Brevet FR2308843A1 — publié le 19761119

La présente invention se rapporte à un joint d'étanchéité en matériaux carbonés et à un procédé de fabrication d'un tel joint. Il est connu par le brevet français 2 065 763 de réaliser un matériau carboné élastique et résistant aux hautes températures constitué par du graphite expansé et des fibres de carbone étroi tement associés. Une des applications de ce matériau est la réalisa tion de joints d'étanchéité. On a toutefois constaté que dans certaines conditions, l1 étanchéité de ce matériau était insuffisante. L'invention a précisément pour objet un joint d'étanchéité en matériaux carbonés ayant les propriétés d'élasticité et-de résistance aux hautes températures du matériau obtenu suivant le brevet français 2 065 763, mais dont l'étanchéité est nettement améliorée. Le joint d'étanchéité en matériaux carbonés, objet de l'invention, se caractérise en ce qu'il est composé d'un élément à base de graphite expansé et de fibres de carbone étroitement associés, entouré au moins partiellement, d'une couche de graphite expansé comprimé. Suivant les applications envisagées, un joint tel que caractérisé ci-dessous peut se présenter sous diverses formes, par exemple sous la forme d'un anneau ou d'une bande rectiligne et posséder diverses dimensions. I1 est possible notamment de faire varier les épaisseurs respectives de l'élément à base de graphite expansé et de fibres de carbone et de la couche de graphite expansé comprimé. Selon une première variante de l'invention, ladite couche de graphite expansé comprimé entoure totalement ledit élément en matériau carboné élastique. Selon une deuxième variante de l'invention, au moins une des faces dudit élément n'est pas recouverte par ladite couche de graphite expansé comprimé. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la suite de la description qui suit de deux exemples de réalisation du joint de l'invent ion, donnés à titre illustratif mais non limitatif. Cette description sera faite en référence aux figures 1 à 3 annexées, sur lesquelles on a repré senté schématiquement - pour la figure 1, une section d'un joint de forme annulaire réalisé conformément à la première variante précitée - pour la figure 2, une section d'un joint se présentant sous la forme d'une bande rectiligne et réalisé conformément à la seconde variante de l'invention précitée. - pour la figure 3, un exemple de mise en oeuvre du procédé de fabrication du joint de la figure 1. Sur la figure 1, on voit que le joint, de forme annulaire, est composé d'un élément 1 en un mélange de graphite expansé et de fibres de carbone étroitement associées de 2 mm d'épaisseur et d'une couche 2 de graphite expansé comprimé de 0,5 mm d'épaisseur. On serre ce joint sous une pression de 50 bars. Sous cette pression, on constate une déformation de 0,4 mm, le joint reprenant exactement sa valeur initiale lorsque la pression cesse d'être exercée, ce qui correspond à une élasticité d'environ 20 %. On effectue cinq essais en appliquant à chaque fois sur le joint une pression de 50 bars et on contrôle l'étanchéité pour une différence de pression de 12 bars en recherchant les fuites avec de l'eau savonneuse. On ne constate aucune fuite au cours de ces essais. Sur la figure 2, on voit que le joint se présentant sous ia forme d'une bande rectiligne est composé d'une lame 1' à section rectangulaire à base de graphite expansé et de fibres de carbone dont trois des faces latérales sont recouvertes par une couche 2' de graphite expansé. Ladite couche 2' étant continue sur l'ensemble desdites faces se présente sous la forme d'un U entre les bras duquel se trouve ladite lame 1'. Les épaisseurs respectives de la lame 1' et de la couche 2' peuvent être choisies égales à celles qui ont été retenues pour le joint décrit sur la figure 1, c'est-à-dire 2 mm et 0,5 mm. Le joint tel que décrit, serré sous une pression de 50 bars, présente également, pour une différence de pression de 12 bars et avec de l'eau savonneuse, une étanchéité parfaite. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication de tels joints. Ce procédé consiste à déposer, dans une matrice de forme approprie, une couche de graphite expansé, à positionner ledit élément sur cette couche, à déposer une couche de graphite expansé sur cet élément et enfin à comprimer lentement l'ensemble. La figure 3 illustre, à titre indicatif mais non limitatif, une mise en oeuvre du procédé de l'invention pour la fabrication d'un joint tel que celui qui vient d'être décrit au regard de la figure 1 : dans la matrice 3, on dépose une couche 2a de graphite expansé, d'épaisseur suffisante pour qu'après la compression, elle ait l'épaisseur voulue, puis on positionne l'élément sur cette couche 2a, on dépose sur cet élément une couche 2b de graphite expansé, de même épaisseur que la première, et enfin on comprime lentement l'ensemble sous une pression de 500 bars. REVENDICATtONS- 1. Joint d'étanchéité en matériaux carbonés, caractérisé en ce qu'il est composé d'un élément à base de graphite expansé et de fibres de carbone étroitement associés entouré au moins partiellement d'une couche de graphite expansé comprimé. 2. Joint d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite couche de graphite expansé comprimé entoure totalement ledit élément à base de graphite expansé et de fibres de carbone. 3. Joint d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément à base de graphite expansé et de fibres de carbone, comporte au moins une de ses faces non recouverte par ladite couche de graphite expansé comprimé. 4. Procédé de fabrication du joint d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à déposer dans une matrice de forme appropriée, une couche de graphite expansé, à positionner l'éémentsur cette couche, à déposer une couche de gravite expansé sur cet élément et enfin à comprimer lentement l'ensemble.