Joint à lèvre

Un joint à lèvre ou joint SPI désigne une bague d'étanchéité radiale pour pièces tournantes (cas des vilebrequins, arbres à cames, etc.) ou coulissantes.

Généralité et montage

L'origine du terme vient de la société allemande SPI qui fut la première à fabriquer ce type de joint.

• La bague extérieure est en élastomère technique, elle est constituée d'un boîtier , soit emmanché à force dans la partie fixe, soit collé par une colle de scellement (Loctite), soit maintenu par le revêtement caoutchouc de la bague extérieure (cas des joints de sortie de boîte-pont).
• la partie intérieure est constituée d'une ou plusieurs lèvres usinées très précisément qui assurent l'étanchéité par serrage contre la partie mobile, ce serrage étant assuré par le ressort spiral (rep.2 de la photo) ou par l'élasticité naturelle du matériau, éventuellement aidée par la différence de pression entre les deux faces de la bague. Tout montage d'une pièce approximativement équivalente, légèrement de travers, à l'envers, ou la moindre blessure de la bague ou de la lèvre se traduit par une fuite qui fait accuser ces joints SPI de tous les maux quand il faudrait soigner leur pose et leurs conditions d'utilisation.

La pose s'effectue généralement à l'aide d'une bague de diamètre adapté et la dépose plus délicate puisqu'il ne faut endommager ni la surface usinée de l'arbre ni le logement de bague, usiné aussi, à l'aide d'un extracteur spécialisé ou plus souvent de vis autotaraudeuses prises dans le boîtier de la bague et servant de levier d'extraction.

Joint pour pièce coulissants

Joint à lèvre. 1=lèvre externe, 2=ressort de compression, 3=lèvre interne

Joint SPI de fourche

Le joint SPI assure l'étanchéité entre le tube et le fourreau de la fourche des motos. Il empêche l'huile présente dans le fourreau de couler le long du tube. Si le tube de fourche est gras, alors le joint SPI est endommagé et il faut le changer.

Beaucoup de tentatives ont été faites pour protéger les joints SPI de l'usure prématurée qui se produit lorsque le tube de fourche est encrassé :

• dans les années 1970, un cache métallique coulissant cachait le tube de fourche ; certains comme Harley-Davidson conservent ce cache pour des raisons esthétiques sur les modèles de style rétro ;
• le soufflet de caoutchouc a également été essayé, mais il avait l'inconvénient de retenir la poussière et d'aggraver le problème ; il reste utilisé sur certaines motos de tout-terrain quand la fourche travaille plus dans la boue que dans l'air ;
• actuellement, on utilise principalement, sur les motos de route, une petite plaquette qui protège le bas de la partie visible du tube des impacts d'insectes ou de gravillons, afin qu'il reste toujours bien lisse. La longévité de ces pièces s'est aussi largement améliorée suite à l'évolution des techniques et des matériaux.

Autres applications

• étanchéité sur tige de vérin
• étanchéité des tiges d'amortisseur (voir image)
• étanchéité des pistons de vérin

Joint pour pièces tournantes

Joint à lèvre:1=lèvre racleuse, 2=ressort, 3=lèvre d'étanchéité

La longévité des bagues d'étanchéité à lèvres est telle qu'il n'est pas rare de voir la portée métallique d'un arbre usée à l'emplacement de la bague (voir le paragraphe consacré à l'usure par abrasion dans le wikilivre de tribologie) : dans ce cas le remplacement de la bague supposée fautive ne corrige évidemment pas le problème. Sur les joints pour pièces tournantes l'étanchéité peut être complétée soit :

• par des rainures en spirale devant la portée, qui éloignent l'huile de la bague. Certaines voitures anglaises utilisaient uniquement ce dernier procédé avec un presse-étoupe pour éponger l'excédent d'huile, le presse-étoupe est maintenant remplacé par une bague à lèvres, même sur les voitures anciennes.
• pour un dépannage rapide, si possible déplacer légèrement le joint dans son logement (1 à 1,5 mm) pour que la lèvre soit en contact avec une partie saine de l'arbre.
• par le montage d'une bague en acier traité (bague SKF),
• par le montage d'une bague en céramique pour les utilisations en ambiante corrosive ou humide (turbomachine hydraulique de centrale),
• par la "remétallisation" et une rectification de la portée de l'arbre,

Joints spéciaux

Joint spécial avec couronnes "graphite-céramique"

Pour les milieux très corrosifs ou dans le cas d'un montage immergé, il existe des joints d'étanchéité annulaire composés d'une partie céramique qui frotte sur une autre partie en graphite, la pression étant assurée par des petits ressorts. Ces joints, bien que peu courants, existent en dimensions standards et nécessitent un montage soigné et une étanchéité correcte avec les autres éléments de l'installation.

Liens internes

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