Brevet FR2655700A1 — publié le 19910614

La présente invention concerne un joint d'étanchéité en acier laminé pour un moteur à combustion interne servant à assurer une étanchéité efficace autour des orifices de cylindres et des orifices de passage. Un moteur à combustion interne présente une pluralité d'orifices de cylindres et autres orifices, tels que des orifices pour le vissage, l'eau, l'huile et la tige de soupape Lorsqu'un moteur tourne, les orifices de cylindres sont soumis à une pression et à une température élevées dues à la combustion d'un carburant, tandis que les autres orifices sont soumis à une pression et une température relativement basses. Afin de réaliser une étanchéité correcte entre deux blocs moteurs d'un moteur, un joint d'étanchéité est placé entre les deux blocs moteurs et est resserré de telle manière que les zones autour des orifices de cylindres ainsi qu'autour des autres orifices soient étanchées de manière sûre Toutefois, puisque les conditions d'étanchéité autour des orifices de cylindres et des autres orifices sont différentes, comme on le mentionne ci-dessus, il n'est pas facile d'assurer une étanchéité sûre autour de tous les orifices. On connaît, dans l'art antérieur, des bourrelets formés autour des orifices de cylindres et des autres orifices pour assurer leur étanchéité sur leur pourtour. Cependant, lorsque les bourrelets sont simplement formés l'étanchéité ne peut pas être parfaitement assurée. Particulièrement, lorsqu'un moteur est en marche, des fuites peuvent se produire autour des orifices de cylindres et des autres orifices. Dans certains cas, des anneaux d'étanchéité peuvent être fixés séparément autour des orifices pour l'eau et l'huile Toutefois, comme les anneaux d'étanchéité sont préparés séparément et placés dans les trous, ceci cause des frais supplémentaires C'est pourquoi ce procédé n'est pas pratique. Ainsi, un objectif de la présente invention est de fournir un joint d'étanchéité en acier laminé qui peut assurer une étanchéité correcte sur le pourtour de tous types d'orifices présents dans un moteur. Un autre objectif de la présente invention est de fournir un joint d'étanchéité en acier laminé comme mentionné ci-dessus et qui peut être fabriqué facilement et économiquement. D'autres objectifs et avantages supplémentaires de la présente invention apparaîtront clairement de la description de l'invention donnée ci-dessous. Selon la présente invention, un joint d'étanchéité en acier laminé est placé dans un moteur à combustion interne présentant au moins un orifice de cylindre et au moins un orifice de passage Le joint d'étanchéité comporte une première plaque, une deuxième plaque placée en dessous de la première plaque, et au moins une troisième plaque placée entre les première et deuxième plaques. La première plaque présente au moins un premier orifice correspondant à l'orifice du cylindre du moteur, au moins un deuxième orifice correspondant à l'orifice de passage du moteur, et un premier moyen pour assurer l'étanchéité sur le pourtour du premier orifice La deuxième plaque présente au moins un troisième orifice correspondant à l'orifice du cylindre du moteur, et au moins un quatrième orifice correspondant à l'orifice de passage du moteur. D'autre part, la troisième plaque présente au moins un cinquième orifice dont le diamètre est supérieur au diamètre du premier moyen Lorsque le joint d'étanchéité est monté, le premier moyen est placé à l'intérieur du cinquième orifice C'est-à-dire que la troisième plaque n'atteint pas une position adjacente à l'orifice du cylindre. La troisième plaque comporte en outre au moins un sixième orifice correspondant à l'orifice de passage du moteur, et des couches d'étanchéité formées sur les deux côtés de la troisième plaque Les couches d'étanchéité sont faites d'un matériau tendre pour empêcher le passage de fluide entre les plaques Comme la troisième plaque n'est pas soumise à la température élevée de l'orifice de cylindre, les couches d'étanchéité peuvent être faites en matériaux tendres qui ne sont pas résistants à la chaleur mais efficaces en ce qui concerne le fluide. De préférence, une troisième plaque est placée entre les première et deuxième plaques Toutefois, si nécessaire, des troisièmes plaques, au nombre de deux ou plus, peuvent être placées entre les première et deuxième plaques. Le joint d'étanchéité est en outre pourvu d'un deuxième moyen servant au moins à couvrir le premier moyen autour du premier orifice, et d'un troisième moyen servant à assurer l'étanchéité sur le pourtour de l'orifice de passage du moteur Le troisième moyen est formé sur au moins une des première, deuxième et troisième plaques pour assurer l'étanchéité sur le pourtour de l'orifice de passage lorsque le joint est serré. Le premier moyen peut être au moins un bourrelet servant à assurer l'étanchéité sur le pourtour de l'orifice du cylindre Le deuxième moyen peut être une partie incurvée avec une bride faisant partie intégrante de la deuxième plaque De même, le deuxième moyen peu être un anneau placé à l'intérieur des premier et troisième orifices Le troisième moyen peut être un bourrelet formé sur la troisième plaque, ou des bourrelets formés sur les première et deuxième plaques. Dans les dessins joints: la figure 1 est une vue en plan partielle d'un premier mode de réalisation d'un joint en acier laminé selon la présente invention; 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, similaire à la figure 2, d'un deuxième mode de réalisation d'un joint d'étanchéité en acier laminé de la présente invention; et les figures 4 et 5 sont des vues en coupe, similaires à la figure 2, d'un troisième et d'un quatrième modes de réalisation d'un joint d'étanchéité en acier laminé de la présente invention. En référence aux figures 1 et 2, 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 présente des orifices de cylindres Hc, des orifices de vissage Hb, des orifices pour l'eau Hw, des orifices pour l'huile Ho et des orifices pour la tige de soupape Hp, comme un joint d'étanchéité traditionnel Les zones sur le pourtour des orifices pour l'eau Hw, pour l'huile Ho et pour la tige de soupape Hp sont étanchées de la même manière Pour des raisons pratiques, la coupe de l'orifice pour l'eau Hw et de l'orifice du cylindre Hc est illustrée dans la figure 2. Comme illustré dans la figure 2, le joint d'étanchéité A comporte une plaque supérieure A 1 O, une plaque inférieure A 12 et une plaque médiane All placée entre la plaque supérieure A 1 O et la plaque inférieure A 12 La plaque supérieure AIO comporte un orifice A 13 pour l'orifice du cylindre Hc et un orifice A 14 correspondant à l'orifice pour l'eau Hw La plaque supérieure AIO est également pourvue d'une partie inclinée Ai Oa s'étendant en direction de la plaque inférieure A 12, et d'au moins un bourrelet Al Ob s'étendant autour de l'orifice A 13 Le bourrelet Al Ob assure l'étanchéité autour de l'orifice A 13 lorsque le joint A est serré La plaque inférieure A 12 comporte un orifice A 15 correspondant à l'orifice pour l'eau Hw, une partie incurvée A 12 a, et une bride A 12 b placée au-dessus du bourrelet Al Ob La partie incurvée A 12 a est située à l'intérieur de l'orifice A 13 de la plaque supérieure A 1 O afin de définir l'orifice du cylindre Hc. La plaque médiane All présente un orifice A 16 et un orifice A 17 correspondant à l'orifice pour l'eau Hw Le diamètre de l'orifice A 16 est supérieur au diamètre de la partie inclinée Al Oa formée autour du bourrelet Al Ob De ce fait, la partie inclinée Al Oa est située à l'intérieur de l'orifice A 16 lorsque le joint d'étanchéité A est assemblé et monté. La plaque médiane All est également pourvue d'au moins un bourrelet Alla autour de l'orifice A 17, et de revêtements supérieur et inférieur A 18 qui recouvrent la totalité des surfaces à cet endroit Le bourrelet Alla assure l'étanchéité sur le pourtour de l'orifice A 17 lorsque le joint A est serré Les revêtements A 18 sont faits d'un matériau tendre pour permettre une élasticité. On utilisera, de préférence, du caoutchouc, tel que le caoutchouc NBR ou du caoutchouc à la silicone, mais de la résine molle peut également être utilisée Le revêtement A 18 a une épaisseur allant de 5 à 100 microns, et de préférence allant de 10 à 50 microns. Lorsque le joint d'étanchéité A est placé entre deux blocs moteurs (non illustrés) et qu'il est serré, le bourrelet Al Ob assure également une pression d'étanchéité autour de l'orifice du cylindre Hc, tandis que le bourrelet Alla assure une pression d'étanchéité autour de l'orifice pour l'eau Hw Le joint d'étanchéité A peut assurer une étanchéité correcte autour de l'orifice du cylindre Hc et de l'orifice pour l'eau Hw. Dans la présente invention, il est important que le revêtement soit fait d'un matériau tendre, puisque le matériau tendre assure une étanchéité correcte entre les plaques, ce qui permet d'empêcher les fuites de fluide à partir de l'orifice pour l'eau Hw Il est également important que la plaque médiane All n'atteigne pas une zone adjacente à l'orifice de cylindre Hc, car si c'était le cas, elle serait soumise à une température élevée, ce qui provoquerait un boursouflement du matériau tendre qui revêt la plaque médiane All De ce fait, des fuites peuvent se produire autour de l'orifice du cylindre Hc. Ceci veut dire qu'un matériau de revêtement efficace autour de l'orifice pour l'eau Hw est peu résistant à la chaleur C'est pourquoi un tel matériau de revêtement ne peut être appliqué sur une plaque pour assurer l'étanchéité autour de l'orifice du cylindre Hc De ce fait, on utilise une plaque médiane qui n'atteint pas une zone adjacente à l'orifice du cylindre Hc, et la plaque médiane est recouverte d'un matériau de revêtement assurant l'étanchéité au fluide. En général, lors de la fabrication du bloc moteur, les surfaces extérieures de celui-ci sont légèrement rayées Afin de combler les petites rayures, on peut recouvrir les surfaces extérieures du joint d'étanchéité avec des revêtements résistant à la chaleur Ainsi, dans la présente invention, des revêtements minces peuvent être appliqués sur les surfaces extérieures de la plaque supérieure A 1 O et de la plaque inférieure A 12 en contact avec les blocs moteurs. La figure 3 illustre un deuxième mode de réalisation B d'un joint d'étanchéité en acier laminé de la présente invention Le joint d'étanchéité B comporte une plaque supérieure Bl O avec un bourrelet Bl Ob, une plaque médiane Bll avec des revêtements B 18, et une plaque inférieure B 12 avec une partie incurvée B 12 a et une bride B 12 b, de façon similaire au joint d'étanchéité A Toutefois, la plaque médiane Bll ne porte pas de bourrelet Ce sont, au contraire, la plaque supérieure Bl O qui porte un bourrelet Bl Oc placé autour de l'orifice pour l'eau Hw, et la plaque inférieure B 12 qui porte un bourrelet B 12 c autour du trou pour l'eau Hw Les bourrelets Bl Oc, B 12 c ont le même diamètre et s'étendent en direction de la plaque médiane Bll. Dans le joint d'étanchéité B, les deux bourrelets Bl Oc, B 12 c sont disposés autour de l'orifice pour l'eau Hw, de sorte que, lorsque le joint d'étanchéité B est serré, on obtient une forte pression d'étanchéité Le reste de la structure et les autres avantages du joint d'étanchéité B sont identiques à ceux du joint d'étanchéité A. La figure 4 illustre un troisième mode de réalisation C d'un joint d'étanchéité en acier laminé de la présente invention Le joint d'étanchéité C comporte une plaque supérieure C 10, une plaque médiane Cll pourvue d'un bourrelet Clla et de revêtements C 18, et une plaque inférieure C 12, de façon similaire au joint d'étanchéité A Toutefois, la plaque supérieure C 1 O présente une partie incurvée C 1 Oa et une bride Cl Ob, tandis que la plaque inférieure C 12 présente une partie inclinée C 12 a et un bourrelet C 12 b Ceci veut dire que le joint d'étanchéité C a une structure analogue à celle du joint d'étanchéité A en position inversée, avec la plaque médiane laissée dans sa position initiale. Dans le joint d'étanchéité C, la plaque médiane Cll est faite de telle manière qu'elle est plus mince que la plaque médiane All pour permettre une forte pression d'étanchéité autour de l'orifice du cylindre Hc Ceci veut dire que, puisque la plaque médiane Cll peut servir de plaque de régulation de la pression de surface pour le bourrelet C 12 b, la plaque médiane Cll est mince De ce fait, la pression d'étanchéité est obtenue autour de l'orifice du cylindre Hc. La figure 5 illustre un quatrième mode de réalisation D d'un joint d'étanchéité en acier laminé de la présente invention Le joint d'étanchéité D comporte une plaque supérieure D 1 O avec un bourrelet D 1 Ob, une plaque médiane Di avec un bourrelet Dlla et des revêtements D 18, et une plaque inférieure D 12, de manière similaire au joint d'étanchéité A Toutefois, le joint d'étanchéité D est en outre muni d'un anneau d'étanchéité D 19 pourvu d'une bride supérieure D 19 a et d'une bride inférieure D 19 b ainsi que d'une partie incurvée D 19 c La bride supérieure D 19 a est située au-dessus du bourrelet D 1 Ob, tandis que la bride inférieure D 19 b est située en dessous d'une partie de la plaque inférieure D 12 La partie incurvée D 19 c définit l'orifice du cylindre Hc. Dans le joint d'étanchéité D, l'anneau d'étanchéité D 19 est utilisé pour assurer l'étanchéité autour de l'orifice du cylindre Hc Cependant, le joint d'étanchéité D fonctionne comme le joint d'étanchéité A. Selon la présente invention, la plaque médiane n'est pas située dans des zones exposées à des températures élevées, et le matériau de revêtement qui est peu résistant à la chaleur mais efficace pour assurer l'étanchéité autour d'orifices servant à l'écoulement de fluides est déposé en couche sur la plaque médiane Ainsi, des zones autour des orifices servant à l'écoulement de fluides peuvent être étanchées de manière efficace, même par un seul bourrelet. Lorsque la pression d'étanchéité autour des orifices des cylindres Hc doit être modifiée, l'épaisseur de la plaque médiane peut être modifiée, ainsi que la qualité de la plaque portant un bourrelet autour de l'orifice du cylindre Hc De même, lorsque la pression d'étanchéité autour des orifices servant à l'écoulement de fluides doit être modifiée, on peut modifier l'épaisseur ou la qualité de la plaque portant un bourrelet pour l'étanchéité autour des orifices servant à l'écoulement de fluides. L'invention a été décrite en se référant aux modes de réalisation susmentionnés, qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs. REVENDICATIONS 1. Joint d'étanchéité en acier laminé pour un moteur à combustion interne présentant au moins un orifice du cylindre (Hc) et au moins un orifice de passage (Hw), caractérisé en ce qu'il comporte: une première plaque (A 1 O; Bl O; C 1 O; DIO) présentant au moins un premier orifice (A 13) correspondant à l'orifice du cylindre de moteur (Hc), au moins un deuxième orifice (A 14) correspondant à l'orifice de passage de moteur (Hw), et un premier moyen (Al Ob, Bl Ob; Dl Ob) pour assurer l'étanchéité sur le pourtour du premier orifice (A 13) lorsque le joint est serré, une deuxième plaque (A 12; B 12; C 12; D 12) située en dessous de la première plaque, ladite deuxième plaque présentant au moins un troisième orifice correspondant à l'orifice du cylindre de moteur (Hc), et au moins un quatrième orifice (A 15) correspondant à l'orifice de passage du moteur, au moins une troisième plaque (All; Bll; Cll; Dll) placée entre la première et la deuxième plaques et présentant au moins un cinquième orifice (A 16) dont le diamètre est supérieur au diamètre du premier moyen (Al Ob), de telle sorte que, lorsque le joint d'étanchéité est monté, le premier moyen (Al Ob) est placé à l'intérieur du cinquième orifice (A 16), au moins un sixième orifice (A 17) correspondant à l'orifice de passage de moteur, et des couches d'étanchéité (A 18; B 18; C 18; D 18) formées sur les deux côtés de la troisième plaque, un deuxième moyen (A 12 b; B 12 b; C 1 Ob; D 19) servant au moins à couvrir le premier moyen (Al Ob) autour du premier orifice (A 13) pour assurer l'étanchéité autour de celui-ci, et un troisième moyen (Alla; Bl Oc, B 12 c; Clla; Dlla) servant à assurer l'étanchéité sur le pourtour de l'orifice de passage de moteur, ledit troisième moyen étant formé sur au moins une des première, deuxième et troisième plaques pour assurer l'étanchéité sur le pourtour de l'orifice de passage lorsque le joint est serré. 2. Joint d'étanchéité en acier laminé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit premier moyen (Al Ob; Bl Ob) formé sur la première plaque (Al O; Bl O) est constitué par au moins un bourrelet situé autour du premier orifice, (Hc) ledit bourrelet venant en contact contre la deuxième plaque (A 12; B 12) lorsque le joint est serre. 3. Joint d'étanchéité en acier laminé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit troisième moyen (Alla; Bl Oc; B 12 c; Clla; Dlla) est constitué par au moins un bourrelet situé autour de l'orifice de passage (Hw). 4. Joint d'étanchéité en acier laminé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites couches d'étanchéité (A 18, B 18, C 18, D 18) sont faites de matériaux tendres pour empêcher le fluide de passer entre les plaques. 5. Joint d'étanchéité en acier laminé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit deuxième moyen comporte une partie incurvée (A 12 a; B 12 a) et une bride (A 12 b; B 12 b) est totalement relié à la deuxième plaque (A 12; B 12) ladite partie incurvée s'étendant depuis la deuxième plaque (A 12; B 12) en direction de la première plaque autour du troisième orifice pour définir le troisième orifice (Hc), et ladite bride (A 12 b; B 12 b) s'éloignant du troisième orifice depuis la partie incurvée, ladite bride étant située au-dessus du premier moyen (Al Ob; Bl Ob). 6 Joint d'étanchéité en acier laminé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit troisième moyen (Alla) est un bourrelet formé sur la troisième plaque, ledit bourrelet s'étendant autour du sixième orifice (A 17). 7 Joint d'étanchéité en acier laminé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit troisième moyen comporte un bourrelet (Bl Oc) formé sur la première plaque (Bl O) autour du deuxième orifice, et un bourrelet (B 12 c) formé sur la deuxième plaque (B 12) autour du quatrième orifice, lesdits bourrelets sur la première et la deuxième plaques ayant la même dimension et formant saillie en direction de la troisième plaque (BM). 8 Joint d'étanchéité en acier laminé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'épaisseur de la troisième plaque par rapport à la première plaque est modifiée de telle sorte que la pression d'étanchéité assurée par le premier moyen est régulée. 9 Joint d'étanchéité en acier laminé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit deuxième moyen est un anneau d'étanchéité (D 19) comportant une partie incurvée (D 19 c) située à l'intérieur du premier et du troisième orifices, une bride supérieure située au- dessus du premier moyen (Dl Ob), et une bride inférieure (D 19 b) située en dessous d'une partie de la deuxième plaque (D 12). 1 O. Joint d'étanchéité en acier laminé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit troisième moyen est un bourrelet (Alla; Blla; Clla; Dlla) formé sur la troisième plaque, ledit bourrelet s'étendant autour du sixième orifice. 11. Joint d'étanchéité en acier laminé selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit troisième moyen comporte un bourrelet (Bl Oc) formé sur la première plaque (Bl O) autour du deuxième orifice, et un bourrelet (B 12 c) formé sur la deuxième plaque (B 12) autour du quatrième orifice, lesdits bourrelets sur la première et la deuxième plaques ayant la même dimension et formant saillie autour de la troisième plaque.