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Procédé de fabrication de garnitures d'étanchéité et @ garnitures ainsi obtenues.
La présente invention a essentiellement pour objet un procédé de fabrioation de garnitures d'étanchéité présentant une lèvre sensiblement circulaire élastique, destinée à s'appliquer contre une surface concave ou convexe afin de former un joint étanche entre deux capacités adjacentes.
On sait que les garnitures de ce genre sont soumises à une très grande usure, notamment dans le cas où elles sont disposées entre deux organes qui se trouvent en mouvement relatif rapide l'un par rapport à l'autre et où la garniture sert à séparer des espaces dans lesquels règnent des pressions différentes. Pour cette raison, on a déjà proposé de réduire la surface de contact de la lèvre élastique de la garniture. A cet
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effet, on a construit des garnitures dont la face de contact est dégagée depuis le talon de centrage sur presque toute la hauteur de la lèvre circulaire élastique de manière à former sur le bord libre de cette lèvre une bande de contaot de très faible hauteur.
D'autre part, on a choisi le dimaètre de cette lèvre circulaire d'une façon telle qu'à l'état libre, c'est-à-dire avant le montage de la garniture, il soit légèrement inférieur au diamètre de la surface convexe ou légèrement supérieur au diamètre de la surface concave sur laquelle cette lèvre est destinée à s'appliquer. Cette façon de faire a pour effet d'appli- quer énergiquement le bord libre de la lèvre élastique, avec une tension préalable, contre la surface de contact et d'assurer par conséquent un contact parfait sur unetrès faible hauteur. Etant donné les dimensions de la bande libre de la lèvre, ce contact peut être considéré pratiquement comme linéaire.
On voit que de cette manière l'ensemble des actions, provenant de la tension préalable de la lèvre élastique et des différences de pression agissant sur cette lèvre, est en quelque sorte concentré sur le tranchant du bord.libre de la lèvre, de telle sorte que ce contact sensiblement linéaire assure une étanchéité parfaite.
Toutefois, le bord libre de la lèvre élastique de la garniture est soumis à des efforts exceptionnels qui peuvent produire une usure très considérable. Pour éviter que cette usure n'ait pas pour effet d'affecter l'étanchéité et d'augmenter les frottements, on donne au bord libte de la lèvre de contact
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une forme biseautée ou encore, en coupe, la forme d'un bec ou analogue, la face inclinée de ce bec formant avec la surface de contact de la lèvre un angle compris, de préférence, entre, 30 et 60 . Il en résulte qu'après usure, l'angle ne varie pas et que le beo de la lèvre assure en permanence un contact sensiblement linéaire.
Or, la fabrication de garnitures de ce genre, qui sont des- tinées particulièrement à des dispositifs dans lesquels il faut assurer une étanchéité absolue même dans les cas de différenoes de pression très élevées (pouvant atteindre plus de 1000 kgs. par cm2 comme par exemple dans des amortisseurs, des accumulateurs oléopneumatiques utilisés sur les avions ou dans d'autres dispositifs) a été jusqu'ici assez délicate et difficile.
La présente invention a pour objet de remédier à cet état de choses et se rapporte principalement à un procédé permettant de fabriquer des garnitures d'étanchéité de ce genre d'une manière très simple et économique. Ce procédé est remarquable, notamment, en ce qu'il consiste à produire un écrouissage mécanique de l'extrémité libre de la lèvre destinée à former le joint proprement dit, ce qui confère à cette extrémité libre, une résistance considérable assurant des conditions de fonction- nement sur et durable.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, le procédé consiste à préparer d'abord, à partir d'une barre, d'un tube métallique ou analogue introduit dans le manchon ou dans le mandrin d'un tour par exemple, une ébauche d'une garniture à lèvre élastique, dont la section diminue progressivement à partir de sa racine jusqu'à son bord libre, le diamètre de cette lèvre étant choisi d'une façon telle que le contact ultérieur avec l'élément mobile se fasse avec les tolérances habituelles ( jeu de montage habituel), à couper ensuite, à l'aide d'un
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outil approprié, tel qu'un diamant par exemple, l'extrémité du bord libre de cette lèvre de façon à former un biseau ou une sorte de bec en coupe transversale présentant du coté opposé à la surface de contact, une surface inclinée conique,
et enfin à déformer l'extrémité libre de la lèvre soit avec le même outil de coupe, soit avec un autre organe convenable, de façon à produire un écrouissage et former une faible saillie (par exemple, de l'ordre de 1/10 ou 2/10 m/m pour une garniture ayant un diamètre de l'ordre de 40 à 50 m/m.) sur la surface de contact de la lèvre.
La pièce ainsi préparée est prête à être montée. On voit que les diverses opérations de fabrication de cette garniture prévues d'après le procédé suivant l'invention sont très simples et permettent ainsi une fabrication très économique à grande échelle.
Les garnitures obtenues suivant ce procédé présentent de plus par rapport aux garnitures de ce genre connues jusqu'ici le grand avantage que l'extrémité libre de la lèvre élastique qui forme le contact assurant l'étanchéité présente une résistance mécanique plus élevée que les autres parties de la garniture en raison de l'écrouissage dû à la déformation de cette extrémité qui forme aussi la saillie sur le bord libre ayant en coupe l'aspect d'un bec.
Cleà présente un intérêt primordial étant donné que c'est précisément ce bord libre, comme on l'a vu plus haut, qui est soumis en service aux plus grands efforts,
L'invention vise également à titre dé produit industriel nouveau, la garniture obtenue suivant le procédé précité. bans le dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple, on a montré d'une façon schématique, les diverses phases du proche conforme à l'invention.
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La fige 1 montre le montage de la pièce à travaillet dans un tour ;
Les figures 2 à 4 montrent en coupe transversale les trois aspects successifs de la lèvre travaillée ; la Fig. 5 montre le montage le la lèvre en contact avec la paroi de frottement.
Comme on le voit sur la figure 1, la pièce à travailler 1 à partir de laquelle on veut former la garniture en question, telle qu'une barre, un tube, un cylindre métallique ou analogue est serrée entre les mâchoires 2 d'un tour. Sur la figure 1, on a supposé que la garniture était déjà ébauchée à partir d'une barre ronde dont on a évidé la partie oentrale pour former la lèvre 3. On remarquera que la section de la lèvre diminue progressivement depuis la base 4 jusqu'à l'extrémité libre 5. Le diamètre extérieur de la lèvre a est choisi de façon que la surface cylindrique extérieure de la garniture s'applique contre la surface sur laquelle elle doit frotter avec les tolétances (le jeu) de glissement habituels.
La figure 2-.montre plus en détail une lèvre ébauchée après l'a première phase de fabrication. Comme on le voit, la section de la lèvre 3 présente alors une forme triangulaire, le commet 5 du triangle étant le bord libre de la 1ètre. L'angle [alpha] est de préférence de 8 à 15 environ par exemple, pour des différences de pression allant de 0 à 500 Kgs. Bien entendu, on prend soin que la lèvre ait une certaine épaisseur qui lui confère @ une tenue convenable. Cet angle est en général choisi d'autant plus grand que le diamètre ou la différence de pression régnant dans les deux espaces à séparer par la garniture, ou les deux à la fois, sont plus grands.
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On coupe ensuite cette extrémité libre de la lèvre à l'aide d'un outil approprié, de préférence une fraise à diamant de façon à donner à la lèvre , en section, une forme quadrangulaire, la quatrième face 6 formée par ce fraisage étant inclinée de façon à former avec la surface de contact 3a un an- gle [alpha]compris de préférence entre 30 et 60 .
Ensuite, on exerce sur la surface 6 du bord libre de la lèvre uhe pression dans le sens de la flèche f; par exèmple au moyen de l'organe de coupe lui-même ou à l'aide d'un autre organe approprié. Ce dernier organe peut par exemnle comprendre une molette ou une petite roue mobile montée sur l'extrémité qui fait contact avec la garniture en vue de réaliser la déformation en question. Le pourtour de cette molette ou de cette roue est lisse et elle se trouve placée par rapport à la garniture d'une façon telle, qu'elle puisse rouler tout le long de don bord en provoquant la saillie et la déformation désirée.
Ceci peut avoir de l'importance, lorsque la garniture est montée sur un tour et lorsque l'on désire obtenir la déformation tout en continuant à faire tourner la pièce sur le tour. Cette façon de faire est très économique et simple, et de plus, ne crée aucun risque d'arrachement de la matière constituant la lèvre. Bien entendu, l'outil à molette sera appliqué contre la garniture avec la pression désirée.
La pression employée provoque une déformation de la partie extrême 7 de la lèvre, de façon que celle-ci forme en quelque sorte un bec qui fait saillie, comme on le voit sur la figure 4, par rapport au plan de la surface de contact 3a de la lèvre.
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Cette déformation a pour effet non seulement de créer le bec 7a, mais aussi de provoquer un édrouissage de la partie extrême 7 de la lèvre. Le nétal de la garniture présente alors à cet endroit une dureté et une rigidité plus élevées.
Lorsque l'on monte ensuite la garniture sur les organes entre lesquels on veut obtenir un joint étanohé, la lèvre 3 se courbe légèrement au-dessous de la partie extrême écrouie, comme on le voit sur la figure 5. En effet, le bec 7 faisant saillie sur la surface 3a est repoussé par la surface de contact 8a de l'organe 8.
Ainsi, il se forme un petit espace libre entre les surfaces 3a et 8a au-dessous du bec 7, et ce n'est que le tranchant 7a de ce bec qui s'applique avec force contre la surface de contact 8a et assure par conséquent l'étanchéité désirée.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode d'exécution représenté et décrit qui n'a été donné qu'à titre d'exemple.
Ainsi, la garniture peut être réalisée en une matière élastique quelconque, en particulier en métal ou alliage approprié, tel que du bronze, du bronze au nickel, au gluoinium, du bronze d'acier, ou autres métaux ou alliages appropriés (argent, laiton, cuivre etc...). On peut aussi prévoir une garniture en caout- chouc ou analogue dans laquelle l'extrémité de la lèvre serait métallisée.
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