Rainure pour joint torique - Dynamique - Hydraulique

Étanchéité dynamique : qu’est-ce qui change ?

Dans l’étanchéité dynamique, les pièces de machine à étancher se déplacent l’une par rapport à l’autre. Dans les applications hydrauliques, il s’agit de mouvements alternatifs, parfois avec une composante hélicoïdale dans les entraînements combinant rotation et translation. Le joint torique est étiré, déplacé et reformé à chaque course. Le frottement est donc un paramètre de conception, et non un phénomène secondaire. Plus la compression est élevée, plus la pression de contact sur la surface d’étanchéité est élevée et plus le frottement augmente. Dans les applications hydrauliques, la compression est donc volontairement maintenue plus faible que dans les applications statiques. Les valeurs se situent entre 9 et 16% du diamètre de section, selon la dimension. À titre de comparaison : en compression radiale statique, elles sont de 15 à 30%. Cette compression plus faible signifie que les tolérances et l’état de surface doivent être tenus plus étroitement afin de garantir malgré tout une étanchéité fiable.

Les paramètres de gorge pour les applications hydrauliques

Les paramètres de gorge pour l’hydraulique dynamique sont construits autour des mêmes six dimensions que pour la compression radiale statique : d2, t, b1, z, r1 et r2. Les valeurs sont toutefois adaptées à la compression plus faible et aux exigences plus élevées concernant la surface d’étanchéité. La modification la plus marquante réside dans le rapport t/d2 : il est nettement plus élevé en hydraulique qu’en statique, ce qui reflète la compression plus faible.

d2 : diamètre de section

Le diamètre de section est le point de départ. Pour les applications hydrauliques, on utilise les mêmes dimensions standard que pour les applications statiques. Des diamètres de section plus importants donnent une plus grande surface de contact et donc plus de frottement par course. À vitesses élevées ou avec de longues courses, un diamètre de section plus faible (d2 plus faible) est souvent plus favorable pour le niveau de frottement.

t : profondeur de gorge (tolérance +0,05 mm)

En hydraulique, la profondeur de gorge est plus proche de d2 que dans les applications statiques. La compression, c’est-à-dire la différence entre d2 et t, est plus faible. À d2 = 5,00 mm, t = 4,40 mm : une compression de 12%, contre 20% pour la variante statique du même diamètre de section. Ici aussi, la tolérance est uniquement positive : la gorge peut être légèrement plus profonde, mais jamais moins profonde. Contrôlez toujours t après usinage avec une jauge de profondeur.

b1 : largeur de gorge (tolérance +0,25 mm)

Dans les applications dynamiques, la largeur de gorge doit offrir un espace suffisant pour la déformation du joint à chaque course. Trop étroite, elle provoque une contrainte axiale excessive lors de l’inversion du mouvement. Trop large, elle laisse au joint la possibilité de rouler, ce qui entraîne un twisting : le joint tourne dans la gorge et s’endommage. Dans les applications hydrauliques, le twisting est l’une des causes les plus fréquentes de défaillance prématurée.

z : longueur du chanfrein du côté d’introduction

La longueur du chanfrein z est tout aussi critique dans les applications dynamiques que dans les applications statiques. À chaque démontage et remontage, le joint repasse le long du côté d’introduction. Si le chanfrein manque, le joint s’endommage à chaque opération de maintenance. L’angle recommandé est de 15 à 20 degrés, et les valeurs z du tableau restent inchangées.

Compression en hydraulique : 9 à 16% de d2. Compression statique : 15 à 30%. Une compression plus faible exige un meilleur état de surface et des tolérances plus serrées.

État de surface et largeur du jeu

Les applications dynamiques imposent des valeurs de rugosité plus strictes que les applications statiques. La surface d’étanchéité doit être de Ra max. 0,4 µm (Rz max. 1,2 µm). Le fond de gorge peut être de Ra max. 1,6 µm. Une surface d’étanchéité plus rugueuse endommage le joint à chaque course, ce qui entraîne de l’usure puis des fuites. En ce qui concerne la largeur du jeu, des valeurs maximales plus faibles s’appliquent aux applications dynamiques qu’aux statiques : jusqu’à 30 bar, maximum 0,2 mm, de 30 à 63 bar, maximum 0,1 mm.

Quand choisissez-vous des joints spéciaux de piston ou de tige ?

Un joint torique est une solution simple et économique pour l’étanchéité hydraulique à des pressions et vitesses modérées. Pour des exigences plus élevées en matière d’étanchéité, de faible frottement, de vitesse élevée ou de longue durée de vie, des joints spéciaux de piston (joints en U, joints à lèvre, joints PTFE) sont techniquement de meilleurs choix. Évaluez cela selon l’application, et non comme une règle générale.

• Pression supérieure à 250 bar : envisagez des joints spéciaux.
• Vitesse de course supérieure à 0,5 m/s : le frottement et la génération de chaleur exigent une attention particulière.
• Durée de vie supérieure à 1 million de courses : les joints toriques sont moins adaptés à cela.

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