Brevet FR2476259A1 — publié le 19810821

Elément d'étanchéité, notamment pour des raccordements soumis à des températures élevées. L'invention concerne un élément d'étanchéité cons- titué par une enveloppe métallique et une garniture en matériau de remplissage, notamment pour des raccordements soumis à des températures élevées, comme des brides de turbo-soufflantes à gaz d'échappement. Dans*des éléments d'étanchéité connus de ce type, par exemple des bagues d'étanchéité en forme de C, norme DIN 7603, l'enveloppe métallique n'entoure norma- lement pas le matériau de remplissage ni avant ni pendant l'utilisation, de sorte que le matériau de rem- plissage peut venir en contact aussi bien avec les agents devant être isolés de façon étanche, avec les éléments constitutifs qu'également avec l'atmosphère environnante. Lors de l'utilisation de telles bagues d'étanchéité au niveau de raccordements étanches sou- mis à des températures élevées, on n'obtient pas en général une étanchéité satisfaisante du fait que la sta- bilité thermique des matériaux utilisés est trop faible ou que les matériaux s'oxydent à des températures de service élevées et, de ce fait, perdent leurs carac- téristiques d'étanchéité. Un étanchement purement métallique, par exemple à l'aide de bagues complètes, n'est pas possible en raison du manque de retour élastique, qui est fourni uniquement par le module d'élasticité du matériau, du fait de la déformation thermique des composants qui apparaît. Des éléments d'étanchéité métalliques de forme élastique, par exemple des éléments d'étanchéité à moulures, possèdent il est vrai de bonnes caractéris- tiques de retour élastique aux températures ambiantes, mais perdent largement leurs caractéristiques de retour élastique, par détente thermique de la pièce préfor- mée, à des températures élevées. L'invention se propose, par conséquent, de per- fectionner un élément d'étanchéité du type mentionné cirdessus, de manière qu'il supporte des températures élevées, et, ce, également en ce qui concerne la sta- bilité chimique. Ce problème est résolu suivant l'invention grâce au fait que les deux bords de l'enveloppe métallique s'étendant suivant la direction longitudinale de 1' élément d'étanchéité, éventuellement en combinaison avec d'autres parties, enferment hermétiquement la garniture en matériau de remplissage et empêchent la pénétration d'agents réactifs du point de vue chimique. Grâce à la configuration de l'élément d'étanchéité, le matériau de remplissage ne vient en contact ni avec les agents devant être isolés de façon étanche, ni avec les éléments constitutifs, ni avec l'atmosphère environnante. De ce fait, le matériau de remplissage, par exemple un matériau qui s'oxyde en atmosphère normale à des températures élevées, tel que du graphite, est protégé des influences extérieures, de sorte que les bonnes caractéristiques de retour élastique du graphite existent aussi bien à la température ambiante qu'à des températures très élevées. Par conséquent, l'élément d'étanchéité suivant l'invention s'est con- firmé de façon surprenante en pratique dans des raccor- dements soumis à des températures élevées, par exemple pour rendre étanches des brides de turbo-soufflantes à gaz d'échappement. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de plusieurs modes de. -réalisation préférés mais non limitatifs représentés aux dessins annexés dans lesquels la fig. 1 est une vue en plan d'un élément d'étan- chéité pour des raccordements soumis à des températures élevées; et les fig. 2 à 7 sont des vues en coupe transversale, suivant la ligne II-II, de l'élément d'étanchéité annu- laire, suivant différents modes de réalisation. La fig. 1 représente un élément d'étanchéité an- nulaire 1 qui est destiné à être utilisé dans des rac- co.rdements soumis à des températures élevées, par exemple des brides de turbo-soufflantes à gaz d'échap- pement ou également dans des raccordements auxquels sont imposées des exigences sévères du point de vue *de la constance chimique à des températures élevées. L'élément d'étanchéité s'est confirmé en pratique lors de l'étanchéification de brides de turbo-soufflantes à gaz d'échappement et possède, dans ce cas, un diamètre intérieur d'environ 45,3 mm et un diamètre extérieur d'environ 51,9 mm. L'élément d'étanchéité peut posséder une forme circulaire ou une forme différente. L'élément d'étanchéité annulaire suivant la fig. 1 possède de préférence les sections transversales repré- sentées sur les fig. 2 à 7. Suivant la fig. 2, l'enfermement hermétique du ma- tériau de remplissage est obtenu par l'aboutement des deux bords 2a, 2b de l'enveloppe métallique. Suivant la fig. 3, une bague supplémentaire 5 est introduite sous l'emplacement du joint 4 entre les bords 2a, 2b de l'enveloppe métallique. Suivant la fig. 4, la garniture en matériau de remplissage est entourée par une autre enveloppe 6, et les emplacements des joints 4,7 entre les bords 2a, 2b et 6a, 6b sont décalés, notamment diamétralement opposés. Suivant la fig. 5, les deux bords 2a, 2b de l'enveloppe métallique qui dépassent sont pliés et retournés. Suivant la fig. 6, la garniture en matériau de remplissage 3 est entourée trois fois, et les emplace- ments des joints 4, 7, 8 des trois enveloppes 2, 6, 9 sont décalés de manière à s'imbriquer en agissant élastiquement l'une sur l'autre. Suivant la fig. 7, les bords 2a, 2b de l'envelop- pe métallique se chevauchent sur une plage angulaire de 45 maximum. L'élément d'étanchéité suivant cette figure est donc constitué par une enveloppe métallique 2 dont les bords longitudinaux 2a, 2b, s'étendant suivant la direction périphérique de l'élément d'étanchéité, se chevauchent de façon jointive avec une pré-tension élas- tique. L'enveloppe métallique de l'élément d'étanchéité pour l'étanchement de brides de turbo-soufflantes à gaz d'échappement ou devant être utilisé dans des conditions de service similaires, possède, de préférence, une é- paisseur de 0,5mm. La hauteur totale de l'élément d'étan- chéité annulaire est avantageusement égale dans ce cas à environ 3,5 mm. Le chevauchement des bords longitudinaux 2a, 2b de l'enveloppe métallique 2 s'étend avantageusement sur une plage angulaire allant de 10 à 45 , de préférence de 20 à-30 . L'élément d'étanchéité suivant l'invention possède, dans ses différents modes de réalisation, une épaisseur de paroi suffisante pour éviter des détériorations mé- caniques aussi bien avant que pendant sa mise en place. Une garniture, en matériau de remplissage 3, qui est constituée par un matériau d'étanchéité élastique ou plastique, de préférence par du graphite, de l'amiante et/ou du kaolin, est entourée de cette façon par l'en- veloppe métallique 2-de façon suffisamment jointive pour que le matériau de remplissage soit protégé d'influences extérieures, par exemple d'une oxydation-due à la pé- nétration d'air, et, par conséquent, conserve en perma- nence ses bonnes caractéristiques de retour élastique. Ii en résulte une sécurité de fonctionnement et une du- rée de vie importantes de l'élément d'étanchéité suivant l'invention. La garniture en graphite se présente-avan- tageusement sous une forme pressée, par exemple sous la forme d'une bague qui s'adapte à la section transversale intérieure de l'espace creux entouré par l'enveloppe - métallique dans la forme représentée sur les fig. 2 à 7. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nulle- ment à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus particulièrement envisagés; -elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. ' REVENDICATIONS 1.- Elément d'étanchéité constitué par une enveloppe métallique et une garniture en matériau de remplissage, notamment pour des raccordements soumis à des températures élevées, comme des brides de turbo-soufflantes à gaz d'échappement, caractérisé par le fait que la garniture en matériau de remplissage (3) de l'élément d'étanchéité (1) est renforcée mécaniquement par l'enveloppe métalli- que (2) et est enfermée hermétiquement pour empêcher qu'elle ne sorte et que ne pénètrent des agents réactifs du point de vue chimique. 2.- Elément d'étanchéité suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la fermeture hermétique est obtenue en aboutant les deux bords (2a, 2b) de l'enveloppe métallique. 3.- Elément d'étanchéité suivant les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'une bague supplémen- taire (5) est introduite sous l'emplacement du joint (4) des bords (2a, 2b) de l'enveloppe métallique. 4.- Elément d'étanchéité suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la garniture en matériau de remplissage (3) est entourée par une autre enveloppe (6), et que les emplacements des joints (4, 7) des bords (2a, 2b, 6a, 6b) sont décalés, notamment sont diamétrale- ment opposés. 5.- Elément d'étanchéité suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les deux bords (2a, 2b) de l'enveloppe métallique qui dépassent sont pliés et retournés. 6.- Elément d'étanchéité suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la garniture en matériau de remplissage (3) est entourée trois fois, et que les emplacements des joints (4, 7, 8) des trois enveloppes (2, 6, 9) sont décalés de manière à s'imbriquer en agissant élastiquement l'une sur l'autre. 7.- Elément d'étanchéité suivant la revendication 1, caractérisé par le fait. que les bords (2a, 2b) de l'enveloppe métallique se chevauchent sur une plage angulaire couvrant 45 au maximum. 8.- Elément d'étanchéité suivant la revendication 1 et l'une quelconque des revendications 2 d 7, carac- térisé par le fait que l'enveloppe métallique possède une épaisseur de paroi suffisante pour éviter des dété- riorations mécaniques de l'élément d'étanchéité aussi bien avant que pendant sa mise en place. 9.- Elément d'étanchéité suivant les revendications 1 et 8 et l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé par le fait qu'il possède une forme annu- laire, cette forme pouvant être circulaire, ou une forme fermée différente. 10.- Elément d'étanchéité suivant les revendications 1, 8 et 9 et l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé par le fait que la garniture en matériau de remplissage est constituée par un matériau d'étanchéi- té élastique ou plastique, notamment du graphite, de l'amiante et/ou du kaolin.