Brevet FR2414158A1 — publié le 19790803

La présente invention, due à la collaboration de Messieurs Claude ABBES, André GOURNIER et Christian ROUAUD de la Société ~FILAC-JOINTS EARGERE et- de Monsieur Raymond de VILLEPOIX du COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE, est relative à un joint flexible composite, comportant notamment une ame interne formée d'un ressort hélicordal à spires jointives, fermé sur lui-même, à section droite circulaire et, entourant partiellement ce ressort, au moins une enveloppe metallique agencée pour venir en contact avec des parois ou surfaces parallèles réalisant par une oempression limitée du joint, l'étanchéité de part et d'autre de ~lui-ci. Dans un mode de réalisation particulier d'un tel joint annulaire, notamment décrit et revendiqué dans le brevet français nt 2 151 186 au nom du Commissariat à-l'Energie Atomique, le joint composite comporte deux enveloppes, la première en un métal peu ductile, entourant le ressort de 1' amie interne encastré dans cette enveloppe, tandis que la seconde, en métal ductile, entoure partiellement la première enveloppe. Ces deux enveloppes présentent en section droite la forme d'un C, le joint pouvant avoir un contour quelconque, notamment en forme de tore de révolution ou présentant des côtés rectilignes réunis -par des parties curvilignes. De préférence, le ressort constituant l' me interne du joint est réalisé en acier, la première enveloppe en acier doux et la seconde enveloppe en aluminium. Selon divers perfectionnements aux joints annulaires cidessus, notamment décrits et revendiqués dans les certificats d'addition n0 2 224 029 et n0 2 232 235 au brevet principal, la deuxième enveloppe, en métal ductile, peut etre elle-mème revetue dans sa surface externe d'un revetement d'un matériau à faible coefficient de frottement, tel que du polytétrafluoroéthylène ("Téflon"), le ressort interne étant en outre associé à un jonc métallique rigide, limitant l'écrasement de ce ressort, ce jonc continu ou discontinu étant disposé à l'intérieur ou à l'extérieur de ce dernier. La présente invention concerne un perfectionnement apporté à un joint annulaire flexible du genre ci?dessus, comprenant au rotins une enveloppe métallique entourant un ressort interne, ce perfectionnement permettant notamment d'isol-er le joint lui meme du milieu artihiant externe, tout en offrant la possibilité de contrôler ltétanchéité réalisée. cet effet, le joint considéré, présentant un profil annulaire fermé sur lui#-meme, de forme générale torique, se caractérise en ce que l'enveloppe entourant le ressort interne se prolonge par deux faces planes parallèles, s'étendant dans un plan équatorial transversal de symétrie du joint, lesdites faces présentant des épanouissements s'écartant dudit plan à distance déterminée dudit dit ressort pour entourer partiellement un anneau plein en élastomère, coaxial audit ressort. Selon le cas, l'enveloppe entourant le ressort interne est directement raccordée aux deux faces planes parallèles, ou bien comporte des discontinuités au raccordement avec ces faces planes. D'autres caractéristiques d'un joint annulaire flexible selon l'invention apparaitront encore à travers la description qui suit de plusieurs exemples de réalisation, donnés à titre indicatif et non limitatif, en référence au dessin annexé sur lequel - - la Fig. 1 est une vue schématique en coupe transversale d'un joint annulaire selon -l'invention, représenté monté dans une gorge ménagée entre deux surfaces d'appui entre lesquelles il réalise l'étanchéité, ce joint étant représenté dans la partie gauche du dessin avant application des pièces l'une contre l'autre, et dans la partie droite une fois les pièces en contact avec écra sement partiel du joint ; - les Fig. 2, 3 et 4 illustrent diverses variantes de réalisation du joint annulaire flexible considéré. Dans l'exemple de réalisation représenté sur la vue en coupe de la Fig. 1, le joint annulaire considéré, désigné dans son ensemble par la référence 1, est prévu pour etre monté et assurer l'étanchéité entre deux pièces, respectivement 2 et 3, en étant logé à l'intérieur d'une gorge 4 de la pièce 3 par exemple, cette gorge étant ouverte en direction de la pièce 2 Sur la figure, la vue en coupe située à gauche représente les deux pièces 2 et 3 écartées l'une de l'autre, le joint 1 monté dans la gorge 4 n'étant pas écrasé entre ces pièces. En revanche, sur la vue en coupe à droite, les pièces 2 et 3 sont appliquées l'une contre l'autre, le joint 1 étant partiellement écrasé entre elles.Le joint 1 se présente sous la forme d'un anneau torique qui, dans l'exemple de réalisation représenté, est supposé de révolution autour de l'axe commun des pièces 2 et 3, schématisé en traits mixtes sur le dessin. Bien entendu, d'autres profils du joint pourraient entre utilisés, notamment avec un joint fermé sur lui-m8me, comportant des côtés rectilignes raccordés par des parties curvilignes ou autres. Le joint 1 se compose principalement d'une ame interne, formée d'un ressort hélicoïdal 5 à spires jointives, de préférence en acier, fermé sur lui > -mAme, Le ressort 5 est entouré par une première enveloppe métallique en un métal peu ductile par exemple en acier doux, elle-m#rne entourée par une seconde enveloppe 7, en un métal plus ductile, par exemple en cuivre ou en aluminium, apte à venir en contact avec les surfaces en #regard des pièces 2 et 3 contre lesquelles s'applique le joint. Selon l'invention, l'enveloppe interne 6 dans laquelle est encastré le ressort 5 se prolonge par deux faces planes, respectivement 8 et 9, disposées sensiblement de part et d'autre d'un plan équatorial de symétrie du joint 1. Ces faces 8 et 9 se prolongent jusqu'à une certaine distance à l'opposé du ressort 5 pour se terminer par deux épanouissements, respectivement 10 et Il, aptes à venir en contact avec un anneau plein 12, notamment réalisé en un matériau élastomère approprié, par exemple en caoutchouc. Les faces7#et 9 réalisent ainsi, entre l'anneau en élastomère 12 et le joint composite formé du ressort 5 et de ses enveloppes 6 et 7, une armature de liaison, s'étendant sur une distance convenable. Les épanouissements 10 et 11 terminant les faces planes 8 et 9 de terminent l'amorce d'un secteur de cercle dont la corde est au plus égale au diamètre de l'anneau en élastomère. Ce dernier peut présenter un diamètre supérieur ou égal au diamètre de l'ensemble formé par le ressort et ses enveloppes et peut etre choisi parmi la plus large gamme des matériaux disponibles. Notamlent, l'anneau 12 peut entre réalisé d'une seule pièce ou formé d'éléments raccordés par tout procédé connu, tels que vulcanisation, collage, etc.,., sans limitation de son diamètre nominal. Les deux faces parallèles 8 et 9 prolongeant l'enveloppe 6 peuvent etre solidarisées l'une de l'autre par points ou par d'autres procédés, w not###ent par un cordon de soudure continu, de manière à interdire tout cheminement de -I' atmosphère entre ces faces. Le joint composite selon l'invention présente ainsi l'ay avantage d'utiliser sans aucune modification importante le revêtement du ressort interne pour constituer en même temps un logement de mise en place -d'un anneau en élastomère, celui-ci en doublant le joint métallique, réalisant un bouclier de protection vis-à#vis des contraintes thermiques ou chimiques du milieu par rapport auquel on réalise l'étanchéité. Par ailleurs, les faces parallèles prolongeant l'enveloppe permettent l'aménagement de sondes, aptes à contrôler l'étanchéité réalisée entre l'anneau en élastomère et le joint métallique. Bien entendu, il va de soi que le perfectionnement considéré peut être utilisé quelle que soit la nature du logement recevant le joint composite, soit que celui-ci soit monté à l'intérieur d'une gorge telle que représentée sur la Fig. 1, soit dans un assemblage à portées planes où la limitation de l'écrasement peut alors etre assurée par un jonc métallique interne 13 (Fig. 2) disposé à l'intérieur du ressort 5 ou bien par une butée externe 14 (Fig. 3) montée à l'extérieur de ce dernier. A titre de variante, on peut également prévoir que les faces parallèles 8 et 9 s'étendant dans le plan équatorial du joint, ne soient pas directement réunies à l'enveloppe métallique 6 entourant le ressort 5, mais séparées de celle-ci par des discontinuités telles que 15 et 16, comme illustré sur la Fig. 4, ces discontinuités étant symétriques l'une de 1' autre par rapport au plan de symétrie suivant un angle au centre voisin de 2700. Cette configuration est particulièrement favorable pour la réalisation de joints de forme non circulaire. Par ailleurs et sur cette même figure, l'anneau en élastomère 12 est représenté avec une languette extérieure 17 située dans le plan équatorial du joint, cette languette permettant un meilleur centrage dans le cas d'assemblages à portées planes et assurant de ce fait une protection mécanique complémentaire du joint en élastomère. REVENDICATIONS 1. Perfectionnement aux joints annulaires flexibles, comportant Ln ressort interne à spires jointives fermé sur lui meme et, entourant ce ressort, au moins une enveloppe métallique dans laquelle est encastré le ressort, caractérisé en ce que l'enveloppe entourant le ressort interne se prolonge par deux faces planes parallèles, s'étendant dans un plan équatorial transversal de symétrie du joint, lesdites faces présentant des épa- nouissements s'écartant dudit plan à distance déterminée dudit ressort pour entourer partiellement un anneau plein en élastomère, coaxial audit ressort. 2. Perfectionnement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe entourant le ressort interne est directement raccordée aux deux faces planes parallèles. 3. Perfectionnement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe entourant le ressort internecomporte des discontinuités au raccordement avec ces faces planes. 4. Perfectionnement sélon l'une quelconque des revendications i à 3, oeractérisé en ce que le ressort interne est associé à un jonc métallique interne ou à une butée externe limitant son écrasement.