Brevet FR2636397A1 — publié le 19900316

JOINT D'ETANCHEITE EN ACIER LAMINE AVEC UNE LARGE SURFACE D'ETANCHEITE La présente invention concerne un joint d'étanchéité en acier laminé pour un moteur à combustion interne qui peut fournir une compression d'étanchéité large et élevée pour assurer l'étanchéité autour d'un orifice. Le joint d'étanchéité en acier laminé de la présente invention peut être largement utilisé, par exemple en tant que joint d'étanchéité normal placé entre deux blocs-moteurs, comme joint de culasse de cylindre et joint de collecteur d'admission. Lorsque le joint de la présente invention est utilisé comme joint de culasse, il peut assurer l'étanchéité autour d'orifices du cylindres Hc, d'orifices pour l'eau Hw, d'orifices pour l'huile Ho, d'orifices pour les écrous Hb et autres orifices similaires, comme illustré sur la figure 1. Cependant, il est préférable de l'utiliser pour l'étanchéité autour d'un orifice relativement important, tel qu'un orifice du cylindre Hc. L'objectif principal d'un joint d'étanchéité est d'assurer l'étanchéité autour d'un orifice. Donc, lors de la conception d'un joint d'étanchéité, on examine comment l'étanchéité d'une partie autour d'un orifice est assurée de façon fiable. A cet égard, plusieurs procédés ont été proposes. Un des procédés conventionnels pour assurer l'étanchéité autour d'un orifice est de former un bourrelet autour de l'orifice. Comme illustré sur la figure 2, par exemple, un joint d'étanchéité 20 comprend un plateau supérieur 21, un plateau inférieur 23 et un plateau intermédiaire 22 présentant un bourrelet 22a autour d'un orifice du cylindre Hc. Dans le joint d'étanchéité 20, le bourrelet 22a fournit uniquement une compression d'étanchéité autour de l'orifice du cylindre Hc. De ce fait, du fluide traversant l'orifice Hc peut pénétrer entre les plateaux. La capacité du joint à assurer l'étanchéité n'est pas bonne. Si on examine l'art antérieur, un joint d'étanchéité 25 tel qu'illustré sur la figure 3 a été proposé dans le document n 193 215 déposé le 11 Mai 1988. Le joint d'étanchéité 25 comprend un plateau supérieur 26 présentant une partie incurvée 26a et une bride 26b, et un plateau inférieur 27. Le joint 25 peut assurer une bonne étanchéité autour de l'orifice Hc. Cependant, comme une surface autour de l'orifice Hc est étanchéisée uniquement par la partie incurvée 26a, la surface d'étanchéité qui crée la compression d'étanchéité est relativement étroite. En outre, comme la partie incurvée peut appuyer fortement contre les blocs-moteurs, si ceux-ci sont faits d'un alliage d'aluminium, ils peuvent se déformer à l'endroit de la partie incurvée. Donc, on souhaite obtenir un joint d'étanchéité présentant une surface d'étanchéité relativement importante qui n'affecte pas les blocs-moteurs. De ce fait, un objectif de la présente invention est de fournir un joint d'étanchéité en acier laminé qui peut assurer une compression d'étanchéité élevée et large autour d'un orifice destiné à être rendu étanche. Un autre objectif de la présente invention est de fournir un joint d'étanchéité en acier laminé comme mentionné ci-dessus qui ne cause aucun dommage aux parties entrant en contact avec lui. Un objectif supplémentaire de la présente invention est de fournir un joint d'étanchéité en acier laminé comme mentionné ci-dessus facile et économique à fabriquer. Selon la présente invention, un joint d'étanchéité en acier laminé est conçu pour être monté dans un moteur à combustion interne présentant au moins un orifice à l'intérieur. Le joint d'étanchéité comprend un premier plateau présentant au moins un premier trou correspondant au trou du moteur et un deuxième plateau adjacent au premier plateau. Le premier plateau est pourvu d'une partie de base, d'au moins une partie incurvée pour définir le premier trou, et d'une bride située au- dessus de la partie de base. La partie incurvée et la bride sont d'un seul tenant avec la partie de base. Le premier plateau est en outre pourvu d'au moins une paroi latérale formée soit sur la partie de base, soit sur la bride adjacente à la partie incurvée pour entourer le premier trou. La paroi latérale peut être formée perpendiculairement ou en diagonale par rapport à l'élément ne servant pas à la former, c'est-à- dire soit par rapport à la partie de base ou à la bride. L'épaisseur entre la bride et la partie de base à l'intérieur de la paroi latérale est supérieure à l'épaisseur entre la bride et la partie de base à l'extérieur de la paroi latérale. De ce fait, une surface autour du premier trou entourée par la paroi latérale et la partie incurvée forme une partie en forme d'embossage. La partie en forme d'embossage est essentiellement plate et parallèle à la partie de base ou à la bride lui faisant face. Lorsque le joint d'étanchéité est serré, la partie en forme d'embossage forme à cet endroit une pluralité de bourrelets nervurés pour assurer ainsi l'étanchéité autour du premier trou. Le deuxième plateau est placé à un côté du premier plateau portant la bride et est pourvu d'au moins un deuxième trou. Le diamètre du deuxième trou est supérieur au diamètre extérieur de la bride. De ce fait, lorsque le premier et le deuxième plateaux sont montés ensembles, la bride se trouve à l'intérieur du deuxième trou. Dans le joint d'étanchéité de l'invention, des plateaux extérieurs peuvent être formés dans le but de protéger le premier et le deuxième plateaux. En outre, un plateau pourvu d'un bourrelet peut être placé entre le premier et le deuxième plateaux, le bourrelet étant placé sous la partie en forme d'embossage. Dans les dessins joints: - la figure 1 est une vue partielle en plan d'un joint d'étanchéité conventionnel en acier laminé; - la figure 2 est une vue en coupe agrandie le long de la ligne 2-2 de la figure 1; - la figure 3 est une vue en coupe, identique à celle de la figure 2, illustrant une invention liée à celle-ci; - la figure 4 est une vue en coupe en perspective d'une partie d'un premier mode de réalisation d'un joint d'étanchéité en acier laminé de la présente invention; - la figure 5 est une vue en coupe explicative pour illustrer la condition dans laquelle le joint de l'invention est comprimé; et - les figures 6 à 12 sont des vues en coupe, identiques à la figure 2, pour illustrer les deuxième à huitième modes de réalisation du joint d'étanchéité de l'invention. En référence aux figures 4 et 5, celles-ci illustrent un premier mode de réalisation A d'un joint d'étanchéité en acier laminé de la présente invention. Le joint d'étanchéité A tel qu'illustré dans les figures 4 et 5 est un joint de culasse, similaire à la figure 1, et est pourvu d'une pluralité d'orifices, c'est-à-dire des orifices des cylindres Hc, des orifices pour l'eau Hw, des orifices pour l'huile Ho et des orifices d'écrou Hb. Des zones autour des orifices des cylindres Hc sont étanchéisées selon la présente invention. Cependant, si nécessaire, des zones autour des orifices pour l'eau Hw, des orifices pour l'huile Ho et des orifices pour les écrous Hb peuvent être étanchéisées également. Le joint d'étanchéité A comprend un plateau supérieur A30 et un plateau inférieur A31 placé sous le plateau supérieur A30. Le plateau supérieur A30 est pourvu d'une partie de base A30a s'étendant essentiellement à travers toute la surface du joint d'étanchéité, d'une paroi latérale en diagonale A30b s'étendant en diagonale et vers le haut depuis la partie de base A30a autour de l'orifice du cylindre Hc, et d'une partie en forme d'embossage A30c. Le plateau supérieur A30 comprend également une partie incurvée A30d autour de l'orifice du cylindre Hc pour définir celui-ci, et une bride A30e située sous la partie en forme d'embossage A30c. La bride A30e est écartée de la partie en forme d'embossage A30c et est placée parallèlement à celle-ci, de sorte qu'un espace est défini entre la bride A30e et la partie en forme d'embossage A30c. Une partie d'extrémité de la bride A30e est située sous la partie de base A30a. Lorsque le plateau supérieur A30 est formé, la partie en forme d'embossage A30c est d'abord traitée. C'est-à-dire que la paroi latérale en diagonale A30b est d'abord formée, puis un bord supérieur de la partie incurvée A30d est courbé. Le bord supérieur de la partie incurvée peut être courbé avant que ne soit formée la paroi latérale en diagonale A30b. Puis, la bride A30e est tournée pour être placée sous la partie en forme d'embossage A30c, ce qui forme la partie incurvée A30d. Le plateau inférieur A31 est un plateau plat situé sous la partie de base A30a du plateau supérieur A30. Le plateau inférieur A31 présente un orifice A32. Le diamètre de l'orifice A32 est supérieur au diamètre extérieur de la bride A30e. Lorsque le joint d'étanchéité A est monté, le plateau inférieur A31 est situé sous le plateau supérieur A30 de sorte que la bride A30e est placée dans l'orifice A32. Le plateau inférieur A31 n'est pas superposé sur la bride A30e. Lorsque le joint A ainsi monté est placé entre une tête de cylindre X et un bloc-cylindre Y et qu'il est serré entre celles-ci comme illustré sur la figure 5, la partie en forme d'embossage A30c est comprimée. Comme la partie en forme d'embossage A30c est entouréepar la paroi latérale en diagonale A30b et par la partie incurvée A30d, la pression de serrage est concentrée à l'endroit de la partie en forme d'embossage A30c. De ce fait, une pluralité de bourrelets nervurés sont formés sur la partie en forme d'embossage A30c. Dans le joint d'étanchéité A, comme la partie en forme d'embossage A30c entourée par la paroi latérale en diagonale A30b et la partie incurvée A30d est relativement large, une compression d'étanchéité relativement large est appliquée autour de l'orifice du cylindre Hc. Ceci veut dire que la compression d'étanchéité n'est pas concentrée sur une surface étroite et est répartie de manière uniforme autour de la partie en forme d'embossage A30c. De ce fait, les caractéristiques d'étanchéité sont suffisamment améliorées. Egalement, la tête de cylindre n'est pas endommagée par les bourrelets nervurés. La figure 6 illustre un deuxième mode de réalisation B d'un joint d'étanchéité en acier laminé de la présente invention. Le joint d'étanchéité B comprend un plateau B30 avec une partie en forme d'embossage B30c et une bride B30e, ainsi qu'un plateau B31, comme le joint d'étanchéité A. Cependant, une paroi latérale en diagonale B30b est formé de manière à s'incurver doucement par rapport à une partie de base B30a et à la partie en forme d'embossage B30c. Comme la paroi latérale en diagonale B30b est incurvée doucement, il est possible de réduire la fatigue du métal à l'endroit du plateau B30 lorsque la paroi latérale en diagonale B30b est formée. De ce fait, la résistance à l'endroit de la paroi latérale en diagonale B30b est améliorée. En outre, le joint d'étanchéité B est pourvu d'un plateau extérieur supérieur B33, et d'un plateau extérieur inférieur B34. Le plateau extérieur supérieur B33 présente une ouverture correspondant au trou du cylindre Hc et est placé au dessus du plateau B30. Le plateau extérieur inférieur B34 présente une ouverture correspondant au trou du cylindre Hc et est placé en dessous du plateau B31. Dans le joint d'étanchéité B, la résistance est accrue. De même, le joint d'étanchéité B est utile lorsqu'un joint épais est requis. La figure 7 illustre un troisième mode de réalisation C d'un joint d'étanchéité en acier laminé de la présente invention. Le joint d'étanchéité C comprend un plateau supérieur C30 avec une partie en forme d'embossage C30c et une bride C30e, et un plateau inférieur C31, tout comme le joint d'étanchéité A. Dans le joint d'étanchéité C, l'épaisseur du plateau supérieur C30 est supérieure à celle du plateau inférieur C31. De ce fait, on obtient une compression d'étanchéité élevée autour de l'orifice du cylindre Hc. Le joint d'étanchéité C est utile lorsqu'une compression d'étanchéité élevée est requise. la figure 8 illustre un quatrième mode de réalisation D d'un joint d'étanchéité en acier laminé de la présente invention. Le joint d'étanchéité D comprend un plateau supérieur D30 présentant un orifice D32, et un plateau inférieur D31 placé sous le plateau supérieur D30. Le plateau inférieur D31 présente une partie incurvée D31d, et une bride D31e o sont formées une paroi latérale en diagonale D31b et une partie en forme d'embossage D31c. Ceci veut dire que, tandis que, dans le joint d'étanchéité A, la partie en forme d'embossage A30C est formée sur la partie de base A30a, dans le joint d'étanchéité D, la partie en forme d'embossage D31c est formée sur la bride D31e. Lorsque le joint D est monté, la bride D31e est placée dans l'orifice D32 du plateau supérieur D30. La partie en forme d'embossage D31c forme une légère saillie vers l'extérieur à partir de la surface supérieure du plateau supérieur D30. Le joint d'étanchéité D fonctionne comme le joint d'étanchéité A. La figure 9 illustre un cinquième mode de réalisation-E d'un joint d'étanchéité en acier laminé de la présente invention. Le joint d'étanchéité E comprend un plateau E30 avec une partie en forme d'embossage E30c et une bride E30e, et un plateau E31, tout comme le joint d'étanchéité A. Cependant, le joint d'étanchéité E comprend en outre un plateau extérieur supérieur E33, un plateau extérieur inférieur E34 et un plateau E35 placé entre le plateau extérieur inférieur E34 et le plateau E31. Le plateau extérieur supérieur E33 présente une partie incurvée E33a pour définir l'orifice du cylindre Hc, et une bride E33b placée sous une partie du plateau extérieur inférieur E34. Ceci veut dire que les plateaux E30, E31 sont complètement recouverts par les plateaux extérieurs E33, E34. Le joint d'étanchéité E est utile dans le cas o un joint d'étanchéité épais est requis. La figure 10 illustre un sixième mode de réalisation F d'un joint d'étanchéité en acier laminé de la présente invention. Le joint d'étanchéité F comprend un plateau supérieur F30 avec une partie en forme d'embossage F30c et une bride F30e, ainsi qu'un plateau inférieur F31, tout comme le joint d'étanchéité A. Cependant, le joint d'étanchéité F comprend de surcroît un plateau intermédiaire F36 placé entre le plateau supérieur F30 et le plateau inférieur F31. Le plateau intermédiaire F36 présente un bourrelet F36a autour de l'orifice du cylindre Hc sous la partie en forme d'embossage F3Oc pour supporter celle-ci. De ce fait, lorsque le joint d'étanchéité F est serré, la partie en forme d'embossage F30c, particulièrement le centre de la partie en forme d'embossage F30c, est supportée par le bourrelet F36a pour assurer ainsi une compression d'étanchéité importante. Le joint d'étanchéité F est utile dans le cas o une compression d'étanchéité importante est requise. La figure 11 illustre un septième mode de réalisation G d'un joint d'étanchéité en acier laminé de la présente invention. Le joint d'étanchéité G comprend un plateau G30 avec une partie en forme d'embossage G30c et une bride G30e, un plateau G31, et un plateau G36 avec un bourrelet G36a, tout comme le joint d'étanchéité F. Cependant, le joint d'étanchéité G comprend en outre un plateau extérieur supérieur G33 situé au-dessus du plateau G30, un plateau extérieur inférieur G34 situé sous le plateau G31, et un plateau G37 situé entre le plateau G33 et le plateau G30. Le plateau G37 sert de plateau de régulation de la pression de surface pour la partie en forme d'embossage G30c et le bourrelet G36a. Le plateau extérieur supérieur G33 présente une partie incurvée G33a pour définir l'orifice du cylindre Hc, et une bride G33b située sous une partie du plateau extérieur inférieur G34. Ceci veut dire que les plateaux G30, G31 sont complètement recouverts par les plateaux G33, G34. Le joint d'étanchéité G est utile dans le cas o un joint d'étanchéité épais permettant une compression d'étanchéité importante est requis. La figure 12 illustre un huitième mode de réalisation H d'un joint d'étanchéité en acier laminé de la présente invention. Le joint d'étanchéité H comprend un plateau supérieur H30 avec une partie en forme d'embossage H30c, et une bride H30e, ainsi qu'un plateau inférieur H31, tout comme le joint d'étanchéité A. Cependant, dans le joint d'étanchéité H, le plateau supérieur H30 présente une paroi latérale verticale H30b. Comme la paroi latérale verticale H30b est plus résistante qu'une paroi latérale en diagonale, c'est-à-dire la paroi A30b, lorsqu'on lui applique une pression verticale, la partie en forme d'embossage H30c peut assurer une forte compression d'étanchéité lorsque le joint d'étanchéité H est serré. Le joint d'étanchéité H est utile lorsqu'une compression d'étanchéité importante est requise. Dans la présente invention, le joint d'étanchéité est pourvu à la base d'un premier plateau présentant une partie en forme d'embossage relativement large autour d'un orifice devant être étanchéisé, et d'un deuxième plateau placé à un côté du premier plateau portant une bride. Comme la partie en forme d'embossage, lorsqu'elle est comprimée, forme une pluralité de bourrelets nervurés, on obtient une compression d'étanchéité relativement forte et large. De ce fait, une zone autour de l'orifice est étanchéisée de manière sûre par la partie en forme d'embossage. Lorsqu'un bourrelet est placé sous la partie en forme d'embossage, celleci est supportée par le bourrelet. En conséquence, une portion de la partie en forme d'embossage supportée par le bourrelet assure une forte compression d'étanchéité à cet endroit. Dans la présente invention, il est possible de régler la compression d'étanchéité en combinant la partie en forme d'embossage et le bourrelet de support. Bien que l'invention ait été expliquée en se référant aux modes de réalisation spécifiques de l'invention, l'explication n'a été donnée qu'à titre d'exemple et l'invention n'est limitée que par les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Joint d'étanchéité en acier laminé pour un moteur à combustion interne ayant au moins un orifice, caractérisé en ce qu'il comprend: un premier plateau (A30) présentant au moins un premier trou correspondant au trou du moteur, ledit premier plateau comportant une partie de base (A30a), au moins une partie incurvée d'un seul tenant (A30d) avec la partie de base de manière à s'étendre latéralement par rapport à la partie de base pour définir le premier trou, au moins une bride (A30e) d'un seul tenant avec la partie incurvée et située sur un côté de la partie de base de manière à s'étendre essentiellement parallèlement à la partie de base, et au moins une paroi latérale (A30b) formée soit sur la partie de base, soit sur la bride adjacente à la partie incurvée pour entourer le premier trou de telle sorte que l'épaisseur entre la bride et la partie de base à l'intérieur de la paroi latérale soit supérieure à l'épaisseur entre la bride et la partie de base à l'extérieur de la paroi latérale, et un deuxième plateau (A31) situé à un côté du premier plateau portant la bride, ledit deuxième plateau présentant au moins un deuxième trou (A32), le diamètre du deuxième trou étant supérieur au diamètre extérieur de la bride de telle sorte que lorsque les premier et deuxième plateaux (A30, A31) sont montés ensemble, la bride est placée à l'intérieur du deuxième trou. 2. Joint d'étanchéité en acier laminé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'unezone autour du premier trou entourée par la paroi latérale (A30b) et la partie de base (A30a) forme une partie en forme d'embossage {A30c),une surface extérieure de la partie en forme d'embossage étant essentiellement plate et parallèle à une surface extérieure soit de la partie de base (A30a) soit de la bride (A30e) faisant face à la partie en forme d'embossage de sorte que, lorsque le joint est serré, la partie en forme d'embossage (A30c) forme une pluralité de bourrelets nervurés à cet endroit pour étanchéiser le premier trou. 3. Joint d'étanchéité en acier laminé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la largeur de la partie en forme d'embossage (A30c) est inférieure à celle de la bride (A30e) de sorte que la périphérie de la bride touche la partie de base (A3Oa). 4. Joint d'étanchéité en acier laminé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la partie embossée (A30c) est formée sur la partie de base (A30a). 5. Joint d'étanchéité en acier laminé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la partie en forme d'embossage (D31c) est formée sur la bride (D31e). 6. Joint d'étanchéité en acier laminé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'épaisseur des premier et deuxième plateaux (C30, C31) est modifiée de sorte que la compression d'étanchéité autour du premier trou est régulée. 7. Joint d'étanchéité en acier laminé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un troisième plateau (B33, E33) situé au-dessus du premier plateau (B30), et un quatrième plateau (B34, E34) situé sous le deuxième plateau (B31), lesdits troisième et quatrième plateau protégeant respectivement les premier et deuxième plateaux. 8. Joint d'étanchéité en acier laminé selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit troisième plateau (E33) comprend une partie incurvée (E33a) située à l'intérieur de la partie incurvée dupremier plateau, et une bride (E33b) situé à l'extérieur du quatrième plateau (E34). 9. Joint d'étanchéité en acier laminé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un cinquième plateau (F36) situé entre les premier et deuxième plateaux, ledit cinquième plateau présentant au moins un bourrelet adjacent à la partie en forme d'embossage pour supporter celle-ci de manière élastique. 10. Joint d'étanchéité en acier laminé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un sixième plateau (G37) situé à l'extérieur de la partie en forme d'embossage pour agir comme plateau de régulation de pression de surface pour la partie en forme d'embossage et le bourrelet. 11. Joint d'étanchéité en acier laminé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un septième plateau situé au- dessus du sixième plateau et présentant une partie incurvée située à l'intérieur de la partie incurvée du premier plateau et une bride, ainsi qu'un huitième plateau situé sous le deuxième plateau, une partie du huitième plateau étant située entre la bride du septième plateau et la bride du premier plateau. 12. Joint d'étanchéité en acier laminé selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite paroi latérale (A30b) de la partie en forme d'embossage est placée en diagonale par rapport à la partie o est formée la paroi latérale, soit la bride soit la partie de base. 13. Joint d'étanchéité en acier laminé selon la revendication 12, caractérisé en ce que ladite paroi latérale est courbée doucement (B30b) de sorte qu'il ne se forme pas d'arêtes de pliure du fait de la courbure. 14. Joint d'étanchéité en acier laminé selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite paroi latérale de la partie en forme d'embossage est placée perpendiculairement (H30b) par rapport à la partie à partir de laquelle est formée la paroi latérale, soit la bride, soit la partie de base, de sorte qu'une forte pression de surface est exercée sur la partie en forme d'embossage à côté de la paroi latérale.