Brevet FR2319059A1 — publié le 19770218

L'invention se rapporte à un joint d'étanchéité plat composé exclusivement de lames métalliques à bords repoussés et à moulures convexes , utilisé notamment pour assurer ltétanchéité de conduits et de circuits L'aménagement de moulures sur les joints plats , cons titres de couches de tôle et utilisées pour assurer 1 ' étanchéit é des conduits a pour but > d'une part : de donner au joint une déformabilité plastique et élastique dans le sens du serrage et, d'autre part: de réduire les surfaces d'étanchéification du joint , de manière à installer , entre les surfaces à rendre étanches , c'est à dire entre les surfaces du bloc-cylindre ou de la culasse d'un moteur à combustion interne par exemple , une pression superficielle accrue et, à fortiori , une étanchéité optimale Etant donné qu'un joint de culasse par exemple doit assurer , en règle générale , la même étanchéité parfaite sur les faces inférieure et supérieure des conduites à rendre étanche , il n'est que rationnel que les qualités d'étanchéification d'un tel joint , compte tenu de ses fonctions , soient symétriques sur les deux faces , c'est à dire que l'on dispose d'une même pression d'étanchéification sur la face supérieure et sur la face inférieure des conduits à rendre étanche Du fait que les forces de serrage qui agissent sur les faces supérieure et inférieure d'un joint et qui sont généralement provoquées par serrage des vis sont de même valeur sur les deux faces , il apparait que la répartition de la pression est déterminée essentiellement par l'importance des surfaces d'appui exposées à ces forces de serrage Si l'on observe la coupe verticale des joints plats du type précité (voir à ce sujet les figures 2 et 3 du dessin annexé) on s'aper çoit que les moulures d'étanchéification traditionnelles , aménagées sur les deux faces du joint , non seulement sont décalées latéralement entre elles, mais présentent, de plus , des surfaces d'appui de valeur différente .En règle générale , on dispose , dans ces cas , d'une moulure faisant saillie d'un côté, c'est à dire vers le haut par exemple , opposés à deux moulures en saillie vers l'autre côté , donc versle bas . En principe , ceci s'applique également aux moulures unilatérales qui, lors de la mise en place , s'adossent nécessairement aux contre-surfaces correspondantes de la face oppo sée du joint . I1 apparaît ainsi clairement que lors de cette mise en place on provoque des pressions superficielles différentes sur les deux faces du joint . La même force de serrage , qui , sur l'une des faces du joint , doit être absorbée par la surface annulaire d'une moulure par exemple , agit sur la face opposée de ce joint sur deux de ces surfaces annulaires .La pres sion superficielle et , à fortiori , l'étanchéité sera ; sur une face du joint réduite de moitié par rapport à la deuxième face , ce qui revient à dire que pour obtenir un même degré d'étanchéité sur les deux faces , il faudrait faire agir sur l'une une force de serrage deux fois plus grande que sur l'au tre Dans la pratique , la situation est quelque peu difficile étant donné que , sous l'effet de la force de serrage , les moulures sont plus ou moins écrasées et provoquent ainsi l'agrandissement de la surface d'appui. Dans de nombreux cas , la mise en place provoquera l'aplatissement total de ces moulures . Ce phénomène est facilité , d'une part, par la modifica tion de la structure du métal , provoquée par la déformation à froid à l'en- droit des moulures et, d'.autre part, par l'ajustement superficiel de la zone des surfaces d'appui sous lteffet du serrage préalable Le serrage préalable nécessaire à l'étanchéité n'est effi cace que s'il conduit à la déformation plastique des surfaces d'appui . Ces fortes pressions ne sont réalisables sur les joints entièrement métalliques, avec la seule force de serrage généralement disponible , que sur des surfa ces comprimées étroites et résistant à la déformation .Elles ne sauraient donc convenir aux joints à moulure qu'à la toute première phase de leur mise en place Ainsi apparait l'inconvénient qui résulte du fait que les surfaces de contact de l'une des faces d'un joint à moulures ne sont soumise s au cours de cette phase préliminaire de la mise en place , qu'à la moitié dela force de / serrage qui agit sur les surfaces de contact de l'autre face du joint Le décalage latéral des moulures , des conduits à rendre étanches , provoque en plus une influence négative sur la résistance à la déformation dans le sens normal Il incombe à la présente invention de réaliser, sur les joints plats du type défini ci-dessus , une pression superficielle et, à fortio ri , une étanchéité1 également réparties sur les deux faces du joint . Compte tenu de ltidée fondamentale de l'invention, le problème est résolu d'une manière étonnamment simple et avantageuse , par le fait que les moulures sont aménagées sur la face supérieure et sur la face inférieure du joint et s'opposent de manière telle qutelles sont l'image l'une de l'autre par rapport à un miroir selon un exemple de réalisation avantageux de l'invention, le joint se compose d'une lame de tôle au moins sur laquelle les moulures opposées de manière telle qu'elles soient l'image l'une de l'autre par rapport à un miroir , sont aménagées sur la bordure repoussée Si I'on considère que l'exemple de réalisation cité , dans lequel les moulures opposées sont aménagées sur la bordure extérieure rele vée , est appelé à prendre une importance capitale dans la pratique , il apparait clairement que l'invention n'est aucunement le reflet de la facilité I1 est en effet indispensable de procéder à l'aménagement des moulures avant de rabattre nécessairement le bord dans la zone épousant le passage du circuit ou de la conduite qui, en ltoccurence, peut être le passage de la chambre de combustion dans un joint de culasse .Sur les types de réalisation de joints métalliques connus jusqu'ici , les enseignements techniques avaient placé l'opération de l'aménagement des moulures après celle du relevage du bord avec une telle insistance qu'ils avaient négligé , voire ignoré complètement les inconvénients résultant de la répartition inégale des pressions de serrage. D'une manière inattendue . on a pu se rendre compte que l'opération ultérieure du repoussage du bord, qui provoque nécessairement une déformation plastique du matériau de la bordure , n'a , d'une part, aucune influence négative sur les moulures aménagées initialement dans ce matériau de la bordure et peut, d'autre part, être réalisée sans aucune difficulté Les moulures définies par l'invention peuvent être aménagées exclusivement sur les bordures repoussées de manière telle que les lames de tôle " couvertes " par les bords repoussés et porteurs de moulures soient planes et ne comportent pas de moulure . Dans un autre exemple de réalisation de l'invention, il est admis qu'une partie seulement, ou alors la totalité des lames de tôle " couverte "par les bords repoussés comportent des moulures qui sont maintenues mécaniquement et aménagées de manière que , alignées sur les moulures (25, 26) de la bordure , elles soient l'image l'une de l'autre par rapport à un miroir .Cette disposition procure avantageusement une résistance accrue des moulures contre l'écrasement sous la pression des surfaces à étancher Dans un autre exemple de réalisation , il est proposé de constituer le joint à partir de plusieurs lames de tôle superposées et comportant des moulures aménagées sur la bordure repoussée et/ou à proximité de cette bordure et, le cas échéant, sur les lames de tôle intercalées de manière telle que ces moulures soient l'image l'une de l'autre par rapport à un miroir. Les bords repoussés , avec ou sans moulures , définis par l'invention peuvent être réalisés , selon les procédés traditionnels c'est à dire sous la forme de pièces séparées ou , également d'après des procédés connus , par le repoussage d'une lame extérieure . Dans le cas où il est fait appel à cette dernière possibilité , les bordures peuvent être réalisées par repoussage simple , ou alors par repoussages répétés, ce qui ne rentrait pas dans la pratique courante jusqu' présent , mais qui, de manière inattendue , s'est avéré parfaitement réalisable L'invention est commentée plus amplement ci-après par la description de différents exemples de réalisation non limitatifs représentés dans les dessins annexés .Sur ces dessins La fig. 1 représente schématiquement une vue de dessus d'un joint plat , doté de moulures aménagées au passage des circuits à étan cher . La fig. 2 est une coupe transversale d'un joint connu représenté schématiquement, réalisé à partir de lames de tôles superposées et doté de ses moulures la fig. 3 est une vue schématique des rapports de force sur un joint plat à moulures du type connu la fig. 4 est une vue schématique opposée à la figure illustrant les rapports de force sur un joint plat sur lequel les moulures ont été aménagées conformément à l'invention ; et les fig. 5 à 13 sont des vues schématiques de différents exemples dè réalisation en coupe transversale d'un joint plat réalisé d'après l'invention Le joint plat représenté à la figure 1 présente les caractéristiques d'un joint de culasse . I1 se compose d'une plaquette de tôle 10 avec deux ouvertures 1 1 pour les chambres de combustion et plusieurs ouvertures plus petites 12 pour le passage des vis par exemple . Les ouvertures 11 pour les chambres de combustion sont limitées par des moulures 13 qui devront présenter dans cette zone une déformabilité et une pression superficielle suffisantes Les figures 2 et 3 illustrent le mode de fonctionnement d'un joint plat doté de moulures traditionnelles .Dans la figure 2, les références 14 et 15 désignent deux éléments constitutifs appliqués l'un contre l'autre, tels par exemple le cylindre et la tête de cylindre d'un moteur à combustion interne , dont le plan du joint doit être rendu étanche vers l'extérieur . Pour ce faire , un joint plat 17 , réalisé à partir d'une seule lame de telle et comportant à l'ouverture du passage un bord repoussé 18 , a été disposé dans le plan du joint 16 .La bordure 18 a été dotée , après repoussa ge , de moulures d'après un procédé traditionnel Comme on peut le voir notamment dans la figure 3 on a obtenu ainsi une moulure 19 , faisant saillie vers le haut et s'appuyant vers le bas , sur les deux faces 20 La force P, dirigée par l'élément supérieur 15 (fig. 2) sur la moulure 19, est absorbée par les forces P/2 agissant dans le sens contraire .Ainsi , la pression superficielle sur la moulure 19 est supérieure àcelle des surfaces opposées 20, ceiSui, à fortiori , provoque à la partie supérieure de la moulure 19 uneZétanchéité qu'aux surfaces inférieures 20 Au joint de la figure 2 s'oppose le joint de la figure 5 dont les moulures ont été aménagées conformément à l'invention . Le rapport des forces qui en résulte est illustré dans la figure 4. La bordure sur l'ouverture 18 a été également réalisée par simple repoussage de la lame de tôle 17a .Avant le repoussage , cette lame de tôle a toutefois été dotée de moulures 21 et 22 de manière telle u'après cette opération de repoussage ces moulures se trouvent opposées de façon que l'une represente l'image de l'autre par rapport à un miroir . Comme on peut le voir dans la figure 4, la force "P" , dirigée par l'élément 15 sur la moulure en saillie vers le haut 21 , est égale à la pression aux appuis agissant sur la moulure 22 en saillie vers le bas . La pression superficielle et l'étanchéité sont ainsi de valeur égale sur les deux faces du joint plat 17a . Dans les exemples de réalisation des figures 6 et 7 les joints plats ainsi que les bords ont été réalisés dans des pièces différentes . La figure 6 représente une seule lame de talle 23 sans moulures dont la bordure 27 à l'ouverture 24 est constituée par des moulures 25, 26 opposées'l'une à l'autre .L'exemple de réalisation de la figure 7 correspond, pour l'essentiel , à l'exemple de réalisation de la figure 6 , à l'exception toutefois que l'exemple de la figure 7 comporte trois lames de tôle 28, 29 , 30 superposées L'exemple de réalisation de la figure 8 est une variante de l'exemple de réalisation de la figure 7 et comporte des lames extérieures 28a et 30a dotées également de moulures 31, respectivement 32, lesquelles se logent dans les moulures 25 respectivement 26 de la bordure 27, où elles sont maintenues mécaniquement . Le mode de réalisation de la figure 9 comporte quatre lames au total 33, 34, 35, 36 , dont les deux lames supérieure s 33, 34 se logent dans la moulure 25 de la bordure 27 , alors que les deux lames inférieures 35, 36 viennent en place dans la moulure 26 de la même bordure repoussée 27, où elles sont maintenues mécaniquement. L'exemple de réalisation de la figure 10 correspond, pour l'essentiel , à celui de la figure 8 . Les lames extérieures 28b et 30b sont dotées , contrairement aux lames extérieures de la figure 8, de moulures 37 et 38 en dehors de la bordure repoussée 27 . On a voulu ainsi améliorer le degré d'étanchéité ainsi que la surface d'appui L'exemple de réalisation de la figure 12 représente une variante du mode d'exécution de la figure 5 . La lame en telle unique 17b fait fonction , à l'ouverture du passage du circuit 18, de bordure repoussée et comporte en même temps des moulures opposées 21, 22 . On remarque toutefois qu'il s'agit non pas d'une bordure simple comme dans la figure 5 , mais bien d'une bordure double , où la partie médiane plate 39 se situe approximativement dans le même plan que la partie plate de la lame 17b. La variante de la figure 13 est modifiée par rapport à la figure 12 dans ce sens que la lame de telle 17c comporte à l'ouverture du passage du circuit 18 une bordure à quatre épaisseurs avec des moulures 21 et 22 , ainsi que 40 et 41 , aménagées de manière telle que dans chaque groupe 21, 22 et 40, 41 , l'image de l'une corresponde à l'image de l'autre par rapport à un miroir Finalement, l'exemple de réalisation de la figure 11 correspond , pour l'essentiel , à l'exemple de réalisation de la figure 8 avec la différence toutefois que le joint de la figure 11 ne comporte pas de lame intercalaire médiane . Une autre différence réside dans le fait que la bordure 27a est prolongée sur le coté inférieur pour former ainsi une troisième lame 42 L'invention ne se limite pas aux seuls exemples de réalisation schématisés dans les dessins et commentés ci-dessus , mais s'étend sur d'autres possibilités de forme et de combinaison réalisables dans le cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 . Joint d'étanchéité plat composé exclusivement de lames métalliques à bords'repoussés et à moulures convexes utilisé notamment pour assurer l'étanchéité de circuits ou conduites , caractérisé en ce que les moulures sont aménagées sur la face supérieure et sur la face inférieure du joint et s'opposent de manière telle qu'elles sont l'image l'une de l'autre par rapport à un miroir 2 . Joint d'étanchéité plat selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le joint se compose d'une lame métallique au moins sur laquelle les moulures , opposées de manière telle qu'elles sont l'image l'une de l'autre par rapport à un miroir , sont aménagées sur la bordure repoussee. 3 . Joint d'étanchéité plat selon la revendication 2, caractérisé en ce que les lames de tôle (23, 28, , "couvertes" par les bords repoussés (27) porteurs de moulures , sont planes et ne portent pas de moulures 4. Joint d'étanchéité plat selon la revendication 2, caractérisé en ce que la totalité ou une partie seulement des lames de tôle (28a, 30a , 28b 30b , 33-36) couvertes par les bords repoussés comportent des moulures qui sont maintenues mécaniquement et aménagées de manière que , alignées sur les moulures (25, 26) de la bordure , elles sont l'image l'une de l'autre par rapport à un miroir 5 .Joint d'étanchéité plat selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 4 , caractérisé en ce que le joint se compose de plusieurs lames de tôle (28b, 29, 30b) superposées et comporte des moulures (25, 26 respectivement 31, 32, respectivement 37, 38) qui sont aménagées sur la bordure repoussée (27) et/ou à proximité de cette bordure et, le cas échéant , sur les lames intercalées (28b, 30b) de manière telle que ces moulures soient l'image l'une de l'autre par rapport à un miroir 6 .Joint d'étanchéité plat selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 , caractérisé en ce que les bordures (27) sont réalisées d'après les procédés traditionnels sous forme de pièces séparées 7 . Joint d'étanchéité plat selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 , caractérisé en ce que les bordures sont réalisées d'après les procédés traditionnels , par le repoussage.d'une lame extérieure (17a, 17b 17c , 42) 8 . Joint d'étanchéité plat selon la revendication 7 , caractérisé en ce que la bordure est réalisée par un repoussage simple 9 . Joint d'étanchéité plat selon la revendication 7 , caractérisé en ce que la bordure est réalisée par des repoussages répétés 10 . Joint d'étanchéité plat selon la revendication 9 , caractérisé en ce que seules les faces extérieures des bordures , réalisées par repoussages répétés , sont dotées de moulures (21, 22) aménagées de manière à présenter l'image l'une de l'autre par rapport à un miroir 1 1 . Joint d'étanchéité plat selon la revendication 9 , caractérisé en ce que des faces , qui ne sont pas des faces extérieures , des bordures réalisées par repoussage répétés, comportent des moulures (40, 41) qui sont maintenues mécaniquement et aménagées de manière que , alignées sur les moulures (21, 22) des faces extérieures , elles sont l'image l'une de l'autre par rapport à un miroir 12 . Joint d'étanchéité plat, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les surfaces sont enduites de matières améliorant l'étanchéité