FR2981424A1

FR2981424A1 - Joint d'etancheite statique a section en forme de v couche

Info

Publication number: FR2981424A1
Application number: FR1159314A
Authority: FR
Inventors: Christelle Lea Branchet-Cohen
Original assignee: SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS; Centre National dEtudes Spatiales CNES
Priority date: 2011-10-14
Filing date: 2011-10-14
Publication date: 2013-04-19
Anticipated expiration: 2031-10-14
Also published as: FR2981424B1

Abstract

L'invention propose un joint torique (10) dont la section selon un plan axial est globalement en forme de V ouvert radialement vers l'intérieur, qui comporte un talon (12) d'extrémité radiale externe et deux ailes (14) (14) s'étendant globalement radialement vers l'intérieur depuis le talon (12) et qui sont inclinées par rapport à un plan radial médian du joint (10), caractérisé en ce que la distance axiale (L) entre une face d'extrémité axiale (34) de l'extrémité radiale interne (24) de chaque aile (14) et un plan (P) radial médian du joint (10) est comprise entre environ 0,45 et 0.5 fois la distance radiale (H) entre une face d'extrémité radiale externe (16) du talon (12) et une face d'extrémité radiale interne (30) de ladite extrémité radiale libre de chaque aile (14).

Description

JOINT D'ETANCHEITE STATIQUE A SECTION EN FORME DE V COUCHE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne un joint d'étanchéité statique dont la section est en forme de V couché ouvert radialement vers l'intérieur, qui est destiné à être installé dans une gorge annulaire à parois radiales planes. Ce joint est particulièrement adapté aux grands diamètres, c'est-à-dire aux diamètres de l'ordre de 500 mm. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Lorsque le joint est mis en place dans la gorge, les ailes du joint sont comprimées axialement entre les parois de la gorge, et le talon du joint est en appui radial contre le fond de la gorge annulaire.

Le document FR 2 726 879 décrit un joint biconique qui est destiné à être installé dans une gorge à section trapézoïdale. Selon ce document, les dimensions des ailes du V sont définies par le rapport entre la hauteur H des ailes, c'est-à-dire leur dimension radiale et la largeur L du joint, c'est-à-dire la dimension axiale entre les extrémités libres des ailes. Les dimensions du joint selon ce document sont définies de manière telle que le rapport L/H, entre la largeur L du joint et la hauteur H des ailes, est compris entre 1 et 0,625 Un tel joint est conçu pour être monté dans une gorge dont les faces d'appui sont inclinées, c'est à dire qu'elles forment elles aussi un V. Ainsi, lorsqu'une pression relativement importante est appliquée sur la surface interne du joint, les extrémités du joint sont maintenues en appui contre les parois de la gorge selon une direction axiale et selon une direction radiale. Du fait des variations dimensionnelles de fabrication du joint et/ou des pièces formant la gorge radiale, l'écart axial entre les faces d'appui peut varier. La position radiale du joint dans la gorge peut alors être différente de la position recommandée, de sorte que l'étanchéité obtenue n'est pas optimale. Lorsqu'un tel joint est installé dans une gorge dont les faces d'appui sont parallèles, la position radiale du joint est inchangée quelles que soient les variations dimensionnelles du joint et/ou de la gorge. Par contre, chaque aile du joint s'appuie uniquement selon une direction axiale contre la paroi associée de la gorge.

L'invention a pour but de proposer un joint statique biconique particulièrement adapté à une gorge dont les faces d'appui sont parallèles. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention concerne un joint torique dont la section selon un plan axial est globalement en forme de V ouvert radialement vers l'intérieur, qui comporte un talon d'extrémité radiale externe et deux ailes s'étendant globalement radialement vers l'intérieur depuis le talon et qui sont inclinées par rapport à un plan radial médian du joint, caractérisé en ce que la distance axiale L entre une face d'extrémité axiale de l'extrémité radiale interne de chaque aile et un plan radial médian du joint est comprise entre environ 0,45 et 0.5 fois la distance radiale H entre une face d'extrémité radiale externe du talon et une face d'extrémité radiale interne de ladite extrémité radiale libre de chaque aile. Un tel rapport dimensionnel du joint permet d'avoir des ailes allongées radialement. De ce fait, la pression régnant du côté radialement interne du joint et qui s'applique sur la face interne de chaque aile produit un effort d'appui de l'extrémité radiale libre de l'aile sur une face associée est augmentée. De préférence, ladite distance axiale L est égale à 0.49 fois ladite distance radiale H.

De préférence, l'épaisseur radiale du talon est égale à environ 0.2 fois ladite distance radiale H. De préférence, la hauteur axiale du talon est égale à environ 0.24 fois ladite distance radiale H.

De préférence, la distance axiale L1 entre une face radiale externe du talon et le plan radial médian du joint est sensiblement égale à 0,24 fois la hauteur radiale H du joint. De préférence, la distance radiale H1 entre 30 la face cylindrique externe et une face annulaire interne du talon est sensiblement égale à 0,20 fois la hauteur radiale H du joint. De préférence, la distance axiale L2 entre un bord axialement interne d'une face cylindrique d'extrémité radiale interne de l'aile et le plan radial médian P est sensiblement égale à 0,3 fois la hauteur radiale H du joint. De préférence, la distance axiale L3 entre un bord d'extrémité radiale interne de la face conique externe de l'aile et le plan radial médian P est sensiblement égale à 0,39 fois la hauteur radiale H du joint. De préférence, l'extrémité radiale interne de l'aile porte une lèvre faisant saillie axialement vers l'extérieur dont la longueur radiale H2 de la lèvre est sensiblement égale à 0,06 fois la hauteur radiale H du joint. De préférence, le diamètre externe du joint est égal à environ 500 millimètres.

L'invention propose aussi un agencement d'un joint torique selon l'invention dans une gorge annulaire à parois radiales parallèles qui est ouverte radialement vers l'intérieur, caractérisé en ce que le talon du joint est situé radialement à distance du fond de la gorge et l'extrémité radiale interne de chaque aile est en appui axialement contre une paroi radiale de la gorge associée. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels la figure unique est une demi-vue d'une section d'un joint torique selon l'invention.

EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS On a représenté à la figure unique une partie d'un joint torique 10 du type à section en V. Ce joint 10 est un joint statique métallique et il est destiné à être installé dans une gorge (non représentée) dont les parois de la gorge sont parallèles et s'étendent radialement par rapport à l'axe principal du joint 10 et de la gorge. La gorge est délimitée par deux pièces superposées axialement l'une sur l'autre de manière telle que chaque paroi de la gorge est formée dans l'une des deux pièces. Les deux pièces délimitent un conduit axial à l'intérieur duquel règne une pression pouvant atteindre 250 bars. Le joint 10 est conçu pour assurer l'étanchéité entre ces deux pièces, sous la contrainte d'une telle pression statique pouvant atteindre 250 bars, qui est appliquée sur la surface interne du joint 10. Le joint 10 comporte un talon 12 25 radialement externe et deux ailes 14 s'étendant radialement vers l'intérieur depuis le talon 12. Ici, seule une moitié du joint 10 a été représentée sur la figure unique, c'est-à-dire qu'une moitié du talon 12 et une seule aile 14 sont 30 représentées.

Dans la description qui va suivre, en référence à la figure unique, on décrira une moitié du joint 10. La description de l'autre moitié du joint 10, pour en déduire la totalité du talon 12 et l'autre aile 14 se déduira de la présente description par simple symétrie. Le talon 12 comporte une face cylindrique externe 16, une face annulaire interne 18 et une face axiale externe 20 prolongeant globalement axialement la face cylindrique externe 16 vers l'intérieur. L'aile 14 s'étend radialement vers l'intérieur depuis le talon 12 et elle est inclinée par rapport à un plan radial médian P du joint 10 de manière telle que la cote axiale de la base 22 de l'aile 14, qui est l'extrémité radialement externe de l'aile 14, est inférieure à la cote axiale de l'extrémité libre 24 de l'aile, qui est l'extrémité radialement interne de l'aile 14. L'aile 14 est délimitée par une face conique axialement interne 26 qui prolonge axialement vers l'intérieur la face annulaire interne 18 du talon, une face conique axialement externe 28 qui prolonge axialement vers l'intérieur la face axiale externe 20 du talon 12 et une face globalement cylindrique 30 d'extrémité radiale interne. L'extrémité libre 24 de l'aile 14 comporte en outre une lèvre annulaire 32 faisant saillie axialement par rapport à la face externe 28 de l'aile 14.

La lèvre 32 comporte une face radiale d'extrémité axiale externe 34 et une face d'extrémité axiale externe 36. La lèvre 32 comporte aussi une face radiale interne confondue avec la face cylindrique interne 30 de l'aile 14. Lorsque le joint 10 est monté dans la gorge associée, la face radiale d'extrémité axiale externe 34 de la lèvre 32 est en appui globalement axialement vers l'extérieur, c'est-à-dire ici vers le haut contre une paroi en vis-à-vis de la gorge. Aussi, la face cylindrique externe 16 du talon 12 est située radialement à distance du fond de la gorge. Cela permet une dilatation radiale du joint 10 dans la gorge, pour s'adapter aux conditions de pression, tout en garantissant une bonne étanchéité de l'assemblage des deux pièces délimitant la gorge.

Les dimensions du joint 10 sont définies notamment par son diamètre externe, la hauteur radiale H et la largeur axiale L du joint 10. Le joint 10 est particulièrement adapté aux assemblages de grandes dimensions. A cet effet, et à 20 titre d'exemple non limitatif, le diamètre externe du joint 10 est égal à environ 500 millimètres. La hauteur radiale H du joint 10 est la distance radiale entre la face cylindrique externe 16 du talon 12 et la face cylindrique d'extrémité radiale 25 interne 30 de l'aile 14. La longueur axiale L du joint 10 est la distance entre la face d'extrémité axiale externe 34 de la lèvre 32 et le plan radial médian P du joint 10. Selon l'invention, la longueur axiale L est 30 comprise entre environ 0,45 et 0.5 fois la distance radiale H.

De préférence, la longueur axiale L est égale à 0,49 fois la hauteur radiale H. Les dimensions du talon 12 sont définies par la longueur axiale L1, correspondant à la distance entre la face radiale externe 20 du talon et le plan radial médian P, et la hauteur radiale H1 du talon 12, correspondant à la distance radiale entre la face cylindrique externe 16 et la face annulaire interne 18 du talon 12.

Ici, la longueur axiale L1 du talon 12 est sensiblement égale à 0,24 fois la hauteur radiale H du joint 10 et la hauteur radiale H1 du talon 12 est sensiblement égale à 0,20 fois la hauteur radiale H du joint 10.

Aussi, les dimensions de chaque aile 14 sont définies par la distance axiale L2 entre le bord axialement interne 38 de la face cylindrique 30 d'extrémité radiale interne de l'aile 14 et le plan radial médian P et par la distance axiale L3 entre un bord d'extrémité radiale interne 40 de la face conique externe 28 de l'aile 14 et le plan radial médian P. Ici, la distance axiale L2 est sensiblement égale à 0,3 fois la hauteur radiale H du joint 10 et la distance axiale L3 est sensiblement égale à 0,39 fois la hauteur radiale H du joint 10. Aussi, la longueur radiale H2 de la lèvre 32, correspondant à la longueur radiale de la face d'extrémité axiale externe 34 de la lèvre 32, est sensiblement égale à 0,06 fois la hauteur radiale H du joint 10.

Enfin, les arrêtes vives entre le talon 12 et chaque aile 14 sont chanfreinées, c'est-à-dire au niveau du raccordement entre la face cylindrique externe 16 et la face conique externe 28 de l'aile 14, 5 qui forme un chanfrein arrondi dont le rayon est sensiblement égal à 0,2 fois la hauteur radiale H du joint 10 et au niveau du raccordement entre la face annulaire interne 18 du talon 12 et la face axialement interne 26 de l'aile 14 qui forme un chanfrein arrondi 10 dont le rayon est sensiblement égal à 0,1 fois la hauteur radiale H du joint 10. 15

Claims

REVENDICATIONS1. Joint torique (10) dont la section selon un plan axial est globalement en forme de V ouvert 5 radialement vers l'intérieur, qui comporte un talon (12) d'extrémité radiale externe et deux ailes (14) (14) s'étendant globalement radialement vers l'intérieur depuis le talon (12) et qui sont inclinées par rapport à un plan radial médian du joint (10), 10 caractérisé en ce que la distance axiale (L) entre une face d'extrémité axiale (34) de l'extrémité radiale interne (24) de chaque aile (14) et un plan (P) radial médian du joint (10) est comprise entre environ 0,45 et 0.5 fois la distance radiale (H) 15 entre une face d'extrémité radiale externe (16) du talon (12) et une face d'extrémité radiale interne (30) de ladite extrémité radiale libre de chaque aile (14).
2. Joint torique (10) selon la 20 revendication précédente, caractérisé en ce que ladite distance axiale (L) est égale à 0.49 fois ladite distance radiale (H).
3. Joint torique (10) selon l'une 25 quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la distance axiale (L1) entre une face radiale externe (20) du talon (12) et le plan radial médian P du joint (10) est sensiblement égale à 0,24 fois la hauteur radiale (H) du joint (10). 30
4. Joint torique (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la distance radiale (H1) entre la face cylindrique externe (16) et une face annulaire interne (18) du talon (12) est sensiblement égale à 0,20 fois la hauteur radiale (H) du joint (10).
5. Joint torique (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la distance axiale (L2) entre un bord axialement interne (38) de la face cylindrique 30 d'extrémité radiale interne de l'aile (14) et le plan radial médian P est sensiblement égale à 0,3 fois la hauteur radiale (H) du joint (10).
6. Joint torique (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la distance axiale (L3) entre un bord d'extrémité radiale interne (40) de la face conique externe (28) de l'aile (14) et le plan radial médian P est sensiblement égale à 0,39 fois la hauteur radiale (H) du joint (10).
7. Joint torique (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'extrémité radiale interne (24) de l'aile (14) porte une lèvre (32) faisant saillie axialement vers l'extérieur dont la longueur radiale (H2) de la lèvre (32) est sensiblement égale à 0,06 fois la hauteur radiale (H) du joint (10).
8. Joint torique (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le diamètre externe du joint (10) est égal à environ 500 millimètres.
9. Agencement d'un joint torique (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes dans une gorge annulaire à parois radiales parallèles qui est ouverte radialement vers l'intérieur, caractérisé en ce que le talon (12) du joint (10) est situé radialement à distance du fond de la gorge et l'extrémité radiale interne (24) de chaque aile (14) est en appui axialement contre une paroi radiale de la gorge associée.15