Brevet FR2488054A1 — publié le 19820205

La présente invention concerne un joint hyperfréquence étanche aux fluides, résilient, composé d'un noyau métallique, élastique, compressible et d'éléments latéraux non métalliques, déformable élastiquement mais non compressible. Ce joint est notamment destiné à réaliser la continuité électrique ainsi que l'étanchéité aux fluides entre aeux pièces métalliques. Les joints dits "hyperfréquence" sont des joints métalliques placés entre deux pièces métalliques pour assurer la continuité de ltécran conducteur entre les deux pièces pour que des parasites ou des signaux électromagnétiques ne puissent passer cet écran. En général, de tels joints hyperfréquence doivent également assurer ltétanchéité de la jonction vis-à-vis de fluides, tels que de l'eau ou des gaz. On connaît déjà des joints hyperfréquence formés d'un noyau métallique compressible, constitué par un treillis, un tricot ou plus généralement un bourrelet métallique conducteur. Ce noyau est muni des deux côtés d'un élément en caoutchouc déformable, pour assurer ltétanchéité aux fluides. L'ensemble ainsi formé est généralement logé dans une rainure réalisée dans l'une des pièces ; l'autre pièce a une surface plane s'appuyant sur la partie libre du joint pour lté- craser. Or, la réunion de deux pièces avec interposition d'un joint hyperfréquence n'est jamais une réunion définitive, mais doit pouvoir se démonter. En effet, l'une des deux pièces peut tre un couvercle qu'il faut de temps à autre démonter pour accéder à l'intérieur du trou de l'autre pièce sans nécessiter le remplacement du joint qui est coûteux. Les problèmes de ltétanchéité à la fois aux hyperfréquences et aux fluides sont très différents suivant qu'il s'agit de pièces de grandes dimensions ou de pièces de très petites dimensions car les joints ne sont pas les mêmes et ne travaillent pas de la même manière. Lorsqu'il s'agit de pièces de petites dimensions utilisant des joints de dimensions réduites, le problème du mouvement de la masse à l'intérieur du joint est relativement négligeable. Par contre, lorsqu'il s'agit d'assurer ltétanchéité aux hyperfréquences et aux fluides entre deux pièces de dimensions Importantes affectées d:un jeu important pour assurer un écran radio-électrique aussi efficace que possible aux fréquences générales par une impulsion électromagnétique, électrique ou magnétique, notamment une explosion nucléaire5 il faut un joint de grandes dimensions si bien que les phénomènes ci-dessus ne sont plus négligeables. La déformation des éléments élastiques est importante. I1 en est de même de celle du noyau métallique. La matière du noyau risque de déborder à l'extérieur des bords francs de la rainure et d'être pincée. I1 en est de même des éléments en caoutchouc qui constituent des flancs pour ce noyau. Cela est préjudiciable à une bonne pression de contact des pièces ainsi qu'a' l'étanchéité aux fluides. De plus, lorsque le noyau ou les éléments ont ainsi été coincés accidentellement, sous la forte pression de serrage des deux pièces, le joint n'est plus réutilisable après ouverture. On ne peut remédier à ces inconvénients en diminuant la section au repos du noyau métallique car à l'état comprimé, le noyau n'assurerait plus une liaison conductrice suffisante et continue entre les deux pièces. I1 n'est pas non plus possible de résoudre le problème en utilisant d'une part un joint hyperfréquence seul et, d'autre part, un joint d'étanchéité aux fluides sans être conduit a une plus grande complexité ~(usinage de deux gorges) et être exposé aux risques de coincement. La présente invention a pour but de créer un joint hyperfréquence du type ci-dessus qui conserve ses caractéristiques de joint hyperfréquence, étanche aux fluides, même après de multiples compressions du joint lors du serrage et du desserrage des deux pièces l'une contre l'autre, qui soit d'une mise en place simple dans un logement de forme usuelle. A cet effet, l'invention concerne un joint caractérisé en ce que l'élément latéral élastique déformable a une hauteur supérieure à celle de la gorge et cet élément latéral est muni à sa partie sortante, d'une lèvre rabattable élastiquement par le rapprochement des deux pièces pour venir en partie déborder sur le noyau Les éléments latéraux évitent lors de la compression du Joint que le noyau métallique élastique et compressible ne déborde par rapport aux flancs de la gorge et ne soit coincé entre les pièces Le mouvement de rabattement des lèvres des éléments latéraux vers le noyau évite qu'elles mêmes ne soient coincées entre le bord de la gorge de l'une des pièces et l'autre pièce.Le mouvement de basculement est commandé à la fois par la compression du noyau dans la gorge qui entraîne les éléments latéraux contre le fond de la gorge et par le contact de la pièce métallique et des lèvres. Le mouvement de fermeture des lèvres ne se fait pas au détriment de la surface de contact électrique du noyau et de la pièce métallique. L'invention sera décrite à l'aide de divers exemples de réalisation d'un joint hyperfréquence représentés dans les dessins annexés dans lesquels - La figure 1 est une vue en coupe schématique de deux pièces à l'état desserré entre lesquelles est prévu un joint selon l'invention - La figure 2 est une vue en coupe analogue à celle de la figure 1 montrant les deux pièces à l'état serré, - Les figures 3A - 3E sont des vues en coupe de différents profils d'éléments élastiques de joints, selon l'invention. Selon la figure 1, un joint hyperfréquence de l'invention est destiné à réaliser la continuité électrique et l'étanchéité aux fluides entre deux pièces métalliques 1, 2 telles que par exemple une pièce de base 1 et un couvercle 2. La pièce 1 comporte une gorge 3 par exemple a'section rectangulaire ou en queue d'aronde présentant à son ouverture des bords francs 31. Le joint se compose d'un noyau métallique 41 tel qu'un bourrelet, un treillis ou un tissu métalliques qui assure la conduction électrique entre le fond 32de la gorge 3 et la surface antagoniste 21 de la pièce 2, lorsque les pièces 1 et 2 sont réunies par l'intermédiaire du joint. De part et d'autre du noyau 41 se trouvent deux éléments latéraux 42 élastiquement déformables mais non compressibles ou très légèrement compressibles en forme de deux flancs par exemple identiques et symétriques, qui se composent d'une lèvre 421 et d'un corps 422. La lèvre 421 est recourbée dans sa position de repos ou lors du serrage en direction du noyau de façon à venir légèrement par-dessus celui-ci. La figure 1 montre le joint à l'état non comprimé. Dans cette position, les bords inférieurs des corps 422 des deux éléments latéraux 42 sont à une certaine distance du fond 32 de la gorge 3 ; les bords supérieurs des lèvres 421 se trouvent en contact avec la partie supérieure du noyau 41. La figure 2 montre le joint à l'état comprimé lorsque les pièces 1 et 2 sont serrées l'une contre l'autre. Lorsque la pièce 2 se rapproche de la pièce 1, elle rencontre tout d'abord le sommet du noyau 41 écrase celui-ci et lienfonce plus complètement dans la gorge 3. Que le noyau 41 soit fixé aux deux éléments latéraux 42 ou qu'il soit simplement en contact de ceux-ci, l'état de surface du noyau fait que le glissement relatif entre le noyau 41 et les deux éléments latéraux 42 est pratiquement nul. C'est ainsi que, lorsque le noyau 41 est poussé contre le fond de la rainure 3, au cours de sa déformation et de sa compression, il entraîne les éléments latéraux 42 qui viennent s'appuyer contre le fond 32 de la gorge 3 et en même temps les lèvres 421 qui touchent les bords francs 31 et les parois latérales 33 de la rainure 3, sont poussées vers le noyau 41 et recouvrent celui-ci partiellement en évitant que le noyau 41 ne puisse déborder latéralement et venir dans l'intervalle entre les deux pièces 1 et 2 à l'extérieur des bords francs 31 de la gorge 3. Le noyau 41 réagitsur les lèvres 421 pour les appliquer contre la pièce 2 et augmenter l'étanchéité. Lorsqu'on défait la pièce 1 de la pièce 2, l'élasticité du noyau 41 fait que celui-ci revient dans sa position initiale voisine de celle de la figure 1 et entraîne, au cours de son mouvement de détente, les éléments élastiques 42 en les dégageant du fond et en leur faisant prendre une position voisine de celle de la figure 1. Le joint est ainsi détendu et lorsqu'on serre de nouveau les pièces 1 et 2, le noyau 41 est comprimé et agit sur les éléments élastiques, comme cela a été décrit en relation avec la figure 1. Les dimensions relatives du noyau 41 et des éléments latéraux 42 sont choisies pour quà l'étant comprimé du joint les lèvres 421 des éléments latéraux 42 recouvrent une partie aussi réduite que possible de la surface supérieure du noyau 41 pour réduire au minimum la surface de contact entre le noyau 41 et la pièce 2. Selon l'invention, pour arriver à ce résultat tout en évitant tout risque de débordement du noyau 41, la hauteur des éléments latéraux 42 est légèrement supérieure à la hauteur (ou profondeur) de la gorge 3 et la hauteur du noyau 41 est supérieure à celle des éléments latéraux. Les dimensions relatives du noyau 41 et des éléments latéraux 42 sont prises au repos lorsque le joint est placé dans sa gorge 3. Lorsque les éléments latéraux 42 sont fixés au noyau 41 par exemple par collage, la différence de hauteur est répartie suivant le cas également ou inégalement par rapport à la hauteur du noyau, pour laisser la partie supérieure du noyau plus ou moins dégagée (au repos). Cette disposition relative est destinée à favoriser le déplacement relatif du noyau 41 et des éléments latéraux 42 lors du serrage du joint dans la gorge 3. Le noyau 41 est un bourrelet métallique, un treillis métallique ou un tricot métallique, qui est élastique et compressible, ou un matériau composite élastique et conducteur. Les éléments latéraux 42 qui en général bordent de part et d'autre le noyau 41 mais qui pourraient le cas échéant se limiter à un seul élément 42 pour certaines formes de gorges 3, sont élastiques mais non compressibles ; ces éléments 42 sont en un matériau tel que du caoutchouc compact, une matière synthétique, compacte et souple ou autre. A titre d'exemple, pour réaliser un joint destiné à une gorge en queue d'aronde à section trapézoidale dont la petite base est égale à 30 mm, la grande base 8 35 mm et la hauteur à 22 mm, on utilise de préférence un noyau métallique comprimable de l'ordre de 30 à 35 mm en position de repos et des éléments élastiques d'une hauteur de 25 mm et une épaisseur de l ordre de 3 mm. Les figures 3A - 3E représentent diverses sections d'éléments élastiques 42A, 42B, 42C et 42D. La figure 3A montre une section de l'élément élastique du mode de réalisation des figures 1 et 2. Cet élément 42A se compose d'un corps 422A sensiblement rectangulaire ou trapézoidal relié à une lèvre 421A en forme de faucille se terminant par une pointe 423A. La lèvre 421 présente un bossage ou dos 424A qui vient coopérer avec le bord franc 31 ou la paroi latérale 32 (suivant sa position d'introduction) de la rainure 3 pour provoquer un mouvement de pivotement de la lèvre dans le sens de la flèche F, et venir coiffer dans une certaine mesure le noyau (non représenté). Dans le mode de réalisation de la figure 3B qui est une coupe analogue à celle de la figure 3A, l'élément 42B a un corps 422B relié à une lèvre 421B droite, inclinée par rapport au corps 422B. La flèche F montre également le mouvement de pivotement de la lèvre 421B sous l'effet de la pression de serrage lors de la réunion des deux pièces dont il faut assurer l'étanchéité. La coupe de la figure 3C montre une variante 42C analogue à celle de la figure 3B sauf que la lèvre 421C est délimitée dans son bord intérieur par une partie courbe qui se poursuit sur le corps 422C. La variante de la figure 3D montre un élément 42D formé d'un corps 422D terminé par une lèvre 421D. Cette lèvre constitue en quelque sorte le prolongement du corps 422D avec toutefois une partie coupée en biais de façon à favoriser l'inclinaison de cette lèvre dans le sens de la flèche F sous l'effet de la poussée exercée lors du serrage des pièces 1 et 2 l'une contre l'autre. La figure 3E montre un élément latéral 42E formé d'un corps 422E à section rectangulaire terminé par une lèvre 421E recourbée de fabrication. Alors que, dans les exemples des figures 3A - 3E, le corps 422A - 422E est de section rectangulaire ; on peut améliorer la fixation du joint dans sa gorge en munissant la surface extérieure du corps d'un bourrelet ou plus généralement d'une saillie 425F, 425G, 425H de diverses formes (Figures 3F, 3G, 3H). Le choix de la section du corps 422A - 422E ou l'existence de parties en saillie 425G - 425H permettent de ne pas coller le joint latéralement dans sa gorge lorsque la pièce munie de la gorge est un couvercle, etc... c'est-à-dire lorsque le joint risque de tomber de la gorge. Cet avantage n'est pas négligeable car tout collage latéral d'un joint est à éviter puisqu'il réduit la souplesse du joint et complique l'entretien. Comme indiqué précédemment, les éléments latéraux 42 et le noyau 41 peuvent être réunis par collage ; ce collage doit être suffisamment limité en surface pour ne pas nuire aux mouvements relatifs des éléments latéraux 42 et du noyau 41. Le collage peut se faire suivant des points, une ligne médiane, etc... La solution de l'invention permet de résoudre le problème de la double étanchéité (hyperfréquence, fluide) en employant une force de serrage plus faible et en obtenant une étanchéité aux fluides meilleure, sans nuire à l'étanchéité aux hyperfréquences, cela du fait de ltinteraction mécanique entre le noyau et les éléments latéraux. De plus, les éléments latéraux retiennent le joint dans la gorge, ce qui ne serait pas possible pour un noyau métallique seul sauf si le noyau a une section suffisante pour se retenir dans la gorge mais au risque de déborder et de se coincer entre les pièces, ou si le noyau a une section réduite évitant le coincement à condition d'être collé à fond de gorge à laide d'une colle conductrice (ce qui complique l'entretien). REVEND ICAT IONS 1 ) Joint hyperfréquence étanche aux fluides destiné à assurer la continuité électrique vis-à-vis des hyperfréquences ainsi que l'étanchéité aux fluides entre deux pièces métalliques dont l'une au moins comporte une gorge destinée à recevoir le joint, joint formé dlun noyau métallique compressible muni, sur l'un au moins de ses côtés, d'un élément latéral déformable élastiquement, non compressible, joint caractérisé en ce que l'élément latéral (42) élastique déformable a une hauteur supérieure à celle de la gorge (3) et cet élément latéral (42) est muni, à sa partie supérieure, d'une lèvre -(421) rabattable élastiquement par le rapprochement des deux pièces (1, 2) pour venir en partie déborder sur le noyau (41) 20) Joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément latéral (42) a une section formée d'une partie sensiblement rectangulaire (422) venant en contact avec la partie principale du noyau (41) et une lèvre (421) supérieure recourbée ou susceptible d'être recourbée sur une partie du noyau (41) par effet de fléchissement lors du serrage des deux pièces (1, 2) l;une contre l'autre. 30) Joint selon la revendication 2, caractérisé en ce que la lèvre de l'élément latéral (42A) a en coupe une forme courbe en faucille, dont la partie convexe (424A) est en saillie par rapport au corps (422A). 40) Joint selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'élément latéral (42B, 42C) est composé d'un corps (422B, 422C) à section sensiblement rectangulaire terminé par une lèvre droite (421B, 421C) faisant un certain angle par rapport au corps (422B, 422C). 50) Joint selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'élément latéral (42D) a une section rectangulaire (422D) terminée par une lèvre (421D) à section triangulaire, le sommet du triangle étant situé du côté du noyau (41) pour prédéterminer la direction de basculement de la lèvre (421D) par dessus le noyau (41).