Brevet FR2504637A1 — publié le 19821029

Matériau d'étanchéité métallique feuilleté et joint de culasse constitué d'un tel matériau. L'invention concerne un matériau d'étanchéité feuilleté en métal qui se prête particulièrement bien à la fabrication de joints de culasse pour moteurs à combustion interne, ce matériau se composant de deux couches de tissu métallique liées à une tôle d'acier perforée des deux côtés et constituant une couche inter- calée, ainsi que, le cas échéant, d'une matière de rem- plissage pressée dans les espaces creux, qui est à l'état final élastique et ne contient pas d'amiante. Un type de joints de culasse connus et éprouvés depuis longtemps se composent d'un tissu métallique croisé Le cas échéant, le fil de trame est enrobé d'amiante Dans ce dernier cas, un mélange de fibres d'amiante, de matières de remplissage, de liants et d'agents auxiliaires de vulcanisation est pressé dans les espaces creux et comme couche de matière souple pressé sur les surfaces. On connait également des matériaux d'étanchéité en matière souple se composant de matelas de fibres d'amiante laminés sur un support métallique normale- ment perforé et ensuite imprégnés d'une substance poly- mérisable De tels matelas de fibres d'amiante sont fabriqués à l'aide de machines à papier ordinaires et ainsi laminés, ou ils sont fabriqués à partir d'un mé- lange de fibres d'aminate et de liants et appliqués, à l'aide de laminoirs, directement sur le support per- foré. Dans tous ces matériaux d'étanchéité, une partie assez importante est donc en fibres d'amiante Ces fi- bres déterminent dans une large mesure les qualités de base du matériau d'étanchéité L'amiante possède avant tout la haute résistance à la température nécessaire et en plus, la fibre capillaire est relativement élas- tique et présente le comportement élastique souhaité pour un matériau d'étanchéité. Selon les connaissances récentes cependant, l'amiante est nuisible pour la santé, car, lors de l'usinage, les fines particules d'amiante peuvent provoquer des affections pulmonaires Dans tous les pays, on fait donc de gros efforts pour limiter, voire supprimer, l'utilisation de l'amiante De plus, l'amian- te, en tant que produit naturel, est sujet à un renché- rissement %croissant, du fait de l'épuisement progressif des gisements Pour toutes ces raisons, on essaie depuis quelque temps d'utiliser d'autres fibres remplaçant l'a- miante (par exemple, des fibres synthétiques organiques du groupe des polyamides),des fibres naturelles organi- ques (par exemple du coton) ou bien des fibres inorgani- ques (par exemple de la laine minérale ou de la laine de verre Jusqu'à présent toutefois, ces essais n'ont pas conduit à des résultats satisfaisants. Les qualités de base de ces matériaux d'étanchéi- té pour joints de culasse sont déterminées dans une large mesure par le degré de leur compression et par leur reprise élastique sous efforts dynamiques et ther- miques Cette corrélation détermine en fin de compte l'aptitude et le comportement d'un joint de culasse dans la liaison étanche entre le carter et la culasse. Cela est d'autant plus important qu'aujourd'hui, les constructeurs de moteurs réclament qu'aucun resser- rage du joint de culasse ne soit nécessaire, c'est jus- tement la partie de matière souple d'un matériau d'étan- chéité ainsi que sa structure qui déterminent ces deux valeurs. Il s'est avéré que l'inconvénient majeur de toutes ces formes de matière souple, créées à partir de ces différentes fibres de remnlacement ou de mé- langes de ces fibres réside dans le fait que leurs qualités de compressibilité et de reprise élastique sont peu satisfaisantes. Aussi est-ce le but de la présente invention que de créer un matériau d'étanchéité pour joints de culasse se composant essentiellement de matériaux mé- talliques Grâce à son organisation et à sa structure, ce matériau d'étanchéité peut complètement se passer de la partie en matière souple en n'importe quelles fibres, tout en possédant les caractéristiques néces- saires en ce qui concerne la compressibilité et la re- prise élastique. Suivant l'invention, ce problème est résolu à l'aide d'un matériau d'étanchéité feuilleté qui se compose de deux tissus métalliques appliqués de part et d'autre sur une tôle de support perforée des deux côtés et ensuite fixés fermement à cette tôle. On a constaté qu'une combinaison de deux couches de tissu métallique de ce genre, sans couche en matière- souple, ensemble avec une tôle perforée en métal inter- calée présente la même ou dans certains cas une meilleu- re caractéristique de déformation que les versions con- nues depuis des décennies, ayant une partie en matière souple contenant de l'amiante Cela est d'autant plus surprenant que les experts étaient d'avis qu'il n'était pas possible de se passer de la couche traditionnelle en matière souple et ce avant tout pour des raisons tenant à la déformation et à la capacité d'adaptation nécessaires. Le matériau d'étanchéité feuilleté suivant l'in- vention est fabriqué d'une manière relativement simple; les deux bandes de tissu avec la tôle perforée en métal intercalée sont amenées à travers un laminoir ou une calandre et comprimées sous une pression déterminée. Lors de ce processus, les dents ou arêtes de la perfo- ration de la tôle métallique pénètrent dans les espaces creux du tissu métallique et sont pressées de façon qu'elles forment une liaison stable. Lors du laminage du matériau d'étanchéité feuil- leté suivant l'invention, on applique de préférence une matière de remplissage vulcanisable se composant de silicate d'aluminium, de sulfate de baryum, de caout- chouc et d'agents auxiliaires de vulcanisation sur les surfaces des bandes de tissu, et le laminage s'effectue également dans les espaces creux Le seul rôle de ce matériau de remplissage est de remplir les espaces creux du matériau d'étanchéité et ainsi d'améliorer l'étan- chéité de section ainsi que la qualité de surface De cette manière, il est possible de se passer de mesures d'étanchéification supplémentaires dans la zone des passages des agents de refroidissement et des lubri- fiants Cette matière de remplissage n'a pas d'influence sur la caractéristique de déformation elle-même du maté- riau d'étanchéité feuilleté. La fabrication ultérieure s'effectue selon des procédés de fabrication connus; le profil du joint de culasse est découpé par estampage et les bords de la chambre de combustion sont munis de sertissures métal- liques spéciales. Lors des essais de moteur, les joints de culasse fabriqués à partir de ce matériau d'étanchéité feuilleté suivant l'invention ont présenté d'emblée de bons com- portements de déformation et de tassement ainsi qu'un couple résiduel de serrage élevé des vis du joint de culasse, de sorte qu'un resserrage n'était pas néces- saire. Cette dernière qualité est à attribuer à une réduction minime de l'épaisseur relative du joint de culasse en comparaison avec les matériaux d'étanchéi- té contenant des matières souples sous efforts dyna- miques avec des températures élevées dans le moteur. Grâce à cette invention, on a non seulement créé un matériau d'étanchéité ne contenant pas d'amiante, mais on a également trouvé une solution économiquement ren- table Toute une série de procédés compliqués, par exemple l'imprégnation et le séchage, peuvent être sup- primés En comparaison avec les matériaux d'étanchéité connus contenant une grande partie de matière souple, la dépense d'énergie totale pour mettre en oeuvre le procédé de fabrication de ce matériau est beaucoup moins élevée. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ail- leurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes de réalisation et d'appli- cation qui ont été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 Matériau d'étanchéité feuilleté, en particu- lier pour la fabrication de joints de culasse pour mo- teurs à combustion interne, comportant des tissus mé- talliques, caractérisé en ce qu'il est constitué d'une tôle perforée des deux côtés, intercalée entre deux couches de tissu métallique, l'ensemble étant comprimé de façon à former un matériau métallique feuilleté. 2 Matériau d'étanchéité feuilleté selon la re- vendication 1, caractérisé Dar le fait qu'une matière de remplissage vulcanisable se composant de silicate d'aluminium, de sulfate de batyum, de caoutchouc et d'agents auxiliaires de vulcanisation est pressée dans les espaces creux du matériau feuilleté. 3 Joint, en particulier joint de culasse pour moteurs à combustion interne, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un matériau d'étanchéité feuilleté conforme à la revendication 1 ou 2.