Brevet FR2490778A1 — publié le 19820326

La présente invention concerne une bague d'étanchéité pour l'étanchéisation de joints tubulaires articulés, telle qu'en particulier une bague d'étanchéité résistant aux températures élevées pour l'étanchéisation des tubulures d'échappement à raccordement articulé des moteurs à combustion interne, cette bague comportant au moins une surface latérale servant de surface de glissement Pour ltétanchéisation et le raccordement d'un collec tueur d'échappement sortant d'un moteur à combustion interne avec le tuyau d'échappement qui lui fait suite il est d'usage d'utiliser diverses formes de raccords à bride à garniture plane interposée Dans ces joints, la matière constituant la garniture est principalement constituée par des plaques de fi bres d'amiante éventuellement renforcées d'éléments métalliques, ces plaques possédant, outre une résistance remarquable aux températures élevées, une bonne aptitude à s'adapter aux surfaces jointives du fait de leur compressibilité .Dans d'autres cas, les tubes sont emmanchés concentriquement les uns dans les autres, l'étanchéité étant assurée par des bagues de section transversale rectangulaire ou trapézoidale formant garniture de presse-étoupe flans ce dernier cas également, l'expérience a consacré l'exeellence des bagues d'étanchéité faites de plaques enroulées en fibres d'amiante renforcées d'éléments métalliques, du fait de leur grande résistance à la température et de leur bonne adaptabilité C'est ainsi que le Modèle d'Utilité Allemand No 1.736.840 enseigne à joindre ensemble, de façon articulée, les extrémités tubulaires du tuyau d'Xchapp~- ment et du collecteur d'échappement pour éviter la transmission des vibrations provenant du moteur On utilise à cette fin un système d'accouplement tubulaire basé sur le principe connu du joint à coussinet creux dans lequel les sones de jonction des tubes ont la forme de surfaces sphériques, ou segments de cuvettes, s'emboitant les unes dans les autres, permettant de compenser une certaine mobilité angulaire ou un certain mouvement relatif réciproque des tubes Une bague d'étanchéité intercalée, telle que décrite dans le brevet des Stats-Unis d'#mérique No 2.836.436, s'adaptant au contour du joint articulé, présente, sur au moins une de ses surfaces latérales, le contour de la sphère ou du segment de cuvette correspondant et assume ainsi la fonction d'un palier lisse pour les tubes Dans le Modèle d'Utilité Allemand N 1.736.840 précité la bague d'étsxnchéité est constituée par un anneau de bronze dont les propriétés satisfaisantes de resis- tance à la température et de glissement sont connues Nais dans ce cas l'anneau de bronze utilisé est ?trop dur et ne s'adapte pas suffisamment aux surfaces jointives à étanchéiser, ce qui entraine l'usure des surfaces de glissement des tubes o Dans d'autres cas, on a essayé, comme avec les garnitures de presse-étoupe, de réaliser la bague en enroulant une plaque de fibre d'amiante renforcée d'éléments métalliques et de lui donner, en la comprimant, le contour désiré .Nais la fibre d'amiante, relativement molle, est peu résistante au frottement et s'use par le glissement On a également utilisé, au lieu de plaques d'amiante, des plaques de graphite renforcées d'un treillis de fils d'acier, moulées par compression à la forme désirée . Bien que la plaque de graphite possède de bonnes propriétés de glissement, le treillis de fils d'acier de renforcement, inséré et plié, est plutôt rigide et les fils, se rompant quelquefois aux points de pliure, traversent la couche de graphite et engen durent des traces d'usure sur la surface de glissement des tubes la présente invention a donc pour objet de réaliser une bague d'étanchéité pour tubulures articulées, telle eu'en particulier une bague résistant aux tem pératures élevées pour tubulures d'échappement à joints articulés de moteurs à combustion interne, laquelle possèdera des propriétés de glissement satis~ faisantes ainsi qu'un effet d'usure réduit, cette bague devant être, par sureroit, simple et peu cou- teuse à fabriquer Conformément à l'invention, ce but est atteint au moyen d'une bague d'étanchéité en matière glissante solide, produite par compression et renfermant, comme élément renforçateur, de la laine de fibres métalliques disposées en désordre De prbférence, la matière glissante sera faite de graphite en flocons, en poudre ou en feuilles minces, mais elle pourra également être constituée de mica ou autres matières semblables fie pré#érence, la laine de fibres métalliques sera faite de fils d'acier mais pourra également etre faite de fils de cuivre ou de laiton De préférence, la bague sera réalisée en formant, avec la laine de fibres métalliques, le squelette de la bague qui, imprégné et recouvert de la matière glissante, sera ensuite moulé par compressionp dans un moule, aux contours recherchés En cas de besoin, l'élément glissant selon l'invention pourra également êtke emmanché à force sur un élément porteur .Ce dernier, qui représentera les sones d'étanchéité supportant des charges statiques sera constitué de préférence par un anneau plat ou en équerre fait de nappes de fibres, éventuellement renforcées d'éléments métalliques, faciles à ajuster dans les zones d'étanchéisation du fait de leur bonne compressibilité et assurant, de ce fait, une parfaite adaptation . l'élément glissant lui-meme assumera ainsi, par sa face latérale libre, la fonction d'un palier lisse Les avantages offerts par la bague d'étanchéité selon l'invention sont les suivants Cette bague possède une grande résistance et une grande stabilité aux températures élevées et assure, du fait de ses excellentes propriétés de glissement, une bonne mobilité angulaire des tubes réunis . la disposition en désordre des fibres de laine d t acier insérées dans la matière glissante élimine le risque de percée des fils à travers la couche de graphite, donc celui d'une usure des surfaces jointives . De plus, la laine d'acier, même faite de fils très minces, est économiquement plus avantageuse que les treillis mé métalliques comparables L'emploi de fils métalliques très minces présente l'avantage de ne pas percer aussi vite à travers la couche de glissement que les fils plus forts, donc plus rigides et plus enclins à occasionner l'usure des surfaces opposées .En conséquence, lorsque l'élément glissant est associé à un élément porteur constitué par une plaque faite de nappes de fibres, ces nappes compressibles assurent simultanément la bonne adaptation aux zones jointives à n'étanchéîser que d'une façon statique L'invention est décrite ci-après en détail en se référant à quelques exemples préférés, non limitatifs, de réalisation représentés sur les dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une coupe axiale montrant un joint articulé de tubulure d'échappement au moyen d'un premier mode de réalisation d'une bague d'étanché ité selon l'invention ; et - les figures 2, 3, 4 et 5 sont des coupes axiales de quatre autres variantes de la bague d'étanchéité selon l'invention La figure 1 montre le collecteur d'échappement 1 et le tuyau d'échappement 2 parcourus par les gaz d'échappement s'écoulant dans le sens des flèches 3-. Au point de jonction 4, l'extrémité du collecteur d'échappement 1 est déformée pour prendre la forme d'un segment de cuvette 5 . L'extrémité 6 du tuyau d'échappement 2 est cylindrique . Entre les deux tubes 1 et 2 est disposée une bague d'étanchéité 7 faite de graphite introduit par compression, renforcé de fibres d'acier .Sa surface latérale externe 10, en forme de segment de sphère, s' adapte à l'extrémité déformée 5 du collecteur d'échappement 1 et assure, du fait de ses bonnes propriétés de glissement, la mobilité angulaire des deux tubes l'un par rapport à l'autre Dans la variante de la figure 2, la bague d'étanchéité 12 est faite d'un élément glissant comprimé 14 en graphite et laine d'acier Dans la variante de la figure 3, la bague d'étanchéité 12 se compose d'un anneau porteur plan 13 en plaque de- fibre d'amiante, formant l'étanchéité statique avec le tuyau d'échappement 2, et d'un élément glissant 14 en laine d'acier et graphite, appliqué sur le premier Dans la variante de la figure 4, la bague d'étanchéité 15 se compose d'un élément annulaire porteur 16, de section transversale triangulaire avec surfaces joint tives étanches 17, 18 dirigées vers le tuyau d'échappement 2 et vers la bride 11 de ce dernier, et d'une couche de matière glissante appliquée 19 en laine d'acier et graphite Dans la variante de la figure 5, l'élément porteur 20 est un anneau de section rectangulaire sur lequel est appliqué un élément glissant 21 Dans la variante de la figure 6, l'élément annulaire porteur 22 est plié à angle droit de façon que la matière glissante 23 remplisse complètement la cavité et présente une couche glissante recouvrant la totalité de la surface latérale externe 24 REVEIEDICATIONS 1. Bague d'étanchéité pour l'étanchéisation de joints tubulaires articulés, telle'en particulier une bague d'étanchéité résistant aux températures éle vées pour l'étanchéisation des tubulures d'échap pement des moteurs à combustion interne, cette bague comportant au moins une surface latérale servant de surface de glissement, caractérisée en ce que la bague d'étanchéité (7) est faite d'une matière glissante comprimée, renforcée de laine de fibres métalliques incorporée 2. Bague d'étanchéité selon la Revendication 1, carac térisée en ce que la matière glissante est faite de graphite comprimé, en poudre, en flocons et/ou en feuilles minces 3.Bague d'étanchéité selon une quelconque des Reven dications 1 ou 2, caractérisée en ce que la matière glissante est faite de mica comprimé, en poudre, en flocons et/ou en feuilles minces 4. Bague d'étanchéité selon une quelconque des Reven dications 1, 2 ou 3, caractérisée en ce que la bague d'étanchéité (7, 12, 15) est appliquée par compression sur un élément porteur (8, 13, 16, 20, 22) formant l'élément statique étanche de l'ensem ble de la bague d'étanchéité (12, 15) . 5. Bague d'étanchéité selon la Revendication 4, ca ractérisée en ce que l'élément porteur (8, 13, 22) est réalisé à partir d'une matière annulaire en fibres d'amiante éventuellement renforcée d'élé ments métalliques 6. Bague d'étanchéité selon la Revendication 4, ca ractérisée en ce que l'élément porteur (8, 22) présente une section transversale en équerre 7. Bague d'étanchéité selon la Revendication 4, ca ractérisée en ce que l'élément porteur présente une section transversale triangulaire 8. Procédé de réalisation d'une bague d'étanchéité selon une quelconque des Revendications 4, 5, 6 ou 7, caractérisé en ce que la matière glissante (9, 14, 19, 21, 23) renforcée de laine de fibres métalliques est appliquée avec compression sur l'élément porteur (8, 13, 16, 20, 22) adéquatement conformé