Brevet FR2073268A1 — publié le 19711001

L'invention a pour objet un nouveau joint de culasse et son procédé de fabrication. Les joints de culasse actuels comprennent généralement des anneaux métalliques d'étanchéité aux gaz sertis et rabattus sur le matériau du joint aux emplacements des orifices disposés au regard des cylindres. Ces anneaux sont destinés, d'une part à empêcher toute fuite de gaz par la tranche des joints, d'autre part, à comprimer localement le matériau du joint de façon à le raidir. Ces anneaux de feu sertis présentent cependant un certain nombre d'inconvénients. Ainsi, les ailes rabattues de la sertissure sont en métal écroui, donc fragiles à la fatigue et aux attaques chimiques et possédant une dureté superficielle plus grande. Ces ailes ne sont pas d'une épaisseur constante, ce qui peut occasionner des irrégularités de pression de contact lorsqu' elles sont serrées entre le bloc-cylindres et la culasse. De plus, il n'est pas toujours possible de donner à l'aile rabattue la forme optimale désirée en raison des impératifs de l'embou- tissage. Ainsi, la largeur de l'aile ne peut varier, pour un anneau, que dans des limites très étroites. De même, le sertissage est difficile à effectuer lorsque l'orifice présente une forme qui s'écarte trop de la forme circulaire, en particulier lorsque la forme de l'orifice présente des zones convexes.Le sertissage est de plus une opération délicate nécessitant un outillage spécialisé et s'avère donc d'un prix de revient relativement élevé. On connaît d'autre part déjà des joints plats dont les orifices ont été entourés par des éléments métalliques plats formant une sorte d'anneau, obtenus à p-artir d'une feuille metaS lique posée sur le joint et convenablement découpée par corrosion puis éventuellement comprimée de façon à amener la face extérieure de l'élément au niveau de la face extérieure du joint dans sa partie non comprimée. Toutefois, de telles réalisations, si elles étaient destinées à modifier l'état local de compression du joint, n'étaient pas susceptibles d'assurer une étanchéité suffisante au niveau des orifices des cylindres. L'invention se propose de fournir un joint de culasse remédiant-aux différents inconvénients précités et présentant, aux orifices de cylindre, des anneaux métalliques plats, carac- térisé par le fait que le corps du joint, réalisé en amiante agraphé sur une armature métallique interne, est muni par collage de part et d'autre de chaque orifice de feu, d'un élément plat métallique entourant l'orifice, ledit élément étant comprimé dans le joint de façon que sa face libre soit, en position de non utilisation du joint, en relief par rapport au niveau de la face libre correspondante du corps du joint. Suivant une caractéristique particulière de l'invention le métal des anneaux situés sur l'une des faces du joint est de nature différente de celui des anneaux situés sur l'autre face. Il est ainsi possible d'adapter de chaque côté la nature du métal de l'anneau au métal de l'élément, bloc-cylindres ou culasse, contre lequel il est comprimé. De préférence, le métal de l'anneau sera choisi avec un coefficient de dilatation identique ou semblable à celui de l'élément contre lequel il est comprimé. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un tel joint caractérisé par le fait que l'on découpe dans une feuille métallique des anneaux de forme correspondant à la forme des orifices du joint, que l'on colle lesdits anneaux sur les deux faces du joint et que l'on précomprime le joint à la presse, de façon à faire pénétrer partiellement les anneaux dans le corps du joint. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaitront 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 muni de ses anneaux, la figure 2 représente une vue en coupe dudit joint Be joint conforme à l'invention est réalisé à partir d'un corps a en amiante agrafé sur une armature métallique interne 2, réalisée par exemple à partir d'une feuille munie de perforations lui donnant l'aspect d'une rape. Le joint représenté est un joint pour un moteur mono-cylindre. Des orifices 3 pratiqués dans le corps du joint permettent le passage d'éléments tels que des goujons.Bien entendu, dans le cas d'un moteur à refroidissement à eau ou à circulation d'huile, le corps 1 du joint pourrait encore être muni d'orifices pour le passage du liquide de refroidissement et de l'huile, l'étanché ité au niveau de ces orifices étant assurée de toute manière convenable. De part et d'autre de l'orifice 4, présentant en l'occurence une portion 5 correspondant à l'orifice des cylindres et des portions 7 et 6 correspondant aux soupapes d'admission et d'échappement, ont été collés des anneaux métalliques 8 et 9 épousant exactement le contour de l'orifice 5. Dans le cas d'un bloc en fonte et d'une culasse en aluminium, l'anneau 8, situé du côté culasse, sera réalisé de préférence en aluminium, l'anneau 9 étant réalisé en acier. Ces anneaux 8 et 9 ont été obtenus par découpage à partir de feuilles métalliques correspondantes et ont ensuite été collés sur les deux faces du corps du joint puis ont-subi une précompression.Ainsi, lorsque le joint est à l'état de repos, c'est-à-dire quand il n'est pas en position comprimée entre le bloc 10 et la culasse 11, comme représenté sur la figure 2, le prolongement géométrique de la face supérieure libre du corps 1 du joint se dispose entre les faces supérieure et inférieure de l'anneau 8. Il en serait de même pour la face inférieure du corps 1 et les deux faces de l'anneau 9. On conçoit qu'en choisissant convenablement l'épaisseur des deux anneaux 8 et 9 on fait varier l'état de compression dans lequel la tranche 12 du corps de joint en amiante armé se trouvera lors du serrage de la culasse sur le bloc du cylindre. L'expérience a montré qu'à partir d'un degré de compression suffisant l'étanchéité obtenue était parfaite et les gaz ne pouvaient plus traverser la tranche 12 du corps du joint. le joint de culasse ainsi réalisé possède, par rapport aux autres joints, des propriétés remarquables. Outre l'économie résultant du remplacement du sertissage par une simple précompression et l'avantage provenant de la possibilité de différencier les épaisseurs et les natures des anneaux situés de part et d'autre du joint, la surface extérieure des anneaux 8 et 9 reste parfaitement plane, de sorte que la surface de contact avec le bloc-cylindre ou la culasse garde des propriétés bien connues, ce qui permet d'utiliser des métaux de dureté faible prenant bien l'empreinte des surfaces du bloc et de la culasse à étanchéifier. Il va de soi que les anneaux tels que 8 et 9 peuvent présenter des formes différentes, en ce qui concerne du moins leurs contours extérieurs. Ainsi, comme représenté sur la figure 1, l'anneau 8 peut-il présenter une largeur supérieure dans sa zone 8' située au niveau de l'échappement. Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut lui apporter toute modification de forme ou de matériau sangs pour cela s'éloigner ni de son cadre-nide son esprit. R E V E N D I X A A I O N S 1. Joint de culasse-présentant aux orifices de cylindre des bagues métalliques, caractérisé par le fait que le corps du joint, réalisé en amiante agrafé sur une armature métal lique interne, est muni par collage de part et d'autre de chaque orifice de cylindre, d'un anneau plat métallique entourant l'orifice, chaque anneau étant comprimé dans le joint de façon que sa face libre soit, en position de non utilisation du joint, en relief par rapport au niveau de la face libre du corps du joint. 2. Joint selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les métaux dans lesquels sont réalises respectivement les anneaux situés du côté culasse et les anneaux situés du côté bloc de cylindre sont de natures différentes. 3. Joint selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé par le fait que les épaisseurs des anneaux situés respectivement du côté bloc-cylindres et du côté culasse sont différentes. 4. Joint selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que l'anneau présente, le long de son contour, des largeurs différentes. 5. Joint selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que l'armature métallique interne est réalisée à partir d'une feuille métallique perforée à la manière d'une rape. 6. Procédé de fabrication d'un joint selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que l'on découpe des anneaux dans des feuilles métalliques, qu'on colle lesdits anneaux sur le corps du joint déjà découpé en forme et que l'on comprime à la presse le joint de façon à faire partiellement pénétrer les anneaux dans le corps dudit joint.