Projet de logements pour l'étanchéité statique

Les caractéristiques des joints du type joint torique sont particulièrement indiqués pour l'utilisation dans des applications statiques. L'efficacité de l'étanchéité du joint torique dépend, ainsi que nous l'avons décrit dans le chapitre précédent, de différents facteurs tels que: la nature des fluides avec lesquels il entre en contact et leur action chimique sur le mélange élastique, les températures maximum et minimum auxquelles il est appelé à travailler, le type de matériel des éléments de l'accouplement et le soin avec lequel sont réalisés les logements où il se trouve. Un autre facteur très important pour garantir l'étanchéité est le correct dimensionnement du joint torique et donc le choix correct des valeurs de "ds" et "de" (figure 4.5) par rapport aux caractéristiques géométriques des éléments à accoupler.

Dans les applications d'étanchéité statique radiale, le joint torique est introduit dans un logement qui peut être obtenu aussi bien sur l'élément qui constitue l'arbre que à l'intérieur du trou où il se trouve. Une fois placé dans le logement, le joint torique reçoit une poussée par les éléments de l'accouplement qui le déforme en sens radial. Par rapport à la pression exercée par le fluide, on choisit le joint torique qui garantit l'écrasement pourcentage compris dans l'intervalle représenté de manière indicative sur la figure 4.6.

La dimension du logement est déterminée par le diamètre de la section du joint torique et par l'écrasement auquel il est soumis. Mais la pression de fonctionnement du système est également déterminante: des pressions élevées peuvent intervenir pour modifier les jeux entre les parties et donc influer sur le pré-chargement programmé durant la phase de projet.

La figure 4.7 montre le logement d'un joint torique obtenu sur l'arbre, pour obtenir ce qui a été définie "étanchéité piston ". Sur cette figure, on indique les valeurs de la tolérance d'usinage conseillées pour l'accouplement trou/arbre, les rayons de raccord, l'inclinaison et le degré de finissage du logement.

La figure 4.8 montre les mêmes paramètres pour l'accouplement défini "étanchéité cylindre".
Sur les deux figures, on indique également le chanfrein à faire pour accoupler les éléments sans abîmer le joint torique.

Les valeurs des paramètres des figures 4.7 et 4.8 sont reportées dans les Tableaux 4.1 et 4.2.

Sur le Tableau 4.1 on indique les degrés de finissage de l'usinage conseillés pour faire les parois du logement. Plus précisément, on reporte la classe de rugosité et la valeur de Ra relative aux parois du logement, au fond et à la superficie qui s'y oppose et qui détermine la déformation de pré-chargement. Comme discriminante pour la compilation du tableau, nous avons supposé que la surface d'appui du joint torique représente au moins 50% de la valeur idéale.
Le Tableau 4.2 reporte les valeurs des paramètres géométriques du logement, c'est à dire sa largeur, les rayons de raccord et la longueur du chanfrein d'invitation par rapport au diamètre ds du joint torique. Les valeurs soulignées représentent les diamètres d'utilisation conseillés par les normes ISO et DIN.

Les joints toriques qui sont utilisés pour l' ‘étanchéité bride', c'est à dire avec compression de pré-chargement perpendiculaire au plan de l'anneau, subissent des contraintes différentes suivant qu'ils sont utilisés dans des applications où la pression agit à l'intérieur de l'ensemble plutôt que à l'extérieur.
Cette différence de comportement nous porte à considérer les deux situations séparément. Sur la figure 4.9 on représente le logement pour le joint torique au cas où la pression du fluide agit à l'intérieur. Dans cette circonstance, la circonférence du joint torique subit une compression. Pour que le joint torique garantisse l'étanchéité, la compression ne doit pas dépasser 3% de la valeur de sa circonférence.
Sur la figure 4.10 on représente le logement du joint torique dans une application où la pression agit de l'extérieur. Pendant l'installation, pour ce type d'application, le joint torique subit un étirement qui ne doit pas dépasser 6% de la valeur de sa circonférence.

Dans les Tableaux 4.3 et 4.4 on reporte les valeurs des paramètres pour le correct dimensionnement du logement, ainsi que nous l'avons déjà montré pour les exemples d'étanchéité reportés dans le paragraphe précédent.

En conclusion de la discussion sur les logements pour l'étanchéité statique, nous reportons deux tableaux que nous considérons utiles pour les ingénieurs.

• Tableau 4.5
• Tableau 4.6