Brevet FR2551169A1 — publié le 19850301

JOINT D'ETANCHEITE UNIVERSEL La présente invention se rapporte à des joints et en particulier à des joints comportant des moulures d'étanchéité permettant d'obtenir une force d'étanchéité à haute pression spécifique. Actuellement, les joints du type à moulures sont habituellement conçus pour chaque application spécifique afin de réaliser une étanchéité positive entre des passages, des orifices, des chambres, etc.., qui peuvent être formes à l'interface de sectionsplanescontiguëstelle que dans les assemblages de valves plaques ou feuilles empilées, par exemple. I1 est également courant, en particulier dans la conception et la fabrication de dispositifs de valves complexes, de développer différents prototypes en vue de les essayer et de les évaluer. Lorsque ces prototypes présentent différentes configurations de passages,- des joints différents sont exigés. Chaque joint présente bien entendu une configuration de surface d'étanchéité différente et exige, par conséquent, un moule spécifique qui n'est utile que pour la production de ce joint. Ces moules peuvent être très onéreux à réaliser et représentent ainsi un pourcentage important et inutile des frais de développement de ces dispositifs de valves. Le but de la présente invention est ainsi de proposer un joint de type universel capable d'assurer l'étanchéité à l'interface de deux surfaces en appui réciproque présentant différentes configurations de passages, d'orifices, de chambres ou équivalentsafin d'éliminer la nécessité d'utiliser des joints spécifiques et de réduire ainsi les frais d'investissement pour les moules des joints. Un autre objet de l'invention consiste à réaliser un joint de type universel capable d'assurer une étanchéité multidirectionnelle. Un autre but encore de l'invention est de proposer un joint de type universel possédant des surfaces d'étanchéité reliées entre-elles dans un réseau en forme de grille constitué de figures géométriques très concentrées. L'invention vise également à réaliser un joint de type universel présentant des moulures d'étanchéité de façon à faciliter l'usinage du moule du Joint. L'invention propose egalement de réaliser un joint de type orekver- sel doté de nervures d'étanchéité présentant une stabilité latérale a l'égard des déformations sous l'effet de la pression. Un autre objet encore de l'invention est de réaliser un joint de type universel dans lequel l'arrangement des surfaces d'étanchéité- pe-nn--et leur compression uniforme à un degré suffisant pour assurer l'étanchei-té positive aussi bien entre de grandes surfaces à étancher qu'entre des surfaces à étancher plus étroites. Les objectifs qui viennent d'être annoncés sont atteints selon la présente invention en utilisant un joint d'étanchéité présentant un réseau régulièrement espacé de surfacesd'étanchéité compressiblesen saillie,formé sur au moins l'une des surfaces du joint. Le modèle géométrique de ce réseau ou de cet arrangement en forme-de grille des moulures d'étanchéité est forme par la-liaison d'une pluralité de figurestriangulairesou quadrangulairesen nombres élevés, ce qui minimise la surface des espaces nonétanchés entre les moulures d'étanchéité dans toutes les directions du plan.Le modèle de moulure peut être formé sur l'un ou les deux cotés d'une feuille plane de matériau relativement mince qui sert d'armature entre les moulures d'étanchéité pour assurer la stabilité latérale à l'encontre des déplacements des moulures sous l'effet de la pression. L'arrangement géometrique du modèle de moulure peut être tel que les moulures viennent se placer en alignement afin de faciliter les opérations d'usinage pour la fabrication du moule.De plus, le modele géométrique des moulures est régulier et les intervalles entrelesmoulures sont d'un volume suffisant pour recevoir l'écoulement du matériau élastomère à partir duquel la moulure est formée lorsque cette moulure est mise en compression, en assurant ainsi une étanchéité uniforme à haute- pression spécifique entre les surfaces en contact à étancher, qu'elles présentent une surface relativement étroite ou relativement large. Selon la présente invention un joint universel peut être moulé dans des feuilles de forme standard et découpé ou formé de manière simple pour être utilisé entre des organes contigus ou identiques dans lesquels les différentes configurations de passages, d'orifices, de chambres, etc., sont formées à l'interface de ces organes contigus. D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention appa r Qnt a la texture de la dsription d'un mode de réalisation de l'invention faite à titre non limitatif et en regard du dessin annexé où: - la figure 1 est une vue en coupe partielle montrant deux organes en forme de plaques prises dans un assemblage de valves par empilage ainsi que le joint d'étanchéité selon l'inven tion interposé entre-elles pour assurer l'étanchéité entre les passages adjacents formés sur les surfaces en regard des organes en forme de plaques contiguës;; - la figure 2 est une vue partielle de dessus du joint d'étanchéité de la figure 1, l'un des organes en forme de plaque étant enlevé pour faire apparaitre un réseau de moulures d'étanchéité triangulaireset des lignes pointillees re présentant les canaux ménagés sur la surface en regard de l'autre organe en forme de plaque afin de former les passages sus-mentionnés lorsque les surfaces en contact des organes contigus sont assemblées; - la figure 3 est une vue en coupe partielle du joint d'étanchéité de la la figure 1 pris selon l'une des sections planes 3-3 montrant les moulures d'étanchéité du joint formées sur les faces opposees d'une partie centrale plane relative ment mince du matériau pour joint; et - bsfigures 4 et 5 sont des vues partielles en plan du joint de la fi gure 1 montrant d'autres reseaux géométriques dans le quel on peut former la configuration de mouluresd'étan cheité en forme de grille. Comme représenté sur les figures, le joint d'étanchéité 1 est constitue d'un arangement en forme de grille très concentré et fermé de moulures d'étanchéité 2 et 3 régulièrement espacees et formées sur les faces opposees d'une partie centrale plane 4. Dans le cadre de l'invention, il est evidemment possible de former les moulures d'étanchéité sur seulement une face de la partie centrale 4. De préférence, le joint est moulé sur des feuilles de format standard et est découpé ou formé à la taille et à la forme précise necessaire pour convenir à une application spécifique et pour présenter des passages ou ouvertures 5 pour réaliser n'importe quel passage vertical 6 tel que représenté à la figure 1. Grâce à l'arrangement en forme de grille des moulures d'étanchéité 2 et 3, le joint découpe peut être simplement placé entre les surfaces d'étanchéité d'organes plats contigus 7 et 8 tels que par exemple les organes plats d'un assemblage de valves empilees, sans se soucier de la configuration ou de la direction des passages horizontaux des orifices, des chambres, etc.. Ces passages horizontaux dans les assemblages de valves empilées sont formés de façon ~~ classique par des canaux ouverts 9 moulés ou usinés sur la face de l'un des organes plats tels que l'organe plat 8 et obtures par le joint 1 et l'organe plat contigu 7, lorsque les organes plats respectifs sont boulonnés ou appliqués l'un sur l'autre.Comme expliqué précédemment, un joint standard 1 selon la présente invention est universel en ce sens qu'il assure un -cheminement d'étanchéité dans toutes les directions permettant d'étancher ces passages horizontaux quelle que soit la configuration des passages. Les figures 1, 2 et 3 montrent différents modèles en forme de grille dans lesquels le joint 1 peut être moulé à partir d'un matériau élastomère élastique, dans lesquels les moulures d'étanchéité très concentrées 2 et 3 forment une multitude de figures géométriques fermées et compressibles, chacune étant reliée à la figure géométrique adjacente. Dans le modèle de la figure 1, la figure géométrique fermée est triangulaire telle que par exemple un triangle équilatéral tandis que dans les modeles en forme de grille des figures 4 et 5, les figures sont des qua drilateres fermés tels qu'un rectangle ou un carre. Un parallélogramme (non représenté) quelconque peut également servir de figure géométrique fermée. Tel-les que représentées sur la figure 3, les moulures d'étanchéité 2 et 3 viennent en saillie à partir d'une partie plane 4 et presentent une forme pyramidale ou en dépouille afin de faciliter l'enlèvement du. joint 1 de son moule (non représenté) et d'assurer la stabilité verticale de la moulure au cours de la compression des moulures d'étanchéité. Une zone creuse 10 est formée à l'intérieur de la moulure d'étanchéité fermée de chacune des figures géométriques pour recevoir la déformation de la moulure d'étanchéité lorsque le joint est mis en compression. La profondeur de ces zones creuses est définie par le renforcement formé par la partie plane centrale 4 du joint 1 et la hauteur de la moulure. Ce renforcement dans la zone de chaque creux assure une rigidité et une stabilité latérale aux moulures du joint pour éviter le glissement de la moulure.Il est également possible selon l'invention de réaliser des ouvertures dans la partie plate centrale 4 à l'intérieur des zones creuses 10 délimitées par les moulures d'étanchéité 2 et 3 des figures géométriques respectives. En principe, les moulures d'étanchéité 2 et 3 formant les figures geome- triques sont disposées de telle façon que leurs fdces latérales soient ali gnées afin de faciliter l'usinage du moule du joint pour former les moulures d'étanchéité. Le volume des zones creuses 10 doit être suffisant pour recevoir la déformation ou l'écoulement du matériau élastomère du joint au cours de la compression des moulures d'étanchéité et il dépend ainsi du degré de compression des moulures exigé pour obtenir la pression spécifique désirée et la profondeur des zones creuses. I1 constitue en retour une constante pour determiner la distance séparant les moulures d'étanchéité et, par conséquent, le nombre de figures géométriques apparaissant dans une unite de surface du modèle de joint en forme de grille.Alors que la dimension maxima entre les moulures d'étanchéité d'une figure triangulaire donnée est fournie par la moulure d'étanchéité formant l'un des côtés du triangle, on notera que si l'on désire former l'arrangement en forme de grille des moulures d'étanchéité à l'aide des figures quadrangulaires représentées sur les figures 3 ou 4, la dimension maxima critique entre les moulures d'étanchéité est constituée par-la diagonale. Un joint universel 1 selon la presente invention peut être disposé à l'entrée des organes plats 7 et 8 sans se soucier de la direction ou de la configuration des passages etc., à étancher. Grâce à la capacité d'étanchéité dans toutes les directions du modèle géométrique en forme de grille, au moins un cheminement d'étanchéité continu est formé entre deux quelconques des passages. Tel que représenté sur la figure 2, par exemple, ce cheminement continu d'étanchéité est formé par les moulures d'étanchéité 2a, 2b, 2c, 2d, 2e et 2f de plusieurs figures triangulaires adjacentes. Le cheminement d'étanchéité continu dans ce cas, presente une forme zigzaguante car les canaux 9 ne suivent pas un cheminement parallèle à l'un quelconque des cotés des figures triangulaires. La largeur maxima de ce cheminement zigzaguant apparaît lorsque les canaux 9 se placent perpendiculairement à l'un quelconque des côtes de la figure triangulaire et elle correspond, dans ce cas, à la distance maxima entre les moulures d'étanchéité formant une figure triangulaire. Lorsque les canaux 9 suivent un cheminement parallèle à l'un quelconque des côtés d'une figure triangulaire, le cheminement d'étanchéité continu entre les canaux est formé par les cotés alignés des figures triangulaires respectives, et, par consequent, est rectiligne. Lorsque les organes de valves contigus sont serrés fermement l'un sur l'autre, une étanchéité à haute densité est assurée en comprimant les moulures du joint le long du cheminement d'étanchéité entre les différentes passages formés à l'interface des organes plats contigus. De plus, le joint 1 est capable d'assurer également l'étanchéité de la zone entre un canal 9 et la périphérie extérieure des organes 7 et 8 d'une façon similaire pour assurer, de plus, une étanchéité à pression élevée à l'égard des fuites vers l'atmosphère. Les seules découpes transversales exigées sont celles nécessaires pour former des passages verticaux, ou en d'autres termes des passages traversant perpendiculairement à la surface d'étanchéité des organes plats 7 et 8, tels que le passage 5 dans l'exemple des figures 1 et 2. Dans le cas où une seule des faces de la partie plane A du joint 1 est dotee de mouluresd'étanchéité, le joint est mis en place entre les organes 7 et 8 de telle façon que les moulures viennent au contact de la surface en appui de l'organe 8 et que la partie plane 4 vienne au contact de la surface en appui de l'organe 7. Quel que soit le modèle de grille ou de réseau choisi selon les figures 2, 4 et 5, on notera que le modèle de moulure forme un cheminement d'étanchéité dans toutes les directions, qu'il soit rectiligne ou de forme zigzaguante selon la direction des canaux 9 par rapport aux figures géométriques triangulaires ou quadrangulaires et que la largeur maxima de ce cheminement d'étanchéité est inférieur à la distance minima entre les canaux 9. Un joint universel selon la présente invention est particulièrement utile pour développer des assemblages de valves complexes comportant des sections de plaques empilées dans lesquelles des passages sont formés le long de l'interface des sections planes contiguës. Comme de tels types de montage et de fonction de valves changent au cours du développement de ces assemblages de valves, des conceptions de prototypes évoluent et présentent différentes configurations de passages. Le joint standard, selon la présente invention, est bien adapté pour réaliser une étanchéité entre une configuration quelconque de ces passages sans exiger la réalisa- tion d'un joint spécifique. En conséquence, il n'est pas nécessaire de prévoir un moule de joint special pour chaque application de prototype et une économie considérable de frais est réalisée du fait qu'un seul moule pour joint est exigé. Bien entendu, la prés-ente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés et elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Joint universel pour rendre étanche l'interface entre les surfaces de deux organes contigus, ledit joint comportant une feuilles en matériau pour joint munie au moins sur l'une de ses faces d'une pluralite de figures géométriques fermees ayant chacune sur leur bord en saillie une surface d'étanchéité, lesdites figures géométriques étant reliées entre elles en formant un réseau, caractérisé en ce que lesdites surfaces d'etan- chéité (2, 3) desdites figures géométriques interconnectées forment au moins une surface d'étanchéité continue (2a, 2b, 2c, 2d, 2e et 2f), traversant ladite feuille en matériau pour joint. 2.- Joint universel pour rendre étanche l'interface entre ^es sur- faces de deux organes contigus, dont l'une au moins est munie de canaux sur la face de ladite surface pour former des passages lorsque les organes contigus sont serres l'un sur l'autre, ledit joint comportant une feuille en matériau pour joint munie au moins sur l'une de ses faces d'une pluralité de figures géométriques fermées ayant chacune sur leur bord en saillie une surface d'étanchéité, lesdites figures géométriques étant reliées entre elles en formant un réseau, caracterise en ce que lesdites surfaces d'étanchéité (2, 3) desdites figures géométriques interconnectées forment au moins une surface d'étanchéité continue (2a, 2b, 2c, 2d, 2e et 2f), traversant ladite feuille en materiau pour joint. 3.- Joint universel selon la revendication lou 2, caractérisé en ce que chacune des figures géométriques est fonnée par une moulure d'étanchéité (2, 3) en saillie sur ladite feuille en matériau pour joint afin de former ladite surface d'étanchéité (2a à 2f). 4.- Joint universel selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite feuille en matériau pour joint comporte de plus une partie plane (4) à partir de laquelle lesdites figures géométriques font saillie. 5.- Joint universel selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'au moins l'une des surfaces d'étanchéité continue (2a à 2f) est susceptible d'être mise en contact avec au moins l'un desdits organes (7-, 8) entre lesdits canaux (9). 6.- Joint universel selon la revendication lou 2,caracteriseen ce qu'au moins l'une desdites surfaces d'étanchéité continues (2a à 2f) traverse la face de ladite feuille en matériau pour joint selon un chemine- ment zigzaguant. 7.- Joint universel selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite surface d'étanchéité continue (2a à 2f) est susceptible de venir en contact avec ladite surface d'au moins l'un des organes (7, 8) entre lesdits canaux (9). 8.- Joint universel selon la revendication 7, caractérisé en ce que la largeur maxima du cheminement zigzaguant formé par ladite surface d'étanchéité continue est moindre que la dimension minima de ladite surface de l'un au moins desdits organes (7 ou 8) entre lesdits canaux (9). 9.- Joint universel selon l'une des revendications 1 à 5, carac térisé en ce que ladite surface d'étanchéité continue (2a à 2f) est mul tidi rectionnel le. 10.- Joint universel selon l'une des revendications 1 à 5, carac térisé en ce que le cheminement (2a à 2f) parcouru par au moins une surface d'étanchéité continue est sensiblement rectiligne. 11.- Joint universel selon l'une des revendications 1 à 5, carac terse en ce qu'au moins ladite surface d'étanchéité continue (2, 3) traverse ladite feuille en matériau pour joint selon un cheminement (2a à 2f) zigzaguant. 12.- Joint universel selon la revendication 11, caractérisé en ce que la largeur maxima dudit cheminement zigzaguant(2a à 2f) correspond a la dimension maxima entre lesdites surfaces d'étanchéité formant l'une des dites figures géométriques. 13.- Joint universel selon l'une des revendications 1 à 5, carac térisé en ce que ladite surface d'étanchéité (2, 3) formant lesdites figures géométriques, délimite une zone creuse (10) à l'intérieur de ladite surface d'étanchéité entre ladite partie plane (4) de ladite feuille en matériau pour joint et ladite surface d'étanchéité (2, 3). 14.- Joint universel selon l'une des revendications 1 à 5, carac térisé en ce que lesdites figures géométriques sont formées sur les deux faces opposées de ladite partie plane (4). 15.- Joint universel selon l'une des revendications 1 à 5, carac terse en ce que ladite partie plane (4) est continue. 16.- Joint universel selon l'une des revendications 1 à 5, carac térisé en ce que ladite partie plane (4) comporte un matériau de renforcement tel qu'une nappe tissée reliant lesdites moulures d'étanchéité (2, 3). 17.- Joint universel selon la revendication 16, caractérisé en ce que lesdites moulures d'étanchéité (2, 3) présentent une section transversale tronquée. 18.- Joint universel selon l'une-des revendications 1 à 5, carac térisé en ce que lesdites figures géométriques sont reliées entre-elles par une face commune. 19.- Joint universel selon la revendication 18, caractérisé en ce que lesdites figures géométriques présentent toutes la même forme. 20.- Joint universel selon la revendication 19, caractérisé en ce que lesdites figures géométriques présentent toutes la même taille. 21.- Joint universel selon la revendication 19, caractérise en ce que lesdites figures géométriques sont triangulaires. 22.- Joint universel selon la revendication 21, caractérisé en ce que lesdites figures géométriques sont des triangles équilatéraux. 23.- Joint universel selon la revendication 19, caracterise en ce que lesdites figures géométriques sont quadrangulaires. 24.- Joint universel selon la revendication 23, caractérisé en ce que ladite figure géométrique quadrangulaire est un parallelogramme. 25.- Joint universel selon la revendication 24, caractérisé en ce que ledit parallélogramme est un parallélogramme à angle droit. 26.- Joint universel selon la revendication 19, caractérisé en ce que les côtés formant lesdites figures géométriques sont alignés en ligne droite dans ledit réseau. 27.- Feuille en matériau destinée à être employée pour un joint selon une quelconque des revendications 1 ou 3 à 26 comportant une pluralité de figures géométriques, caractérisée en ce que chacune de ces figures est formée par une nervure d'étanchéité (2, 3) venant en saillie à partir d'une partie plane (4) de ladite feuille en matériau pour joint et en ce que lesdites figures géométriques formées par lesdites moulures d'etanchei- té (2, 3) sont reliées entre-elles selon un réseau pour former au moins une surface d'étanchéité continue (2a à 2f) traversant ladite face de la feuille en matériau pour joint.