FR3118114A1 - Elément d’étanchéité et Système d’étanchéité - Google Patents

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FR3118114A1 FR2013810A FR2013810A FR3118114A1 FR 3118114 A1 FR3118114 A1 FR 3118114A1 FR 2013810 A FR2013810 A FR 2013810A FR 2013810 A FR2013810 A FR 2013810A FR 3118114 A1 FR3118114 A1 FR 3118114A1
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sealing
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sealing ring
groove
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Pierre MARTINI
Roland Lucotte
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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
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    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3204—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip
    • F16J15/3208—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip provided with tension elements, e.g. elastic rings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/56—Other sealings for reciprocating rods

Abstract

L’invention porte sur un élément d’étanchéité (1) comprenant : Une première bague d’étanchéité dynamique (2) comprenant une face supérieure (21), une face inférieure (22) et une face latérale gauche (23) et une face latérale droite (24), ladite bague (2) ayant une rainure (25) située au milieu de la face inférieure (22) et s’étendant sur toute la circonférence de ladite face inférieure (22), ladite face inférieure (22) ayant, de part et d’autre, de la rainure (25) une pente ascendante (26, 27) partant de la rainure (25) et s’étendant respectivement vers l’extérieur de la face latérale droite (23) et de la face latérale gauche (27), et ladite première bague d’étanchéité (2) comprenant au moins un canal de dépressurisation (28) s’étendant de la rainure (25) vers l’extérieur de la face latérale gauche (23), Ladite première bague d’étanchéité (2) étant directement surmontée par une deuxième bague d’étanchéité statique (3). Figure 1

Description

Elément d’étanchéité et Système d’étanchéité
La présente invention concerne un élément d’étanchéité et un système d’étanchéité. Cette invention est particulièrement adaptée à l’industrie hydraulique ou pneumatique.
Il est connu d’utiliser des joints d’étanchéité pour assurer l’étanchéité entre deux milieux différents. Le joint d’étanchéité permet d’éviter les fuites de fluide d’un milieu à l’autre. Divers types de joints d’étanchéité existent suivant l’application. Par exemple, il existe des joints d’étanchéité statiques, qui permettent d’assurer l’étanchéité entre deux pièces sans mouvements relatifs ou ayant des mouvements de très faibles amplitudes. Il existe également des joints d’étanchéité dynamiques qui assurent l’étanchéité entre deux pièces ayant des mouvements relatifs de rotation et/ou de translation.
Dans certaines applications, un joint d’étanchéité peut inclure deux éléments d’étanchéité, un élément d’étanchéité statique et un élément d’étanchéité dynamique, par exemple les joints d’étanchéité Danastep®. Ces joints d’étanchéité sont souvent utilisés dans les vérins hydrauliques, des vérins pneumatiques ou des ressorts à gaz. Les vérins comprennent généralement une tige qui est en mouvement par rapport à un corps creux. Le corps creux peut comprendre des gorges annulaires comprenant des joints d’étanchéité, ces rainures annulaires étant liées par des espaces intermédiaires.
Pendant le fonctionnement d’un vérin, c'est-à-dire lorsque la tige effectue un mouvement en translation par rapport au corps creux, il est fréquent qu’une augmentation de pression progressive se produise dans les espaces intermédiaires situés entre les différentes gorges annulaires accueillant les joints d’étanchéité. Cet excès de pression, ne pouvant être évacué, risque d’endommager les joints augmentant l’usure des joints, d’endommager le vérin et parfois engendre une rupture du vérin.
Par exemple, le vérin hydraulique comprend de l'huile sous pression, par exemple jusqu'à 450 bars, dans une chambre sous haute pression située dans un corps creux. Il comprend également une tige séparant cette chambre sous haute pression d’une chambre sous basse pression comprenant de l’air. Pendant le fonctionnement du vérin hydraulique, l’énergie hydraulique est transformée en énergie mécanique.
Lors du fonctionnement du vérin, l’huile lubrifiante présente dans la chambre sous pression peut s’écouler dans les rainures annulaires et les espaces intermédiaires engendrant ainsi une augmentation de la pression. La pression augmentant petit à petit dans les rainures annulaires risque d’endommager le vérin et les joints d’étanchéité.
Le vérin pneumatique, quant à lui, est couramment utilisé avec de l'air comprimé dans la chambre sous pression, par exemple entre 2 et 200 bars. Dans ce cas, il y a un risque que l’air sous haute pression s’accumule dans les gorges annulaires et les espaces intermédiaires engendrant ainsi une augmentation de la pression et un risque d’endommagement du vérin et des joints d’étanchéité.
Il existe des joints d’étanchéité qui permettent d’évacuer le fluide présent dans les gorges annulaires et dans les espaces intermédiaires.
Par exemple, le document US20090066034 décrit un système d'étanchéité entre deux composants se déplaçant mutuellement pour sceller un côté haute pression par rapport à un côté basse pression, dans lequel un composant externe a une première rainure annulaire s'ouvrant vers un composant interne et faisant face au côté basse pression et au moins une ouverture de rainure annulaire supplémentaire vers le composant intérieur et face au côté haute pression, le système d'étanchéité comprenant:
  • une configuration d'étanchéité disposée dans la première rainure annulaire, ladite configuration d'étanchéité ayant une première bague d'étanchéité reposant sur le composant intérieur et fabriquée à partir d'un matériau élastiquement déformable ainsi qu'une bague de précharge s'étendant radialement sur ladite première bague d'étanchéité et scellant la rainure annulaire, ladite bague de précharge étant constituée d'un matériau élastiquement déformable; et
  • un élément de décompression disposé dans chacune des deuxièmes rainures annulaires, ledit élément de décompression ayant une deuxième bague d'étanchéité reposant sur le composant intérieur et fabriquée à partir d'un matériau élastiquement déformable ainsi qu'une deuxième bague de précharge couvrant radialement ladite deuxième bague d'étanchéité et l'étanchéité la deuxième rainure angulaire, ladite deuxième bague de précharge réalisée en un matériau élastiquement déformable, dans laquelle chaque dit élément de décompression a au moins un canal de liaison qui lui est associé au moyen duquel un espace intermédiaire, disposé entre ladite configuration d'étanchéité et ledit premier élément de décompression, peut être connecté au côté haute pression, au moyen duquel un espace intermédiaire entre deux éléments de décharge de pression voisins peut être connecté au côté haute pression, ou au moyen duquel deux espaces intermédiaires voisins peuvent être connectés l'un à l'autre, dans lequel canal de liaison est fermé dans une configuration de pression PZN> PHou PZN> PZHet est ouvert dans une configuration de décompression PZN≧ PH+ Pcritou PZN≧ PZH+ Pcrit, dans laquelle PHest la pression hydraulique du côté haute pression, PZNla pression hydraulique dans un espace intermédiaire côté basse pression, PZHune pression hydraulique dans un intermédiaire côté haute pression l'espace et Pcritune quantité d'augmentation de pression qui, lorsqu'elle est dépassée, conduit à l'ouverture dudit canal de liaison.
La demande de brevet FR2785962 décrit un joint d'étanchéité destiné à sceller un intervalle entre un premier élément et un second élément mobile par rapport au premier élément, ledit joint d’étanchéité comprenant un anneau présentant une section transversale munie d'un point de pivot en réponse à une pression extérieure. Le périmètre de section transversale peut comprendre une partie de joint d'étanchéité secondaire adjacente au point de pivot, cette partie de joint d'étanchéité secondaire s'engageant contre le second élément pendant un état pressurisé et se dégageant du second élément pendant un état non pressurisé.
La demande de brevet US20020153665 décrit un joint primaire de tige ou de piston, comprenant: un joint primaire faisant face à l'espace à sceller et un joint secondaire tourné à l'opposé de celui-ci, dans lequel le joint primaire est inséré dans une rainure d'un élément de maintien, ouvert en direction de la partie de machine relativement mobile qui est délimitée, sur un côté opposé à l'espace à sceller, par une première surface latérale qui s'étend essentiellement à angle droit par rapport à l'axe d'étanchéité et contient une bague de bord d'étanchéité en plastique dur, le plastique dur qui a un bord d'étanchéité adjacent à la partie machine et est pressé contre la partie machine avec son bord d'étanchéité par une bague profilée, en matériau élastomère, qui est supportée sur la surface inférieure de la rainure et se trouve à côté de la bague du bord d'étanchéité avec sa surface intérieure, dans laquelle l'anneau de bord d'étanchéité a un profil délimité essentiellement par un angle droit entre le bord d'étanchéité et une surface de délimitation faisant face à la première surface latérale; et, dans un état soulagé du joint, une surface délimitant le bord d'étanchéité du côté opposé à la pression sous-tend un angle β d'au plus 8° avec l'axe d'étanchéité; et l'anneau de bord d'étanchéité est pénétré par au moins une ouverture de décharge positionnée entre le bord d'étanchéité et la surface extérieure de l'anneau de bord d'étanchéité et débouche sur la surface de délimitation.
Néanmoins, les joints d’étanchéités décrits dans l’art antérieur ne permettent pas de réduire efficacement la pression dans les espaces intermédiaires situés entre les différentes gorges annulaires accueillant les joints d’étanchéité. Par ailleurs, la pression est évacuée assez tardivement ce qui augmente le risque d’endommagement d’un vérin ou d’un ressort à gaz.
Il subsiste donc le besoin de fournir un joint d’étanchéité permettant d’évacuer efficacement un fluide sous haute pression, ayant une meilleure résistance à l’usure et une durée de vie prolongée par rapport aux joints d’étanchéité de l’art antérieur. Il subsiste également un besoin de fournir un système d’étanchéité dans lequel la pression, notamment dans les espaces intermédiaires, est fortement réduite et ainsi d’augmenter la durée de vie dudit système.
La présente invention porte sur un élément d’étanchéité comprenant :
  • une première bague d’étanchéité dynamique comprenant une face supérieure, une face inférieure et une face latérale gauche et une face latérale droite, ladite bague ayant une rainure située au milieu de la face inférieure et s’étendant de manière continue sur toute la circonférence de ladite face inférieure, ladite face inférieure ayant, de part et d’autre, de la rainure une pente ascendante partant de la rainure et s’étendant respectivement vers l’extérieur de la paroi latérale droite et de la paroi latérale gauche, et ladite première bague d’étanchéité comprenant au moins un canal de dépressurisation s’étendant de la rainure vers l’extérieur de la face latérale gauche,
  • ladite première bague d’étanchéité étant directement surmontée par une deuxième bague d’étanchéité statique.
L’élément d’étanchéité selon l’invention permet d’étancher de manière efficace deux milieux différents, notamment un milieu où règne une haute pression et un milieu où règne une basse pression. L’élément d’étanchéité selon l’invention associe le transport hydrodynamique du fluide à étancher et la dépressurisation hydrostatique au moyen de la rainure et d’au moins un canal de dépressurisation s’étendant de la rainure vers l’extérieur de la face latérale gauche de la première bague d’étanchéité dynamique. Par ailleurs, grâce à la configuration spécifique en pente de la première bague d’étanchéité dynamique, l’élément d’étanchéité peut, en fonction de la pression, basculer d’un milieu à un autre pour connecter les milieux et ainsi dépressuriser par exemple un milieu sous haute pression jusqu’à une certaine valeur d’équilibre où l’étanchéité des deux milieux est de nouveau assuré. Enfin, l’élément d’étanchéité selon l’invention permet de réduire plus rapidement un excès de pression par rapport aux joints d’étanchéité de l’art antérieur, notamment de par la configuration de celui-ci ce qui réduit considérablement le risque d’endommagement de celui-ci.
Dans une forme de réalisation, l’angle de la pente α est compris entre 1 et 20°. Lorsque l’angle de la pente est compris entre 1 et 20°, il semble que l’étanchéité est encore améliorée du fait que le basculement de la première bague d’étanchéité est réalisé aisément.
Dans une forme de réalisation, le canal de dépressurisation se situe dans l’alignement de la face inférieure de la première bague d’étanchéité.
Dans une forme de réalisation, ladite première bague d’étanchéité comprend au moins un canal de dépressurisation s’étendant de la rainure vers l’extérieur de la face latérale droite.
Dans un mode de réalisation, la première bague d’étanchéité comprend plusieurs canaux de dépressurisation. Par exemple, la première bague d’étanchéité peut comprendre, quatre à douze canaux de dépressurisation. Lorsque la première bague d’étanchéité comprend plusieurs canaux de dépressurisation, il semble que la dépressurisation s’effectue de manière plus efficace.
De préférence, les canaux de dépressurisation sont disposés de manière régulière sur toute la circonférence de la première bague d’étanchéité. Dans ce cas, il semble que la dépressurisation s’effectue de manière plus homogène.
Dans une forme de réalisation, la première bague d’étanchéité est composée d’au moins un matériau ayant un comportement élastique et plastique. Par exemple, le matériau comprend au moins un élément choisi parmi : un polytétrafluoroéthylène (PTFE), un polyéthylène (PE), un polyuréthane (PU), un élastomère thermoplastique (TPE) ou un polychlorotrifluoroéthylène (PCTFE).
Dans une forme de réalisation, la deuxième bague d’étanchéité est composée d’au moins d’un matériau hyper-élastique. Par exemple, le matériau comprend au moins un élément choisi parmi : un nitrile, un butadiène-acrylonitrile (NBR), un fluoroélastomère (FKM) ou un éthylène-propylène-diène monomère (EPDM). Par exemple, la deuxième bague d’étanchéité est un joint torique, un joint X-ring également appelé Quadrilobe ou un joint carré.
Dans une forme de réalisation, les première et la deuxième bague d’étanchéité ont une forme circulaire.
Dans une forme de réalisation, la première bague d’étanchéité a une forme de trapèze, de carré ou rectangulaire.
Dans une forme de réalisation, le canal de dépressurisation a une paroi rectangulaire, circulaire, carré ou sous forme de losange.
Dans une forme de réalisation, le canal de dépressurisation comprend une paroi dans laquelle la distance la plus grande entre deux extrémités opposées de la paroi est comprise entre 30 et 60% de la largeur de la première bague d’étanchéité, c’est-à-dire entre la face latérale gauche et la face latérale droite de la première bague d’étanchéité. Lorsque la distance la plus grande entre deux extrémités opposées de la paroi est comprise entre 30 et 60% de la largeur de la première bague d’étanchéité, il semble que le transport du fluide à étancher s’effectuer de manière homogène.
La présente invention porte également sur un système d’étanchéité particulier comprenant :
  • une première pièce entourant une deuxième pièce, ladite première pièce comprenant une première zone comprenant un premier fluide sous haute pression et une deuxième zone comprenant un deuxième fluide à basse pression, ladite deuxième pièce séparant la première et la deuxième zones,
  • ladite deuxième pièce étant configurée pour être en mouvement par rapport à la première pièce,
  • une première gorge annulaire située dans la première ou la deuxième pièce, ladite première gorge annulaire étant située à proximité de la première zone, ladite gorge annulaire comprenant un premier élément d’étanchéité selon l’invention,
  • une deuxième gorge annulaire située dans la première ou de la deuxième pièce, ladite deuxième gorge annulaire étant située à proximité de la deuxième zone, ladite deuxième gorge annulaire comprenant un deuxième élément d’étanchéité.
Le système d’étanchéité particulier selon l’invention, comprenant lesdites première et deuxième gorges annulaires incluant respectivement les éléments d’étanchéité annulaires, permet d’assurer efficacement l’étanchéité entre la première et la deuxième zone. En effet, cette configuration permet d’améliorer l’étanchéité car le premier élément d’étanchéité selon l’invention permet de rééquilibrer la pression entre la première zone et la chambre intermédiaire. Par ailleurs, lorsque le fluide sous haute pression passe dans la chambre intermédiaire, le deuxième élément d’étanchéité permet d’évacuer le peu de fluide qui s’est accumulé dans celle-ci. Le système permet d’éviter une surpression de la chambre intermédiaire et ainsi d’éviter une risque d’endommagement dudit système. La durée de vie du système d’étanchéité est ainsi allongée.
Dans une forme de réalisation, le système d’étanchéité comprend en outre une ou plusieurs gorges annulaires situées dans la première pièce et à proximité de la première zone, ladite gorge annulaire comprenant le premier élément d’étanchéité.
Dans une autre forme de réalisation, le système d’étanchéité comprend en outre une ou plusieurs gorges annulaires situées dans la première pièce et à proximité de la deuxième zone, ladite gorge annulaire comprenant le deuxième élément d’étanchéité.
Dans une forme de réalisation, le premier fluide est liquide ou gazeux. Lorsque le premier fluide est liquide, le premier fluide peut comprendre, par exemple, de l’eau ou de l’huile. Lorsque le premier fluide est gazeux, il peut comprendre, par exemple, de l’air comprimé, de l’azote, de l’argon ou de l’hélium.
Dans une forme de réalisation, le deuxième fluide est gazeux. Par exemple, le deuxième fluide est l’air. Par exemple, l’air est à pression atmosphérique.
Dans une forme de réalisation, les première et deuxième pièces sont, indépendamment l’une de l’autre, un corps cylindrique creux. Dans une forme de réalisation, les première et deuxième pièces sont, indépendamment l’une de l’autre, une tige.
Dans une forme de réalisation, le deuxième élément d’étanchéité peut être un élément d’étanchéité DANASTEP®, DANAGLIDE®, un joint de type U ou D. Par exemple, les joints de type U ou D sont réalisés en monomère.
Par exemple, les première et deuxième pièces forment un vérin ou ressort à gaz.
L’élément d’étanchéité et le système d’étanchéité selon l’invention vont maintenant être décrits en référence à la description ci-dessous et aux dessins annexés dans lesquels :
illustre une coupe transversale d’un exemple d’élément d’étanchéité selon l’invention,
illustre une vue en perspective d’un exemple d’élément d’étanchéité selon l’invention,
illustre une coupe transversale d’un exemple d’élément d’étanchéité selon l’invention,
illustre une coupe transversale d’un exemple d’élément d’étanchéité selon l’invention,
illustre une coupe transversale d’un exemple d’élément d’étanchéité selon l’invention,
illustre un exemple de système d’étanchéité selon l’invention et
illustre un exemple d’un deuxième élément d’étanchéité.
En référence aux Figures 1 et 2, l’élément d’étanchéité 1 peut comprendre une première bague d’étanchéité dynamique 2 comprenant une face supérieure 21, une face inférieure 22 et une face latérale gauche 23 et une face latérale droite 24.
La première bague d’étanchéité dynamique 2 comprend une rainure 25 située au milieu de la face inférieure 22 qui s’étend de manière continue sur toute la circonférence de ladite face inférieure 22. Par ailleurs, la face inférieure 22 comprend, de part et d’autre, de la rainure 25 une pente ascendante 26, 27 partant de la rainure 25 et s’étendant respectivement vers l’extérieur de la paroi latérale droite 23 et de la paroi latérale gauche 24. Dans cet exemple, l’angle de la pente α est de 8°.
Dans cet exemple, la première bague d’étanchéité 2 comprend quatre canaux de dépressurisation 28 s’étendant de la rainure 25 vers l’extérieur de la face latérale gauche 23. Les canaux de dépressurisation 28 sont situés dans l’alignement de la face inférieure 22 de la première bague d’étanchéité dynamique 2. Les canaux de dépressurisation 28 sont disposés de manière régulière sur toute la circonférence de la première bague d’étanchéité 2 et ont une paroi circulaire.
Par ailleurs, la première bague d’étanchéité 2 peut comprendre des rainures supplémentaires 29 disposées sur la face latérale droite 24 et sur la face latérale gauche 23 de la première bague d’étanchéité 2.
La première bague d’étanchéité 2 est directement surmontée par une deuxième bague d’étanchéité statique 3.
Dans cet exemple, la première bague d’étanchéité 2, ayant une forme de trapèze, est composée de PTFE et la deuxième bague d’étanchéité 3, étant un joint torique de forme circulaire, est composée de NBR.
Les Figures 3 à 5 illustrent différentes configurations d’un exemple d’élément d’étanchéité 1 selon l’invention disposée dans une gorge annulaire 40 située dans un première pièce 41 entourant une deuxième pièce 42, ladite deuxième pièce 42 étant en mouvement de translation par rapport à la première pièce 41. La première pièce 41 comprend une première zone 43 comprenant un premier fluide ayant une pression P1 et une deuxième zone 44 comprenant un deuxième fluide ayant une pression P2, ladite deuxième pièce 42 séparant la première zone 43 et la deuxième zone 44. Dans cet exemple, la deuxième zone 44 est une chambre intermédiaire.
La illustre le fonctionnement de l’élément d’étanchéité 1 dans laquelle la pression dans la première zone P1 est supérieure à la pression dans la deuxième zone P2. Dans ce cas, la première bague d’étanchéité 2 bascule de sorte que la pente 27 à proximité de la face latérale droite 24 de la première bague d’étanchéité 2 soit totalement en contact avec la deuxième pièce 42. Cette configuration assure l’étanchéité entre la première zone P1 et la deuxième zone P2 tout en assurant également le comportement hydrodynamique.
Après plusieurs cycles de mouvement en translation de la deuxième pièce 42 par rapport à la première pièce 41, le fluide sous pression a tendance à migrer de la première zone 43 vers la deuxième zone 44, c’est-à-dire vers la chambre intermédiaire. Cette migration est théoriquement dû à un phénomène hydrodynamique. La pression P2 dans la chambre intermédiaire va alors augmenter de cycles en cycle jusqu’à atteindre un niveau suffisant pour faire basculer l’élément d’étanchéité 1. En effet, la première bague d’étanchéité 2 va basculer de manière à se positionner de manière symétrique sur la deuxième pièce 42. En d’autres termes, seule une partie des pentes ascendantes 26, 27 de la face inférieure 22, située autour de la rainure 25, de la première bague d’étanchéité 2 est en contact avec la deuxième pièce 42. Dans cette configuration, un équilibre se forme du fait que la pression P1 est égale à la pression P2. L’étanchéité entre la première zone P1 et la deuxième zone P2 est toujours assurée ( ).
Comme illustrée à la , lorsque l’accumulation de fluide sous pression dans la chambre intermédiaire 44 est trop importante, c’est-à-dire lorsque P1 est inférieure à P2. L’élément d’étanchéité 1 va basculer de sorte que la pente 26 de la face inférieure de la première bague d’étanchéité soit totalement en contact avec la pièce 42, ladite pente 27 à proximité de la face latérale droite 24 perd le contact avec la deuxième pièces 42. Cette configuration va permettre de connecter la première zone 43 de la deuxième zone 44 grâce au canal de dépressurisation. Le fluide va alors pouvoir s’écouler de la deuxième zone 44 vers la première zone 43. Une dépressurisation de la deuxième zone 44 est ainsi réalisée.
Une fois l’équilibre retrouvé, c’est-à-dire lorsque P1 est égal à P2, l’élément d’étanchéité 1 bascule à nouveau de sorte à retrouver la configuration illustrée à la puis à la , lorsque P1 devient supérieure à P2.
La illustre un exemple de système d’étanchéité 50 comprenant une première pièce 51 entourant une deuxième pièce 52, ladite première pièce 51 comprenant une première zone 53 comprenant un premier fluide sous haute pression, par exemple de l’huile, et une deuxième zone 54 comprenant un deuxième fluide à basse pression, par exemple de l’air. La deuxième pièce 52 sépare la première 53 et la deuxième zone 54.
La deuxième pièce 52 est configurée pour être en mouvement par rapport à la première pièce 51. Par exemple, le système d’étanchéité est un vérin étanche dont la première pièce 51 est un corps creux et la deuxième pièce 52 est une tige.
Le système d’étanchéité 50 comprend une première gorge annulaire 55 située dans la première pièce 51, ladite première gorge annulaire 55 étant située à proximité de la première zone 53, ladite gorge annulaire 55 comprenant un premier élément d’étanchéité 56 selon l’invention. Par exemple, le premier élément d’étanchéité 56 est tel qu’illustré aux Figures 1 à 5.
Le système d’étanchéité 50 comprend également une deuxième gorge annulaire 57 située dans la première pièce 51, ladite deuxième gorge annulaire 57 étant située à proximité de la deuxième zone 54, ladite deuxième gorge annulaire 57 comprenant un deuxième élément d’étanchéité 60.
Par exemple, en référence à la , le deuxième élément d’étanchéité 60 peut être un élément d’étanchéité DANASTEP®. Le deuxième élément d’étanchéité 60 peut comprendre une première bague d’étanchéité 61 comprenant une face supérieure 62, une face inférieure 63, une face latérale gauche 64 et une face latérale droite 65. La face inférieure 63 peut être reliée à la face latérale gauche 64 par le biais d’une première face intermédiaire gauche 66 et une deuxième face intermédiaire gauche 67, la première face intermédiaire gauche 66 et la deuxième face intermédiaire droite 67 formant par exemple un angle δ de 130°. La face inférieure 63 peut être reliée à la face latérale droite 65 par une face intermédiaire droite 68, ladite face intermédiaire droite 68 étant inclinée avec un angle β par exemple de 45° par rapport à la face inférieure 63.
La première bague d’étanchéité 61 peut être directement surmontée par une deuxième bague d’étanchéité statique 69. La deuxième bague d’étanchéité statique 69 peut être un joint torique.
Alternativement, le deuxième élément d’étanchéité 60 peut comprendre une seule bague d’étanchéité. Par exemple, le deuxième élément d’étanchéité est un joint de type U ou D réalisé en monomère (non représenté).
Alternativement, le deuxième élément d’étanchéité 60 peut être un élément d’étanchéité DANAGLIDE® (non représenté).
Enfin, le système d’étanchéité 50 comprend une chambre intermédiaire 58 située entre la première 55 et la deuxième gorges annulaires 57.
Lors du fonctionnement du système d’étanchéité 50, c’est-à-dire lorsque la deuxième pièce 52 est en mouvement de translation par rapport à la première pièce 51 comprenant de l’huile sous pression, l’élément d’étanchéité 56 a par exemple la configuration illustrée à la . Au cours des cycles de fonctionnement, l’élément d’étanchéité 56 bascule ensuite par exemple vers la configuration illustrée à la . En cas de surpression dans la deuxième zone 54 et dans la chambre intermédiaire 58, une dépressurisation va alors s’effectuer par exemple comme illustrée à la .
Le deuxième élément d’étanchéité 60 permet d’étancher le peu d’huile sous pression qui peut s’écouler dans la chambre intermédiaire 58 lors de l’utilisation du système d’étanchéité 50.
Ainsi, la forme spécifique de l’élément d’étanchéité selon l’invention assure une étanchéité entre deux milieux différents. Par ailleurs, la structure pentue de la face intérieure de la première bague d’étanchéité permet de s’adapter aisément à une dépression, un équilibre ou une surpression entre la première et deuxième zone. En outre, le au moins canal de dépressurisation permet d’évacuer efficacement un fluide sous pression pour rétablir un équilibre de pression entre la première et la deuxième zones. Enfin, l’élément d’étanchéité peut être utilisé dans des systèmes d’étanchéité pour renforcer l’étanchéité dudit système et pour permettre un meilleur réglage de la pression à travers les éléments d’étanchéité présents. En effet, le système d’étanchéité permet de renforcer l’étanchéité et d’assurer une meilleure gestion de la pression entre la première et la deuxième zones.

Claims (14)

  1. Elément d’étanchéité (1) comprenant :
    • Une première bague d’étanchéité dynamique (2) comprenant une face supérieure (21), une face inférieure (22) et une face latérale gauche (23) et une face latérale droite (24), ladite bague (2) ayant une rainure (25) située au milieu de la face inférieure (22) et s’étendant de manière continue sur toute la circonférence de ladite face inférieure (22), ladite face inférieure (22) ayant, de part et d’autre, de la rainure (25) une pente ascendante (26, 27) partant de la rainure (25) et s’étendant respectivement vers l’extérieur de la face latérale droite (23) et de la face latérale gauche (27), et ladite première bague d’étanchéité (2) comprenant au moins un canal de dépressurisation (28) s’étendant de la rainure (25) vers l’extérieur de la face latérale gauche (23),
    • Ladite première bague d’étanchéité (2) étant directement surmontée par une deuxième bague d’étanchéité statique (3).
  2. Elément d’étanchéité (1) selon la revendication 1, dans lequel le canal de dépressurisation (28) est situé dans l’alignement de la face inférieure (22) de la première bague d’étanchéité (2).
  3. Elément d’étanchéité (1) selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel la pente ascendante (26, 27) a un angle de pente (α) compris entre 1 et 20°.
  4. Elément d’étanchéité (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la première bague d’étanchéité (2) comprend plusieurs canaux de dépressurisation (28).
  5. Elément d’étanchéité (1) selon la revendication 4, dans lequel les canaux de dépressurisation (28) sont disposés de manière régulière sur toute la circonférence de la première bague d’étanchéité (2).
  6. Elément d’étanchéité (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel ladite première bague d’étanchéité (2) comprend au moins un canal de dépressurisation (28) s’étendant de la rainure (25) vers l’extérieur de la face latérale droite (24).
  7. Elément d’étanchéité (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la première bague d’étanchéité (2) est composée d’au moins un matériau ayant un comportement élastique et plastique.
  8. Elément d’étanchéité (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel la deuxième bague d’étanchéité (3) est composée d’au moins d’un matériau hyper-élastique.
  9. Elément d’étanchéité (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le canal de dépressurisation (28) comprend une paroi dans laquelle la distance la plus grande entre deux extrémités opposées de la paroi est comprise entre 30 et 60% de la largeur de la première bague d’étanchéité.
  10. Système d’étanchéité (50) comprenant :
    • une première pièce (51) entourant une deuxième pièce (52), ladite première pièce (51) comprenant une première zone (53) comprenant un premier fluide sous haute pression et une deuxième zone (54) comprenant un deuxième fluide à basse pression, ladite deuxième pièce (52) séparant la première (53) et la deuxième zones (54),
    • ladite deuxième pièce (52) étant configurée pour être en mouvement par rapport à la première pièce (51),
    • une première gorge annulaire (55) située dans la première (51) ou la deuxième pièce (52), ladite première gorge annulaire (55) étant située à proximité de la première zone (53), ladite gorge annulaire (55) comprenant un premier élément d’étanchéité (56) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9,
    • une deuxième gorge annulaire (57) située dans la première (51) ou de la deuxième (52) pièce (51), ladite deuxième gorge annulaire (57) étant située à proximité de la deuxième zone (54), ladite deuxième gorge annulaire (57) comprenant un deuxième élément d’étanchéité (60) et
    • une chambre intermédiaire (58) située entre la première (55) et la deuxième gorges annulaires (57).
  11. Système d’étanchéité (50) selon la revendication 10, dans lequel le système d’étanchéité (50) comprend en outre une ou plusieurs gorges annulaires situées dans la première pièce (51) et à proximité de la première zone (53), ladite gorge annulaire comprenant un premier élément d’étanchéité selon l’une quelconque des revendications 1 à 9.
  12. Système d’étanchéité (50) selon la revendication 10 ou 11, dans lequel le système d’étanchéité (50) comprend en outre une ou plusieurs gorges annulaires situées dans la première pièce (51) et à proximité de la deuxième zone (54), ladite gorge annulaire comprenant un deuxième élément d’étanchéité.
  13. Système d’étanchéité (50) selon l’une quelconque des revendications 10 à 12, dans lequel les première (51) et deuxième (52) pièces sont, indépendamment l’une de l’autre, un corps cylindrique creux.
  14. Système d’étanchéité (50) selon l’une quelconque des revendications 10 à 13, dans lequel les première (51) et deuxième (52) pièces sont, indépendamment l’une de l’autre, une tige.
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