Brevet FR2047059A1 — publié le 19710312

' 2047059 la présente invention concerne des rondelles de maintien pour joints d'étanchéité montés entre des corps rigides, en vue d'empêcher les fuites de gaz ou de fluide à partir d'une ou de plusieurs cavités ou passages ménagés dans l'un au moins des corps» 5 l'invention concerne essentiellement des rondelles de maintien pour joints d'étanchéité qui sont sujets à l'action de la chaleur et aux vibrations, par exemple les joints de culasse dans les moteurs à combustion interne et plus particulièrement dans les moteurs de véhicules, l'invention s'applique aux unités motrices lourdes 10 et légères, à des moteurs diesel et à des moteurs à essence, mais convient également pour d'autres applications, par exemple pour assurer l'étanchéité des carters de turbines à gaz, de turbines à vapeur, de compresseurs de différents types et des joints de tuyauterie. 15 Un objet de la présente invention est de réaliser une forme de rondelle de maintien qui puisse efficacement supporter les pressions sans cesse croissantes qui s'exercent dans les moteurs modernes à .combustion interne, tout en assurant une meilleure étanchéité dans des conditions de vibration, une plus grande résistance mécanique, 20 une meilleure dissipation de la chaleur dégagée par les produits de combustion et la possibilité d'un réglage fin des principales portions de la rondelle de maintien. Selon l'invention, la rondelle de maintien comprend un corps plat présentant une ouverture dont le bord est destiné à entourer, 25 avec un léger jeu radial, une cavité ou un passage à étancher, par exemple un alésage de cylindre à combustion interne, une bague d'étanchéité primaire située dans 11ouverture et connectée radiale-ment au corps, ladite bague d'étanchéité primaire entourant également la cavité ou passage et un joint secondaire appliqué sur les 30 faces du corps autour de l1ouverture. Avantageusement, le joint secondaire peut être constitué par des anneaux plats appliqués sur les faces du corps autour de l'ouverture et dont les bords s'étendent dans l'ouverture afin de permettre l'ancrage de la bague d'étanchéité primaire qui peut être constituée par un simple anneau. 35 Cependant, il est évident que la bague d'étanchéité primaire peut elle-même être constituée par un joint multiple formé par un certain nombre de bagues d'étanchéité disposées sur un plan, l'une à l'intérieur de l'autre et fixées radialement l'une à l'autre. Plusieurs procédés de fabrication sont possibles pour produire 4Q en série les rondelles de maintien selon l'invention, la bague 70 23011 2047059 d'étanchéité primaire confère à 2a périphérie de la chambre de combustion, une résistance importante lorsqu'elle est fixée entre la culasse et la face à étancher du bloc de cylindres» En outre, la bague d'étanchéité primaire peut- être entièrement réalisée en métal, 5 de sorte que lorsqu'elle est comprimée dans, le moteur assemblé, elle assure .un bon écoulement de la. chaleur à partir de la. zone de combustion» D'autre part, une grande variété de matériaux peut être choisi pour la construction de la bague primairejEl ' étanchéité j on choisira par conséquent, des matériaux résistant à la chaleur et à la corro-10 sion selon le milieu à étancher, que ce soit dans un moteur ou dans toute autre application» . Le joint secondaire est -constitué par. un assemblage d'anneaux semblables à ceux qui sont déjà couramment utilisés comae éléments d1étanchéité autour des ouvertures des rondelles de maintien® Le 15 joint secondaire contribue à augmenter.la résistance de la structure et permet d1adapter la rondelle de maintien à des épaisseurs différentes, par le choix d® l'anneau L'invention sera à présent décrite en regard des dessins annsiés, dormes uniquement à titre d'exemple non limitatifs et dans lesquels: La figure t est mie vue en coupe de la rondelle de maintien 25 selon l'invention ; et Les figures 2 à 10 représentent des vues en coupe de variantes de réalisation de la rondelle de maintien. La rondelle de maintien représentée à la figure 1, comprend un. corps 1 présentant une ouverture bordée par des anneaux métalli-30 ques plats 2, 3 s'appuyant contre les faces opposées dui'corps 1 » A Ieintérieur de 1'ouverture, les anneaux 2, 3 sont assemblés face à face de façon à constituer une bride annulaire 4 dans laquelle le bord de l'un des anneaux est replié sur l'autre pour former un bourrelet 5® Une telle b ride à bourrelet sert de support à un anneau ou 35 joint primaire 6 ; les anneaux plats 2, 3 forment un joint secondai-re. Le corps 1 peut être réalisé à l'aide d'un matériau quelconque connu, utilisé à cet effet, par exemple du cuivre ou de l'acier recouvert d'amiante, de.la fibre dlamiante comprimée, de l'amiante ayant subi le traitement ou du caoutchouc collé sur un noyau 40 plein en acier» TO 23011 2047059 la figure 2 montre une variante de réalisation de la figure 1, ô&s laquelle le bourrelet 5 est supprimé et l'anneau 6 est directement appliqué sur la bride 4. la figure 3 représente une autre variante dé réalisation dans 5 laquelle lés anneaux 2, 3 sont les éléments d'une même feuille de métal pliée en 7» de sorte que la "bride 4 est constituée par deux "bras parallèles, légèrement espacés l'un de l'autre» Dans la figure 4, le corps 1 est pourvu d'une plaque métallique ' centrale 8 qui fait saillie dans l'ouverture et formant une couche 10 centrale à l'intérieur de la bridé 4. A l'intérieur de l'ouverture, les anneaux 2, 3 sont amenés en contact, face à face, avec la plaque et forment un bourrelet 5 analogue à celui de la figure 1. le mode de réalisation de la figure 5 est semblable à celui de la figure 4 excepté le fait que le bourrelet 5 est supprimé. 15 la figure 6 montre une modification dans laquelle la bague d'étanehéité et le joint secondaire sont en une seule pièce® le corps 1 comporte une plaque 8 qui fait saillie dans l'ouverture et qui est repliée pour former des bras annulaires parallèles 9» 10 équidistants par rapport au plan médian de la rondelle de maintien. 20 Un anneau 11 enserre non seulement les bras 9, 10 constituant ainsi le joint primaire, mais s'étend radialement au delà des bras pour envelopper le corps et former ainsi des anneaux, équivalents aux anneaux 2, 3 des figures 1 à 5. la figure 7 montre le mode de réalisation de la figure 1, une 25 pièce d'épaisseur 12 étant interposée entre le bourrelet 5 et un. bras de l'anneau 6. Cette pièce d'épaisseur peut servir soit d'élément de renforcement soit d'élément de réglage de l'épaisseur de la bague d'étanchéité primaire„ Elle peut être constituée en acier ou en un matériau non compressible. 30 la figure S représente une variante de réalisation dans la quelle la bague d'étanehéité primaire est, en réalité, constituée par plusieurs bagues d'étanchéité concentrique s. la portion externe de la structure est identique à celle de la figure 7 et comprend les anneaux 2, 3, la bride A, le bourrelet 5 et la pièce d'épaisseur 35 12, 1'anneau 6 étant remplacé par une bague composite constituée par des anneaux 13, 14 plies pour former une bride 15 et un bourrelet 16 supportant une pièce d'épaisseur 17. Cette construction se répète deux fois avec des rayons décroissants, la bague composite ; la plus interne supportant un anneau 18. les matériaux utilisés 40 pour la fabrication de ces diverses bagues d'étanchéité--"peuvent 70 23011 4 2047059 être choisis en fonction du. fluide à aian.eh.er et des conditions existantes de chaleur. • La figure 9 représente une autre construction semblable à celle de la figure 1, excepté le fait que l'anneau 3 est solidaire 5 d'une face du corps 1. Dans les exemples précédents» la bague d*étanchéité primaire a été représentée soit plus mince .que le joint secondaire, dans une direction normale au plan de la rondelle, soit avec la même • épaisseur que le joint secondaire (figure 6). lorsque le joint 10 primaire est plus mince, la différence d*épaisseur est réduite pendant l'utilisation du fait de la plus grande compressibilit é du corps 1o D'autre part, même si un jeu minime subsiste entre la bague primaire et les surfaces sur lesquelles elle est appliquée, 1*étranglement de l'écoulement du fluide à travers le petit inters-15 tice» entraine une très grande réduction de la pression à étancher par le joint secondaire » . . la figure 10 représente uns variante de réalisation dans laquelle la bague d'étanchéité primaire est plus épaisse que le r joint secondaire. Cette rondelle de maintien est semblable à celle 20 de la figure 1, mais elle comporte un anneau supplémentaire 19 qui enserre l'anneau 6. la rondelle de maintien représentée est montée dans un moteur à combustion interne ~ dont la culasse comporte une dépression annulaire 20'et le "bloc- de. sylindr©s, uns dépression 21 destinées à se conformer à la bague dEétanchéité primaire. Une telle 25 disposition assure vue étanchéité par-tictilièrement bonne, une meilleure dissipation d® la chaleur et use robustesse mécanique accru©® Un réglage fin peut être effectué par le daodx de.-1®épaisseur de l?aimeau supplémentaire 19c " les figures montrent les rondelles ù,@ maintien à une échelle 30 agrandie® Une feuille d9 étais, de .0S2 es ©aviron d8 épaisseur, con- " vient pour réaliser les anneaux 2S 5 et lsanneau 6„ 70 23011 2047059 ■ RE YEHIII CATIOHS 1•- Eondelle de maintien, caractérisée en ce qurelle comprend uncorps plat présentant une ouverture dont le bord est destiné à entourer avec un léger, jeu radial, me cavité ou un passage à 5 étancher, une bague d'étanchéité primaire disposée dans l'ouverture et fixée radialement au corps, ladite bague d'étanchéité primaire entourant également la cavité ou le passage et un joint secondaire appliqué sur les faces du corps autour de l'ouverture. 2.- Rondelle jie maintien selon la revendication t,caractérisée 10 en ce que le joint secondaire est constitué par des bagues annulaires appliquées sur les faces du corps autour de l'ouverture et dont les bords s'étendent dans l'ouverture pour servir d'ancrage à la bague d'étanchéité primaire. 3.- Rondelle de maintien selon l'une quelconque des revendica-15. tions t ou 2, caractérisée en ce que la bague d'étanchéité primaire comprend un anneau. 4.- Rondelle de maintien selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la bague d'étanchéité comprend un joint multiple constitué de plusieurs bagues drétanchéité 20 disposées dans un plan, l'un à l'intérieur de l'autre et fixés radialement l'un, à l'autre. 5.— Rondelle de maintien selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est munie d'une pièce d'épaisseur comprise à l'intérieur de la bague d'étanchéité primaire, 25 entre les faces de cette dernière. 6.— Rondelle de maintien selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en de que la bague d'étanchéité primaire est entièrement réalisée en métal» 7.- Rondelle de maintien selon la revendication 5,caractérisée 30 en ce que la pièce d'épaisseur est constituée en un matériau mou et compressible. S.- Rondelle de maintien selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisée en ce qu'une plaque centrale s'étend depuis l'intérieur du corps jusqu'à l'intérieur de la bague d'étan-35 chéité primaire.