Logements des joints toriques

L'étanchéité à joint torique est basée sur l'interaction entre un anneau en matériel élastique et souple, et des superficies idéalement indéformables qui le comprime. Le logement où se trouve le joint torique est une partie intégrante du système d'étanchéité et ses caractéristiques ont une grande influence sur l'efficacité du système. Le finissage superficiel du logement du joint torique et de toutes les superficies qui comme lui sont en contact, est un facteur important pour la capacité d'étanchéité et pour sa durée de vie. La qualité d'une superficie dépend du type d'usinage et du degré de finissage avec lequel il est fait. Les systèmes à étanchéité dynamique doivent présenter des niveaux de précision et de finissage supérieurs à ceux demandés pour l'étanchéité statique étant donné que le frottement entre les parties accélère la détérioration du joint torique. L'observation d'un profil réel montre la présence de deux types différents d'imperfection superficielle: nous avons une imperfection "ondulatoire" (figure 4.1 – courbe a) liée à l'imprécision des organes mécaniques d'usinage et à une imperfection définie comme "rugosité" (figure 4.1 – courbe b) causée par les outils qui interviennent en contact direct avec la superficie. La superficie en contact avec le joint torique présente donc des irrégularités données par la somme des imperfections décrites ci-dessus (figure 4.1 – courbe c).

Notre expérience dans le domaine des joints toriques nous a porter à déterminer des paramètres d'usinage qui sont conseillés pour garantir des bonnes prestations d'étanchéité et une durée suffisante. Dans les paragraphes suivants, nous reportons les tableaux où l'on indique les valeurs de tolérance conseillées pour limiter l'effet négatif des ondulations et les valeurs maximum de la rugosité Ra, dans les applications à étanchéité statique et à étanchéité dynamique, conseillées pour les superficies d'étanchéité et pour celles d'appui. Le paramètre Ra indique la rugosité et s'obtient comme valeur moyenne de rugosité, en en considérant la valeur absolue, le long d'un morceau de longueur définie L (figure 4.2). Pratiquement, la règle de référence fixe les valeurs du morceau de mesure L par rapport aux dimensions de l'article et en mesure la rugosité moyenne Ra de la manière suivante:

Ra = (1 / L) x %∫ y dx

Où y est mesurée perpendiculairement au profil moyen de la superficie dans le morceau de longueur L.

En réalité, la valeur de Ra peut ne pas être représentative de la qualité d'étanchéité puisqu'elle représente la rugosité à travers une moyenne de valeurs absolues, portant à des résultats égaux même dans des cas où l'effet final peut être très différent. En effet, sur la figure 4.3 et sur la figure 4.4, on représente deux superficies qui présentent, si elle est calculée, la même valeur de Ra, mais dans le but de l'étanchéité, le résultat peut être vraiment différent. C'est pour cela que lorsque l'on a indiqué les valeurs de Ra, nous avons fixé comme discriminante une valeur de superficie portante d'au moins 50% de la superficie théorique.

Comme dernière considération sur la rugosité, nous pouvons ajouter que la présence de cannelures comme celles de la figure 4.3, peuvent avoir un effet bénéfique en cas d'étanchéité dynamique, parce qu'elle maintient une certaine quantité de fluide qui peut servir de lubrifiant, diminuant le frottement entre le joint torique et les superficies.