Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
2 ~ 2 ~
Joint tournant pour circuit hydrauli~ue.
_
La présente invention concerne un joint tournant
pour circuit hydraulique, dans lequel l'~tanchéité est
assurée par des joints-composites.
Ces joints-composites sont avantageusement
utilisés dans des circuits hydrauliques ~ des pressions
sup~rieures ~ 400 bars, notamment pour réaliser
l'étanchéité entre deux pièces cylindriques en rotation
l'une par rapport à l'autre.
Dans le brevet fran~ais n~ 1.049.256 du
18 janvier 1951, au nom de Monsieur René LED~C, on a décrit
un joint-composite constitué par l'assemblage, l'un sur
l'autre, d'un anneau en matière dure, ayant de bonnes
qualités de frottement et d'un anneau en matière élastigue,
ce dernier se deformant sous l'action de la pression
hydraulique et appliquant fortement l'anneau en matière
dure contre la surface sur laquelle il frotte.
Dans le brevet 2.138.311 du 24 mai 1971, au nom
de la société Ren~ LEDUC et Fils, on a décrit un
perfectionnement destin~ à empecher tout glissement relatif
de l'un des anneaux par rapport à l'autre. Ce
perfectionnement consi~te à ménager dans la face de
l'anneau en mati~re dure, qui se trouve en contact avec
l'anneau en matière élastique, une pluralit~ de petites
alveoles, de fa~on ~que, sous l'effet de la pression
hydraulique, la mati~ère élastique flue dans les alvéoles,
ce gui ancre cette matière élastique dans la matière~dure.
Dans le certificat d'addition n 2,538.871, on a
décrit deux perfectionnements : un premier selon lequel
l'anneau de frottement en matière dure~est pourvu sur ses
deux faces de gorges périphériques ~; et un deuxième
perfectionnement selon lequel l'anneau en mati~re dure est
percé d'orifices le traversant de part en part ; de sorte
que l'extrémité de chaque orifice en contact avec la pièce
métallique retienne du liquide hydraulique, ~on autre
extrémité servant d'alvéole d'ancrage pour la matière molle
et ductile.
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2 0 ~
Dans le document EP 0 348 267 A1 au nom de la
Société Anonyme HYDRO ~ENE LEDUC, on d~crit un joint-
composite avec un anneau de frottemen-t en matière dure et
un anneau en matière plus souple, dans lequel des alvéoles
d'ancrage dans l'anneau en matière dure sont constituées
par des rainures non dé~ouchantes parallèles à l'axe de
rotation des pièces et dans lequel l'anneau en matière plus
souple comporte, venues de moulage, des nervures ayan-t
pratiquement la meme largeur et la meme hauteur que les
rainures mais une longueur inférieure, lesdites nervures
s'encastrant dans lesdites rainures pour solidariser en
rotation les deux anneaux.
Cependant, la r~alisation du joint-composite
décrit dans ce document nécessite l'wsinage d'une gorge
profonde pour loger les deux anneaux et un ajustement de
qualité entre les pièces en rotation relative l'une par
rapport à l'autre.
La présente invention a pour but de simplifier
l'usinage des joints tournants pour circuit h~draulique, de
permettre le montage du joint-composite avec un jeu
important entre rotor et stator, tout en conservant les
caractéristiques d'ancrage des anneaux l'un par rapport à
l'autre.
La présente invention a pour objet un joint
tournant pour circuit hydraulique, constitué par un
ensemble comportant deux pièces en rotation relative l'une
par rapport à l'autre et au moins un joint-composite ~u
type constitué par l'association d'un anneau de frottement
en matière dure et d'un anneau en matière souple, l'anneau
3~ en matière souple emprisonné dans une gorge annulaire d'une
première desdites pièces en rotation relative étant apte à
exercer sur l'anneau en matière dure un effort radial pour
assurer l'étanchéité entre lesdites pièces, caractérisé en
ce que l'anneau en matière dure est conformé en bague de
support de manière à permettre de monter les pi~ces en
rotation relative avec un jeu relativement important et en
ce que l'anneau est rendu solidaire de ladite première
pièce par des moyens d'ancrage.
Selon le caractéristiques de l'invention :
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2 u ~
- l'anneau en matière dure déborde au moins
partiellement d'un coté de la gorge de logement de l'anneau
en mati~re plus souple ledit côté correspondant ~ une plage
de contact de l'anneau en matière dure avec la pièce don~
il est solidaire;
- l'anneau en matière dure présente, au moins
localement sur ladite plage de contact, des conformations
coopérant avec des usinages de forme correspondante dans
une gorge de logement de l'anneau en matière dure, pour
constituer lesdits moyens d'ancrage;
- les moyens d'ancrage comportent des picots
réalisés sur la pi~ce coopérant avec des creux de ~orme
correspondante sur l'anneau en matière dure, ou
réciproquement;
- la pièce solidaire de l'anneau en mati~re dure
comporte une gorge de logement pour l'anneau en matière
dure, à l'intérieur de laquelle est usinée la gorge de
logement pour l'anneau en matière plus souple.
- les moyens d'ancrage comportent au moins un
moyen ponctuel de fixation coopérant avec un logement de la
pièce pour rendre solidaire l'anneau en matière dure de la
pièce;
- l'anneau en mati~re dure déborde sensiblemen-t
de part et d'autre de la gorge de logement de l'anneau en
matière plus souple.
L'invention sera mieux comprise grâce ~ la
description donnée à titre d'exemple non limitatif au
regard des dessins annexés dans lesquels :
La figure 1 représente une vue schématique en
demi-coupe radiale d'un joint tournant selon l'invention;
La figure 2 représente une vue schématique en
coupe ~ grande échelle d'un joint tournant selon
l'invention;
Les figures 3A et 3B représentent des vues
schématiques en coupe correspondant ~ la ligne III-III de
la figure 2.
La figure ~ représente une vue analo~ue à la
figure 2 d'un autre joint tournant selon l'invention.
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2 391 ~2 ~
En référence à la figure 1, un ensemble appelé
"joint tournant hydraulique" apte à tourner autour d'un axe
de révolution 1 comprend un rotor 2 et un stator 3 séparés
par un jeu j relativement important.
5Le rotor 2 comporte un per~age 4 pour la
circulation d'un fluide hydraulique sOIls pression, dans
lequel débouche une gorge annulaire 5.
Le stator ~ comporte un per~age 6 d~bouchant
radialement intérieurement, de manière à ce que le fluide
10hydraulique sous pression circule librement entre le
per~age 4 et le perçage 6 à travers la gorge annulaire 5.
~e pa.rt et d'autre de la gorge annulaire 5, deux
usinages 7a, 7b sont par exemple sensiblement symétriques
par rapport au plan diamé-tral médian de la gorge annulaire
155. L'étanchéité du joint tournant est obtenue au moyen
d'associations d'anneaux 8 en matière relativement souple
~telle que du caoutchouc) et d'anneaux 9 en matière dure à
bonnes qualités de frottement (telle que du nylon ou du
téflon) : ces associations appelées "joints-composites"
20sont placées dans les usinages 7a, 7b.
Les anneaux 8 en matière relativement souple sont
dans l'exemple décrit radialement intérieurs aux anneaux 9
en matière dure, pour que la matière relativement souple
comprimée par le fluide hydraulique sous haute~ pression
25exerce à son tour un effort radial sur la matiere dure de
l'anneau 9 pour l'appliquer contre la paroi du stator 3 et
assurer ainsi l'étanchéité entre le rotor 2 et le~stator 3.
En référence à la figure 2,:selon l'inventiosl,
l'anneau 9 en matière dure déborde sensiblement de part et
30d'autre d'une gorge annulaire 10 de logement de l'anneau 8
en matière relativement souple, tout en ~tant rendu
solidaire du rotor 2:en rotation par des moyens~d'an~rage.
Ainsi, l'anneau 8 en mati~re relativement: souple
prisonnier dans la gorge 10 de logement est coiffé par
35l'anneau 9 en mati~re dure solidaire du rotor 2 en
rotation ; l'anneau 8 ne subit ainsi aucun glissement
relatif ni aucun frottement susceptible de l'échauffer lors
de la rotation du rotor 2; les caractéristiques d'ancrage
'
2 3 ~
de l'anneau 9 par rapport ~ l'anneau 8 sont ainsi
conservées.
On pr~voit avantageusement une gorge annulaire 11
de largeur légèrement supérieure à la largeur de l'anneau
9, pour loger l'anneau 9 ~e manière à éviter tOIIt
débattement longitudinal notable lors de la rotation
relative du rotor 2 par rapport au stator 3.
La gorge annulaire 11 est usinée de préférence
avant l'usinage de la gorge annulaire 10 à llintérieur de
la gorge 11.
Les positions respectives des gorges 10 et ll
sont telles que l'anneau 9 déborde par rapport à la gorge
10, d'un côté d'une distance prédéterminée ~1, et du coté
opposé d'une autre distance prédéterminée d2. De
préférence, les distances dl et d2 sont sensiblement
égales.
Selon l'invention, l'anneau 9 sensiblement plus
large que l'anneau 8 remplit la fonction de bague de
support solidaire du rotor, de mani~re à séparer le stator
du rotor par un jeu j important en évitant ainsi tout
frottement entre le stator et le rotor.
L'introduction d'un jeu important j entre les
pièce~ en rotation relative l'une par rapport à l'autre
présente plusieurs avantages:
- la suppression du frottement direct du rotor
sur le stator permet de fabriquer le rotor et le stator en
acier ordinaire ou un matériau analogue à usinabilité
améliorée, ce qui diminue sensiblement le prix de revient
du rotor et du stator;
- la suppression du frottement permet également
la suppression des traitements de surface habituellement
nécessaires, ce qui procure une économie supplémentaire;
- enfin, l'usinage des gorges annulaires 10 et 11
sur la partie 2 radialement intérieure peut se faire de
fa~on économique par tournage.
En référence aux figures 3A et 3B, la gorge 11 du
rotor 2 est usinée au moins localement sur la plage
correspondant à une di.stance pr~déterminée dl ou d2 pour
présenter des moyens d'ancrage 12 coopérant avec des
..
.. ., , . ~ - ,, .
.
.
. . ., . . ~ ...
. .
2 ~
conformations 13 de forme concordante de l'anneau 9 en
matière dure.
Les moyens d'ancrage 12 sont de préférence des
picots subsistant en relief après usinage de la gorge 11 et
les conformations 13 sont par exemple des creux aptes à
recevoir les picots 12 et venus directement de moulage sur
la face radialement int~rieure de l'anneau 9.
Selon 17 invention, tout autre moyen de
solidarisation adapté et mécaniquement équivalent, tel que
notamment : des alvéoles 12 coopérant avec des
protubérances 13 ou bien des nervures 12 coopérant avec des
rainures 13, peut galement être utilisé.
Il est cependant impératif, comme précisé dans le
document EP 0 348 267 Al au nom de la Société Anonyme HYDRO
RENE LEDUC dont le contenu est considéré comme faisant
partie intégralement de la présente description, d'empecher
toute fuite ou pénétration de liquide hydraulique entre les
anneaux 9 et 10, qui soit suscepkible de les désolidariser
l'un de l'autre.
Le fluide hydraulique sous haute pression passe
entre l'anneau 9 en matière dure et la paroi du rotor 2 et
vient mettre sous pression le volume int~rieur de la gorge
10 .
L'anneau 8 en matière souple est ainsi comprimé à
l'interieur de la gorge 10 et exerce à son tour un effort
radial sur l'anneau 9 en matière dure pour assurer
l'étanchéité entre les pièces 2 et 3.
En référence a la figure 4, o~ Ies repères
identiques désignent des éléments iden-tiques ou similaires
à ceux des autres ~igures, l'anneau 9 en matière dure est
ancré dans le rotor 2 par au moins un moyen ponctuel de
fixation 15 coopérant avec un logement 16 usin~ dans le
rotor 2 pour rendre solidaire llanneau 9 en matière dure de
la pièce 2.
Les moyens ponctuels de fixation 15 sont par
exemple des rivets, des goupilles ou des vis à tete evasée
non dépassante coopérant avec des alésages ou taraudages 16
correspondants dans le rotor 2.
.
.
:
2 ~ 2 ~
Bien entendu, l'invention englobe également toute
modification de forme ou variante de réalisation d'usinages
7a, 7b sur une pièce radialement intérieure 2, différant
des combinaisons de gorges 10 et 11, mai.s fo~ctionnellement
équivalents.
Le mouvement de rotation relative permet
également sans sortir du cadre de l'invention d'échanger
les rôles du rotor 2 et du stator 3 : par conséquent,
l'invention couvre également la variante selon laquelle la
pièce radialement intérieure 2 immobile est le stator, et
la pièce radialement extérieure 3 constitue le rotor.
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