Brevet FR2652868A1 — publié le 19910412

i L'invention concerne un élément d'étanchéité, en particulier un anneau d'étanchéité, comprenant au moins une garniture en tôle et de chaque côté un revêtement constitué d'une feuille d'étanchéité réalisée à partir d'un matériau d'étanchéité non métallique, de préférence de graphite, la garniture en tôle présentant, répartis sur sa surface, une pluralité de trous obtenus par aiguilletage dont les pattes d'aiguilletage dégagées du plan de la garniture en tôle dépassent des deux surfaces de la gar- niture en tôle, et les pattes d'aiguilletage assurant l'an- crage des feuilles d'étanchéité. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un tel élément d'étan- chéité. Pour des éléments d'étanchéité de ce genre, la garniture en tôle est réalisée le plus souvent à partir d'une tôle d'acier fin. L'épaisseur de la tôle est de l'ordre du dixième de millimètre, par exemple de 0,1 mm. Les feuilles d'étanchéité sont le plus souvent plus épaisses d'un ordre de grandeur et présentent en tout cas une épaisseur suffisante pour que les pattes d'aiguilletage soient encastrées dans lesdites feuilles d'étanchéité. Leur épaisseur est par exemple de l'ordre de 1 mm. Lorsque les feuilles d'étanchéité sont constituées de graphite, on fait le plus souvent appel à du graphite expansé. En ce qui concerne la formation de trous dans les garnitures en tôle par aiguilletage, il s'agit d'une méthode de fabri- cationparticulière. Contrairement à une opération de poinçonnage, l'élément de tôle correspondant à la section du trou n'est pas découpé et éliminé. Au contraire, il est en quelque sorte défoncé par un outil en forme d'aiguille et recourbé en pattes d'aiguilletage. Celles-ci maintiennent les feuilles d'étanchéité comme des ancres. Les éléments d'étanchéité du genre précité peuvent ainsi être réalisés sans utilisation de colle. Dans la pratique, on les appelle des éléments d'étanchéité avec garniture en tôle à aiguilles. Dans l'élément d'étanchéité bien connu dans la pratique et constituant le point de départ de l'invention, les trous présentent trois ou quatre pattes d'aiguilletage. Leur position correspond approximativement à la moitié du diamètre du trou. Les extrémités libres des pattes d'aiguil- letage sont dirigées vers le trou auquel elles sont associées, ou bien elles s'étendent presque orthogonalement au plan de la garniture en tôle. L'ancrage des feuilles d'étanchéité réalisable avec de telles pattes d'aiguilletage et donc la liaison des feuilles d'étanchéité avec la garniture en tôle nécessitent des améliorations. Dans le mode de réalisation bien connu, la conformation et l'orientation décrites des pattes d'aiguilletage reposent sur le fait que l'aiguilletage est effectué avec des outils en forme d'aiguilles dont les extrémités libres présentent trois ou quatre faces de coupe affûtées en oblique qui convergent en une pointe pyramidale située dans l'axe de l'outil en forme d'aiguille. Lors de l'aiguilletage, la pointe perce la tôle de calage et arrache de manière plus ou moins pro- noncée les pattes d'aiguilletage en fonction de ces faces de coupe. Pour un autre élément d'étanchéité, respectivement deux pattes d'aiguilletage, dont la longueur correspond également à environ la moitié du diamètre du trou et qui sont orientées en oblique en direction du trou,sont disposées en face l'une de l'autre sur des trous rectan- gulaires. Ici aussi, l'ancrage et la liaison sont per-: fectibles. L'invention a pour objet de perfectionner pour un élément d'étanchéité du genre précité l'ancrage des feuilles d'étanchéité et donc la liaison entre les feuilles d'étanchéité et la garniture en tôle. L'invention a éga- lement pour objet d'indiquer un procédé permettant de réaliser de tels éléments d'étanchéité d'une manière parti- culièrement simple. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que les trous comportent respectivement une patte d'aiguilletage courbée d'un côté par rapport au bord du trou et dont la longueur correspond approximativement au diamètre du trou ou à la longueur maximale d'un axe de trou, et que les pattes d'aiguilletage sont courbées avec leur extrémité libre en direction du plan de la garniture en tôle. Cette courbure en direction de la garniture en tôle peut être plus ou moins prononcée. Selon l'in- vention, les pattes d'aiguilletage forment de véritables ancres étant donné que, compte tenu de leur conformation, de leur réalisation et de leur orientation par rapport à des forces tendant en quelque sorte à séparer une feuille d'étanchéité de la garniture en tôle en la tirant perpen- diculairement ou en oblique par rapport au plan de ladite garniture, elles agissent comme des barbes ou des crampons. On obtient ainsi une liaison d'une solidité inattendue entre la garniture en tôle et les feuilles d'étanchéité. En détail, il existe différentes possibilités pour la réalisation de l'élément d'étanchéité selon l'invention. En général, les trous présentent un diamètre ou un grand axe de trou-et les pattes d'aiguilletage une longueur, de l'ordre du millimètre. Un mode de réalisation préféré de l'invention est caractérisé par le fait que les trous présentent un diamètre ou un grand axe de trou et la patte une longueur, d'environ 1 mm. La liaison entre la garniture en tôle et les feuilles d'étanchéité dépend également de la distribution des trous et donc des pattes d'aiguilletage dans le plan de la garniture en tôle. Sur ce point, l'invention recommande que les trous, rapportés au plan de la garniture en tôle, soient disposés dans les coins d'une trame géométrique de droites se croisant dans les coins ou partant desdits coins et que les pattes d'aiguilletage des différents trous présentent par rapport à ces lignes droites une orientation aléatoire, c'est-à-dire qu'elles ne sont pas toutes orientées dans la même direction. Dans ce contexte, un mode de réalisation préféré de l'invention est caractérisé par le fait que la trame se compose de carrés et de losanges et que les carrés se touchent aux coins alors que les losanges sont disposés entre les carrés. La forme de la section transversale des trous peut être très variable dans le cadre de l'invention. Une variante de l'invention qui se distingue par le fait qu'elle est facilement réalisable est caractérisée par le fait que les trous présentent une section circulaire à l'exception de la zone de courbure de la patte d'aiguille- tage. Ces trous peuvent cependant présenter également une section allongée auquel cas respectivement une patte d'aiguilletage est dégagée sur l'un des petits côtés de la section transversale. Lorsqu'on travaille avec des trous présentant un diamètre ou un grand axe d'environ 1 mm, comme cela a déjà été préconisé plus haut, il est recom- mandé d'adopter un quadrillage dans lequel les carrés présentent des côtés d'une longueur d'environ 3 mm. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un élément d'étanchéité du genre précité. Le procédé est fondamentalement caractérisé par le fait qu'il comprend tout d'abord un aiguilletage avec des outils en forme d'aiguilles munis, à la place d'une pointe, d'une face affûtée ellipsoidale inclinée vers l'axe de l'outil pour réaliser dans la garniture en tôle, les trous des pattes d'aiguilletage s'écartant en arc desdits trous, et que les feuilles d'étanchéité sont ensuite appliquées de part et d'autre contre la garniture en tôle, les feuilles d'étanchéité étant en quelque sorte embrochées sur les pattes d'aiguilletage. Un mode de réalisation préféré de l'invention est caractérisé par le fait que l'agrégat constitué par la garniture en tôle et les feuilles d'étan- chéité appliquées est comprimé entre des plateaux de serrage ou des rouleaux compresseurs et que de ce fait les extrémités libres des pattes d'aiguilletage sont pliées davantage en direction du plan de la garniture en tôle. Il est prévu dans le cadre de l'invention que, lors de la compression, les feuilles d'étanchéité sont comprimées à environ:deux tiers de leur épaisseur. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure i représente, schématiquement, une coupe transversale partielle d'un élément d'étanchéité selon l'invention, fortement agrandie par rapport aux dimensions réelles. La figure 2 représente la trame pour les trous dans la garniture en tôle d'un élément d'étanchéité selon l'invention. La figure 3 représente la garniture en tôle de l'objet de la figure 1 avant la liaison avec les feuilles d'étanchéité. La figure 4 représente une vue de dessus de l'objet de la figure 3. La figure 5 représente une vue de côté d'un outil en forme d'aiguille pour la réalisation des trous pour un élément d'étanchéité selon l'invention. La figure 6 représente une vue de l'objet de la figure 5 dans le sens de la flèche A. L'élément d'étanchéité 1 représenté de manière- partielle dans les figures 1, 3 et 4 se compose fondamen- talement d'une garniture en tôle 2 et de chaque côté d'un revêtement 3 constitué d'une feuille d'étanchéité réalisée à partir d'un matériau d'étanchéité non métallique. Il peut s'agir de feuilles de graphite en graphite expansé. Il va de soi qu'un tel élément d'étanchéité 1 pourrait également être réalisé avec deux ou plus de deux garnitures en tôle 2 et avec un nombre correspondant de revêtement 3. La garniture en tôle 2 représentée dans les figures 1 et 3 présente, répartis sur sa surface, une pluralité de trous 4 formés par aiguilletage dont les pattes d'aiguilletage 5 recourbées hors du plan de la garniture en tôle 2 dépassent des deux surfaces de ladite garniture en t8le 2. Les pattes d'aiguil- letage 5 assurent l'ancrage des revêtements 3. Comme il ressort notamment dela vue de dessus de la figure 4 sur l'objet de la figure 3, les trous 4 présentent chacun une patte d'aiguilletage 5. Celle-ci est recourbée sur l'un des côtés du bord du trou. Sa longueur correspond approxi- mativement au diamètre du trou...Il ressort de la figure 1 que les extrémités libres des pattes d'aiguilletage 5 sont courbées en direction du plan de la garniture en tôle 2. Les trous 4 peuvent présenter un diamètre d'environ 1 mm. Les pattes d'aiguilletage 5 représentées ont, elles aussi, une longueur d'envirônl mm. Pour obtenir une liaison particulièrement efficace entre les revêtements 3 et la garniture en tôle 2, les trous 4 dans la garniture en tôle 2 sont répartis suivant une trame particulière qui a été représentée dans la figure 2. Rapportés au plan de la garniture en t8le 2, les trous 4sont disposés dans les coins 6 d'une trame géométrique constituée de droites 7 se-croisant dans les coins ou partant desdits-coins. Le fait que les pattes d'aiguil- letage 5 des différents trous présentent par rapport à ces lignes droites 7 une orientation aléatoire n'a pas été représenté. Concrètement, la trame de la figure 2 se compose de carrés et de losanges. les carrées se touchent dans les coins et les losanges sont disposés entre les carrés. De cette manière, on obtient une forte densité des trous 4 dans la garniture en tôle 2 sans que les revêtements 3 soient affaiblis de manière gênante par le grand nombre de trous 4 entre des trous 4 voisins. Il ressort d'un examen comparé des figures 3 et 4 que les trous 4 présentent une section circulaire abstraction faite de la zone de courbure de leurs pattes d'aiguilletage 5. REVENDICATIONS 1.- Elément d'étanchéité, en particulier anneau d'étanchéité, comprenant au moins une garniture en tôle et de chaque côté un revêtement constitué d'une feuille d'étanchéité réalisée à partir d'un matériau d'étanchéité non métallique, de préférence de graphite, la garniture en tôle présentant, répartis sur sa surface, une pluralité de trous obtenus par aiguilletage dont les pattes d'aiguil- letage dégagées du plan de la garniture en tôle dépassent des deux surfaces de la garniture en tôle, et les pattes d'aiguilletage assurant l'ancrage des feuilles d'étanchéité, caractérisé par le fait que les trous (4) comportent res- pectivement une patte d'aiguilletage (5) courbée d'un côté par rapport au bord du trou et dont la longueur correspond approximativement au diamètre du trou ou à la longueur maximale d'un axede trou, et que les pattes d'aiguilletage (5) sont courbées avec leur extrémité libre en direction du plan de la garniture en tôle (2). 2.- Elément d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les trous (4) présentent un diamètre ou un grand axe de trou et les pattes draiguil- letage (5) une longueur, de l'ordre du millimètre. 3.- Elément d'étanchéité selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les trous (4) présentent un diamètre ou un grand axe de trous et les pattes d'aiguil- letage (5) une longueur, d'environ 1 mm. 4.- Elément d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les trous (4), rapportés au plan de la garniture en tôle (2), sont disposés dans les coins (6) d'une trame géométrique de droite (7) se croisant dans les coins (6) ou partant des coins (6), et que les pattes d'aiguilletage (5) des différents trous présentent par rapport à ces lignes droites (7) une orientation aléatoire. 5.- Elément d'étanchéité selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la trame se compose-de carrés et de losanges et que les carrés se touchent aux coins (6) alors que les losanges sont disposés entre les carrés. 6.- Elément d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que les trous (4) présentent une section circulaire à l'exception de la zone de courbure de leur patte d'aiguilletage (5). 7.- Elément d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications 1 à 5,icaractérisé par le fait que les trous (4) présentent une section allongée et que la patte d'aiguilletage (5) est respectivement dégagée sur l'un des petits côtés de la section-transversale. 8.- Procédé de fabrication d'un élément d'étan- chéité selon l'une quelconque des revendications i à 7, caractérisé par le fait qu'il comprend tout d'abord un aiguilletage avec des outils en forme d'aiguilles munis, à la place d'une pointe, d'une face affûtée ellipsoidale inclinée vers l'axe de l'outil pour réaliser dans la garniture en tôle, les trous et des pattes d'aiguilletage s'écartant en arc desdits trous, et que les feuilles d'étan- chéité sont ensuite appliquées de part et d'autre-contre la garniture en tôle. 9.- Procédé selon la revendication 8, caractérisé par le fait que l'agrégat constitué par la garniture en tôle et les feuilles d'étanchéité appliquées est comprimé et que de ce fait les extrémités libres des pattes d'aiguil- letage sont pliées davantage en direction du plan de la garniture en tôle. 10.- Procédé selon la revendication 9, caractérisé par le fait que, lors de la compression, les feuilles d'étan- chéité sont comprimées à envirônodeux tiers de leur épais- seur.