Brevet FR2073267A1 — publié le 19711001

L'invention a pour objet un joint de collecteur monobloc d'admission et d'échappement pour moteurs thermiques. L'utilisation, dans les moteurs thermiques, de joints monoblocs pour l'admission et l'échappement pose des problèmes d'étanchéité au niveau du plan de séparation du collecteur et de la culasse. En effet, en raison de différences importantes de dilatation, des jeux interviennent lors du fonctionnement du moteur, la partie échappement étant à haute température, tandis que la partie d'admission est fortement refroidie par le passage du mélange air-essence et par la vaporisation de l'essence. La partie admission vient alors à se desserrer, ce qui.a pour effet de perturber le fonctionnement du carburateur en raison du manque d'étanchéité qui en résulte. Il s'ensuit une augmentation accrue de la consommation de carburant et une progression de la proportion d'oxyde de carbone dans les gaz d'échue pement. On a déjà proposé un joint pour collecteur, présentant une partie centrale métallique percée en son milieu d'un seul orifice collectant les échappements des cylindres, cette partie centrale étant entourée de deux parties latérales compressibles et présentant des ouvertures d'admission pour le passage du mélange air-essence. Toutefois, un tel joint présente des inconvénients, en raison notamment de la surface importante des parties latérales compressibles, ce qui augmente la difficulté de comprimer ces parties au montage. Cependant, un tel joint pouvait fonctionner de manière satisfaisante en raison de la distance importante séparant le collecteur d'échappement central des collecteurs d'admission, de sorte que l'échauffement au niveau de ces derniers étaient extrêmement réduit.Des joints basés sur ce principe seraient par contre inutilisabies dans le cas de collecteurs monoblocs dans lesquels les orifices d 'échap- pement et d'admission sont disposés de façon alternée et à proximité les uns des autres, de sorte que les parties admission sont soumises à une importante élévation de température. L'invention se propose de remédier aux inconvénients précités et de fournir un joint de collecteur de conception simple, de fabrication et de pose faciles, permettant d'assurer une excellente étanchéité à 1'admisslon quel que soit le régime du moteui - L'invention a pour objet un joint de collecteur monobloc d'admission et d'échappement pour moteur thermique caractérisé par le fait qu'il comporte un corps de joint réalisé dans une feuille peu compressible, résistant à la chaleur, et munie d'orifices pour l'échappement et l'admission, les orifices d'admission recevant, par- fixation sur leur tranche, des anneaux en élastomère résistant à la chaleur, d'épaisseur supérieure à l'épaisseur dudit corps. Suivant une forme de réalisation préférée les anneaux en élastomère sont réalisés en copolymère d'hexafluorure de propylène et de fluorure de vinylidène, ou de silicone fluoré, ou encore- de copolymère de monochlorotrifluoréthylène et de fluorure de vinylidène. Un matériau du premier type, particulièrement avantageux, est vendu sous la marque "Viton" par la Firme Dupont de Nemours. Suivant une variante de réalisation de l'invention, les anneaux en élastomère sont collés par leur tranche contre la tranche des orifices d'admission du corps du joint. Suivant une seconde variante de l'invention, les anneaux, collés ou non par leur tranche, sont pourvus d'éléments en queue d'aronde s'engageant dans des échancrures de forme correspondante des orifices d'admission. Suivant une forme particulière de l'admission, l'anneau est muni d'un prolongement aboutissant à la périphérie extérieure du corps du joint par une fente de ce dernier, de façon à permettre de constater son absence ou sa présence depuis l'extérieur. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront en se référant à la description suivante, faite à titre d'exemple non limitatif, ainsi qu'au dessin annexé, dans lequel La figure 1-représente une vue de dessus- d'un joint selon une première variante -de l'invention, La figure 2 représente une vue en coupe II-II de la figure 1, La figure 3 présente une vue de dessus suivant une autre variante de l'invention. On se réfère aux figures 1 et 2. Le corps du joint 1 est réalisé-à -partir d'une feuille dwamiante 2 recouverto sur ses deux faces par des feuilles métalliques perforées 3 et 4. Pour une plus grande facilité de compréhension, les perforations des feuilles métalliques n'ont pas été représentées sur les figures 1 et 3. Le corps 1 est muni d'un certain nombre d'orifices d'admission 5, séparés et entourés par des orifices d'échappement 6. Des orifices tels que 7 permettent le passage de goujons ou d'éléments destinés à maintenir le joint entre la culasse et le collecteur (non représentés). A l'intérieur de chacun des orifices 5 est disposé un anneau double en élastomère 8. Cet anneau en élastomère est muni d'une séparation médiane 9 permettant de délimiter deux orifices 10 et Il à l'intérieur d'un orifice d'admission 5. Bien entendu, le corps du point pourrait comporter des orifices d'admission en nombre correspondant aux cylindres, auquel cas chaque orifice d'admission recevrait un anneau en élastomère simple. Comme on le voit sur la figure 2 l'anneau 8 présente, au repos, une épaisseur supérieure à l'épaisseur du corps du joint 1, de façon à pouvoir encaisser les déformations suscep tilles de se produire à cet emplacement. L'étanchéité du collecteur d'admission reste donc toujours assurée, ce qui supprime tous les inconvénients dûs à un mauvais fonctionnement du carburateur. La fixation de 1 'anneau 6 est effectuée par collage de la tranche contre la tranche 12 du corps de joint 1 à l'aide de toute matière adhésive convenable. On se réfère à la figure 3. Suivant cette variante de l'invention les orifices 5 pratiqués dans le corps de joint 1 comportent des échancrures 13 en forme générale de queue d'aronde. Chacune de ces échancrures 13 reçoit un prolongement en forme de queue d'aronde correspondant 14 de l'anneau en élastomère 8. On augmente ainsi l'adhé- rence.de l'anneau 8 contre la tranche du corps de joint 1 contre lequel l'anneau 8 est collé. Dans une variante de l'invention, cet anneau 8 peut comporter un prolongement en forme de queue d'aronde ou non débouchant sur la périphérie extérieure du corps 1 le long d'une fente convenable pratiquée dans ledit corps. L'utilisateur pourra ainsi constater la présence ou l'absence du joint en observant le débouché de cette fente, ce qui lui permettra d'intervenir immédiatement si le Joint est aspiré en raison de la dépression régnant à l'aspiration. Les anneaux tels que 8 sont réalisés de préférence en une matière telle qu'un copolymère d'hexafluorure de propylène et de fluorure de vinylidène, de silicone fluoré, de monochloro-trifluoréthylène et de fluorure de vinylidène. Suivant une forme de réalisation particulièrement avantageuse de l'invention, la matière utilisée est constituée par le matériau dénommé "Viton" vendu par la Firme Dupont de Nemours. Ce matériau présente une excellente élasticité lui permettant d'être fortement écrasé puis de compenser le jeu s'instaurant progressivement entre le collecteur et la culasse.Ce matériau est de plus capable -de résister de façon intermittente à la température de 3150 et résiste à une température constante de 2000. De plus, il présente une inertie remarquable par rapport aux-fluides tels que les carburants. la conception du joint selon l'invention évite d'ailleurs un échauffement excessif des anneaux en élastomère qui sont constamment refroidis par la circulation du mélange air-essence, l'augmentation de température ne devenant vraiment importante qu'une fois le moteur arrêté. L'invention permet de monter le collecteur de façon telle que ses dilatations, et celles de la culasse, n'entraînent pas à la longue de déformation permanente plus importante. L'étanchéité peut ainsi rester assurée en permanence, aussi bien au niveau des orifices d'admission, grâce aux anneaux tels que 8, qu'aux orifices d'échappement, grâce au corps du joint qui peut éventuellement présenter une certaine élasticité. il est ainsi possible, en gardant un niveau d'étanchéité élevé à la dépression dans le collecteur d'admission, de maintenir des conditions optimales de richesse du mélange conditionnant un maintien dans le temps du réglage du ralenti, des accélérations correctes ne nécessitant pas un enrichissement exagéré lors des reprises et des gaz d'échappement ne présentant qu'une faible nocivité. Bien que l'invention ait été décrite à propos de formes de réalisation particulières, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut lui apporter diverses modifications de forme ou de matériau, sans pour cela s'en éloigner. REVENI)iCATlONS 1. Joint de collecteur monobloc d'admission et d'échappement pour moteurs thermiques, caractérisé par le fait qu'il comporte un corps de joint réalisé en une feuille peu compressible, résistant à la chaleur et munie d'orifices pour l'échappement et l'admission, les orifices d'admission recevant, par fixation sur la tranche, des anneaux, en élastomère résistant à la chaleur, d'une épaisseur supérieure à l'épaisseur du corps du joint. 2. Joint selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les anneaux sont réalisés en copolymère d'hexafluorure de propylène et de fluorure de vinylidène, de silicone fluoré, de monochlorotrifluoréthylène et de fluorure de vinylidène. 3. Joint selon la revendication 2 caractérisé par le fait que les anneaux sont réalisés dans le matériau vendu sous la marque "Viton" par la berme Dupont de Nemours. 4. Joint selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que les anneaux sont collés sur les tranches des orifices d'admission du corps du joint. 5. Joint selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que les anneaux en élastomère sont munis de prolongements en forme de queue d'aronde insérés dans des échancrures en queue d'aronde des orifices d'admission. 6. Joint selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que les anneaux en élastomère sont munis d'un prolongement inséré dans une fente du corps du joint et aboutissant à'la périphérie extérieure dudit corps. 7. Joint selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que les anneaux en-élastomère sont munis d'une séparation interne délimitant deux orifi- ces distincts dans un orifice d'admission. 8. Joint selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que le corps du joint est réalisé à partir d'une feuille d'amiante munie, sur chacune de ses faces, d'une plaque métallique perforée.