 614 qui s'étend depuis l'une des extrémités de la partie en anse 612, et une seconde branche annulaire 616 qui s'étend depuis
l'autre extrémité de la partie en anse 612.
La bague d'étanchéité 610 est formée d'une seule couche 622 faite d'un matériau métallique élastique. La couche 622 a de préférence une épaisseur approximativement égale à 0,25 mm (0,010 pouce). Evidemment, n'importe quelle épaisseur appropriée du point de vue de la fabrication ou d'une charge de contact peut être utilisée. Le matériau métallique de la couche 622 peut consister en n'importe quel matériau élastique pour hautes températures, tel qu'un alliage INCONEL8 ou WASPALLOYS, ou n'importe quel acier inoxydable pour hautes températures, ainsi que n'importe quel matériau
élastique pour hautes températures développé récemment.
La couche 622 possède une première surface ou une surface intérieure 624 qui est soumise au fluide à haute pression destiné à activer par pression la bague d'étanchéité 610, et une seconde surface ou une surface extérieure 626 soumise au fluide à basse pression. Ainsi, la bague d'étanchéité 610 constitue un joint d'étanchéité soumis à une pression de l'intérieur, c'est-à-dire que le fluide à haute pression enfermé hermétiquement exerce une force orientée
radialement vers l'extérieur sur la bague d'étanchéité 610.
La partie en anse 612 présente la forme d'un cercle partiel lorsqu'on la considère en coupe longitudinale comme sur la figure 9. La partie en anse 612 s'étend sur un arc d'approximativement 180 et de préférence dans la plage d'environ 190 à environ 220 . Par exemple, la partie en anse peut s'étendre sur un arc d'approximativement 212,66 . Cette partie en anse 612 est conçue pour ne pas venir en contact avec les organes (non représentés) rendus hermétiques. Par conséquent, la partie en anse 612 peut se déformer librement vers l'intérieur pour atténuer une contrainte localisée qui s'exerce à l'intérieur d'elle. Autrement dit, la contrainte qui s'exerce dans la partie en anse 612 est répartie d'une manière plus uniforme étant donné que la partie en anse 612
ne vient pas en contact avec les organes rendus hermétiques.
En outre, comme la partie en anse 612 définit un arc sensiblement régulier, il n'existe pas de point de flexion
unique soumis à une contrainte élevée.
Les branches 614 et 616 sont sensiblement identiques, excepté que la branche 614 constitue une image inversée de la branche 616. La branche 614 comprend une portion courbée 642 qui s'étend sensiblement tangentiellement depuis la partie en anse 612 jusqu'à une extrémité libre 644. La portion courbée 642 comporte une surface d'étanchéité courbée 646 destinée à venir en contact avec l'un des organes rendus hermétiques pour former entre elle et celui-ci un joint d'étanchéité
annulaire imperméable à un fluide.
De la même manière, la seconde branche 616 comprend une portion courbée 652 qui s'étend sensiblement tangentiellement
depuis la partie en anse 612 jusqu'à une extrémité libre 654.
La portion courbée 652 comporte une surface d'étanchéité annulaire 656 destinée à venir en contact avec l'autre organe rendu hermétique pour former entre elle et ce dernier un
joint d'étanchéité annulaire imperméable à un fluide.
Les portions courbées 642 et 652 s'étendent sur un arc d'au moins approximativement 180 et de préférence légèrement supérieur à 180 pour que les surfaces d'étanchéité courbées 646 et 656 viennent totalement en contact avec les organes rendus hermétiques afin de former entre ceux-ci deux joints d'étanchéité annulaires. Les zones situées tout à fait aux extrémités des portions courbées 642 et 652 peuvent comporter une courte partie plane, comme illustré sur les dessins, ou bien leur courbure peut se poursuivre jusqu'aux extrémités
libres 644 et 654.
Dans ce mode de réalisation, la bague d'étanchéité 610 est de préférence revêtue d'une couche d'un placage pouvant être réalisé par enduction (non représenté) fait d'un matériau métallique doux, tel que du nickel, du plomb, de l'argent ou n'importe quel autre matériau approprié. Le placage pouvant être réalisé par enduction est de préférence appliqué sur la totalité de la surface de la bague d'étanchéité 610 par un placage en bain. Toutefois, ce placage peut être appliqué uniquement aux surfaces d'étanchéité annulaires 646 et 656. Le placage pouvant être appliqué par enduction est conçu pour se déformer ou pour fluer dans toutes les imperfections présentes dans les organes (par exemple, dans les brides de tuyaux) rendus hermétiques, lorsque la bague d'étanchéité 610 est
correctement installée.
En se référant maintenant à la figure 10, on peut voir une bague d'étanchéité à deux couches, du type à circonvolution, 710 selon un huitième mode de réalisation de la présente invention. La bague d'étanchéité 710 est sensiblement identique à la bague d'étanchéité 310, excepté que les portions planes 340 et 350 de la bague d'étanchéité 310 ont été supprimées dans la bague d'étanchéité 710. Par conséquent, la bague d'étanchéité 710 ne sera pas décrite ici
en détail.
La bague d'étanchéité 710 est une bague d'étanchéité activée de l'intérieur par pression et comprend une partie en anse annulaire 712, une première branche annulaire 714 qui s'étend depuis l'une des extrémités de la partie en anse 712, et une seconde branche annulaire 716 qui s'étend depuis
l'autre extrémité de la partie en anse 712.
La bague d'étanchéité 710 est formée de deux couches ou éléments annulaires 720 et 722 faits d'un matériau métallique élastique. Chaque couche a de préférence une épaisseur
approximativement égale à 0,12 mm (0,005 pouce).
Naturellement, n'importe quelle épaisseur appropriée du point de vue de la fabrication ou d'une charge de contact peut être utilisée. Le matériau métallique des couches 720 et 722 peut consister en n'importe quel matériau élastique pour hautes températures, tel qu'un alliage INCONEL ou WASPALLOY , ou n'importe quel acier inoxydable pour hautes températures, ainsi que n'importe quel matériau élastique pour hautes
températures développé récemment.
La première couche 720 est une couche extérieure qui recouvre la seconde couche 722 qui constitue une couche intérieure. La couche extérieure 720 est emboîtée sur la couche intérieure 722 pour que leurs surfaces en vis-à-vis soient en contact intime au niveau de leurs interfaces. La couche extérieure 720 est en contact avec un fluide à basse pression. La couche intérieure 722, en revanche, est en contact avec un fluide à haute pression destiné à activer par pression la bague d'étanchéité 710. La couche intérieure 722 possède une première surface ou une surface intérieure 724 qui est soumise au fluide à haute pression destiné à activer par pression la bague d'étanchéité 710, tandis que la couche extérieure 720 possède une seconde surface ou une surface extérieure 726 soumise au fluide à basse pression. Ainsi, la bague d'étanchéité 710 constitue un joint d'étanchéité soumis à une pression de l'intérieur, c'est-à-dire que le fluide à haute pression enfermé hermétiquement exerce une force dirigée radialement vers l'extérieur sur la bague
d'étanchéité 710.
La partie en anse 712 comporte une circonvolution 730 reliée par des premier et second coudes ou des première et seconde portions courbées 732 et 734 aux branches 714 et 716, respectivement. La bague d'étanchéité 710 a par conséquent un profil en forme de E lorsqu'on la considère en coupe longitudinale. L'homme de l'art comprendra que la partie en anse 712 peut comporter plusieurs circonvolutions de la même manière que la bague d'étanchéité décrite dans le brevet
américain No.5 249 814 au nom de Halling.
Les branches 714 et 716 sont sensiblement identiques, excepté que la branche 714 constitue une image inversée de la branche 716. La branche 714 comprend une portion courbée 742 qui s'étend sensiblement tangentiellement depuis la partie en anse 712 jusqu'à une extrémité libre 744. La portion courbée 742 comporte une surface d'étanchéité courbée 746 destinée à venir en contact avec l'un des organes rendus hermétiques pour former entre elle et celui-ci un joint d'étanchéité
annulaire imperméable à un fluide.
De la même manière, la seconde branche 716 comprend une portion courbée 752 qui s'étend sensiblement tangentiellement
depuis la partie en anse 712 jusqu'à une extrémité libre 754.
La portion courbée 752 comporte une surface d'étanchéité annulaire 756 destinée à venir en contact avec l'autre organe rendu hermétique pour former entre elle et ce dernier un
joint d'étanchéité annulaire imperméable à un fluide.
Les portions courbées 742 et 752 s'étendent sur un arc d'au moins approximativement 180 et de préférence légèrement supérieur à 180 pour que les surfaces d'étanchéité courbées 746 et 756 viennent respectivement totalement en contact avec les organes rendus hermétiques afin de former entre ceux-ci deux joints d'étanchéité annulaires. Les zones situées tout à fait aux extrémités des portions courbées 742 et 752 peuvent comporter une courte partie plane visible sur les dessins, ou bien leur courbure peut se poursuivre jusqu'aux
extrémités libres 744 et 754.
La couche extérieure 720 augmente la résistance de la bague d'étanchéité 710 mais n'est pas en contact avec le
fluide à haute pression retenu par la bague d'étanchéité 710.
Bien que dans ce mode de réalisation deux couches 720 et 722 soient représentées en contact de surface intime au
niveau de leurs interfaces, une couche d'un matériau auto-
amortisseur peut être disposée entre les couches 720 et 722.
De même, bien que le mode de réalisation illustré possède seulement deux couches, des couches supplémentaires peuvent être utilisées, ou bien les deux couches peuvent être remplacées par une seule couche. En outre, les couches 720 et 722 peuvent, en fonction des besoins, avoir la même épaisseur
comme illustré, ou des épaisseurs différentes.
D'autre part, les couches 720 et 722 peuvent être faites de matériaux ayant des caractéristiques et/ou des compositions identiques ou différentes. Par exemple, il est possible de sélectionner des matériaux pour obtenir des caractéristiques de dilatation voulues pour une application d'étanchéité particulière et les couches individuelles peuvent être faites de matériaux différents pour former une bague d'étanchéité ayant, d'un côté, une plus grande résistance à la corrosion et, de l'autre côté, des propriétés
mécaniques davantage souhaitables.
De même, comme cela ressort des autres modes de réalisation décrits ici, la partie en anse 712 peut être modifiée pour former un joint d'étanchéité du type soumis à une pression de l'extérieur. Ce huitième mode de réalisation peut être revêtu d'un placage réalisé par enduction d'un matériau métallique doux, comme cela a été expliqué précédemment.
Bien que la description précédente ait porté sur des
modes de réalisation préférés de la présente invention, celle-ci n'est bien entendu pas limitée aux exemples particuliers décrits et illustrés ici, et l'homme de l'art comprendra aisément qu'il est possible d'y apporter de nombreuses variantes et modifications sans pour autant sortir
du cadre de l'invention.

Claims (35)

REVENDICATIONS
1. Bague d'étanchéité activée par pression (10; 110; 210; 310; 410; 510; 610; 710) caractérisée en ce qu'elle comprend une partie en anse annulaire (12; 112; 212; 312; 412; 512; 612; 712) qui présente une première surface sensiblement régulière (24; 124; 224; 324; 424; 524; 624; 724) adaptée pour être en contact avec un premier fluide à haute pression, et une seconde surface (26; 126; 226; 326; 426; 526; 626; 726) adaptée pour être en contact avec un second fluide à basse pression ayant une pression inférieure à celle du premier fluide; une première branche annulaire (14; 114; 214; 314; 414; 514; 614; 714) qui s'étend depuis l'une des extrémités de la partie en anse jusqu'à une première extrémité libre (44; 144; 244; 344; 444; 544; 644; 744) et qui présente une première surface sensiblement régulière s'étendant en prolongement depuis la première surface de la partie en anse jusqu'à la première extrémité libre de la première branche, et une seconde surface qui s'étend depuis la seconde surface de la partie en anse jusqu'à la première extrémité libre de la première branche, première branche qui comporte une portion courbée (42; 142; 242; 342; 442; 542; 642; 742) définissant une première surface d'étanchéité annulaire (46; 146; 246; 346; 446; 546; 646; 746) sur la première surface de la première branche, la première extrémité libre (44; 144; 244; 344; 444; 544; 644; 744) de la première branche (14; 114; 214; 314; 414; 514; 614; 714) étant en contact avec le second fluide à basse pression; et une seconde branche annulaire (16; 116; 216; 316; 416; 516; 616; 716) qui s'étend depuis l'autre extrémité de la partie en anse jusqu'à une seconde extrémité libre (54; 154; 254; 354; 454; 554; 654; 754) et qui présente une première surface sensiblement régulière s'étendant en prolongement depuis la première surface de la partie en anse jusqu'à la seconde extrémité libre de la seconde branche, et une seconde surface qui s'étend depuis la seconde surface de la partie en anse jusqu'à la seconde extrémité libre de la seconde branche, seconde branche qui comporte une portion courbée (52; 152; 252; 352; 452; 552; 652; 752) définissant une seconde surface d'étanchéité annulaire (56; 156; 256; 356; 456; 556; 656; 756) sur la seconde surface de la seconde branche, la seconde extrémité libre (54; 154; 254; 354; 454; 554; 654; 754) de la seconde branche étant en contact avec le second
fluide à basse pression.
2. Bague d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisée en ce que la partie en anse annulaire (12; 112; 212; 312; 412; 512; 612; 712) s'étend sur un arc
d'approximativement 180 .
3. Bague d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisée en ce que les portions courbées (42, 52; 142,
152; 242, 252; 342, 352; 442, 452; 542, 552; 642, 652;
742, 752) des première et seconde branches (14, 16; 114,
116; 214, 216; 314, 316; 414, 416; 514, 516; 614, 616;
714, 716) s'étendent sur un arc d'approximativement 180 .
4. Bague d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisée en ce que chacune des première et seconde branches (14, 16; 114, 116; 214, 216; 314, 316; 414, 416) comprend une portion sensiblement plane (40, 50; 140, 150; 240, 250; 340, 350; 440, 450) qui s'étend entre la partie en anse (12; 112; 212; 312; 412) et les portions courbées
(42, 52; 142, 152; 242, 252; 342, 352; 442, 452),
respectivement.
5. Bague d'étanchéité selon la revendication 4, caractérisée en ce que la partie en anse (12; 112; 212; 312; 412) présente, vue en coupe longitudinale, la forme
d'un cercle partiel qui s'étend sur approximativement 180 .
6. Bague d'étanchéité selon la revendication 5, caractérisée en ce que les portions courbées (42, 52; 142, 152; 242, 252; 342, 352; 442, 452) des première et seconde branches (14, 16; 114, 116; 214, 216; 314, 316; 414, 416) présentent, vues en coupe longitudinale, la forme de cercles
partiels qui s'étendent sur approximativement 180 .
7. Bague d'étanchéité selon la revendication 6, caractérisée en ce que les portions planes (40, 50; 140, ; 240, 250; 340, 350; 440, 450) des première et seconde branches (14, 16; 114, 116; 214, 216; 314, 316; 414, 416) convergent l'une vers l'autre au fur et à mesure qu'elles s'éloignent de la partie en anse (12; 112; 212; 312; 412).
8. Bague d'étanchéité selon la revendication 7, caractérisée en ce que la partie en anse (12; 212; 312; 412), la première branche (14; 214; 314; 414) et la seconde branche (16; 216; 316; 416) sont formées de couches annulaires extérieure et intérieure (20, 22; 220, 222; 320, 322; 420, 422) emboitées l'une dans l'autre de façon que la couche extérieure (20; 220; 320; 420) forme les secondes surfaces (26; 226; 326; 426) de la partie en anse (12; 212; 312; 412) et des branches (14, 16; 214, 216; 314, 316; 414, 416) et que la couche intérieure (22; 222; 322; 422) forme les premières surfaces (24; 224;
324; 424) de la partie en anse et des branches.
9. Bague d'étanchéité selon la revendication 8, caractérisée en ce que les couches annulaires extérieure et intérieure (20, 22; 220, 222; 320, 322; 420, 422) sont en
contact de surface intime au niveau de leur interface.
10. Bague d'étanchéité selon la revendication 8, caractérisée en ce que la couche extérieure (20; 320) comporte plusieurs découpes (58; 358) le long des portions
courbées (42, 52; 342, 352).
11. Bague d'étanchéité selon la revendication 10, caractérisée en ce que les découpes (58; 358) s'étendent depuis les portions courbées (42, 52; 342, 352) jusqu'aux portions planes (40, 50; 340, 350) des branches (14, 16;
314, 316).
12. Bague d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisée en ce que la partie en anse (12; 212; 312; 412), la première branche (14; 214; 314; 414) et la seconde branche (16; 216; 316; 416) sont formées de couches annulaires extérieure et intérieure (20, 22; 220, 222; 320, 322; 420, 422) emboitées l'une dans l'autre de façon que la couche extérieure (20; 220; 320; 420) forme les secondes surfaces (26; 226; 326; 426) de la partie en anse (12; 212; 312; 412) et des branches (14, 16; 214, 216; 314, 316; 414, 416) et que la couche intérieure (22; 222; 322; 422) forme les premières surfaces (24; 224;
324; 424) de la partie en anse et des branches.
13. Bague d'étanchéité selon la revendication 12, caractérisée en ce que les couches annulaires extérieure et intérieure (20, 22; 220, 222; 320, 322; 420, 422) sont réalisées à partir de matériaux métalliques ayant des
propriétés différentes entre eux.
14. Bague d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'au moins les première et seconde surfaces d'étanchéité (46, 56; 146, 156; 246, 256; 346, 356; 446, 456; 546, 556; 646, 656; 746, 756) sont revêtues d'un matériau de placage pouvant être appliqué par enduction.
15. Bague d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisée en ce que la première surface (24; 124; 324; 424; 524; 624; 724) de la partie en anse (12; 112; 312; 412; 512; 612; 712) est tournée vers le centre de la bague
d'étanchéité (10; 110; 310; 410; 510; 610; 710).
16. Bague d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisée en ce que la seconde surface (226) de la partie en anse (212) est tournée vers le centre de la bague
d'étanchéité (210).
17. Bague d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisée en ce que la partie en anse (312; 712) est définie par au moins une circonvolution comportant deux portions courbées (332, 334; 732, 734) qui s'étendent entre
les première et seconde branches (314, 316; 714, 716).
18. Bague d'étanchéité selon la revendication 17, caractérisée en ce que la partie en anse (312; 712), la première branche (314; 714) et la seconde branche (316; 716) sont formées de couches annulaires extérieure et intérieure (320, 322; 720, 722) emboîtées l'une dans l'autre de façon que la couche extérieure (320; 720) forme les secondes surfaces (326; 726) de la partie en anse (312; 712) et des branches (314; 714) et que la couche intérieure (320; 720) forme les premières surfaces (324; 724) de la
partie en anse et des branches.
19. Bague d'étanchéité selon la revendication 17, caractérisée en ce que chacune des première et seconde branches (314, 316) comprend une portion sensiblement plane (340, 350) qui s'étend entre la partie en anse (312) et les
portions courbées (342, 352), respectivement.
20. Bague d'étanchéité selon la revendication 19, caractérisée en ce que la partie en anse (312) présente, vue en coupe longitudinale, la forme d'un cercle partiel qui
s'étend sur approximativement 180 .
21. Bague d'étanchéité selon la revendication 20, caractérisée en ce que les portions planes (340, 350) des première et seconde branches (314, 316) convergent l'une vers l'autre au fur et à mesure qu'elles s'éloignent de la partie
en anse (312).
22. Bague d'étanchéité selon la revendication 21, caractérisée en ce que la partie en anse (312), la première branche (314)et la seconde branche (316) sont formées de couches annulaires extérieure et intérieure (320, 322) emboîtées l'une dans l'autre de façon que la couche extérieure (320) forme les secondes surfaces (326) de la partie en anse (312) et des branches (314, 316) et que la couche intérieure (322) forme les premières surfaces (324) de
la partie en anse et des branches.
23. Bague d'étanchéité selon la revendication 22, caractérisée en ce que les couches annulaires extérieure et intérieure (320, 322) sont en contact de surface intime au
niveau de leur interface.
24. Bague d'étanchéité selon la revendication 17, caractérisée en ce que la première surface (324; 724) de la partie en anse (312; 712) est tournée vers le centre de la
bague d'étanchéité (310; 710).
25. Bague d'étanchéité activée par pression (10; 210; 310; 410; 510; 710) caractérisée en ce qu'elle comprend une couche annulaire intérieure (22; 222; 322; 422; 522; 722) qui comporte une partie en anse intérieure (12; 212; 312; 412; 512; 712), une première branche intérieure (14; 214; 314; 414; 514; 714) qui s'étend depuis l'une des extrémités de la partie en anse intérieure jusqu'à une première extrémité libre (44; 244; 344; 444; 544; 744), et une seconde branche intérieure (16; 216; 316; 416; 516; 716) qui s'étend depuis l'autre extrémité de la partie en anse intérieure jusqu'à une seconde extrémité libre (54; 254; 354; 454; 554; 754), les première et seconde branches intérieures comportant des première et seconde portions coudées (42, 52; 242, 252; 342, 352; 442, 452; 542, 552; 742, 752) qui présentent des première et seconde surfaces d'étanchéité annulaires (46, 56; 246, 256; 346, 356; 446, 456; 546, 556; 746, 756), respectivement; et une couche annulaire extérieure (20; 220; 320; 420; 520; 720) qui recouvre la couche annulaire intérieure (22; 222; 322; 422; 522; 722) en étant emboitée sur celle-ci et qui comporte une partie en anse extérieure (12; 212; 312; 412; 512; 712), une première branche extérieure (14; 214; 314; 414; 514; 714) qui s'étend depuis l'une des extrémités de la partie en anse extérieure jusqu'à une troisième extrémité libre (44; 244; 344; 444; 544; 744), et une seconde branche extérieure (16; 216; 316; 416; 516; 716) qui s'étend depuis l'autre extrémité de la partie en anse extérieure jusqu'à une quatrième extrémité libre (54; 254; 354; 454; 554; 754), les première et seconde branches extérieures comportant des première et seconde portions coudées (42, 52; 242, 252; 342, 352; 442, 452; 542, 552; 742, 752) en contact intime avec les première et seconde portions coudées (42, 52; 242, 252; 342, 352; 442, 452; 542, 552; 742, 752) des branches intérieures pour relier solidement entre elles les couches annulaires extérieure et intérieure (20, 22; 220, 222; 320, 322; 420, 422; 520, 522; 720, 722), les première, seconde, troisième et quatrième extrémités libres (44, 54; 244, 254; 344, 354; 444, 454; 544, 554; 744, 754) étant positionnées entre les parties en anse annulaires (12; 212; 312; 412; 512; 712) et les surfaces d'étanchéité annulaires (46, 56; 246, 256; 346, 356; 446, 456; 546, 556; 746, 756), afin d'être exposées à un fluide à basse pression venant en contact avec la couche extérieure (20; 220; 320; 420;
520; 720).
26. Bague d'étanchéité selon la revendication 25, caractérisée en ce que les parties en anse annulaires intérieure et extérieure (12; 212; 312; 412; 512; 712)
s'étendent sur un arc d'approximativement 180 .
27. Bague d'étanchéité selon la revendication 25, caractérisée en ce que chacune des portions coudées (42, 52; 242, 252; 342, 352; 442, 452; 542, 552; 742, 752) est
courbée et s'étend sur un arc d'approximativement 180 .
28. Bague d'étanchéité selon la revendication 27, caractérisée en ce que chacune des branches (14, 16; 214, 216; 314, 316; 414, 416) comprend une portion sensiblement plane (40, 50; 240, 250; 340, 350; 440, 450) qui s'étend entre sa partie en anse (12; 212; 312; 412) correspondante et ses portions coudées (42, 52; 242, 252; 342, 352; 442,
452) correspondantes, respectivement.
29. Bague d'étanchéité selon la revendication 28, caractérisée en ce que les couches annulaires extérieure et intérieure (20, 22; 220, 222; 320, 322; 420, 422) sont en
contact de surface intime au niveau de leur interface.
30. Bague d'étanchéité selon la revendication 29, caractérisée en ce que la couche extérieure (20; 320) comporte plusieurs découpes (58; 358) le long de ses
portions coudées.
31. Bague d'étanchéité selon la revendication 26, caractérisée en ce que la partie en anse extérieure (12; 312; 412; 512; 712) est tournée vers le centre de la bague
d'étanchéité (10; 310; 410; 510; 710).
32. Bague d'étanchéité selon la revendication 26, caractérisée en ce que la partie en anse intérieure (12; 312; 412; 512; 712) est tournée vers le centre de la bague
d'étanchéité (10; 310; 410; 510; 710).
33. Bague d'étanchéité selon la revendication 26, caractérisée en ce que la partie en anse (312; 712) est définie par au moins une circonvolution comportant deux portions courbées (332, 334; 732, 734) qui s'étendent entre les première et seconde branches correspondantes.
34. Bague d'étanchéité selon la revendication 33, caractérisée en ce que chacune des branches comprend une portion sensiblement plane (340, 350) qui s'étend entre sa partie en anse correspondante (312) et ses portions coudées
(342, 352), respectivement.
35. Bague d'étanchéité selon la revendication 25, caractérisée en ce que chacune des portions coudées (542, 552; 742, 752) est courbée vers l'extérieur pour former une surface d'étanchéité convexe, et en ce que chacune des branches (514, 516; 714, 716) comprend une portion courbée vers l'intérieur entre les portions coudées (542, 552; 742, 752) correspondantes et la partie en anse (512; 712) correspondante.
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