Brevet FR2659122A1 — publié le 19910906

La présente invention est relative à un joint d'étanchéité plat du type comportant une armature métallique plane annulaire à contour fermé et une garniture d'étanchéité en élastomère adhérisée à ladite armature. De tels joints d'étanchéité plats sont utilisés dans de très nombreuses applications où l'on doit assurer l'étanchéité entre deux surfaces en regard de pièces délimitant une enceinte contenant un fluide et reliées par des moyens de fixation, tels que par exemple des boulons. A titre d'exemples particuliers nullement limitatifs on peut citer dans le domaine des moteurs de véhicules les joints de cache-culasse, les joints de carter, les joints de couvercles de distribution. On peut également citer les joints de bride. Ces joints d'étanchéité présentent un contour correspondant à celui des surfaces frontales en regard des pièces entre lesquelles doit être réalisée 1' étanchéité et comportent des orifices répartis sur leur longueur pour le passage des moyens de fixation reliant entre elles les surfaces à assembler. En particulier, dans l'application en tant que joints de cache-culasse, de tels joints d'étanchéité présentent une armature de forme sensiblement rectangulaire à coins arrondis. Bien entendu, des formes différentes, notamment carrée, circulaire, elliptique, ou des formes plus complexes peuvent etre envisagées en fonction des applications désirées. La fabrication de tels joints d'étanchéité s'effectue actuellement essentiellement en deux étapes. Tout d'abord l'on réalise l'armature d'un seul tenant par découpage d'une bande de tôle. On place ensuite l'armature dans un moule pour surmouler la garniture d'étanchéité en élastomère. L'étape de découpe de la tôle présente l'inconvénient d'entraîner des chutes importantes, à savoir toute la partie de la tôle à l'intérieur du contour de l'armature et les parties de la tôle autour du bord périphérique de l'armature. Ainsi, pour des pièces sensiblement rectangulaires, la quantité de matière chutée est notablement plus importante que la quantité de matière formant l'armature. Il en résulte un coût élevé, d'une part du fait de la faible quantité de matière utile à partir d'une tôle de départ, et d'autre part du fait de la nécessité de manipuler pour les mettre au rebut des quantités de matière importantes. La présente invention se propose de réaliser un joint d'étanchéité plat qui peut être réalisé de la même manière que les joints traditionnels par, d'une part une étape de découpage d'une tôle métallique et d'autre part une étape de moulage tout en permettant de réduire de manière très substantielle les pertes de matière lors de la réalisation de l'armature par découpage. Le joint d'étanchéité selon l'invention peut ainsi être réalisé de manière sensiblement plus économique que les joints d'étanchéité traditionnels tout en offrant des propriétés d'étanchéité et de résistance mécanique comparables. Le joint selon l'invention se caractérise essentiellement par le fait que l'armature est constituée d'au moins deux parties de formes complémentaires réunies entre elles par des lignes de jonction en élastomère s'étendant chacune entre le bord intérieur et le bord extérieur de l'armature, la longueur de la ligne de jonction entre lesdits bords intérieur et extérieur étant notablement supérieure à la distance entre ces bords. Chacune des lignes de jonction en élastomère peut notamment présenter une forme en méandres de diverses configurations ou une forme brisée en zig-gaz. Pour réaliser un joint d'étanchéité selon l'invention on découpe non plus une armature d'un seul tenant à contour fermé, mais des tronçons élémentaires destinés à être assemblés entre eux pour former l'armature. Les extrémités de deux tronçons destinées à venir en regard doivent naturellement présenter des profils complémentaires tels, qu'unie fois les extrémités disposées en regard, elles définissent entre elles une ligne présentant la configuration voulue pour la ligne de jonction entre les éléments d'armature. Le matériau élastomère des lignes de jonction est de préférence le même que celui de la garniture d'étanchéité. Dans ce cas les lignes de jonction peuvent avantageusement être réalisées lors de la même opération de moulage que celle destinée à adhériser la garniture d'étanchéité sur l'armature. A cet efet, il suffit de positionner de manière appropriée dans le moule les éléments d'armature selon la configuration désirée avec leurs extrémités en regard, puis d'introduire, de manière conventionnelle, notamment par injection, un élastomère dans le moule pour former simultanément les lignes de jonction et la garniture d'étanchéité. Du fait de la conformation des lignes de jonction, l'armature selon l'invention, constituée d'éléments assemblés, présente une résistance mécanique tout à fait comparable à celle des joints d'étanchéité traditionnels à armature d'un seul tenant. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation nullement limitatif en se référant au dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une vue en plan d'un joint d'étanchéité plat selon l'invention, - les figures 2a à 2d illustrent des modes de réalisation possibles de lignes de jonction des éléments d'armature du joint de la figure 1, - la figure 3a est une vue en coupe selon III-III de la figure 1, - les figures 3b à 3d illustrent des variantes de section de joints réalisables selon l'invention, - les figures 4a et 4b illustrent de manière schématique la manière dont est utilisée une bande de tôle pour réaliser une armature de l'art antérieur et une armature selon l'invention. On voit sur la figure 1 un exemple de réalisation de joint d'étanchéité plat selon l'invention. Ce joint d'étanchéité comporte une armature métallique réalisée par découpage d'une bande de tôle d'une épaisseur de par exemple 0,6mm présentant une forme d'ensemble sensiblement rectangulaire à coins arrondis. Sur le pourtour intérieur de l'armature est adhérisée une garniture d'étanchéité en élastomère 2. Les figures 3b à 3d illustrent diverses autres configurations de joints d'étanchéité comportant des dispositions relatives différentes entre l'armature métallique la, lb, lc et la garniture d'étanchéité en élastomère 2a, 2b et respectivement 2c. L'armature 1 comporte, répartis sur sa longueur, une pluralité d'orifices transversants 3 destinés au passage d'organes de fixation tels que des boulons d'assemblage destinés à réunir les surfaces en regard entre lesquelles est disposé le joint d'étanchéité selon l'invention. L'armature l selon l'invention, contrairement aux armatures de l'art antérieur, n'est pas réalisée d'un seul tenant mais comme illustré dans l'exemple de la figure 1, est constituée de deux éléments présentant chacun une forme de L, disposés bout-à-bout et conformés pour reconstituer un contour armature fermé. Comme on le voit sur la figure 1, et le mieux sur les figures 2a à 2d, les faces d'extrémité en regard des éléments d'armature la et lb présentent des profils d'extrémité complémentaires le long d'une ligne en méandres, qui pourrait être également en zig-zag. Les figures 2a à 2d représentent diverses configurations possibles de cette ligne en méandres. Comme on le voit sur les figures 2a à 2d, la longueur de cette ligne en méandres entre les bords intérieur et extérieur des éléments d'armature est dans tous les cas notablement supérieure à la distance e entre ces bords de l'armature. Selon l'invention, on réunit les deux éléments d'armature le long des lignes en méandres par des lignes de jonction 4 en élastomère adhérisé aux éléments d'armature en regard de manière à solidariser entre eux ces éléments d'armature. Les lignes de jonction 4 sont de préférence réalisées dans le même matériau que la garniture d'étanchéité 2 et peuvent être ainsi formées au cours de la même opération de moulage que celle destinée à former la garniture d'étanchéité 2. En examinant les figures 4a et 4b on comprend l'économie de métal que permet de réaliser la présente invention dans la fabrication de l'armature. On a illustré sur la figure 4a deux armatures de forme rectangulaire d'un seul tenant obtenues par découpage dans une bande de tôle métallique 5 et, dans la figure 4b les quatre éléments d'armature de section en forme de L destinés à former deux armatures selon l'invention. L'économie de matière dans la fabrication de l'armature est dans ce cas supérieure à 30 %. Bien entendu on peut réaliser l'armature du joint d'étanchéité plat selon l'invention par assemblage de plus de deux éléments d'armature de forme appropriée en augmentant d'autant le nombre de lignes de jonction en élastomère entre ces éléments d'armature. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec des modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut lui apporter différentes variantes et modifications sans pour autant sortir ni de son cadre ni de son esprit. REVENDICATIONS 1. Joint d'étanchéité plat comportant une armature métallique plane annulaire à contour fermé et une garniture d'étanchéité en élastomère adhérisée à ladite armature, caractérisé par le fait que l'armature (l) est constituée d'au moins deux parties (lOa,lOb) de formes complémentaires réunies entre elles par des lignes de jonction en élastomère (4) s'étendant chacune entre le bord intérieur et le bord extérieur de l'armature, la longueur de chaque ligne de jonction (4) entre lesdits bords intérieur et extérieur étant notablement supérieure à la distance (e) entre ces bords. 2. Joint d'étanchéité selon la revendication I, caractérisé par le fait que les lignes de jonction en élastomère (4) présentent une forme en méandres. 3. Joint d'étanchéité plat selon l'une quelconques des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le matériau élastomère des lignes de jonction (4) est le même que celui de la garniture d'étanchéité (2). 4. Joint d'étanchéité plat selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les lignes de jonction et la garniture d'étanchéité sont formées au cours d'une meme étape de moulage.