FR2560336A1

FR2560336A1 - System for compensating for wear on a sealing gasket

Info

Publication number: FR2560336A1
Application number: FR8403125A
Authority: FR
Inventors: Francois Ordon
Original assignee: Poclain SA
Current assignee: Poclain SA
Priority date: 1984-02-29
Filing date: 1984-02-29
Publication date: 1985-08-30

Abstract

The invention relates to a system for compensating for wear on a sealing gasket 6 arranged between two pieces 4, 3 contained in a housing 11 made in a first piece 4, bearing on this piece and being compressed by a closure cap of the housing 11. The cap constitutes the piston 14 of a jack sliding with respect to the first piece 4, and delimiting with this piece a pressure chamber 23, the effect of the pressure on the piston producing a thrust for compressing the gasket 6 in its housing 11. One application is the production of a hydraulic jack which is free of leaks.

Description

Système de compensation de l'usure d'un joint dwé- tanchéité
Dans le domaine des dispositifs de commande
à fluide sous pression, on utilise des récepteurs de fluide, tels que des vérins Eydrauliques, possédant deux éléments montés mobiles l'un par rapport à l'autre sous l'effet de la pression du fluide sous pression.Compensation system for the wear of a sealing gasket
In the field of control devices
With pressurized fluid, fluid receivers, such as hydraulic cylinders, are used which have two elements mounted movable relative to one another under the effect of the pressure of the fluid under pressure.

Il est très souvent nécessaire de disposer un joint d'étanchéité entre ces deux éléments, dont le déplacement relatif provoque une usure et une détérioration des caractéristiques dudit joint. Pour rendre au joint d'étanchéité ses caractéristiques initiales, il convient de munir le récepteur d'un système de compensation de son usure, actuellement réalisé par des cales d'épaisseur et/ou par un système à vis. It is very often necessary to have a seal between these two elements, whose relative movement causes wear and deterioration of the characteristics of said seal. In order to restore the seal to its initial characteristics, it is necessary to provide the receiver with a compensation system for its wear, currently produced by shims and / or by a screw system.

Ces systèmes connus sont relativement peu pratiques, car, d'une part, la compensation de l'usure n'est pas réalisée de manière automatique, d'autre part, le temps nécessaire à la compensation est géné- ralement important. Ces inconvénients ont pour conséquence l'obtention d'un fonctionnement souvent défectueux du récepteur à fluide, malgré un entretien important, et donc coûteux. These known systems are relatively impractical because, on the one hand, the compensation of the wear is not performed automatically, on the other hand, the time required for the compensation is generally important. These disadvantages have the consequence of obtaining an often defective operation of the fluid receiver, despite a large maintenance, and therefore expensive.

L'invention entend remédier à ces inconvénients en étant donc relative à un système de compensation de l'usure d'un joint d'étanchéité déformable, disposé entre deux pièces et soumis aux effets de la pression d'un fluide contenu dans une enceinte délimitée au moins partiellement par ces deux pièces, ledit joint d'étanchéité étant contenu dans un logement ménagé dans une première des deux pièces,prenant appui sur cette pièce et étant comprimé par un chapeau de fermeture dudit logement. The invention intends to remedy these drawbacks by being therefore relative to a system for compensating the wear of a deformable seal disposed between two parts and subjected to the effects of the pressure of a fluid contained in a defined enclosure at least partially by these two parts, said seal being contained in a housing formed in a first of the two parts, bearing on this part and being compressed by a closure cap of said housing.

Le chapeau de fermeture constitue le piston d'un vérin qui est monté coulissant avec étanchéité par rapport à la première pièce, et qui, en coopération avec cette première pièce, délimite une chambre de mise en pression susceptible d'être mise en communication avec une source d'un fluide sous pression sensiblement incompressible, l'effet de la pression du fluide sur ledit piston réalisant la poussée de compression du joint dans son logement. The closure cap constitutes the piston of a jack which is slidably mounted with respect to the first piece, and which, in cooperation with this first piece, defines a pressurizing chamber capable of being placed in communication with a cylinder. source of a substantially incompressible fluid under pressure, the effect of the fluid pressure on said piston performing compression thrust of the seal in its housing.

Les avantageuses dispositions suivantes sont, en outre, de préférence adoptées
la source de fluide sous pression est constituée, - soit par une pompe distincte des deux pièces, - soit par le fluide contenu dans ladite enceinte, un conduit reliant la chambre de mise en pression à l'enceinte ;
- dans ce dernier cas, ledit conduit est ménagé dans ladite première pièce uniquement
- la première pièce est réalisée en au moins une première et une deuxième parties qui sont montées coulissantes avec étanchéité l'une par rapport à l'autre,cependant que la première partie comporte ledit logement et est munie d'un arrêtoir de limitation du coulissement relatif desdites première et deuxième partiels, qu'à l'intérieur de la première partie est susceptible de pénétrer une extrémité de la deuxième partie qui forme butée pour le joint d'étanchéité, et, que la deuxième partie coopère à délimiter ladite enceinte et forme un autre piston de compression du joint d'étanchéité, ce joint d'étanchéité étant donc disposé entre cet autre piston et le chapeau de fermeture.The following advantageous provisions are, moreover, preferably adopted
the source of pressurized fluid is constituted, either by a pump separate from the two parts, or by the fluid contained in said enclosure, a duct connecting the pressurizing chamber to the chamber;
in the latter case, said duct is provided in said first piece only
the first part is made of at least first and second parts which are slidably mounted with sealing relative to each other, while the first part comprises said housing and is provided with a sliding limitation stopper; relative to said first and second parts, that within the first part is capable of penetrating an end of the second part which forms a stop for the seal, and that the second part cooperates in delimiting said enclosure and forms another compression piston of the seal, this seal being arranged between this other piston and the closure cap.

Les avantages de ces nouvelles dispositions sont de permettre une compensation permanente et auto matique de l'usure, mais aussi une réduction de cette usure par le fait que, dans certaines variantes, la compression du joint est proportionnelle à la pression d'alimentation du récepteur à fluide et qu9 > par conséquent, lorsque cette pression est faible, la compression du joint, qui fonctionnellement peut être faible, l'est effectivement. En outre, la compensation réalisée n'exige aucun entretien important, ce qui est également intéressant. The advantages of these new arrangements are to allow a permanent and automatic compensation of the wear, but also a reduction of this wear by the fact that, in certain variants, the compression of the seal is proportional to the supply pressure of the receiver therefore, when this pressure is low, the compression of the seal, which can functionally be weak, is effectively so. In addition, the compensation performed requires no major maintenance, which is also interesting.

L'invention sera mieux comprise, et des caractéristiques secondaires et leurs avantages apparaâ- tront au cours de la description de réalisations don- née ci-dessous à titre d'exemple. The invention will be better understood, and secondary features and advantages will become apparent from the description of embodiments given below as an example.

Il est entendu que la description et les dessins ne sont donnés qu a titre indicatif et non limitatif. It is understood that the description and the drawings are only indicative and not limiting.

Il sera fait référence aux dessins annexés, dans lesquels
- les figures 1, 2, et 3 sont des coupes axiales d'un vérin hydraulique muni d'un système de compensation de l'usure d'un joint d'étanchéité conforme à l'invention, selon trois variantes distinctes de réalisation.Reference will be made to the accompanying drawings, in which
- Figures 1, 2 and 3 are axial sections of a hydraulic cylinder provided with a compensation system of the wear of a seal according to the invention, according to three distinct embodiments.

Le dispositif représenté sur les trois figures est celui d'un vérin hydraulique comportant un cylindre 1 définissant un alésage 2, un piston principal non représenté, dont est solidaire une tige de piston 3, et, un fond 4 de cylindre, qui est monté sur le cylindre 1, de manière amovible, au moyen de vis 5, et qui est traversé par ladite tige de piston 3. Un joint d'étanchéité 6, de préférence du type "à chevrons comme représenté, est disposé entre un alésage li ménagé dans le fond 4 et la tige de piston 3.De plus, un autre joint d'étanchéité 7 est placé dans une gorge 8 ménagée dans une partie cylindrique 9 du fond 4, ladite partie cylindrique 9 étant introduite dans l'ex- trémité de l'alésage 2 avec un jeu de montage très faible, et, ledit joint d'étanchéité 7 assurant l'étanchéité entre le fond 4 et le cylindre 1. De cette façon, une enceinte 10, susceptible de contenir un fluide sous pression, est délimitée par l'alésage 2, la tige de piston 3, le fond 4 et le piston principal non représenté, et est isolée de manière étanche de l'extérieur du vérin au moyen des deux joints d'étanchéité 6 et 7. The device represented in the three figures is that of a hydraulic cylinder comprising a cylinder 1 defining a bore 2, a main piston, not shown, which is integral with a piston rod 3, and a bottom 4 of a cylinder, which is mounted on the cylinder 1, removably, by means of screws 5, and which is traversed by said piston rod 3. A seal 6, preferably of the type "herringbone" as shown, is disposed between a bore li formed in the bottom 4 and the piston rod 3. In addition, another seal 7 is placed in a groove 8 formed in a cylindrical portion 9 of the bottom 4, said cylindrical portion 9 being introduced into the end of the boring 2 with a very small mounting clearance, and, said seal 7 sealing between the bottom 4 and the cylinder 1. In this way, an enclosure 10, capable of containing a fluid under pressure, is delimited by bore 2, the piston rod 3, the bottom 4 and the main piston not shown, and is sealed from the outside of the cylinder by means of the two seals 6 and 7.

Par ailleurs, l'alésage 11 du fond 4 débouche à l'opposé de l'enceinte 10 par une ouverture 12, par laquelle l'extrémité 13 d'un piston 14 de compression du joint d'étanchéité 6 est introduite à l'tintés rieur dudit alésage 11. Ce piston 14 comporte un alésage 15, qui permet le passage de la tige de piston 3, et deux parties cylindriques 16 et 17, disposées en escalier, qui sont montées, coulissantes et avec étanchéité (20) dans des alésages 18 et 19 ménagés dans une pièce 21 fixée par des vis 22 sur l'extrémité externe du fond 4 de cylindre. Ainsi, une chambre 23 de vérin est délimitée par le piston 14 à l'intérieur de la pièce 21. Furthermore, the bore 11 of the bottom 4 opens opposite the enclosure 10 through an opening 12, by which the end 13 of a piston 14 of compression of the seal 6 is introduced to the tinted The piston 14 has a bore 15 which allows the passage of the piston rod 3, and two stepped cylindrical portions 16 and 17 which are mounted, slidably and sealed (20) in bores. 18 and 19 formed in a part 21 fixed by screws 22 on the outer end of the cylinder bottom 4. Thus, a cylinder chamber 23 is delimited by the piston 14 inside the part 21.

Dans les réalisations des figures 1 et 3, cette chambre 23 communique par deux conduits 24,25, ménagés dans la pièce 21, avec deux conduits extérieurs 26,27, respectivement. In the embodiments of Figures 1 and 3, this chamber 23 communicates by two ducts 24,25, formed in the part 21, with two outer conduits 26,27, respectively.

Le conduit 26 est raccordé à un distributeur 28 à deux position lui-même relié par un conduit 29 à un réservoir de graisse 30, et, par un conduit 31 au refoulement d'une pompe à graisse 32, elle-même reliée par son conduit d'aspiration 33 au réservoir 30. The duct 26 is connected to a distributor 28 with two positions, itself connected by a duct 29 to a grease reservoir 30, and via a duct 31 to the discharge of a grease pump 32, itself connected by its duct. suction 33 to the tank 30.

Les deux positions du distributeur 28 correspondent
- la première position, à la mise en communication des conduits 31 et 26, et, à l'obturation du conduit 29 ; et,
- la deuxième position, à la mise en communication des conduits 31 et 29, et, à l'obturation du conduit 26.The two positions of the distributor 28 correspond
- The first position, the setting in communication ducts 31 and 26, and the closure of the duct 29; and,
- the second position, the setting in communication of the ducts 31 and 29, and, to the closing of the duct 26.

Un clapet de non retour 34 est disposé sur le conduit 26, et permet le passage de la graisse uniquement du distributeur 28 vers la chambre 23. Un clapet de décharge taré 35, placé sur le conduit 27, assure la protection contre les surpressions à l'intérieur de la chambre 23. A nonreturn valve 34 is disposed on the conduit 26, and allows the passage of the grease only from the distributor 28 to the chamber 23. A calibrated relief valve 35, placed on the conduit 27, provides protection against overpressure at the temperature inside the room 23.

Dans la réalisation de la figure 2, la chambre 23 est reliée, par un conduit 36 ménagé dans le fond 4 du cylindre du vérin, à une partie 37 de l'alésage dudit fond, qui est en communication avec l'en- ceinte 10. In the embodiment of FIG. 2, the chamber 23 is connected, by a duct 36 formed in the bottom 4 of the cylinder of the jack, to a portion 37 of the bore of said bottom, which is in communication with the enclosure 10. .

Dans les réalisations des figures 1 et 2, l'alésage 11 est limité, du côté opposé à l'ouverture 12, par un épaulement 38 sur lequel prend appui l'une, 39, des faces transversales du joint d'étanchéité 6, l'extrémité 13 du piston 14 étant en appui de compression sur l'autre extrémité transversale 40 du joint d'étanchéité 6. In the embodiments of Figures 1 and 2, the bore 11 is limited, on the opposite side to the opening 12, by a shoulder 38 on which bears one, 39, of the transverse faces of the seal 6, l, end 13 of the piston 14 being pressed against the other transverse end 40 of the seal 6.

Dans la réalisation de la figure 3, l'alésage Il débouche, du côté opposé à son ouverture 12, dans un autre alésage 41, que comporte le fond 4 du cylindre. Un piston auxiliaire 42 est monté coulissant à l'intérieur de cet alésage 41 et comporte lui-même un alésage 43 permettant le passage de la tige du piston 3.Un segment d'arrêt 44, monté dans une gorge de l'alésage 41, limite le coulissement du piston auxi liaire 42 vers l'enceinte 10, cependant que des joints d'étanchéité 45,46 sont interposés entre des parties cylindriques 47,48vaque comportent le piston 42, et lesdits alésages 11,41, respectivement, de sorte qu'est délimitée entre le piston auxiliaire 42 et le fond 4 du cylindre une chambre 49 qui communique, par un conduit 50 avec une autre chambre annulaire 51 ménagée entre le cylindre 1 et le fond 4. La face transversale 39 du joint d'étanchéité 6 est, dans cette réalisation, en appui sur l'extrémité 52 du piston auxiliaire 42, qui est contenue dans l'alésage 11 et délimitée par la partie cylindrique 47. In the embodiment of Figure 3, the bore Il opens, on the opposite side to its opening 12, in another bore 41, which comprises the bottom 4 of the cylinder. An auxiliary piston 42 is slidably mounted inside this bore 41 and itself has a bore 43 allowing the passage of the piston rod 3. A stop segment 44, mounted in a groove of the bore 41, limits the sliding of the auxiliary piston 42 towards the enclosure 10, while seals 45,46 are interposed between cylindrical portions 47,48vaque comprise the piston 42, and said bores 11,41, respectively, so that is defined between the auxiliary piston 42 and the bottom 4 of the cylinder a chamber 49 which communicates via a conduit 50 with another annular chamber 51 formed between the cylinder 1 and the bottom 4. The transverse face 39 of the seal 6 is, in this embodiment, bearing on the end 52 of the auxiliary piston 42, which is contained in the bore 11 and defined by the cylindrical portion 47.

Les avantages des réalisations représentées vont être notés en cours de l'exposé suivant de leur fonctionnement. The benefits of the achievements represented will be noted during the following presentation of their operation.

Dans la réalisation de la figure 1, lorsque le distributeur 28 est place dans sa deuxième position, la pompe 32 refoule la graisse sous pression dans la chambre -23, ce qui provoque le déplacement du piston 14 dans le sens engendrant la poussée de compression du joint d'étanchéité 6 par ledit piston. La face 13 du piston 14 pousse la face 40 du joint 6, dont la face 39 est immobilisée par l'épaulement 38. il résulte de cette compression la dilatation radiale du joint d'étanchéité 6, qui permet la compensation de l'usure dûe au frottement de la tige de piston 3 sur ce joint d'étanchéité 6. In the embodiment of Figure 1, when the distributor 28 is placed in its second position, the pump 32 delivers the pressurized grease into the chamber -23, which causes the displacement of the piston 14 in the direction generating the compression thrust of the seal 6 by said piston. The face 13 of the piston 14 pushes the face 40 of the seal 6, whose face 39 is immobilized by the shoulder 38. This compression results in the radial expansion of the seal 6, which allows the compensation of the wear due to the friction of the piston rod 3 on this seal 6.

Par ailleurs, ce rattrapage est aisé, puisqu'il suffit de placer le distributeur 28 dans sa deuxième position pour provoquer la poussée de compression axiale du piston 14 sur la face transversale 40 du joint d'étanchéité. Furthermore, this catch is easy, since it is sufficient to place the distributor 28 in its second position to cause the axial compression thrust of the piston 14 on the transverse face 40 of the seal.

Ce rattrapage est, réalisé automatiquement dans la réalisation de la figure 2, puisque, dès que l'enceinte 10 contient un fluide sous pression, l'ef- fet de cette pression est transmis, par le conduit 36, au piston 14, qui développe de nouveau sa poussée de compression axiale du joint d'étanchéité 2. This retrofitting is performed automatically in the embodiment of FIG. 2, since, as soon as the enclosure 10 contains a pressurized fluid, the effect of this pressure is transmitted, via the duct 36, to the piston 14, which is developing again its axial compression thrust of the seal 2.

De plus, dans cette réalisation de la figure 2, la poussée de compression axiale, et donc la dilatation radiale, ne se produisent que lorsque l'enceinte 10 contient un fluide sous pression. C'est effectivement la seule circonstance dans laquelle il convient d'assurer une étanchéité très forte entre la tige de piston 3 et le fond 4. Il faut également noté que lorsque l'enceinte 10 contient un fluide sous pression faible, la dilatation radiale du joint d'étanchéité est faible ou nulle, et l'effort d'appui du joint d'étanchéité 6 sur la face cylindrique de la tige de piston 3 est faible ou nulle, ce qui est favorable à une grande longévité de ce joint d'étanchéité 6. In addition, in this embodiment of Figure 2, the axial compression thrust, and therefore the radial expansion, occur only when the enclosure 10 contains a fluid under pressure. This is indeed the only circumstance in which it is necessary to ensure a very strong seal between the piston rod 3 and the bottom 4. It should also be noted that when the enclosure 10 contains a fluid under low pressure, the radial expansion of the seal is low or zero, and the bearing force of the seal 6 on the cylindrical face of the piston rod 3 is low or zero, which is favorable to a long life of this seal of tightness 6.

Enfin, la réalisation de la figure 3 combine les deux avantages principaux des réalisations des figures 1 et 2, à savoir, d'une part, mise en compres-sion axiale initiale du joint d'étanchéité 6 par injection de graisse dans la chambre 23 par les conduits 24,26, d'autre part, complément ultérieur de compression axiale par le piston auxiliaire 42, seulement lorsque l'enceinte 10 contient un fluide sous grande pression. Finally, the embodiment of FIG. 3 combines the two main advantages of the embodiments of FIGS. 1 and 2, namely, on the one hand, initial axial compression of the gasket 6 by grease injection into the chamber 23. by the conduits 24,26, on the other hand, further complement of axial compression by the auxiliary piston 42, only when the enclosure 10 contains a fluid under high pressure.

En effet, lorsque 1 enceinte 10 contient un fluide sous pression faible ou nulle, le piston auxiliaire 42 est en appui sur le segment d'arrêt 44, et la compression axiale initiale provoquée par le piston 14 peut être réglée à une valeur moyenne, suffisamment pour réaliser une bonne étanchéité, meme lorsque l'enceinte 10 contient un fluide sans pression, mais pas trop grande pour que le frottement de la tige de piston 3 sur le joint d'étanchéité 6 ait une valeur telle que la durée de vie de ce joint d'étanchéité soit réduite par usure excessive.Indeed, when 1 enclosure 10 contains a fluid under low or no pressure, the auxiliary piston 42 is supported on the stop segment 44, and the initial axial compression caused by the piston 14 can be set to a mean value, sufficiently to achieve a good seal, even when the enclosure 10 contains a fluid without pressure, but not too great for the friction of the piston rod 3 on the seal 6 has a value such that the life of this seal is reduced by excessive wear.

L'invention n'est pas limitée aux réalisations décrites, mais en couvre au contraire toutes les variantes qui pourraient leur être apportées sans sortir de leur cadre, ni de leur esprit. The invention is not limited to the embodiments described, but covers all the variants that could be made without departing from their scope or their spirit.

Claims

1. Compensation system of the wear of a deformable seal (6), arranged between two parts (4> 3) and subjected to the effects of the pressure of a fluid contained in a chamber (10) delimited at least partially by these two parts, said seal (6) being contained in a housing (11) formed in a first (4) of the two parts, bearing (38,39) on this part and, being compressed by a closure cap of said housing, characterized in that the closure cap constitutes the piston (14) of a cylinder which is slidably mounted with respect to the first piece (4-21), and which, in cooperation with this first part, delimits a chamber (23) pressurizing may be placed in communication with a source (32) of a fluid under substantially incompressible pressure, the effect of pressing the fluid on said piston (14) realizing the thrust of compression of the seal (6) in its housing.

2. A system according id revendice.tin characterized in that the source of fluid under pressure is constituted by a pump (6) separate from the two parts (4,3).

3. System according to claim 1, characterized in that the source of pressurized fluid is constituted by the fluid contained in said enclosure (10), a conduit (36) connecting the pressurizing chamber (23) to the enclosure (10).

4. System according to claim 3, characterized in that said duct (36) is formed in said first piece (4) only.

5. System according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the first housing (11) and is provided with a stop (44) for limiting the relative sliding of said first and second parts, that the inside (11) of the first part (4) is able to penetrate one end (52) of the second part (42) which forms a stop for the seal (6), and that the second part (42) cooperates delimiting said enclosure (10) and forming another piston (42) for compressing the seal, this seal (6) being arranged between this other piston (46) and the closure cap (14).