Brevet FR2522104A1 — publié le 19830826

La présente invention se rapporte à des joints d'é- tanchéité pour moteurs à combustion interne, notamment au type de joints d'étanchéité décrits dans le brevet G B 1 583 322 et dans la demande en cours G B 2 063 386, au nom du deman- deur. En général, les brevets décrits dans les documents mentionnés ci-dessus se sont avérés très satisfaisants Ce- pendant, on a rencontré deux circonstances o il s'est produit des fuites de gaz au bout de nombreuses heures de marche dans des conditions sévères d'alternance thermique. Lors de recherches effectuées à ce sujet, on a dé- couvert que de telles fuites se sont produites aux endroits o il existait une flexibilité importante ou une élasticité exces- sive dans la culasse. Lorsqu'un joint ondulé est comprimé, les ondulations formées par gaufrage doivent, lorsqu'elles sont correctement conçues, être comprimées à moins de 0,025 0,05 mm de l'é- paisseur de base du métal à partir duquel le joint d'étanché- ité est produit. En conséquence, quand une culasse est extrêmement flexible ou élastique, elle exerce sur le joint d'étanchéité un effet de martelage en cours de marche à pleine charge et dans des conditions extrêmes d'alternance thermique. Un cycle typique correspond à une montée de la tem- pérature du moteur de 90 'C en une minute pendant le cycle de fonctionnement à pleine puissance de une minute et demie, le moteur étant ensuite commuté dans la condition de ralenti en charge et la température du moteur étant réduite de 900 C en faisant passer de l'eau froide au travers du moteur pendant une minute et demie, de sorte qu'il est soumis à des chocs thermiques considérables. Cet effet de martelage exercé sur le joint d'étanché- ité se manifeste, dans la structure à très petites ondulations du joint comprimé, par un aplatissement complet à l'endroit o une fuite de gaz commence à se produire. U 104 On a trouvé, lors de travaux de recherches et de mi- ses au point, que si la partie ondulée était supportée après avoir été comprimée, le problème était complètement résolu. En conséquence, l'invention concerne un joint d'é- tanchéité comprenant une plaque métallique dans laquelle est formée une partie ondulée et un moyen pour supporter la par- tie ondulée en cours de compression. Ce support peut se présenter sous la forme d'une cale métallique plane ou préformée d'une épaisseur d'environ 0,05 mm, qui est engagée en dessous de l'une ou des deux par- ties ondulées entourant chaque alésage de cylindre. Bien qu'il soit toujours difficile de généraliser complètement, on a trouvé que, pour de petits moteurs légers, il était nécessaire, habituellement à cause de la faible char- ge de blocage disponible, de supporter seulement une partie ondulée alors que, sur de plus gros moteurs, il est préféra- ble de supporter les deux parties ondulées. * Cela s'applique également au joint d'étanchéité en une seule pièce du G B l 583 322 et au joint d'étanchéité en trois pièces du G B 2 063 386. D'autres avantages et caractéristiques de l'inven- tion seront mis' en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux des- sins annexés dans lesquels: La figure l est une coupe d'une partie d'un joint d'étanchéité conforme à un premier mode de réalisation de l'invention, La figure 2 est une coupe d'une partie d'un joint d'étanchéité conforme à un second mode de réalisation de l'in- vention, La figure 3 est une coupe d'une partie d'un joint d'étanchéité conforme à un troisième mode de réalisation de l'invention, Les figures 4 et 5 représentent des modifications du mode de réalisation de la figure 3. Sur les figures, ont a représenté un joint d'étanchéité 1 com- portant une ouverture 2 correspondant à un alésage de cylindre Une partie ondulée 3 a été formée autour de l'ouverture 2 et elle peut avoir la forme d'une seule ondulation ou bien, comme indiqué, la forme d'une double ondulation comme décrit dans le G.B 1 583 322. Sur la figure 1, une cale métallique plane ou préfor- mée 4 est fixée à l'intérieur d'une ondulation 5 de la partie ondulée 3, par exemple par soudage par points ou par collage. L'épaisseur de la cale 4 est d'environ 0,05 mm La cale 4 assu- re un support suffisant pour empêcher la partie ondulée d'être aplatie par martelage en cours d'utilisation. Le mode de réalisation de la figure 2 montre comment la cale 4 peut s'étendre transversalement aux deux parties on- dulées, par exemple dans de gros moteurs o un support plus im- portant est nécessaire. La figure 3 représente les cales de la figure 2 qui sont montées dans un joint d'étanchéité comme décrit dans le G.B 2 063 386 Il est prévu deux plaques métalliques exté- rieures 6, 6 ' et une plaque composite centrale 7 placée entre les deux premières plaques La plaque centrale 7 comprend une couche centrale en métal mou et des couches superficielles en métal dur qui sont liées à la couche centrale ou en font par- tie intégrante Ces couches superficielles dures sont de pré- férence durcies par laminage après une opération de recuit à blanc Les cales 4 peuvent être placées dans la partie ondu- lée supérieure, dans la partie ondulée inférieure, ou bien dans les deux parties ondulées et elles peuvent être disposées seu- lement dans une ondulation comme sur la figure 1 ou bien dans les deux ondulations comme sur la figure 2. Le support des deux ondulations de chaque partie on- dulée peut être assuré par deux cales séparées 4 ', 4 " (figure 4) ou bien par une seule cale profilée 4 "' (figure 5). A la place d'une cale métallique plate, on peut uti- liser comme moyen de support un fil métallique mais celui-ci n'est pas aussi efficace. Une partie ondulée supportée telle que décrite ci- dessus peut également être prévue autour de la périphérie du joint d'étanchéité. REVENDICATIONS 1 Joint d'étanchéité, caractérisé en ce qu'il comprend une plaque métallique ( 1) dans laquelle est ménagée une partie ondulée ( 3), ainsi qu'un moyen ( 4) pour supporter la partie ondulée pendant la compression. 2 Joint d'étanchéité selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le moyen de support comprend une cale métalli- que ( 4). 3 Joint d'étanchéité selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le moyen de support comprend un fil métalli- que. 4 Joint d'étanchéité selon la revendication 1, carac- térigé en ce qu'il comprend deux plaques métalliques ( 6,6 '), en ce que les parties ondulées respectives s'étendent vers l'exté- rieur et en ce qu'une plaque composite centrale ( 7) est dispo- sée entre les deux plaques métalliques précitées, cette plaque composite centrale ( 7) comprenant une couche centrale en métal mou et des couches superficielles en métal dur qui sont liées à celle-ci ou en font partie intégrante. Joint d'étanchéité selon la revendication 4, carac- térisé en ce que les surfaces de la plaque centrale composite en métal ont été durcies par laminage desdites surfaces après une opération de recuit à blanc. 6 Joint d'étanchéité selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que chaque plaque extérieure a, en section droite, une forme de double ondulation dans laquelle la distance entre un plan passant par les sommets des deux ondulations et un plan parallèle à celuici et passant par la base du creux existant entre les deux ondulations est notable- ment inférieure à la distance entre le premier plan et le plan de base de la plaque. 7 Joint d'étanchéité selon la revendication 6, carac- térisé en ce que le moyen de support est agencé pour supporter seulement une ondulation de la structure à double ondulation d'une ou bien des deux parties ondulées. 8 Joint d'étanchéité selon la revendication 6, carac- térisé en ce que le moyen de support est agencé pour supporter les deux ondulations de l'une ou bien des deux parties ondulées. 9 Joint d'étanchéité selon la revendication 8, carac- térisé en ce que le moyen de support comprend des fils ou cales métalliques séparés pour chaque ondulation de la structure à double ondulation. Joint d'étanchéité selon la revendication 8, carac- térisé en ce que le moyen de support comprend une seule cale métallique profilée de manière à supporter les deux ondulations de la structure à double ondulation. il Joint d'étanchéité selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 10, caractérisé en ce que l*ou les parties ondulées sont formées autour d'une ouverture correspondant à un alésage de cylindre.