FR2758173A1 - Dispositif de retenue de joint d'etancheite, ensemble d'etancheite comportant un dispositif de ce type, et procede pour realiser une etancheite - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif de retenue de joint d'étanchéité (10) destiné à être utilisé en association avec au moins un joint d'étanchéité (22), comprenant un corps flexible sensiblement plat (60) qui s'étend dans un plan et qui comporte au moins une ouverture de réception de joint d'étanchéité (62); et au moins un élément de retenue élastique (64) réalisé solidairement du corps (60) sous la forme d'un organe unitaire d'une seule pièce, l'élément de retenue s'étendant vers l'intérieur depuis le corps dans l'ouverture de réception de joint d'étanchéité (62), jusqu'à son extrémité libre. L'invention concerne également un ensemble d'étanchéité comportant un dispositif de ce type, et un procédé pour réaliser une étanchéité à l'aide de cet ensemble.par.
Description
l Dispositif de retenue de joint d'étanchéité, ensemble d'étanchéité
comportant un dispositif de ce type, et procédé pour réaliser une étanchéité La présente invention concerne, d'une manière générale, un dispositif de retenue de joint d'étanchéité maintenant au moins un joint d'étanchéité. Elle concerne plus précisément un dispositif mince de retenue de joint d'étanchéité comportant, formées solidairement, des parties de retenue destinées à retenir et à positionner un ou plusieurs joints d'étanchéité entre deux organes ou éléments munis d'orifice(s), de lumière(s) ou de contre-alésage(s) qui
doivent être obturés hermétiquement.
Des joints d'étanchéité de différents types et configurations sont employés pour empêcher un fluide de s'échapper d'un raccord le long d'un chemin d'écoulement de fluide ou dans un réceptacle de fluide. Des raccords sont naturellement formés dans le chemin d'écoulement de fluide ou dans un récipient à chaque fois qu'au moins deux organes ou éléments sont réunis pour former un conduit continu ou un réceptacle de fluide. L'un des types de joints d'étanchéité couramment utilisés est un joint d'étanchéité annulaire utilisé entre des organes ou éléments le long d'un chemin d'écoulement, pour ainsi empêcher un fluide de fuir entre les deux organes. Ces deux organes ou éléments comportent souvent des gorges ou des contre-alésages destinés à recevoir le joint d'étanchéité annulaire et à former un presse-garniture d'étanchéité. Ces joints d'étanchéité annulaires sont élastiques en raison de leur matière constitutive et de leur configuration géométrique de sorte qu'ils remplissent l'espace défini entre les organes ou éléments adjacents qui forment le chemin d'écoulement. Le résultat souhaité est que le joint d'étanchéité annulaire appuie fermement contre les deux organes ou éléments, en tous points, afin que l'espace soit
complètement obturé par le joint d'étanchéité annulaire.
Ces joints d'étanchéité annulaires peuvent être installés de différentes façons entre les deux organes. La méthode la plus courante consiste simplement à placer le
joint d'étanchéité annulaire dans la gorge ou le contre-
alésage formant le presse-garniture d'étanchéité. Avec cette méthode, toutefois, il arrive souvent que le joint d'étanchéité bouge ou se déplace au cours du raccordement des deux éléments. En outre, il est souvent difficile dans certaines applications de raccorder les deux éléments sans que le joint d'étanchéité ne quitte sa place. Ceci entraine une contamination ou une détérioration du joint d'étanchéité
pendant son installation.
On sait également qu'il est possible d'utiliser des plaques de retenue pour maintenir un joint d'étanchéité en place afin de faciliter l'opération de raccordement. Un exemple de plaque de retenue est décrit dans le brevet américain N 3 857 572 au nom de Taylor et consorts. Comme le montrent les figures 3 et 4 du brevet de Taylor, les joints d'étanchéité annulaires sont retenus dans des ouvertures de la plaque de retenue par une bague en fil métallique fendue qui se loge dans une gorge de la plaque de retenue et qui vient en contact avec la surface extérieure du joint d'étanchéité annulaire. La plaque de retenue de Taylor comporte également des trous destinés à recevoir des boulons servant à assujettir la plaque de retenue aux organes ou
éléments raccordés l'un à l'autre.
Bien que cette plaque de retenue soit utile dans certaines applications, elle peut, dans certains cas, nécessiter l'utilisation d'outils spéciaux. En particulier, cette plaque de retenue est conçue pour être utilisée en association avec deux organes ou éléments ne comportant pas de contre-alésage ou de gorge pour recevoir le joint d'étanchéité annulaire. En revanche, la plaque de retenue doit avoir une épaisseur permettant une déformation vers l'intérieur suffisante du joint d'étanchéité annulaire afin d'assurer une bonne étanchéité. En outre, la plaque de retenue de Taylor est une plaque de retenue en plusieurs
parties qui peut être plus onéreuse à fabriquer.
On connaît également des plaques de retenue qui, pour maintenir les Joints d'étanchéité annulaires en place, font appel à un emboîtement du type à friction. Par exemple, une plaque de retenue peut être pourvue d'une ouverture circulaire et le joint d'étanchéité annulaire peut être conçu pour avoir une configuration légèrement elliptique de manière à se déformer élastiquement lors de son insertion dans l'ouverture circulaire. L'un des inconvénients de ce type d'ensemble à plaque de retenue et joint d'étanchéité est que le joint d'étanchéité annulaire doit, d'une manière caractéristique, avoir un diamètre important pour que sa configuration elliptique puisse se déformer facilement en vue d'être insérée dans l'ouverture ronde de la plaque de retenue. Un autre inconvénient de ce type d'ensemble à plaque de retenue et joint d'étanchéité est qu'il nécessite une déformation du joint d'étanchéité, susceptible d'entraîner une contamination ou une détérioration de celui-ci au cours de son installation. En outre, ce type de plaque de retenue exige, d'une manière caractéristique, une plaque sensiblement rigide ayant une épaisseur importante, de sorte que le joint d'étanchéité ne peut pas être utilisé avec des organes ou
éléments de raccordement comportant des contre-alésages.
Au vu de ce qui précède, l'homme de l'art comprendra que l'on a besoin dans la technique d'un dispositif de retenue de joint d'étanchéité qui puisse être utilisé en association avec deux organes ou éléments de raccordement dont l'un au moins comporte un contre-alésage pour recevoir le joint d'étanchéité. On a également besoin d'un dispositif de retenue de joint d'étanchéité bon marché qui puisse être fabriqué et installé relativement facilement. On a en outre besoin d'un dispositif de retenue de joint d'étanchéité qui permette l'installation de joints d'étanchéité entre deux organes ou éléments de raccordement sans contact manuel ou avec des outils susceptible de contaminer ou de détériorer le ou les joints d'étanchéité. La présente invention se propose de répondre à ces besoins de la technique ainsi qu'à d'autres
besoins qui ressortiront de la lecture de la description
suivante. La présente invention a précisément pour but de proposer un dispositif de retenue de joint d'étanchéité qui puisse être utilisé en association avec au moins un joint d'étanchéité métallique très fiable, pour positionner et retenir le ou les joints vis-à-vis d'orifice(s), de lumière(s), ou de contre-alésage(s) qui doivent être obturés hermétiquement. L'invention a pour autre but de proposer un dispositif de retenue de Joint d'étanchéité qui puisse être utilisé en association avec au moins un joint d'étanchéité pour retenir celui- ci contre l'un d'organes ou d'éléments de raccordement préalablement au raccordement de ceux-ci afin d'éviter la perte du ou des joints d'étanchéité dans le cas de montages
difficiles en raison de leur orientation.
L'invention a encore pour autre but de proposer un dispositif de retenue de joint d'étanchéité qui permette à l'installateur de maîtriser le ou les joints dans le cas de
positions de montage inversées ou verticales.
Un but supplémentaire de la présente invention est de proposer un dispositif de retenue de joint d'étanchéité grâce auquel un ou des joints puissent être installés entre deux organes ou éléments de raccordement sans contact manuel ou avec des outils pour éviter une contamination ou une
détérioration du ou des joints.
Un but additionnel de la présente invention est de proposer un dispositif de retenue de joint d'étanchéité qui
soit relativement bon marché à fabriquer.
La présente invention a encore pour autre but de proposer un dispositif de retenue de joint d'étanchéité qui
soit relativement facile à installer.
La présente invention a d'autre part pour but de proposer un ensemble d'étanchéité utilisant un dispositif de retenue de joint d'étanchéité, et un procédé pour réaliser
une étanchéité à l'aide de cet ensemble d'étanchéité.
Pour atteindre les buts ci-dessus et selon un premier aspect de la présente invention, il est proposé un dispositif de retenue de joint d'étanchéité destiné à recevoir au moins un joint d'étanchéité, caractérisé en ce qu'il comprend un flexible souple sensiblement plat qui s'étend dans un plan et qui comporte au moins une ouverture de réception de joint d'étanchéité; et au moins un élément de retenue élastique réalisé solidairement du corps sous la forme d'un organe unitaire d'une seule pièce, l'élément de retenue s'étendant vers l'intérieur depuis le corps dans l'ouverture de
réception de joint d'étanchéité, jusqu'à son extrémité libre.
Selon un second aspect de la présente invention, il est proposé un ensemble d'étanchéité pour réaliser une étanchéité entre des premier et second organes, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un joint d'étanchéité annulaire comportant des première et seconde surfaces d'étanchéité orientées longitudinalement et une cavité orientée vers l'extérieur et située entre les première et seconde surfaces d'étanchéité; et un dispositif de retenue de joint d'étanchéité associé au joint d'étanchéité, le dispositif de retenue de joint d'étanchéité comprenant un corps sensiblement plat qui s'étend dans un plan et qui comporte au moins un élément de retenue élastique réalisé solidairement du corps sous la forme d'un organe unitaire d'une seule pièce destiné à venir en prise avec la cavité du joint d'étanchéité pour retenir celui-ci. Selon un troisième aspect de la présente invention, il est proposé un procédé pour réaliser une étanchéité, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes qui consistent à prévoir un dispositif mince de retenue de joint d'étanchéité qui s'étend dans un plan et comporte un corps sensiblement plat, au moins une ouverture de réception de joint d'étanchéité et au moins un élément de retenue élastique réalisé solidairement du corps; à monter au moins un joint d'étanchéité dans l'ouverture de réception de joint d'étanchéité à l'aide de l'élément de retenue; à placer le dispositif de retenue de joint d'étanchéité muni du joint d'étanchéité monté sur lui entre un premier organe et un second organe; et à raccorder les premier et second organes entre eux de façon que des surfaces opposées de ceux-ci viennent en contact avec le joint d'étanchéité et compriment
ce dernier.
Ce qui précède, ainsi que d'autres buts, caractéristiques et avantages de la présente invention,
ressortira plus clairement 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 perspective partielle éclatée d'un ensemble d'étanchéité comportant deux joints d'étanchéité annulaires en forme de C associés à un dispositif de retenue de joint d'étanchéité conforme à un premier mode de réalisation de la présente invention et destinés à être comprimés entre deux organes ou éléments de raccordement pour réaliser une étanchéité entre ceux-ci; la figure 2 est une vue en coupe transversale partielle et réalisée à une plus grande échelle de l'ensemble d'étanchéité de la figure 1 après montage sur deux organes ou éléments de raccordement; la figure 3 est une vue en perspective du dispositif de retenue de joint d'étanchéité des figures 1 et 2, sans les joints d'étanchéité annulaires; la figure 4 est une vue en plan de dessus du dispositif de retenue de joint d'étanchéité des figures 1 à 3, sans les joints d'étanchéité annulaires; la figure 5 est une vue en plan de dessus du dispositif de retenue de joint d'étanchéité des figures 1 à 4, auquel sont associés deux joints d'étanchéité annulaires; la figure 6 est une vue en coupe transversale du dispositif de retenue de joint d'étanchéité des figures 1 à , et de l'un des joints d'étanchéité associés à celui-ci, réalisée à une plus grande échelle et suivant la ligne 6-6 de la figure 5; la figure 7 est une vue en perspective éclatée du dispositif de retenue de joint d'étanchéité des figures 3 à 6, juste avant son montage entre deux éléments de raccordement comportant chacun un contre-alésage ou une gorge pour recevoir une partie de chacun des joints d'étanchéité annulaires; la figure 8 est une vue en coupe transversale, réalisée à une échelle agrandie, de l'ensemble d'étanchéité des figures 3 à 6 monté entre les éléments de raccordement de la figure 7; et la figure 9 représente un ensemble d'étanchéité conforme à un second mode de réalisation de l'invention et adapté pour
recevoir trois joints d'étanchéité annulaires.
En se référant tout d'abord aux figures 1 et 2, on peut voir un ensemble d'étanchéité 10 selon le premier mode de réalisation préféré de l'invention, préalablement à son montage entre deux organes ou éléments de raccordement 12 et 14. L'ensemble d'étanchéité 10 comprend fondamentalement un dispositif de retenue de joint d'étanchéité 20 et deux joints d'étanchéité 22 accouplés avec le dispositif de retenue de
joint d'étanchéité 20.
L'ensemble d'étanchéité 10 n'est décrit et illustré qu'en relation avec une représentation schématique des organes ou éléments de raccordement 12 et 14, car l'homme de
l'art comprendra aisément à la lecture de cette description
que la structure précise du dispositif de retenue de joint d'étanchéité 20, le nombre et les emplacements des joints d'étanchéité 22 sont fonction de l'application particulière concernée ainsi que de la structure particulière des éléments 12 et 14. L'ensemble d'étanchéité 10 est particulièrement utile dans les industries des équipements de traitement pour semi-conducteurs et des équipements sous vide ou dans toute autre industrie nécessitant une étanchéité très fiable et extrêmement poussée. En particulier, l'ensemble d'étanchéité 10 est de préférence conçu pour permettre de réaliser une étanchéité très fiable. Par exemple, l'ensemble d'étanchéité 10 est de préférence conçu pour satisfaire à un
test de fuite de l'ordre de grandeur de 10-9 cm3/s d'hélium.
Dans l'exemple représenté sur les Figures 1 et 2, l'élément 12 est relié de manière détachable à l'élément 14 par l'intermédiaire de quatre boulons ou organes de fixation 24 d'une manière conventionnelle. Il est naturellement possible d'utiliser un nombre plus ou moins important de boulons selon l'application. L'élément 12 peut, par exemple, être une soupape ou un organe de régulation, tandis que l'élément 14 peut, par exemple, être un collecteur ou un organe de base. Plus précisément, l'élément 12 comporte quatre perçages 26 destinés à recevoir d'une manière coulissante les organes de fixation 24, tandis que l'élément 14 comporte quatre perçages taraudés 28 destinés à recevoir de manière vissée les organes de fixation 24, afin que l'élément 12 soit accouplé de manière amovible avec l'élément
14 grâce aux organes de fixation 24.
Comme cela est visible sur les figures 1 et 2, l'élément 12 comprend également de préférence deux orifices 30 qui viennent en alignement avec des orifices 32 de l'élément 14 lorsque les éléments 12 et 14 sont accouplés l'un avec l'autre. De préférence, les orifices 32 de l'élément 14 comportent également des contre-alésages 34 dimensionnés pour
recevoir les joints d'étanchéité 22. Chacun des contre-
alésages 34 présente un épaulement 36 destiné à venir en prise avec l'un des joints d'étanchéité 22. La profondeur des contre-alésages 34 est de préférence inférieure à la dimension longitudinale des joints d'étanchéité 22 afin qu'une face 38 de l'élément 12 vienne elle aussi en prise avec une partie des joints d'étanchéité 22 pour que ceux-ci soient comprimés entre les épaulements 36 et la face 38 lorsque les éléments 12 et 14 sont accouplés l'un avec l'autre. Sur les figures 2 et 6, on peut voir que les joints d'étanchéité 22 sont de préférence des joints d'étanchéité annulaires conventionnels, dotés d'une section transversale en forme de C comportant une partie en anse 50 et deux branches courbées 52. Il est naturellement possible d'utiliser d'autres types de joints d'étanchéité annulaires
présentant d'autres configurations en section transversale.
De plus, les joints d'étanchéité 22 n'ont pas nécessairement besoin d'être ronds. Au contraire, le dispositif de retenue de joint d'étanchéité 20 peut être modifié pour être adapté à une grande variété de configurations de joints d'étanchéité non circulaires. La partie en anse 50 et les branches 52 forment une cavité tournée vers l'extérieur ou une gorge continue 54. Chacune des branches 52 des joints d'étanchéité 22 présente une surface d'étanchéité annulaire destinée à venir en contact avec la face 38 de l'élément 12 ou avec l'un des épaulements 36 définis par les contre-alésages 34 de
l'élément 14.
De préférence, les joints d'étanchéité 22 sont des joints d'étanchéité métalliques formés de matériaux adaptés, tels qu'acier inoxydable ou INCONEL 718 (marque déposée). Les joints d'étanchéité annulaires, tels que les joints d'étanchéité annulaires 22, sont bien connus dans la technique et, par conséquent, ces derniers ne seront pas décrits et illustrés en détail ici. Les joints d'étanchéité annulaires 22 ne seront plutôt décrits et illustrés qu'en ce qui concerne leurs aspects nécessaires à la compréhension de la présente invention. Dans les modes de réalisation représentés, les joints d'étanchéité 22 ont un diamètre extérieur approximativement égal à 6,88 mm (0,271 pouce) et une dimension axiale approximativement égale à 1,57 mm
(0,062 pouce).
En référence maintenant aux figures 3 à 6, le dispositif de retenue de joint d'étanchéité 20 comprend fondamentalement un corps 60 comportant une ouverture de réception de joint d'étanchéité 62 et plusieurs éléments de retenue ou bras élastiques 64 qui s'étendent vers l'intérieur depuis le corps dans l'ouverture de réception de joint d'étanchéité 62. Le corps 60 comporte également quatre trous de montage 66
destinés à permettre le passage des organes de fixation 24.
Le corps 60 consiste de préférence en un morceau très mince d'un matériau métallique élastique, tel que de l'acier inoxydable. D'autres matériaux non métalliques, métaux ou alliages adaptés peuvent naturellement être utilisés pour former le dispositif de retenue 20. Le corps 60 est de préférence un élément plan sensiblement plat qui s'étend dans un seul plan et possède une épaisseur d'environ 0,07 mm (0,003 pouce) à environ 0,12 mm (0,005 pouce). Le dispositif de retenue de joint d'étanchéité 20 est par conséquent très mince comparativement à la dimension axiale ou longitudinale des joints d'étanchéité 22, de sorte qu'il ne gêne pas ou ne limite pas de manière considérable la compression des joints
d'étanchéité 22 entre les éléments 12 et 14.
Les éléments de retenue 64 sont réalisés solidairement du corps 60 sous la forme d'organes unitaires monoblocs, c'est-à-dire que le dispositif de retenue de joint d'étanchéité 20 est formé d'un seul morceau de matériau. Les éléments de retenue 64 ont de préférence la même épaisseur que le corps 60 et s'étendent, au moins au départ, dans le même plan que celui-ci. De préférence, le dispositif de retenue de joint d'étanchéité 20 est soumis à un découpage destiné à former les ouvertures de réception de joint d'étanchéité 62, les éléments de retenue 64 et les trous de montage 66, à l'aide de techniques de découpage de métaux conventionnelles. A titre de variante, le dispositif de retenue de joint d'étanchéité 20 peut être réalisé par un usinage par procédé électrolytique ou d'autres techniques de
fabrication conventionnelles.
Dans ce mode de réalisation, le dispositif de retenue de joint d'étanchéité 20 est conçu pour être associé à deux joints d'étanchéité 22. Naturellement, le dispositif de retenue de joint d'étanchéité 20 peut être conçu pour recevoir un nombre plus ou moins important de joints d'étanchéité en fonction des besoins et/ou des souhaits. Dans le mode de réalisation illustré, les joints d'étanchéité 22 sont montés sur le corps 60 grâce à une ouverture de réception de joint d'étanchéité 62 unique ménagée dans ce dernier, les extrémités libres des éléments de retenue 64 étant conçues de façon qu'une première série d'extrémités libres des éléments de retenue 64 s'étendent au niveau de points situés sur un premier cercle pour retenir un premier joint d'étanchéité 22, tandis qu'une seconde série d'extrémités libres des éléments de retenue 64 s'étend au niveau de points situés sur un second cercle pour retenir un
second joint d'étanchéité 22.
Dans ce mode de réalisation, en outre, deux des éléments de retenue 64 ont une configuration en forme de Y afin que leurs extrémités libres viennent en prise avec les deux joints d'étanchéité 22. L'homme de l'art comprendra bien sûr
à la lecture de cette description qu'il est possible
d'utiliser deux ouvertures de réception de joint d'étanchéité 62, comme illustré sur la figure 9, afin de définir deux séries différentes d'éléments de retenue 64 pour assujettir
les joints d'étanchéité 22 au corps 60.
Grâce à l'élasticité de la tôle utilisée pour réaliser le dispositif de retenue de joint d'étanchéité 20, les éléments de retenue 64 sont des éléments élastiques flexibles qui peuvent être pliés pour s'étendre en dehors du plan du corps 60 afin d'assujettir les joints d'étanchéité 22 à celui-ci, comme illustré sur la figure 2. En particulier, on peut installer les joints d'étanchéité 22 dans l'ouverture de réception de joint d'étanchéité 62 en inclinant le côté ouvert des joints d'étanchéité 22 pour qu'il vienne s'emboîter sur les éléments de retenue élastiques ou résilients 64, d'un côté, puis en poussant les joints d'étanchéité 22 au-delà des éléments de retenue 64 opposés pour permettre à ces derniers de se détendre dans la gorge 54, du côté opposé des joints d'étanchéité 22. A titre de variante, les joints d'étanchéité 22 peuvent être installés dans l'ouverture de réception de joint d'étanchéité 62 par flexion du corps 60 jusqu'à ce que les éléments de retenue 64 s'ouvrent suffisamment pour permettre l'insertion des joints d'étanchéité 22 entre les extrémités libres ouvertes des éléments de retenue 64, puis en diminuant la flexion du corps jusqu'à ce que les éléments de retenue 64 maintiennent les joints d'étanchéité 22 captifs en s'engageant dans la cavité
ou la gorge 54 de ces derniers.
Bien que quatre éléments de retenue 64 soient utilisés pour venir en prise avec les joints d'étanchéité 22 et retenir ceux-ci sur le corps 60, l'homme de l'art comprendra aisément qu'il est possible d'utiliser un plus grand nombre d'éléments de retenue 64, de même qu'un nombre plus faible de ceux-ci, pour assujettir les joints d'étanchéité 22 au corps 60. D'une manière caractéristique, il convient d'utiliser trois ou quatre éléments de retenue 64 pour maintenir chacun
des joints d'étanchéité 22 à l'intérieur de l'ouverture 62.
Les éléments de retenue 64 doivent être conçus de telle façon que leurs extrémités libres s'étendent en porte à faux par rapport au corps 60 pour permettre une déflexion indépendante de chacun d'eux par rapport aux autres éléments de retenue 64 en vue de l'installation des joints
d'étanchéité 22.
En outre, l'homme de l'art comprendra à la lecture de
cette description que si plusieurs joints d'étanchéité 22
doivent être installés dans le corps 60 du dispositif de retenue de joint d'étanchéité 20, le nombre des bras
élastiques ou des éléments de retenue 64 doit être augmenté.
Il sera également clair pour l'homme de l'art que lorsque les joints d'étanchéité 22 sont rapprochés les uns des autres, ils peuvent être supportés par un ou plusieurs éléments de retenue 64 communs, comme cela est représenté, ce qui permet de loger d'une manière plus efficace les joints d'étanchéité supplémentaires. D'autre part, l'homme de l'art comprendra à la lecture
de cette description que les éléments de retenue 64 peuvent
présenter une grande variété de configurations pour retenir les joints d'étanchéité 22 à l'intérieur de l'ouverture de réception de joint d'étanchéité 62. Dans tous les cas, l'important est que les éléments de retenue 64 viennent en prise avec la structure des joints d'étanchéité 22 sans gêner la compression de ceux-ci, et qu'ils aient une certaine élasticité pour permettre l'installation des joints d'étanchéité 22 dans le dispositif de retenue 20 et tous les mouvements des joints d'étanchéité 22 nécessaires pour que ceux-ci puissent s'insérer dans les contre-alésages des
éléments de raccordement.
Comme cela est visible sur les figures 3 à 5, l'un au moins des trous de montage 66 est de préférence doté d'une configuration de nature à permettre une retenue sur les organes de fixation ou les boulons de montage 24 après l'insertion de ceux-ci dans les perçages 26 de l'élément 12 qui doit être raccordé de manière étanche à l'élément de raccordement 14. L'une des configurations possibles des trous de montage 66 est visible sur les figures. Dans le mode de réalisation représenté, les quatre trous de montage 66 ont une configuration en forme de D pour recevoir de manière vissée les organes de fixation 24. En particulier, le côté plat du "D" de chaque trou de montage 66 est dimensionné pour que la distance qui le sépare de la partie arrondie soit inférieure au diamètre extérieur minimal des organes de fixation 24 et supérieure au diamètre maximal de fond du filet de vis des organes de fixation 24. Ceci permet un assemblage tel que les organes de fixation 24 peuvent être vissés dans les trous de montage 66 du dispositif de retenue de joint d'étanchéité 20 sans que ce dernier puisse coulisser
librement sur les organes de fixation 24.
L'homme de l'art comprendra à la lumière de cette
description qu'il est possible d'utiliser une grande variété
de configurations saillantes dans un ou plusieurs des trous de montage 66 pour créer le même effet. Par exemple, d'autres configurations des trous de montage 66 peuvent consister en une ou des configurations de forme semi-circulaire, ou en des
languettes carrées ou rectangulaires s'avançant dans le trou.
En outre, tous les trous de montage n'ont pas besoin d'être conçus pour assurer une retenue sur les organes de fixation
24.
En ce qui concerne l'installation de l'ensemble d'étanchéité 10, comme cela a été mentionné précédemment, les joints d'étanchéité 22 sont montés sur le dispositif de retenue de joint d'étanchéité 20 pour être positionnés correctement par rapport aux orifices 30 et 32 des éléments 12 et 14. Cette configuration permet d'installer l'ensemble d'étanchéité 10 entre les éléments 12 et 14 sans contact manuel ou avec des outils, ce qui risquerait de contaminer ou
de détériorer les joints d'étanchéité 22.
Les joints d'étanchéité 22 sont installés à l'intérieur de l'ouverture deréception de joint d'étanchéité 62 du corps 60 par l'intermédiaire des éléments de retenue 64. En particulier, ces éléments de retenue 64 peuvent être déviés en dehors du plan du corps 60 pour que leurs extrémités libres soient reçues dans la cavité ou la gorge annulaire 54 de chacun des joints d'étanchéité 22 afin de retenir les joints d'étanchéité 22 sur le corps 60. Comme cela a été mentionné précédemment, cette installation peut se réaliser en inclinant l'un des côtés des joints d'étanchéité 22 de façon que deux des bras élastiques ou des éléments de retenue 64 s'engagent dans la cavité ou la gorge annulaire 54 des joints d'étanchéité 22, puis en poussant les joints d'étanchéité 22 au-delà des deux bras ou éléments de retenue 64 opposés pour que ceux-ci puissent se détendre dans la cavité ou la gorge 54, de l'autre côté des joints d'étanchéité 22 afin de maintenir ces derniers prisonniers
entre eux.
A titre de variante, les joints d'étanchéité 22 peuvent être installés dans l'ouverture de réception de joint d'étanchéité 62 par une flexion du corps 60 de l'organe de retenue de joint d'étanchéité 20 jusqu'à ce que les extrémités libres des bras élastiques ou des éléments de retenue 64 s'ouvrent suffisamment pour permettre l'insertion des joints d'étanchéité 22 entre les extrémités libres des éléments de retenue 64, puis par une diminution de la flexion du corps 60 pour que les éléments de retenue 64 reviennent dans le plan du corps 60 afin de maintenir les joints d'étanchéité 22 prisonniers grâce à leurs extrémités libres engagées dans la cavité ou la gorge annulaire 54 des joints
d'étanchéité 22.
Une fois que l'ensemble d'étanchéité 10 est complet, il est ensuite fixé à l'un des éléments 12, 14. Dans ce mode de réalisation particulier, l'ensemble d'étanchéité 10 est
retenu sur l'élément 12 à l'aide des organes de fixation 24.
En particulier, les organes de fixation 24 sont insérés dans les perçages 26 de l'élément 12, puis vissés dans les trous de montage en forme de D 66 pour retenir l'ensemble d'étanchéité 10 sur l'élément 12. Dans cette position, les joints d'étanchéité 22 sont correctement positionnés puisque les trous de montage 66 permettent non seulement de retenir l'ensemble d'étanchéité 10 sur l'élément 12 mais également d'assurer un bon positionnement des joints d'étanchéité 22 par rapport aux orifices 30 et 32 des éléments 12 et 14,
respectivement.
Les éléments 12 et 14 sont ensuite raccordés l'un à l'autre à l'aide des organes de fixation 24. En particulier, les organes de fixation 24 sont alors vissés dans les perçages taraudés 28 de l'élément 14. Lors du serrage des organes de fixation 24, les surfaces d'étanchéité annulaires des branches 52 des joints d'étanchéité 22 viennent en contact avec les épaulements 36 de l'élément 14 et la face 38
de l'élément 12 pour réaliser une étanchéité entre ceux-ci.
En outre, les joints d'étanchéité 22 sont comprimés pour former un joint étanche à un fluide entre les éléments 12 et
14 autour des orifices 30 et 32.
Dans cette configuration particulière, les bras élastiques ou les éléments de retenue 64 ont une longueur et une élasticité suffisantes pour permettre aux joints d'étanchéité 22 de se déformer légèrement en dehors du plan du corps 60 et de pénétrer dans le contre- alésage 34 de l'élément 14, comme cela est visible sur la figure 2. Par conséquent, les dimensions et les proportions des bras élastiques ou des éléments de retenue 64, c'est-à-dire, entre autres, leur longueur, leur largeur, la configuration de leur pointe, ainsi que l'épaisseur totale du dispositif de retenue de joint d'étanchéité 20, sont déterminées par la taille des joints d'étanchéité et par la surface disponible sous les éléments de raccordement qui doivent être obturés de manière étanche. Le concept général peut être appliqué à n'importe quel nombre de joints d'étanchéité et/ou n'importe quelle configuration de boulons, à n'importe quel nombre de boulons
et/ou variantes évidentes.
L'ensemble d'étanchéité 10 est particulièrement applicable aux industries de traitement des semi-conducteurs et des équipements sous vide, ainsi qu'à d'autres industries exigeant une étanchéité extrêmement fiable et très poussée, par exemple, une étanchéité satisfaisant à un test de fuite de 10-9cm3/s d'hélium. L'ensemble d'étanchéité 10 peut également s'appliquer pour permettre un positionnement et une retenue de joint d'étanchéité dans tous les cas o une configuration de joint d'étanchéité soumis à une pression
extérieure est adaptée.
D'autres variantes et/ou modifications de la présente invention comprennent la retenue de joints d'étanchéité en nombre différent et de configuration différente, ainsi que l'utilisation d'organes de fixation en nombre différent et de configuration différente. En outre, différentes épaisseurs et différents types de tôles peuvent être utilisés pour réaliser le dispositif de retenue de joint d'étanchéité 20 conforme à la présente invention. De même, bien que des joints d'étanchéité annulaires circulaire 22 soient représentés, l'homme de l'art comprendra qu'il est possible d'adopter pour ces joints d'étanchéité 22 des configurations non circulaires en apportant des modifications mineures à la disposition et
à l'orientation des éléments de retenue 64.
En se référant maintenant aux figures 7 et 8, on peut voir l'ensemble d'étanchéité 10 installé entre des éléments
112 et 114 afin de réaliser une obturation étanche de ceux-
ci. Dans cet exemple, l'élément 112 est raccordé de manière amovible à l'élément 114 grâce à quatre boulons ou organes de fixation 124 d'une manière conventionnelle. Il est bien entendu possible d'utiliser un nombre plus ou moins important de boulons selon l'application. Plus précisément, l'élément 112 comporte quatre perçages 126 destinés à recevoir de manière coulissante des organes de fixation 124, tandis que l'élément 114 comporte quatre perçages taraudés 128 destinés à recevoir de manière vissée les organes de fixation 124, afin que l'élément 112 soit accouplé avec l'élément 114 d'une
manière amovible grâce aux organes de fixation 124.
L'élément 112 comprend également de préférence deux orifices 130 qui viennent en alignement avec des orifices 132 de l'élément 114, lorsque les éléments 112 et 114 sont accouplés l'un avec l'autre. De préférence, les orifices 130 et 132 des organes 112 et 114 comprennent également des contre-alésages 134 dimensionnés pour recevoir les joints d'étanchéité 22. Chacun des contre-alésages 134 présente un épaulement 136 destiné à venir en contact avec l'un des
joints d'étanchéité 22.
La principale différence entre les éléments 12 et 14 et les éléments 112 et 114 réside en ce que les éléments 112 et 114 comportent chacun un contre-alésage 134 dont la profondeur représente sensiblement la moitié de celle du
contre-alésage 34 de l'élément 14 décrit précédemment.
Cette configuration a pour avantage de protéger les deux surfaces d'étanchéité du joint 22 et de ne pas nécessiter une déflexion des éléments de retenue 64 dans les contre-alésages 134 respectifs, comme illustré sur la figure 8. Compte tenu de la similitude entre cette seconde application de l'ensemble d'étanchéité 10 et la première application de celui-ci décrite précédemment, cette seconde application de l'ensemble d'étanchéité 10 ne sera pas décrite et illustrée
davantage.
En se référant maintenant à la figure 9, on peut voir un ensemble d'étanchéité 210 conforme au second mode de réalisation préféré de la présente invention. Ce mode de réalisation est semblable au premier mode de réalisation décrit, excepté que l'ensemble d'étanchéité 210 a été modifié pour comporter deux ouvertures de réception de joint d'étanchéité 262a et 262b afin de supporter trois joints d'étanchéité 22. L'ensemble d'étanchéité 210 ne sera donc pas décrit d'une manière aussi détaillée que l'ensemble d'étanchéité 10. L'homme de l'art comprendra que la
description de l'ensemble d'étanchéité 10 s'applique à
l'ensemble d'étanchéité 210.
L'ensemble d'étanchéité 210 est lui aussi particulièrement utile dans les industries des équipements de traitement de semi- conducteurs et d'équipements sous vide ou dans toute autre industrie exigeant une étanchéité extrêmement fiable et très poussée. En particulier, l'ensemble d'étanchéité 210 est de préférence conçu pour permettre de réaliser une étanchéité à haute fiabilité. Par exemple, l'ensemble d'étanchéité 210 est de préférence conçu pour satisfaire à un test de pression de l'ordre de grandeur
de 10-9cm3/s d'hélium.
Un dispositif de retenue de joint d'étanchéité 220 comprend fondamentalement un corps 260 comportant deux ouvertures de réception de joint d'étanchéité 262a et 262b, et plusieurs éléments de retenue ou bras élastiques 264a et 264b qui s'étendent vers l'intérieur depuis le corps 260 dans l'ouverture de réception de joint d'étanchéité 262a, 262b, respectivement. Le corps 260 comporte également six trous de
montage 266 destinés à recevoir des organes de fixation.
Le dispositif de retenue 220 consiste de préférence en un morceau très mince d'un matériau métallique élastique, tel que de l'acier inoxydable. D'autres matériaux non métalliques, métaux ou alliages adaptés peuvent évidemment être utilisés pour former le dispositif de retenue 220. Ce dispositif de retenue 220 est de préférence un élément plan sensiblement plat qui s'étend dans un seul plan et a une épaisseur d'environ 0,07 mm (0,003 pouce) à environ 0,12 mm (0,005 pouce). Par conséquent, le dispositif de retenue de joint d'étanchéité 220 est très mince comparativement à la dimension axiale ou longitudinale des joints d'étanchéité 22 de sorte qu'il ne gêne pas ou ne limite pas considérablement la compression des joints d'étanchéité 22 entre deux éléments
de raccordement.
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 différentes variantes et modifications sans pour autant
sortir du cadre de l'invention.
Claims (26)
1. Dispositif de retenue de joint d'étanchéité destiné à être utilisé en association avec au moins un joint d'étanchéité, caractérisé en ce qu'il comprend un corps flexible sensiblement plat (60; 260) qui s'étend dans un plan et qui comporte au moins une ouverture de réception de joint d'étanchéité (62; 262a, 262b); et au moins un élément de retenue élastique (64; 264a, 264b) réalisé solidairement du corps (60; 260) sous la forme d'un organe unitaire d'une seule pièce, l'élément de retenue s'étendant vers l'intérieur depuis le corps dans l'ouverture de réception de joint
d'étanchéité (62; 262a, 262b), jusqu'à son extrémité libre.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps (60; 260) comprend au moins un trou de montage (66; 266) espacé de l'ouverture de réception de
joint d'étanchéité (62; 262a, 262b).
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le trou de montage (66; 266) est conformé et dimensionné pour venir en prise avec un organe de montage
(24; 124) afin de retenir le corps (60; 260) sur celui-ci.
4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps (60; 260) et l'élément de retenue (64;
264a, 264b) sont formés d'un matériau métallique mince.
5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps (60; 260) et l'élément de retenue (64; 264a, 264b) sont formés d'un matériau mince ayant une épaisseur qui se situe dans la plage d'environ 0,07 mm (0,003
pouce) à environ 0,12 mm (0,005 pouce).
6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps (60; 260) comporte plusieurs éléments de retenue (64; 264a, 264b) qui présentent des extrémités libres adaptées pour venir en prise avec au moins un joint
d'étanchéité (22).
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'une première série des extrémités libres des éléments de retenue (64; 264a) s'étend au niveau de points situés sur
un premier cercle dans le plan du corps (60; 260).
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'une seconde série des extrémités libres des éléments de retenue (64; 264a) s'étend au niveau de points situés sur un
second cercle dans le plan du corps (60; 260).
9. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les éléments de retenue (64; 264a) sont conçus pour
supporter au moins deux joints d'étanchéité (22) séparés.
10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que certains au moins des éléments de retenue (64; 264a) sont conçus pour venir en prise avec au moins deux joints
d'étanchéité (22).
11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le corps (260) comprend au moins deux ouvertures de réception de joint d'étanchéité (262a, 262b) comportant
chacune au moins deux éléments de retenue (264a, 264b).
12. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les éléments de retenue s'étendent en porte à faux de manière élastique par rapport au corps pour permettre une déformation d'un joint d'étanchéité (22) monté sur celui-ci,
en dehors du plan du corps.
13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que le corps comprend des moyens de positionnement et de retenue destinés à permettre son montage en un emplacement voulu.
14. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que le corps (60; 260) comprend au moins un trou de
montage (66; 266).
15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que le trou de montage (66; 266) est conformé et dimensionné pour venir en prise avec un organe de montage
(24; 124) afin de retenir le corps sur celui-ci.
16. Ensemble d'étanchéité pour réaliser une étanchéité entre des premier et second organes (12, 14; 112, 114), caractérisé en ce qu'il comprend au moins un joint d'étanchéité annulaire (22) comportant des première et seconde surfaces d'étanchéité orientées longitudinalement et une cavité (54) orientée vers l'extérieur et située entre les première et seconde surfaces d'étanchéité; et un dispositif de retenue de joint d'étanchéité (10; 210) associé au joint d'étanchéité (22), le dispositif de retenue de joint d'étanchéité comprenant un corps sensiblement plat (60; 260) qui s'étend dans un plan et qui comporte au moins un élément de retenue élastique (64; 264a, 264b) réalisé solidairement du corps sous la forme d'un organe unitaire d'une seule pièce destiné à s'engager dans la cavité (54) du joint d'étanchéité
(22) afin de retenir ce dernier.
17. Ensemble selon la revendication 16, caractérisé en
ce que la cavité est une gorge annulaire continue (54).
18. Ensemble selon la revendication 17, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité est un joint d'étanchéité
annulaire circulaire (22).
19. Ensemble selon la revendication 16, caractérisé en ce que le corps (60; 260) comporte au moins une ouverture de réception de joint d'étanchéité (62; 262a, 262b) dans
laquelle s'étend l'élément de retenue (64; 264a, 264b).
20. Ensemble selon la revendication 19, caractérisé en ce que le corps (60; 260) comporte plusieurs éléments de retenue (64; 264a, 264b) qui présentent des extrémités libres adaptées pour venir en prise avec le joint
d'étanchéité (22).
21. Ensemble selon la revendication 19, caractérisé en ce que le corps (60; 260) comprend au moins un trou de montage (66; 266) espacé de l'ouverture de réception de
joint d'étanchéité (62; 262a, 262b).
22. Ensemble selon la revendication 21, caractérisé en ce que le trou de montage (66; 266) est conformé et dimensionné pour venir en prise avec un organe de montage
(24; 124) afin de retenir le corps (60; 260) sur celui-ci.
23. Ensemble selon la revendication 19, caractérisé en ce que le corps (60; 260) et l'élément de retenue (64; 264a, 264b) sont formés d'un matériau mince ayant une épaisseur qui se situe dans la plage d'environ 0,07 mm
(0,003 pouce) à environ 0,12 mm (0,005 pouce).
24. Ensemble selon la revendication 20, caractérisé en ce qu'une première série des extrémités libres des éléments de retenue s'étend au niveau de points situés sur un premier
cercle dans le plan du corps.
25. Ensemble selon la revendication 24, caractérisé en ce que les éléments de retenue s'étendent en porte à faux de manière élastique par rapport au corps pour permettre une déformation d'un joint d'étanchéité (22) monté sur celui-ci,
en dehors du plan du corps.
26. Procédé pour réaliser une étanchéité, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes qui consistent à prévoir un dispositif mince de retenue de joint d'étanchéité (10; 210) qui s'étend dans un plan et qui comporte un corps sensiblement plat (60; 260), au moins une ouverture de réception de joint d'étanchéité (62; 262a, 262b) et au moins un élément de retenue élastique (64; 264a, 264b) formé solidairement du corps; à monter au moins un joint d'étanchéité (22) dans l'ouverture de réception de joint d'étanchéité à l'aide de l'élément de retenue; à placer le dispositif de retenue de joint d'étanchéité muni du joint d'étanchéité monté sur lui entre un premier organe (12; 112) et un second organe (14; 114); et à raccorder les premier et second organes l'un à l'autre de façon que des surfaces opposées de ceux-ci viennent en contact avec le joint
d'étanchéité (22) et compriment ce dernier.
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