Brevet FR2476786A1 — publié le 19810828

i La présente invention se rapporte à un joint flexible à deux lignes d'étanchéité de périmètres diffé- rents, dont l'une est inscrite dans l'autre, et notam- ment, bien que non exclusivement, à un joint de forme non circulaire présentant des parties curvilignes. De façon plus précise, l'invention concerne un joint à deux lignes d'étanchéité comprenant deux joints élémentaires fermés de longueur différente et dont les axes sont disposes dans un même plan0 Un tel joint permet notamment d'assurer une double etanchéité entre une cham- bre interne et une chambre externe, ou une étanchéité de mnme qualité entre une chambre intermédiaire définie en- tre les joints et les chambres interne et externe, tout en offraint la possibilité de controôler l'éetanchéite réa- lisée par chacun des joints élémentaires. Plus précisément encore, la présente invention a pour objet un joint à deux lignes d'étanchéité compre- nant deux joints élémentaires du type comportant un res- sort interne à spires jointives fermé sur lui-même et au moins une enveloppe métallique externe dans laquelle est encastré le ressort0 Un joint métallique de ce type est décrit et revendiqué dans le brevet français NL 2 151 186 au nom du Commissariat à l"Energie Atomiqueo Par rapport aux joints élastiques classiques tels que les joints en élastomère, ce type de joint présente LUavantag' essen- tiel d etre compatible avec tous les milieux, et notam- ment avec les milieux corrosifs ou radioactifso On connaît des joints flexibles à deux lignes d 'étanchéité, notamment de forme annulaire, qui permet- tent d'assurer une double étanchéite tout en autorisant un contrôle de cette étanchéitéeo Cependant, tous ces joints connus comprennent au moins un joint unitaire élastique, notamment en élastomère, disposé à l'extérieur du joint métallique. En effet, il a été pratiquement im- possible jusqu'à ce jour, en raison de leabsence deélas- ticité des joints métalliques, de disposer un tel joint à la périphérie externe d'un joint à deux lignes d'étan- chéité, en particulier lorsque ce joint est de forme non circulaire. La présente invention a pour objet la réalisa- tion d'un joint flexible à deux lignes d'étanchéité pré- sentant des parties curvilignes et comprenant deux joints métalliques de fabrication classique, un tel joint pré- sentant l'avantage sur les joints antérieurs d'assurer une double étanchéité compatible avec tous les milieux lorsque la nature des matériaux qui le constitue est con- venablement choisie. A cet effet, un joint flexible à deux lignes d'étanchéité comportant des parties curvilignes réalisé conformément à l'invention est caractérisé en ce qu'il- comprend deux joints élémentaires fermés de longueur dif- férente dont les axes sont disposés dans un même plan, solidarisés par un gabarit de forme qui coopère au moins avec le joint externe par des excroissances disposées à la périphérie externe du gabarit et définissant entre elles des évidements au moins au niveau des parties cur- vilignes du joint, chaque excroissance présentant une gorge dans laquelle est reçu le joint externe, chacun des joints comportant un ressort interne à spires jointives fermé sur lui-même et au moins une enveloppe métallique dans laquelle est encastré le ressort. Grâce à ces caractéristiques, le joint métalli- que externe est supporté par des excroissances du gabarit qui définissent entre elles des évidements dont la loca- lisation permet d'effectuer le montage du joint externe par déformation non élastique de celui-ci au niveau des parties non rectilignes du joint. Selon deux variantes de réalisation de l'inven- tion, le joint métallique interne peut être monté sur le gabarit soit par sertissage des rebords d'une deuxième enveloppe métallique de ce joint sur des surfaces appro- priées du gabarit, soit de la mâme manière que le joint métallique externe par embotement du joint interne sur des gorges formées dans des excroissances régulièrement réparties à la périphérie interne du gabarito Selon d'autres variantes de réalisation de linventione le gabarit de forme peut étre réalisé, soit en une seule pièce, soit au moyen de deux plaques fixées l'une à lUautre de fagon rigide et formant des épanouis- sements définissant les gorges recevant les joints métal- ligtqueso Enin le gabarit peut être muni d'excroissances rtractables sollicitées vers le joint qui leur corres- pond par des ressorts. Cette dernière variante permet de faciliter le montage des joints par emboîtement puisque la déformation non élastique des joints métalliques est remplacée par leffacemeint des excroissances lors du mon- tage. On décrira maintenant, à titre duexemple non limitatif, différentes variantes de réalisation de l1in- vention en se référant aux dessins annexés dans les- quels - la figure 1 est une vue en plan qui représen- te un joint flexible à deux lignes d'étanchéité, de forme rectangulaire, réalisé conformément aux enseignements de la présente invention, - la figure 2 est une vue en coupe et à plus grande échelle du joint de la figure 1 selon la ligne II- I de cette figure, montrant le montage par sertissage du joint métallique interne, - la figure 3 est une vue en coupe comparable à la figure 2 représentant une variante de réalisation du joint selon l'invention, selon laquelle le joint métalli- que interne est monté par emboîtement comme le joint ex- terne, la figure 4 est également une vue en coupe comparable à la figure 2 représentant une autre variante de réalisation de i linvention, selon laquelle le gabarit de forme supportant les joints se compose de deux plaques soudées, - la figure 5 est une vue en coupe comparable à la figure 2 représentant encore une autre variante de réalisation de l'invention dans laquelle les excroissan- ces du gabarit sont rétractables afin de faciliter le montage des joints. Le joint flexible à deux lignes d'étanchéité représenté sur la figure 1 se compose de deux joints élé- mentaires 10 et 12. solidarisés par un gabarit de forme 14. Chacun des joints élémentaires 10 et 12 est un joint métallique qui se compose d'une âme interne 16, d'une première enveloppe 18 entourant partiellement le ressort 16, et d'une deuxième enveloppe 20 entourant la première enveloppe 18. L'âme interne 16 est constituée par un res- sort hélicoïdal à spires jointives, fermé sur lui-mime, à -section -droite circulaire, qui peut être réalisé notam- ment en acier. -La première enveloppe 18 est réalisée en un métal peu ductile tel que de l'acier doux, alors que la deuxième enveloppe 20 est réalisée en un métal ductile tel que de l'aluminium. Comme l'illustre la figure 2, les deux envelop- pes 18 et 20 présentent en section droite la forme d'un C dont l'ouverture est disposée dans le plan du joint et dirigée vers l'extérieur de celui-ci. Les avantages de joints métalliques de ce type sont exposés en détail dans le brevet français n0 2 151 186 au nom du Commissariat à l'Energie Atomique. Comme l'illustre notamment la figure 1, chacun des joints 10 et 12 est fermé et de longueur différente et présente une forme non circulaire qui peut être rec- tangulaire comme l'illustre la figure 1 ou encore trian- gulaire, carrée, polygonale, etc... Dans tous les cas, la forme du joint est telle que les parties rectilignes 21 de chacun des joints 10 et 12 sont reliées entre elles par des parties curvilignes 23. Les joints 10 et 12 sont 2476-786 solidarisés par le gabarit de forme 14, de telle sorte que les axes de ces joints soient disposés dans un même plan. Plus précisément, et conformément à l'invention, le gabarit de forme 14 présente à sa périphérie externe des excroissances 22 qui définissent entre elles des évide- ments 24 disposés au moins au niveau des parties curvili- gnes 23 réunissant les parties rectilignes 21 du joint externe 10. Comme le montre la figure 2, chaque excroissan- la ce 22 se termine par une gorge en forme de V 25 dans laquelle est maintenu le joint élémentaire externe 10. En raison de l'absence d'élasticitée des joints métalliques, le montage du joint externe 10 serait pratiquement impos- sible sans les eévidements 24 qui sont réalisés à la péri- phérie externe du gabarit 14o Les évidements 24 permet- tent en effet au joint 10 de se déformer provisoirement vers l'intérieur du joint dans les parties curvilignes, et vers l'extérieur du joint au niveau des excroissances 22, comme on l'a représenté schématiquement en traits mixtes sur la figure l Ainsi, le joint 10 peut être monté par emboîtement dans la gorge 24 comme l'illustre la figure 2, en dépit de son absence d'élasticitéo Dans la variante de réalisation représentée sur les figures 1 et' 2, le joint interne 12 est fixé par 2S sertissage sur le gabarit 14o A cet effet, l'enveloppe externe 20 du joint 12 est munie de rebords 26 de plus grande longueur qui sont sertis sur des surfaces appro- priées 28 formées à la périphérie interne du gabarit de forme 14. Plus précisément, dans la variante représentée, les surfaces 28 sont parallèles au plan passant par les axes des joints 10 et 12. Toujours dans cette première variante, le gaba- rit de forme 14 est réalisé en une seule pièce, notamment par fraisage, et présente une épaisseur inférieure au diamètre des joints 10 et 12 à l'état de repos, qui per- met de limiter l'eécrasement de ces joints lors du serra- ge. Dans la seconde variante de réalisation de l'invention représentée sur la figure 2, le joint interne 12 est monté par emboîtement de la même manière que le joint externe 10. A cet effet, le gabarit 14 est pourvu à sa périphérie interne d'excroissances 30 qui se terminent par des gorges en forme de V 32 dans lesquelles est reçu le joint 12. Les excroissances 30 sont séparées par des évidements 34 disposés de préférence dans les parties curvilignes du joint. Comme les évidements 24 pour le joint externe 10, les évidements 34 permettent au joint interne 12 de se déformer et autorisent son montage par emboîtement dans la gorge 32 en dépit de son absence d'élasticité. Comme dans la première variante, le gabarit 14 est réalisé en une seule pièce, notamment par fraisage, et permet de limiter l'écrasement des joints 10 et 12 lors du serrage. La variante de réalisation de la figure 4 dif- fère de la variante qui vient d'être décrite en se réfé- rant à la figure 3 par le fait que le gabarit 14 est réalisé à partir de deux tôles embouties 36 fixées l'une à l'autre de façon rigide par des soudures 38 et présen- tant à leurs extrémités opposées des épanouissements 40 et 42 qui définissent respectivement les gorges en forme de V 25 et 32 dans lesquelles sont reçus par emboîtement les joints 10 et 12. Bien entendu, et bien que cela ne soit pas représenté sur la figure 4, le gabarit de forme 14 présente également dans ce cas des évidements -à- sa périphérie interne et externe au moins au niveau des par- ties curvilignes du joint à deux lignes d'étanchéité ainsi formé, ces évidements autorisant le montage des joints 10 et 12 par emboîtement dans les gorges 25 et 32. La variante de réalisation représentée sur la figure 5 est à rapprocher de la variante de réalisation décrite en se référant à la figure 3. En effet, elle con- cerne également un joint à deux lignes d'étanchéité dans lequel le gabarit de forme' i4 présente une certaine épaisseur et assure ainsi une limitation de l'écrasement des joints 10 et 12o De plus, le gabarit 14 comporte à sa périphérie externe et à sa périphérie interne des excroissances 22 et 30 dont les extrémités définissent des gorges en forme de V 25 et 32 dans lesquelles sont reçus par emboîtement les joints métalliques externe 10 et interne 12. Cette variante diffère cependant de la variante de la figure 3 par le fait que les excroissances 22 et 30 sont rétractables par rapport au gabarit 140 En effet, les excroissances 22 et 30 peuvent se déplacer vers l'intérieur et vers l'extérieur du joint dans le plan passant par les axes des joints 10 et 12. Ainsi, les excroissances 22 et 30 peuven9t se rétracter à l'encontre de la force exercée par des ressorts 44 et 46 qui solli- citent 2-s excroissances vers les joints qui leur corres- pondent. Cette structure permet d'effectuer le montage des joints 10 et 12 sans qu'il soit nécessaire de leur faire subir aucune déformationo En effet, lors de l'em- boîtement des joints 10 et 12, les excroissances 22 et 30 sont sollicitées vers le gabarit 14 à l'encontre des res-. sorts 44 -et 46, puis reviennent dans la position repré- sentée sur la figure 5 sous l'action de ces ressorts, de façon à maintenir 'en place les joints 10 et 12. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux variantes qui viennent d'être décriteso Ainsi, l'inven- tion s'applique à tout type de joint à deux lignes d'étanchéité, quelle que soit la forme de ce joint. Si l'invention est particulierement adaptée à la réalisation de joints de forme non circulaire en raison de la diffi- culté de fabrication de ces joints, elle peut également être utilisee pour réaliser des joints circulaires. REVENDICATIONS 1. Joint flexible à deux lignes d'étanchéité comprenant des parties curvilignes (23), caractérisé en ce qu'il comprend deux. joints fermés (10, 12) de longueur différente, dont les axes sont disposés dans un même plan, solidarisés par un gabarit de forme (14) qui coopè- re au moins avec le joint externe (10) par des excrois- sances (22) disposées à la périphérie externe du gabarit (14) et définissant entre elles des évidements (24) au moins au niveau des parties curvilignes (23) du joint, chaque excroisance (22) présentant une gorge. (25) dans laquelle est reçu le joint externe (10), chacun des joints (10, 12) comportant un ressort interne à spires jointives (16) fermé sur lui-même et au moins une enve- loppe métallique (18) dans laquelle est encastré le res- sort. 2. Joint flexible selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que le joint interne (12) comporte une seconde enveloppe métallique externe (20) réalisée en un métal plus ductile que la première enveloppe (18), le ga- -barit de forme (14) présentant à sa périphérie interne des surfaces appropriées (28) sur lesquelles sont sertis des rebords (26) de la seconde enveloppe métallique (20). 3. Joint flexible selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que le gabarit de- forme (14) présente aussi des excroissances (30) disposées à sa périphérie interne et définissant entre elles des évidements (34) au moins au niveau des parties curvilignes (23) du joint, chaque excroissance (30) comportant une gorge (32) dans laquelle est reçu le joint interne (12). 4. Joint flexible selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ga- barit de forme (14) est réalisé en une seule pièce dont l'épaisseur limite l'écrasement des joints (10, 12) lors du serrage. 5. Joint flexible selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le gabarit de forme (14) est constitué de deux plaques (36) fixdes l'une à l'autre de façon rigide et formant des épanouis- sements (40, 42) définissant les gorges (25, 32) recevant les joints (10, 12). 6. Joint flexible selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les excrois- sances (22, 30) sont retractables par rapport au gabarit (14) et sollicitées vers les joints (10, 12) qui leur correspondent par des moyens élastiques (44, 46).