Brevet FR2459413A1 — publié le 19810109

1.- L'invention est relative à un dispositif dtétanche- ment du type dans lequel un organe en matériau rigide tel que du métal ou du plastique comporte une rainure s'étendant circon- férentiellement à l'intérieur de laquelle est logée une garni- ture en élastomère. Un dispositif d'étanchement de ce type général est décrit dans le brevet 2 717 7930 Dans ce brevet, le dispositif d'étanchement revêt la forme d'une plaque plane avec un orifice traversant et comporte-: des rainures sur les deux faces de la plaque, ces rainures entourant l'orifice et renfermant les gar- nitures élastiques. Ce dispositif est utilisé comme joint plat pour réaliser létanchement entre les faces planes de brides de tuyauteries, entre les blocs cylindres et les têtes de cylin- dres, et d'autres dispositifs comportant des passages de fluide à étancher. Les garnitures sont moulées dans les rainures et présentent des parties faisant saillie à partir de ces rainures. Chaque garniture comporte une paire de renfoncements s'étendant à l'intérieur de la rainure respective, arec le volume de la par- tie en saillie sensiblement égal au volume des renfoncements, grâce à quoi lors du serrage du joint entre les organes à étan- cher, la partie en saillie assure un contact étanche avec les organes et se trouve déformée pour remplir dans l'ensemble les renfoncement s. Dans le passé il a été souhaité d'utiliser les prin- cipes d'étanchement du brevet 2 717 793 pour des portes d'accès et des structures variées. Dans de tels cas, l'organe rigide ne comporte pas d'orifices et une garniture est montée sur seule- ment une face de la porte. Lorsque la porte est plate et plane, la configuration exacte de la garniture représentée sur le brevet 2 717 793 peut être utilisée. Toutefois, lorsque les por- tes sont courbées dans un sens, comme dans le cas d'une porte ayant la forme d'une partie dé cylindre qui doit 8tre montée sur un organe cylindrique, tel qu'un bottier cylindrique de missile, il n'est pas pratique de mouler la configuration de garniture du brevet 2 717 793 dans la porte courbe du fait que des parties du renfoncement dans la garniture seraient en contre-dépouille par rapport à la direction de déplacement de l'un des organes de moulage par rapport à l'autre, avec ce résultat que la garni- ture serait endommagée lorsque les organes de moulage seraient séparés après l'opération de moulage. Pour éviter ce problème, 2.- on a en pratique réalisé la porte plane, moulé la garniture dans la rainure de la porte, puis galbé la porte selon la courbure dé- sirée. Ceci est une procédure coûteuse qu'il est difficile de mettre en oeuvre de façon appropriée, particulièrement si la porte comporte des structures de renforcements. En conséquence, un des buts de la présente invention est de créer une configuration de garniture qui ne présente pas de contre-dépouille lorsqu' elle est moulée dans une rainure sur une porte déjà courbée, si bien que les organes de moulage peuvent 8tre séparés après l'opération de moulage sans endomma- ger la garniture. le brevet U S 2 995 057 décrit un boulon avec une garniture élastique moulée sur. place à l'intérieur d'une rai- nure sur la surface en forme de tronc de c8ne de la tête de boulon. La garniture comporte un renfoncement et une partie en saillie qui ne doivent pas former des contre-dépouilles par rapport à la direction de déplacement des organes de moulage, lorsque ceux-ci sont séparés, mais le brevet n'explique pas com- ment un anneau de garniture peut être moulé à l'intérieur d'un organe rigide qui est une partie d'un cylindre, sans former des contredépouilles dans la garniture qui empêcheraient la séparation des organes de moulage, sans endommager la garniture. La configuration de la garniture peut être utilisée pour mouler des garnitures dans une rainure continue, générale- ment annulaire, soit dans un organe de Rorte rigide, soit dans un organe de Joint rigide qui a été préformé selon une portion de cylindre, c'est-à-dire une forme qui selon une section trans- versale présente un contour courbe et selon une autre section transversale normale à la précédente, présente un contour rec- tiligne. Ceci est obtenu en prévoyant la garniture avec une con- figuration qui ne présente pas de contre-dSpouilles par rapport à la direction de séparation des parties du moule. La garniture comporte une partie qui fait saillie depuis la rainure oh elle est logée et comporte un renfoncement unique s'étendant à l'in- térieur de la rainure pour recevoir la partie en saillie lors- que celle-ci est déformée par le contact d'étanchement avec l'organe à étancher. La garniture comporte en outre, une surface s'étendant depuis le fond du renfoncement vers la partie en saillie. Cette surface, dans tous les emplacements autour de la circonférence de la rainure, est, soit parallèle à l'axe central 3.- transversal de l'organe rigide, soit inclinée vers l'extérieur par rapport à cet axe dont la direction correspond à la direction de déplacement de Itun des organes de moulage lorsqu'il est sé- paré de lautre organe auquel il est associé0 Cette surface de la garniture constitue un c6té du renfoncement dans la garni- ture. L'autre c8té du renfoncement a-une conformation quelcon- que, pourvu qu'il n'offre pas de contre-dépouilles qui autrement s'opposeraient à la séparation des parties du moule, La rainure dans laquelle est logée la garniture peut être ménagée, soit sur la surface concave, soit sur la surface convexe de la porte courbe. Dans le cas d'un joint, il peut y avoir une rainure sur la surface convexe et la surface concave. L'invention va 8tre décrite plus en détail en se ré- férant aux dessins ci-joints, dans lesquels: - la figure 1 est une vue fragmentaire d'un missile cylindrique comportant une porte d'accès, - la figure 2 est une section transversale fragmen- taire montrant comment une garniture élastique sur le côté con- cave de la porte d'accès réalise l'étanchéité contre une surface convexe entourant un orifice dans l'enveloppe du missile, - la figure 3 est une vue en perspective d'une porte d'accès selon la présente invention, dans laquelle le joint est sur la surface concave de la porte, - les figures 4 et 5 sont des coupes transversales fragmentaires à plus grande échelle, le long des lignes 4-4 et 5-5 de la figure 3, - les figures 6 et 7 sont des coupes transversales fragmentaires à plus grande échelle le long des lignes 6-6 et 7-7 de la figure 3, - la figure 8 est une vue en perspective des orga- nes de moulage pour mouler la garniture dans la porte d'accès, - la figure 9 est une coupe transversale fragmentai- re de la porte selon la ligne 4-4 de la figure 3 lorsqu'elle est reçue par l'organe de moulage pour mouler la garniture sur place, soit par injection, soit par moulage transfert, - la figure 10 est une coupe transversale fragmentai- re comparable à celle de la figure 9, sauf qu'elle est faite selon la ligne 6-6 de la figure 3. - la figure 11 est une coupe transversale fragmen- taire des organes de moulage recevant la porte d'accès pour 4.- mouler la garniture par le procédé de compression, - la figure 12 est une vue similaire à celle de la figure 2, mais montrant la garniture sur le c6té convexe de la porte pour réaliser l'étanchéité contre une surface concave de l'enveloppe du missile, - la figure 13 est une vue fragmentaire le long de la ligne 9-9 de la figure 8 lorsque le moule est prévu pour mouler la garniture sur le côté convexe de la porte courbe. - la figure 14 est une vue fragmentaire le long de la ligne 9-9 de la figure 8, lorsque le moule est prévu pour mouler une garniture à la fois sur le côté concave et le côté convexe d'un organe de joint rigide. La porte d'accès 10 comporte un organe 11 de métal ou d'un autre matériau rigide qui revêt la forme d'une partie d'un cylindre, si bien qu'il peut être monté sur l'enveloppe cylindrique d'un missile 12, comme le montrent les figures 1 et 2. Il comporte une surface supérieure 13 qui présente générale- ment une rainure annulaire ou circonférentielle 14 qui forme une boucle fermée. Comme le montre la figure 3, l'organe 11 est courbé dans un sens et rectiligne dans une direction perpendicu- laire à la direction o il est courbé, et il comporte un axe transversal 15 qui passe par l'axe longitudinal du corps de missile ou de tout autre dispositif cylindrique sur lequel la porte 10 doit être montée. La rainure annulaire 14 comprend une paire de sec- tions parallèles espacées l'une de l'autre 16 et 17 qui s'éten- dent de façon rectiligne dans une direction parallèle à celle de l'axe longitudinal du cylindre 4u missile et une autre paire de sections de rainures espacées l'une de l'autre et parallèles 18 et 19 qui s'étendent selon un arc dont le centre de courbure est sur l'axe longitudinal du cylindre du missile lorsque l'or- gane 10 est installé sur celui-ci. Les sections de rainures 16, 17 se raccordent avec les sections de rainures 18, 19 par l'in- termédiaire de parties de sections de rainures 20, 21, 22, 23 en forme de cadran de cercle. Si on le souhaite, les sections de rainures 16, 17 peuvent rencontrer les sections de rainures 18, 19, selon un angle droit. Comme le montrent les figures 4 et 5, les rainures 16 et 17 comportent des parois latérales radialement interne et externe 26, 27 et une paroi de fond 25. De même les rainures 5.- 18 et 19, eomme le montrent les figures 6 et 7, ont des parois latérales radielement interne et externe 28, 29 et une paroi de fond 30, Les parois de fond 25, comme le montrent les figures 4 et 5 sont essentiellement parallèles à la surface supérieure 13 dans la direction rectiligne de celle-ci. Les parois latéra- les 26, 27, 28 et 29 sont essentiellement perpendiculaires aux parois de fond 25, 30. Moulée dans la rainure 14 de façon à venir en prise à se conformer et à adhérer, par exemple par une liaison de vuil- canisation, avec les parois latérales 26, 27, 28 et 29 de la rainure, il est prévu une garniture annulaire 35 d'un matériau élastique tel qu'un caoutchouc synthétique, La forme de la sec- tion transversale de cette garniture annulaire 35 est uniforme tout au long de son étendue circonférentielle. La garniture Comporte une portion 36 qui fait saillie au-dessus de la surface supérieure 13 et comporte un renfoncement 37 qui est au-dessous du niveau de la surface 13, La garniture comprend une lèvre 40 dont la face supérieure est alignée sur la surface 13 et elle comporte une surface radialement externe 41 qui est également alignée avec la surface 13. La garniture comporte une autre sur- face 42 qui s'étend depuis le fond du renfoncement 37 jusqu'à la partie en saillie 36 et qui est tangentes la configuration arrondie de celle-ci. Le volume de la partie en saillie 36 est essentiellement égal au volume du renfoncement 37, si bien que la garniture remplira essentiellement la rainure 14 comme le montre la figure 2 lorsque la porte est installée. Comme indiqué dans les figures 4 et 7, la surface 42 de la garniture est essentiellement rectiligne en section transversale et uniformément inclinée par rapport à la surface 13 de la porte. Cependant, du fait que les rainures 18 et 19 sont courbes et que les rainures 16 et 17 sont rectilignes, la surface 42 de la rainure lorsqu'elle s'étend le long des rai- nures 16 et 17, sera essentiellement parallèle à la ligne d'axe , tandis que les surfaces de la garniture 42 à l'intérieur des rainures 18 et 19 s'évasent vers l'extérieur en allant vers le haut et sont donc inclinées par rapport à la ligne d'axe 15. On notera également que la surface interne de la lèvre 40 est paral- lèle à l'axe 15 sur les figures 5 et 6 et est inclinée par rap- port à cet axe sur les figures 4 et 5. La garniture 35 a seule- ment un renfoncement unique 37 contrairement aux deux renfonce- 2 4 2459413 ments dans la garniture selon le brevet 2 717 793, et du fait que ce renfoncement 37 est sur le c8té radialement interne de la saillie 36, aucune partie de ce renfoncement ne présente une contre-dépouille par rapport à la direction de l'axe 15. Pour construire la porte d'accès 10, l'organe rigide 11 est tout d'abord conformé selon une portion de cylindre et ensuite la rainure 14 est usinée sur sa surface supérieure 13. L'organe 11 est alors inséré entre une paire d'organes de mou- lage 50, 51, comme le montrent les figures 8 à 11. L'organe de moulage supérieur 51 comporte en 52 une configuration qui mou- lera et conformera la surface supérieure de la garniture tandis que l'organe de moulage 50 auquel il est associé est conformé pour supporter et maintenir l'organe rigide 11 lors de l'opéra- tion de moulage. Des colonnes de guidage 54 appropriées sont prévues pour guider l'organe de moulage 51 selon une ligne de déplacement rectiligne verticale par rapport à l'organe 50 asso- cié pendant la fermeture et l'ouverture du moule. Ce déplace- ment rectiligne correspond en direction à la ligne d'axe 15 de l'organe 11 et cette ligne d'axe est représentée sur les figu- res 8 à 11 pour montrer la direction de déplacement des organes de moulage l'un par rapport à.l'autre. La figure 9 qui est une vue fragmentaire à plus gran- de échelle le long des lignes-9-9 de la figure 8 montre comment le moule est disposé pour insérer le matériau de la garniture à travers l'injecteur 56 soit par injection, soit par des tech- niques de moulage transfert, tandis que la figure 11 montre com- ment les organes de moulage peuvent être disposés pour le mou- lage par compression. Comme cela est représenté dans les parties de moule sur la figure 9, la partie de surface 42 de la garniture corres- pond avec une partie de surface 42 représentée sur la figure 4, et est essentiellement parallèle à la ligne 15, si bien qu'il n'y a pas de parties en contre-dépouilles dans cette zone de la garniture dans la partie de rainure 16 et l'organe de moulage supérieur 51 peut être simplement enlevé en le déplaçant dans les directions de la ligne 15 sans endommager la garniture 35. Il en va de même en ce qui concerne la partie de la garniture 35 à l'intérieur de la rainure 17 qui est représentée sur la figu- re 5. La figure 10 qui est une vue fragmentaire à travers 6.- 7.- les organes de moulage 50, 51, le long des lignes 10-10 de la figure 8, nIonrre le moulage de la garniture dans la rainure 18. Dans ce cas, la partie de surface 42 de la garniture est incli- née vers le haut et radialement vers l'extérieur, par rapport à la ligne 159 et la surface radialement externe 43 de la lèvre est parallèle à la ligne 15, si bien qu'il n'y a pas de par- ties en contre-dépouilles dans la garniture 40 à l'intérieur de la rainure 18 et qu'en conséquence, l'organe de moulage 51 peut 9tre séparé de l'organe de moulage 50 suivant la direction de la ligne 15 sans endommager la garniture 35. Il en est de même pour la partie de garniture 35 moulée dans les sections de rai- nures 19. Dans les zones arrondies 20 à 24, la rainure 14 et la garniture 35 réalisent une transition de la ligne droite dans les parties de rainures 16 et 17, ou parties courbes de rainures 18, 19. De m8me, la disposition de la surface de rai- nures 42 se modifie graduellement du parallélisme avec la ligne d'axe 15 comme le montrent les figures 4 et 5, vers une incli- naison maximum représentée sur les figures 6 et 7. Comme le représente la figure 12, l'enveloppe de missile 12 peut être formée avec une surface cylindrique conca- ve 60 contre laquelle la garniture 59 doit être étanchée. Dans ce cas, la porte 61 comporte une rainure 63 ménagée sur la sur- face convexe 64 de celle-ci pour recevoir la garniture 59. Pour mouler cette garniture, les organes de moulage supérieur et in- férieur 70, 71 sont conformés comme le montre la figure 13 dans un plan de section transversal correspondant à celui de la fi- gure 9. Dans un plan de section transversal correspondant à la figure 10, les organes de moulage 70, 71 et l'organe de porte 61 apparaltront comme les parties correspondantes de la figure 10. Dans ce cas, la surface interne 72 de la lèvre de garniture est, soit inclinée légèrement radialement vers l'extérieur dans la mesure o elle progresse vers le fond de la rainure, soit elle est essentiellement parallèle à l'axe 15 dans la coupe transversale de la figure 13 et sera inclinée radialement vers l'extérieur par rapport à cet axe dans la coupe transversale correspondant à celle de la figure 10, si bien qu'aucune contre- dépouille ne sera formée sur la lèvre grâce à quoi l'organe de moulage 70 peut être enlevé dans la direction de l'axe 15 sans endommager la garniture 59. La figure 14 montre comment un organe de joint rigi- de courbé cylindriquement 80 peut comporter une garniture 59 moulée dans une moulure 81 sur la surface convexe 82 de cet or- gane et une autre garniture 79 dans une rainure 83 sur la sur- face concave 86 de cet organe 80. Les rainures 81, 83 sont re- liées par une série de trous 87, si bien qu'une partie du maté- riau élastique forcée à travers les injecteurs 88 de l'organe de moulage 89 dans la rainure 81 passera à travers les trous 87 dans la rainure 83. Dans ce cas, le contour en coupe transversale de la garniture 59 de la figure 14 est conforme à celui de la garniture 59 de la figure 13, tandis que la garniture 79 présen- te un contour de coupe transversale conforme à celui de la gar- niture 35 des figures 4 à 7. Dans aucun cas il n'y a de parties en contrednouilles par rapport à l'axe 15, si bien qu'après moulage l'organe de moulage 89 peut être enlevé selon la direc- tion de l'axe 15 sans endommager la garniture 59 et l'organe 80 peut être enlevé de l'organe de moulage 90 dans la mgme direc- tion sans endommager la garniture 79. 8.- 9.- REVEND I C A T I 0 N S 1 Dispositif d' étanchement caractérisé en ce qu'il comporte un organe (11v 619 80) en un matériau rigide avec une surface supérieure (13) qui dans un premier plan de section trans- versale, est courbée et qui, dans un second plan de section trans- versale normale à oe premier planest rectiligne, cet organe ayant un axe central transversal (15), cette surface supérieure (13, 64) comportant une rainure continue circonférentielle (16, 81) qui comprend une première paire de sections de rainures es- pacées l'une de l'autre (18, 19) s'étendant dans l'ensemble pa- rallèlement au premier plan et une seconde paire de sections de rainures espacées l'une de l'autre (16, 17) s'étendant dans l'ensemble parallèlement au second plan et se raccordant aux premieres sections de rainures, une garniture annulaire (35, 59) en matériau élastique étant prévue à l'intérieur de cette rainure et comportant une partie (36) faisant saillie à partir de cette rainure au-dessus de la surface supérieure et compor- tant également un renfoncement (37) au-dessous de cette surface supérieure, cette garniture ayant une surface (42) s'étendant vers le haut à partir de l'extrémité inférieure de ce renfonce- ment vers la partie en saillie et cette surface (42) de la garni- ture se trouvant dans tout plan transversal de la garniture sur une ligne telle qu'aucun point de cette ligne qui se trouve au- dessus d'un autre point sur cette ligne, ne soit situé plus à l'intérieur que cet autre point. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les parois latérales des premières sections de rainu- res (18, 19) sont essentiellement parallèles à l'axe central transversal, tandis que les parois latérales des secondes sec- tions de rainures (16, 17) sont inclinées vers l'intérieur de l' organe dans la mesure oh elles progressent vers le haut à par- tir du fond de la rainure. 3,- Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tioW 1#et 2, caractérisé en ce que cette ligne (42) est essen- tiellement parallèle à l'axe central transversal dans les se- condes sections de rainures (16, 17). 4.- Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que cette ligne (42) est incli- née radialement vers l'extérieur dans la mesure o elle progres- se vers le haut à partir du fond du renfoncement dans les o- premières sections de rainures (18, 19). o- Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 4, caractérisé en ce que la garniture (35, 59) a une configuration uniforme en section transversale tout au long de son étendue circonférentielleo 6.- Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 5, caractérisé en ce que la partie en saillie (36) est située à l'extérieur du renfoncement (37). 7.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premières sections de rainures (18, 19) se raccor- dent aux secondes sections de rainures (16, 17) par des sections de rainures courbes (20 à 23). - 8.- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la ligne (42) est essentiellement parallèle à l'axe central transversal (15) dans les secondes sections de rainures (16, 17) et est inclinée vers le haut en s'écartant de cet axe dans les premières sections de rainures (18, 19) tandis que cet- te ligne (42) passe graduellement de ce parallélisme à cette inclinaison par rapport à l'axe dans les sections courbes. 9.- Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 8, caractérisé en ce que la garniture (35, 59) est moulée à l'intérieur de la rainure. 10.- Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 9, caractérisé en ce que la rainure (16) est de section transversale rectangulaire, la garniture (35, 59) comportant une surface supérieure (41) s'étendant depuis la partie en saillie vers la paroi latérale externe de la rainure qui est essentiel- lement à l'affleurement avec la surface supérieure (13, 64) de l'organe adjacent, cette paroi latérale externe de la rainure, ainsi que la garniture, comporte une autre surface supérieure s'étendant depuis le renfoncement vers la paroi latérale interne de la rainure et qui est essentiellement en affleurement avec la surface supérieure de l'organe. 11.- Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 10, caractérisé en ce que la surface supérieure (13) dans le premier plan de section transversale est concave. 12.- Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 10, caractérisé en ce que la surface supérieure (64) dans ce premier plan de section transversale, est convexe. 13.- Dispositif selon l'une quelconque des revendica- 11.- tiens 1 à 12, caractérisé en ce que l'organe rigide (80) com- porte ule smface inférieure quip dans ce premier plan de sec- Àio9n tran-ersa!e9 est eoLourbe et qui dans le second plan de zectiorn tia)_versa! est ctalige, cette surface irf'rieure comporterant ne e code raiçrre continue circonférentielle (83) comportant trois paires de sections de rainures espacées l'une de l'athre s'étendant dans leensemble parallèlement à ce pre- mier plan et une quatrième paire de sectionszde rainures espacées l'une de l'autre s'étendant dans lqensemble parallèlement à ce second plan et se raccordant aux trois sections de rainures pré- cédentes, une seconde garniture annulaire (79) étant prévue dans cette seconde rainure et comportant une partie faisant sail- lie à partir de cette seconde rainure vers le haut à partir de cette surface inférieure, cette seconde garniture comportant également un second renfoncement sur la surface inférieure, ce second renfoncement comportant radialement des parois latérales interne et externe, la paroi latérale radialement externe s'éten- dant Jusqu'à la partie en saillie et aucune de ces parois laté- rales ne présentant de contre-dépouille s'étendant radialement. 14.- Procédé pour réaliser un dispositif d'étanche- ment selon l'ume quelconque des revendications 1 à 13, procédé caractérisé en ce que L' on place l'organe en matériau rigide entre une paire d'organes de moulage (50, 51; 70, 71; 89, 90) et qu'on utilise ces organes de moulage pour mouler une garniture en matériau élastique à l'intérieur de la rainure, si bien que la garniture comporte une partie faisant saillie hors de cette rainure vers le haut de la surface supérieure et comporte un renfoncement au-dessous de cette surface supérieure, la garni- ture ayant une surface s'étendant depuis le renfoncement vers la partie en saillie, cette surface de garniture, dans tout plan transversal de la garniture, étant sur une ligne telle qu'aucun point de cette ligne situé au-dessus d'un autre point de cette ligne n'est plus à l'intérieur que cet autre point. 15.- Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que les organes de moulage sont séparés les uns des autres après que l'opération de moulage ait été effectuée, en déplaçant l'un des organes de moulage par rapport à l'autre organe de moulage dans la direction de l'axe central transversal. 16.- Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 14 et 15, caractérisé en ce qu'une préforme de matériau -12.- 2459413 élastique partiellement cuit est placée entre les organes de moulage et au-dessus de la rainure avant le moulage. 17.- Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 14 et 15, caractérisé en ce que le moulage est effectué par injection d'un matériau élastique partiellement précuit, dans la rainure, à travers l'un de ces organes de moulage, lors- que ces organes de moulage sont dans la position de moulage, puis on cuit ce matériau à l'intérieur des organes de moulage et on sépare les organes de moulage l'uh de l'autre dans une direction correspondant à la direction de l'axe central transversal.