Brevet FR2642497A1 — publié le 19900803

La présente invention a essentiellement pour objet un joint annulaire d'étanchéité assurant la jonction étanche d'un élément tubulaire, tel que par exemple un puits de bougie, et d'une paroi traversée par cet élément et telle que par exemple un couvercle de culasse. Dans certains moteurs pour véhicule automobile, il est connu de rapporter des puits de bougie sur la culasse, ces puits traversant le couvercle de culasse. Il convient donc d'assurer l'étanchéité entre le puits et le couvre-culasse. Dans ce but, on a déjà proposé des joints circulaires de forme simple, c'est-à-dire de section torique ou rectangulaire, ces joints prenant appui sur un épaulement externe et annulaire du puits de bougie et étant comprimés lors du montage du couvercle de culasse. Toutefois, étant donné qu'il faut aussi assurer l'étanchéité du couvercle de culasse avec la culasse proprement dite, on conçoit que les deux étanchéités sont tributaires de la position de l'épaulement annulaire précité sur le puits de bougie par rapport au plan de joint de la culasse et du couvre-culasse. Il en résulte que les tolérances sur la cote entre le plan de joint précité et l'épaulement annulaire entrainent des pertes de compression sur le joint et sont de ce fait génératrices de fuite d'huile. Dès lors, il convient de séparer les fonctions d'étanchéité des joints en proposant un joint d'étanchéité entre puits de-bougie et couvre-culasse qui assure toujours une étanchéité parfaite entre ces deux éléments, et cela d'une façon indépendante et quelles que soient les dispersions de cote au montage du couvre-culasse sur la culasse. La présente invention parviens à ce but en proposant un joint annulaire d'étanchéité assurant la jonction étanche d'un élément tubulaire, tel que par exemple un puits de bougie, et d'une paroi traversée par cet élément et telle que par exemple un couvercle de culasse, ce joint étant essentiellement caractérisé par un anneau en matériau élastomère dont est solidaire une armature métallique et qui comporte au moins deux lèvres élastiquement déformables coopérant avec ladite paroi ou avec ledit élément tubulaire et ladite paroi. Suivant un mode de réalisation, l'anneau élastomère présente en section transversale sensiblement la forme d'un U dans la base et l'une des branches duquel est noyée l'armature métallique précitée, les deux branches du U ou lèvres précitées recevant la paroi précitée et la base du U prenant appui sur la périphérie externe de l'élément tubulaire On précisera ici que la base du U précité comporte une nervure définissant deux arêtes ou analogues prenant appui sur la périphérie externe de l'élément tubulaire. Suivant un autre mode de réalisation, l'anneau élastomère comporte en partie inférieure deux lèvres concentriques prenant respectivement appui sur la paroi précitée et sur les surfaces en regard de la tranche de ladite paroi et de la périphérie externe de l'élément tubulaire, et en partie supérieure une surface annulaire sensiblement plane adhérisée sur l'armature métallique précitée constituant un support formé d'une tôle ou analogue repliée vers l'extérieur de l'anneau. On précisera ici que le support précité comporte une partie extérieure moletée de préhension et une partie intérieure filetée en saillie vers l'intérieur de l'anneau et coopérant avec un filetage prévu autour d'une partie rétrécie de l'élément tubulaire. Selon encore un autre mode de réalisation, l'anneau élastomère comporte en partie inférieure deux lèvres concentriques prenant respectivement appui sur la paroi et sur l'élément tubulaire et séparées par un prolongement de l'armature métallique noyée en majeure partie dans l'anneau élastomère, tandis que la partie supérieure de cet anneau élastomère comporte une troisième lèvre faisant saillie en direction de l'axe dudit anneau élastomère. Selon une autre caractéristique de ce mode de réalisation, le prolongement précité est fileté pour coopérer par vissage avec l'élément tubulaire, tandis que la partie supérieure de l'anneau élastomère comporte une forme apte à permettre sa préhension et sa manoeuvre. Mais d'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront mieux dans la description détaillée qui suit et se refère aux dessins anexés, donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels - les figures 1 à 3 illustrent en coupe axiale un premier mode de réalisation de joint d'étanchéité selon cette invention dans ses différentes phases de montage - les figures 4 à 6 illustrent, en coupe axiale, un autre mode de réalisation de joint d'étanchéité conforme à l'invention, dans ses phases successives de montage entre puits de bougie et couvercle de culasse, comme dans le cas des figures 1 à 3 - la figure 7 illustre, en coupe axiale, encore un autre mode de réalisation de joint d'étanchéité conforme à l'invention ; et - la figure 8 est une vue de dessus de ce joint, suivant la flèche VIII de la figure 7. En se reportant aux dessins annexés, on voit qu'un joiht annulaire d'étanchéité selon l'invention permet de réaliser une jonction étanche entre un élément tubulaire 1 formant puits pour une bougie 2, et une paroi 3 traversée par l'élément tubulaire 1 et constituant un couvercle de culasse. D'une manière générale, ce joint annulaire se compose d'un anneau 4 en matériau élastosmère dont est solidaire une armature métallique 5 et qui comporte deux lèvres élastiquement déformables 6, 7 coopérant avec la paroi 3 et/ou l'élément tubulaire 1. Suivant l'exemple de réalisation représenté sur les figures 1 à 3, l'anneau élastomère 4 présente en section transversale sensiblement la forme d'un U dont les deux branches forment les lèvres 6 et 7. L'armature métallique 5 est noyée dans l'anneau 4 et s'étend dans l'une 6 des branches du U, ainsi que dans la base 8 du U, comme on le voit bien sur les dessins. La base 8 du U prend appui sur la périphérie externe de l'élément tubulaire 1, tandis que les branches ou lèvres 6 et 7 coopèrent avec la paroi ou couvre-culasse 3, comme on l'expliquera plus-loin. Il faut encore remarquer que la base 8 du U comporte une nervure ou analogue 9 définissant deux arêtes 10 constituant en quelque sorte deux zones circulaires d'appui sur le puits 1 de bougie 2, étant entendu qu'au montage du joint 1, la réaction est assurée par l'armature métallique 5. Pour effectuer le montage du joint, et comme on le voit bien sur les figures 1 à 3, on procède de la façon suivante. Tout d'abord, le puits 1 de bougie 2 étant installé, on positionne le couvercle 3 de culasse sur la culasse (non représentée). Ensuite, on introduit le joint sur le puits de bougie 1, et on exerce une pression sur le joint comme matérialisé par la flèche F sur la figure 2. Ceci provoque l'encliquetage et le pinçage du joint par ses lèvres 6 et 7 sur le couvre-culasse 3, comme on le voit bien sur la figure 3. L'effet de pinçage est rendu possible par la réaction de la lèvre 7 sur le puits de bougie 1, de sorte que l'étanchéité est parfaitement assurée tant au niveau du puits de bougie 1 que du couvre-culasse 3. L'espace 11 visible sur la figure 3 et laissé entre le couvre-culasse 3 et le joint permet avantageusement d'absorber les défauts de concentricité entre le puits de bougie 1 et le couvercle de culasse 3. Dans le mode de réalisation visible sur les figures 4 à 6, l'anneau élastomère 4 comporte en partie inférieure, les deux lèvres 6 et 7 et en partie superieure une surface annulaire 12 sensiblement plane sur laquelle est adhérisée l'armature métallique 5. Cette armature forme ici un supp#ort extérieur constitué d'une tôle ou analogue repliée vers l'extérieur de l'anneau 4. Plus précisement, l'armature ou support 5 comporte une partie extérieure moletée 13 facilitant la préhension du support et une partie intérieure filetée 14 faisant saillie vers l'intérieur de l'anneau 4, comme on le voit bien sur la figure 4, c'est-à-dire allant au-delà de la lèvre 7. La partie intérieure filetée 14 du support ou armature 5 coopère avec un filetage 15 prévu autour de l'élément tubulaire ou puits de bougie 1, et plus précisement autour d'une partie rétrécie la de cet élément tubulaire 1. De cette façon, la lèvre 7 de l'anneau 4 est bien dégagée du filetage 15 et ne risque pas d'etre détériorée lors du montage du joint qui sera brièvement expliqué ci-après. Le joint est saisi par l'armature ou support 5 qui forme en quelque sorte un bouton supérieur, et, comme on le voit sur les figures 5 et 6, on visse le support 5 sur le puits de bougie 1 pour réaliser une compression d'étanchéité sur le couvercle de culasse 3 et sur le puits de bougie 1. Plus précisément, et comme on le voit bien sur la figure 6, la lèvre 6, la plus extérieure, est en appui d'étanchéité sur le couvre-culasse 3, tandis que la lèvre 7, la plus intérieure, est comprimée entre les surfaces en regard de la tranche du couvercle 3 et de la périphérie externe de l'élément tubulaire ou puits de bougie 1. En fin de serrage du joint, on comprend que l'armature métallique ou support 5 vissé sur le puits de bougie 1 forme en quelque sorte une butée mécanique de serrage. Suivant le mode de réalisation illustré aux figures 7 et 8, l'anneau élastomère 4 comporte à sa partie inférieure les deux lèvres élastiquement déformables 6 et 7 prenant respectivement appui sur le couvre-culasse 3 et sur une partie rétrécie et non filetée lb du puits de bougie 1. Mais ici, l'armature métallique 5 est noyée en majeure partie dans l'anneau élastomère 4, et les lèvres 6 et 7 sont en quelque sorte séparées par un prolongement 16 vers le bas de l'armature métallique 5, lequel prolongement est fileté, comme montré en 17, pour coopérer par vissage avec l'élément tubulaire ou puits de bougie 1. La partie supérieure de l'anneau élastomère 4 comporte une troisième lèvre annulaire 18 faisant saillie en direction de l'axe de l'élément tubulaire ou puits de bougie 1. Cette lèvre 18 coopère de façon étanche avec une gorge 19 ménagée dans une bague ou analogue 20 solidaire, par surmoulage par exemple, du fil 21 de bougie 2. Comme on le voit sur la figure 7, ce fil 21 est relié à la tête 22 de la bougie 2 au moyen d'un connecteur 23. Ainsi, grâce à la lèvre 18, on réalise une bonne étanchéité du fil de bougie 21 aux poussières et aux fluides. En se reportant à la figure 8, on voit que la partie supérieure de l'anneau élastomère 4 du joint est ainsi conformée qu'elle permet une bonne préhension et une manoeuvre commode dudit joint. On remarquera ici que l'armature métallique 5 visible sur la figure 7 présente une forme d'épingle dont l'une des branches constitue le prolongement 16 ci-dessus mentionné, et dont l'autre branche 16a est dirigée vers la lèvre 18, tandis que la partie 16b repliée de l'épingle. est en partie noyée dans l'anneau élastomère 4 et en partie extérieure à cet anneau de façon à s'étendre extérieurement et autour de la lèvre 6. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. C'est dire que l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. REVENDICATIONS 1. Joint annulaire d'étanchéité assurant la jonction étanche d'un élément tubulaire (1) tel que par exemple un puits de bougie, et d'une paroi (3) traversée par cet élément et telle que par exemple un couvercle de culasse, caractérisé par un anneau (4) en matériau élastomère dont est solidaire une armature métallique (5) et qui comporte au moins deux lèvres élastiquement déformables (6,7) coopérant avec la paroi (3) ou avec l'élément tubulaire (1) et la paroi (3). 2. Joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'anneau élastomère (4) présente en section transversale sensiblement la forme d'un U dans la base (8) et l'une (6) des branches (6, 7) duquel est noyée l'armature métallique précitée (5), les deux branches du U ou lèvres précitées (6, 7) recevant la paroi précitée (3) et la base (8) du U prenant appui sur la périphérie externe de l'élément tubulaire (1). 3. Joint selon la revendication 2, caractérisé en ce que la base (8) du U précité comporte une nervure (9) définissant deux arêtes ou analogues (10) prenant appui sur la périphérie externe de l'élément tubulaire (1). 4. Joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'anneau élastomère (4) comporte en partie inférieure deux lèvres concentriques (6, 7) prenant respectivement appui sur la paroi précitée (3) et sur les surfaces en regard de la tranche de ladite paroi et de la périphérie externe de l'élément tubulaire (1), et en partie supérieure une surface annulaire (12) sensiblement plane adhérisée sur l'armature métallique précitée (5) constituant un support formé d'une tôle ou analogue repliée vers l'extérieur de l'anneau (4). 5. Joint selon la revendication 4, caractérisé en ce que le support précité comporte une partie extérieure moletée de préhension (13) et une partie intérieure filetée (14) en saillie vers l'intérieur de l'anneau (4) et coopérant avec un filetage (1-5) prévu autour d'une partie retrécie (la) de l'élément tubulaire (1). 6. Joint selon la revendication 1, caractérisé en que l'anneau élastomère (4) comporte en partie inférieure deux lèvres concentriques (6, 7) prenant respectivement appui sur la paroi (3) et sur l'élément tubulaire (1) et séparées par un prolongement (16) de l'armature métallique (5) noyée en majeure partie dans l'anneau élastomère (4), tandis que la partie supérieure de l'anneau élastomère comporte une troisième lèvre (18) faisant saillie en direction de l'axe de l'anneau élastomère (4). 7. Joint selon la revendication 6, caractérisé en ce que le prolongement précité (16) est fileté (17) pour coopérer par vissage avec l'élément tubulaire (1), tandis que la partie supérieure de l'anneau élastomère (4) comporte une forme permettant sa préhension et sa manoeuvre.