Rainure pour joint torique - Statique - Rainure trapézoïdale

Qu’est-ce qu’une gorge trapézoïdale ?

Une gorge trapézoïdale n’a pas une section rectangulaire, mais une forme trapézoïdale : le fond de la gorge est plus étroit que l’ouverture. Le joint torique se bloque ainsi dans la gorge après insertion. Il ne peut plus tomber, même si le composant est tenu à l’envers ou déplacé. C’est l’avantage distinctif par rapport à la gorge rectangulaire standard. La fabrication d’une gorge trapézoïdale est techniquement plus complexe et plus longue que celle d’une gorge rectangulaire. C’est un vrai point à prendre en compte pour les grandes séries ou les applications simples. Mais dans les applications où le joint doit rester en place pendant le montage ou le transport, les coûts supplémentaires d’usinage compensent généralement le temps de montage et la perte de joints. La performance d’étanchéité elle-même est comparable à celle d’une gorge rectangulaire avec la même compression.

Quand choisir une gorge trapézoïdale ?

La gorge trapézoïdale n’est pas un remplacement universel de la gorge rectangulaire standard. Ce choix n’est pertinent que dans un nombre limité de situations spécifiques. Il est utile de connaître ces situations afin de n’appliquer l’usinage plus complexe que là où il apporte réellement quelque chose. Dans tous les autres cas, la gorge rectangulaire est plus simple, moins coûteuse et tout aussi fiable.

• Montages au-dessus de la tête où le joint peut tomber pendant l’assemblage des pièces.
• Pièces de machine qui s’ouvrent et se ferment régulièrement et où le joint se retrouverait détaché à chaque ouverture.
• Applications dans lesquelles le joint doit déjà être positionné avant le montage, puis subir un transport ou un mouvement.
• Situations où le repositionnement du joint entraîne des problèmes de qualité.

Les paramètres de gorge pour la gorge trapézoïdale

La gorge trapézoïdale utilise cinq paramètres, mais les tolérances sont différentes de celles de la gorge rectangulaire. La profondeur de gorge (t) et la largeur de gorge (b) ont toutes deux une tolérance symétrique de ±0,05 mm. C’est plus strict que les tolérances asymétriques de la gorge rectangulaire. La raison est la géométrie trapézoïdale : une déviation plus importante en profondeur ou en largeur modifie l’effet de blocage de la gorge sur le joint. Les deux rayons (r4 et r5) portent d’autres noms que dans la gorge standard, car ils définissent les flancs inclinés spécifiques de la forme trapézoïdale.

d2 : diamètre de section

Le point de départ pour toutes les autres dimensions. La gorge trapézoïdale est disponible pour des diamètres de section à partir de 2,50 mm. En dessous de 2,50 mm, la géométrie trapézoïdale n’est pas réalisable dans les tolérances garantissant un effet de blocage correct. Les dimensions courantes pour les applications industrielles sont 3,53 mm, 5,33 mm et 7,00 mm.

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

La profondeur de gorge détermine à quelle distance le joint s’enfonce dans la gorge et donc aussi l’intensité de l’effet de blocage. Une gorge trop peu profonde donne un blocage insuffisant, de sorte que le joint peut quand même se détacher sous l’effet de chocs ou de vibrations. Une gorge trop profonde rend la mise en place du joint plus difficile et peut endommager le joint lors de l’insertion. La tolérance symétrique de ±0,05 mm est plus stricte que dans la gorge rectangulaire.

b : largeur de gorge (tolérance ±0,05 mm)

La largeur de la gorge à son point le plus étroit détermine si le joint peut y entrer ou en sortir. La forme trapézoïdale fait que le joint est plus large à l’insertion que ce que le fond autorise, mais qu’il se bloque une fois complètement en place. Si b est trop large, il n’y a plus d’effet de blocage. Si b est trop étroit, le joint ne peut pas être inséré du tout. La tolérance de ±0,05 mm reflète cette fonction critique.

r4 et r5 : les rayons trapézoïdaux

r4 est le rayon sur le flanc incliné de la gorge, r5 est le rayon de transition au fond de la gorge. r4 augmente de 0,40 mm pour les petits diamètres de section à 1,60 mm pour les plus grandes dimensions. r5 passe de 0,25 mm à 0,50 mm. Les deux rayons sont essentiels pour l’effet de blocage : un angle trop vif entraîne le joint dans la gorge en l’endommageant, tandis qu’un rayon trop grand réduit la force de blocage.

Usinage et état de surface

La forme trapézoïdale exige des techniques d’usinage spéciales. Une fraise à gorge standard ne suffit pas : les flancs inclinés doivent être réalisés avec une fraise de profil ou par tournage avec la forme d’outil appropriée. C’est la principale raison pour laquelle la gorge trapézoïdale est plus coûteuse que la gorge rectangulaire. L’état de surface suit les mêmes normes que pour les autres applications statiques : surface d’étanchéité Ra max. 1,6 µm, fond de gorge Ra max. 3,2 µm, flancs Ra max. 6,3 µm. Après usinage, contrôlez toujours la formation de bavures sur les flancs inclinés. Les bavures à la transition entre le flanc de gorge et la surface d’étanchéité peuvent endommager le joint lors de l’insertion.

Trois points d’attention avec la gorge trapézoïdale

1. Les tolérances sont plus strictes. La tolérance symétrique de ±0,05 mm sur t et b est plus stricte que dans la gorge rectangulaire. Vérifiez la précision de la machine et ajustez si nécessaire.

2. Usinage spécial requis. Une fraise de profil ou trapézoïdale est nécessaire. Les fraises standard ne produisent pas les flancs inclinés corrects. Vérifiez le profil de l’outil avant le premier lancement en production.

3. Uniquement pour des applications spécifiques. Les coûts d’usinage supplémentaires ne se justifient que pour les montages au-dessus de la tête ou les pièces qui s’ouvrent régulièrement. Pour les autres applications statiques, la gorge rectangulaire est plus simple et tout aussi fiable.

Matériau et température

La gorge trapézoïdale n’impose pas d’exigences matérielles différentes de celles de la gorge rectangulaire. Le NBR est le choix standard, l’EPDM pour l’eau et la vapeur, le FKM pour les produits chimiques et les températures élevées. Gardez à l’esprit que l’effet de blocage de la gorge trapézoïdale dépend de l’élasticité du joint : un matériau trop dur (au-dessus de 80 Shore A) peut compliquer l’insertion et réduire l’effet de blocage. Vérifiez le choix de dureté en même temps que la géométrie de la gorge.

Vérifiez votre fluide via le guide de résistance chimique.