Rainure pour joint torique - Dynamique - Pneumatique

Pneumatique versus hydraulique : la différence dans la gorge

L’étanchéité radiale dynamique pour la pneumatique ressemble fortement à l’hydraulique, mais il existe deux différences essentielles. Premièrement, la pression de service en pneumatique est généralement plus faible, rarement au-dessus de 16 bar dans les applications industrielles. Cela réduit quelque peu l’exigence concernant la largeur du jeu et le matériau. Deuxièmement, le fluide est l’air, et l’air ne lubrifie pas. Avec des joints toriques hydrauliques, le fluide hydraulique assure un film lubrifiant sur la surface d’étanchéité. En pneumatique, ce film fait totalement défaut, sauf si le système est lubrifié volontairement. La compression est donc réglée un peu plus bas en pneumatique qu’en hydraulique afin de limiter le frottement à sec. Pourtant, le joint doit toujours établir un contact suffisant pour bloquer l’écoulement de l’air. Cet équilibre détermine la plage de conception de la gorge.

Les paramètres de gorge pour les applications pneumatiques

Les six paramètres de gorge sont les mêmes qu’en hydraulique : d2, t, b1, z, r1 et r2. Les valeurs de t sont légèrement plus élevées qu’en hydraulique pour le même diamètre de section, ce qui donne une compression encore plus faible. Le reste de la géométrie est comparable. Le résultat est une gorge qui serre moins fortement le joint, ce qui réduit le frottement au prix d’un risque de fuite légèrement accru sous des pressions fluctuantes.

d2 : diamètre de section

Le diamètre de section est le point de départ de tout le calcul de gorge, également en usage pneumatique. Pour les vérins pneumatiques, on utilise généralement des diamètres de section plus faibles qu’en hydraulique, parce que les pressions de service sont plus basses et la conception plus compacte. Les dimensions courantes sont 1,78 mm, 2,62 mm et 3,53 mm pour la pneumatique industrielle standard.

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

En pneumatique, la profondeur de gorge est encore plus proche de d2 qu’en hydraulique. À d2 = 5,00 mm, t = 4,60 mm : une compression de seulement 8%. En hydraulique, cela représente 12% pour le même diamètre de section. Ces 4% de compression en moins réduisent sensiblement le frottement, mais exigent une surface d’étanchéité plus précise. La tolérance sur t est ici aussi positive : la gorge peut être légèrement plus profonde, mais jamais moins profonde.

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

La largeur de gorge est comparable à celle de l’hydraulique pour le même diamètre de section. En pneumatique, le twisting joue un rôle encore plus important qu’en hydraulique, parce que la compression plus faible maintient moins fermement le joint dans la gorge. Maintenez b1 dans les tolérances et n’utilisez jamais une gorge plus large que la valeur nominale augmentée de la tolérance.

z : longueur du chanfrein

La longueur du chanfrein du côté d’introduction est identique à celle de l’hydraulique. Dans les systèmes pneumatiques, on travaille plus souvent avec moins de lubrification, ce qui augmente le risque d’endommagement au montage. Réalisez toujours le chanfrein comme indiqué dans le tableau : 15 à 20 degrés, longueur z en fonction de d2.

Compression en pneumatique : 7 à 13% de d2. Plus faible qu’en hydraulique (9 à 16%). Une compression plus faible exige un état de surface encore plus strict.

Lubrification et état de surface

L’air ne lubrifie pas, mais de nombreux systèmes pneumatiques utilisent un brouillard d’huile ou de la graisse silicone comme lubrification. Cela réduit le frottement et prolonge considérablement la durée de vie du joint. Sans lubrification, le joint s’use plus vite et le frottement est plus élevé à chaque course. L’exigence de rugosité pour la surface d’étanchéité en usage pneumatique dynamique est de Ra max. 0,4 µm (Rz max. 1,2 µm), identique à celle de l’hydraulique. En cas de qualité de surface insuffisante, l’usure apparaît déjà à faible pression, surtout sans lubrification.

Trois points d’attention pour l’étanchéité pneumatique

1. La lubrification n’est pas un luxe. Dans les vérins pneumatiques fonctionnant à sec, le joint torique s’use plus rapidement et le frottement est plus élevé. Utilisez de la graisse silicone ou un brouillard d’huile si le système le permet.

2. Une faible compression exige une surface d’étanchéité très précise. La compression plus faible en pneumatique réduit la force de contact. Une surface d’étanchéité rugueuse est moins tolérée en pneumatique qu’en application statique. Ra 0,4 µm est réellement la limite supérieure.

3. Attention au twisting sur les courses courtes. Avec des courses courtes et une faible compression, le joint a tendance à tourner dans la gorge. Contrôlez précisément la largeur de gorge b1 et évitez des gorges trop larges.

Matériau pour les joints toriques pneumatiques

Le NBR est le choix standard pour la pneumatique à température ambiante, avec ou sans brouillard d’huile. L’EPDM est utilisé dans les systèmes avec vapeur ou vapeur d’eau, ou dans les applications sans lubrification à l’huile où le NBR souffre de dessèchement. Le FKM est le choix privilégié pour les gaz agressifs, les températures élevées ou l’utilisation avec des produits de nettoyage chimiques. Les joints toriques en silicone sont utilisés à des températures extrêmes (en dessous de -50 °C ou au-dessus de +150 °C), mais ils sont moins résistants à l’usure et moins élastiques que le NBR ou le FKM.

Vérifiez la compatibilité de votre fluide via le guide de résistance chimique.