Brevet FR2671388A1 — publié le 19920710

ORGANE D'OBTURATION ETANCHE DE L'ORIFICE D'UN CORPS La présente invention concerne un organe d'obturation étanche d'un corps creux entrant dans la constitution tant d'un dispositif de liaison mécanique de deux éléments entre eux, que d'un dispositif d'étanchéité d'un élément par rapport à un autre, ou d'un dispositif permettant d'assurer simultanément ces deux fonctions. Globalement, un tel organe d'obturation est constitué d'une partie axiale cylindrique, à l'une des extrémités de laquelle est réalisé un épaulement circulaire dirigé vers l'extérieur et apte à venir en appui sur un siège périphérique correspondant d'un orifice à obturer dudit corps creux. Dans le premier cas, concernant un dispositif de liaison mécanique de deux éléments entre eux, la partie axiale de l'organe d'obturation est une tige filetée dont l'épaulement, ou tete de vis, réalisé à l'une de ses extrémités, vient en appui sur la face supérieure de l'un des éléments, alors que son autre extrémité filetée coopère avec un écrou venant en serrage contre la face inférieure de l'autre élément. Dans un tel dispositif de liaison classique, il est connu d'assurer l'immobilisation d'un élément par rapport à l'autre par l'adjonction d'une rondelle-frein interposée entre la tete de vis et la face supérieure du premier élément. Lorsque dans certaines applications particulières il est nécessaire d'assurer une étanchéité, par exemple lorsque l'un des éléments est creux et contient un fluide, il est connu d'ajouter, ou de mettre en lieu et place de la rondelle-frein, une garniture ou bague d'étanchéité. Celle-ci, comprimée entre la tête de vis et le pourtour de l'orifice formant siège, se déforme radialement et procure l'étanchéité recherchée. Mais un inconvénient majeur réside dans l'utilisation même d'une telle rondelle-frein et/ou d'étanchéité qui constitue une pièce supplémentaire. De plus, elle est perdable facilement lorsqu'elle est de petite taille. Egalement, elle nécessite une attention particulière pour ne pas risquer d'omettre sa mise en place lors du montage. Dans le second cas, où il s'agit de mettre en place un dispositif d'étanchéité d'un élément par rapport à un autre, il est connu, outre les rondelles d'étanchéité précitées, de disposer de moyens consistant, par exemple, à recouvrir les filets d'une vis d'un enduit spécial agissant contre l'autodesserrage tout en contribuant à assurer une étanchéité. Une telle méthode d'application d'un enduit présente l'inconvénient de devoir être renouvelée en cas de démontage et de remontage. Bien d'autres systèmes de joints de blocage et d'étanchéité par dépôt sur filet existent et ne seront pas cités, car présentant tous les défauts précités. Un autre problème se pose lorsqu'il s'agit de rechercher l'étanchéité entre deux éléments lisses et, qui plus est, exposés à une pression élevée contre laquelle doit résister l'organe d'obturation. C'est le cas par exemple des soupapes et des clapets de tous types qui requièrent, pour cette raison, un état de surface sans défaut. La présente invention a pour but de remédier à ces divers inconvénients, quelle que soit l'application de l'organe d'obturation qui peut être la vis d'un bouchon, un bouchon vissé, une soupape ou encore un rivet. A cet effet, elle concerne un organe d'obturation étanche de l'orifice circulaire d'un corps caractérisé en ce qu'il comprend - une partie axiale cylindrique, - un épaulement circulaire dirigé vers l'extérieur, réalisé à une des extrémités de la partie axiale et apte à venir en appui sur le siège périphérique correspondant dudit orifice à obturer du corps, - une gorge périphérique réalisée sur la face de l'épaulement tournée vers le siège, - un joint intercalaire en matériau élastique déformable, disposé dans la gorge et dont une partie saillante est apte à coopérer avec ledit siège On comprend aisément par là qu'un tel joint, qu'il constitue un élément de freinage ou encore un élément d'étanchéité, selon les applications, est absolument imperdable, car indissociable de l'organe d'obturation D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la description non limitative qui suit, faite en regard des dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une vue en plan d'un organe d'obturation muni d'un joint selon l'invention la figure 2 est une vue de détail d'un joint en coupe, selon l'axe longitudinal de l'organe de la figure 1 les figures 3A, 3B, 3C représentent respectivement en coupe, selon l'axe longitudinal de l'organe de la figure 1, les étapes de réalisation et de montage du joint selon l'invention la figure 4 est une vue en plan d'un organe d'obturation muni d'un joint selon un autre mode de réalisation de l'invention la figure 5 est une vue de détail d'un joint en coupe, selon l'axe longitudinal de la figure 4. Selon un premier exemple de réalisation représenté sur les figures 1 à 3, l'organe d'obturation 1 est une vis introduite dans l'orifice 2 d'un corps 3 à assembler, dans le présent cas de figure, à un autre corps ou élément 4. L'organe d'obturation ou vis 1 est constitué d'une partie axiale cylindrique 5 à une extrémité de laquelle est réalisé un épaulement circulaire dirigé vers l'extérieur, ou tête de vis 6. Dans le cas présent, la tête de vis 6 est évasée vers le haut selon un angle Oc2 supérieur à 900 par rapport à l'axe XX' de la vis 1 de manière à se loger dans un siège tronconique correspondant 7 de l'orifice 2, obtenu par fraisage à sa partie débouchante du corps 3. La tête de vis 6 comporte également une fente transversale 8 de manière à permettre l'introduction d'un tournevis lors de l'opération de vissage et de dévissage. A sa partie d'extrémité 9 opposée à la tête 6, la vis 1 comporte une partie filetée 10 apte à permettre le vissage par rotation d'un écrou d'immobilisation 11 de l'élément 4 par rapport à l'élément 3, précités. Selon l'invention, une gorge périphérique 12 est réalisée sur la face 6a de l'épaulement ou tête de vis 6 tournée vers le siège 7 de l'élément 3. La gorge 12 est obtenue par usinage direct de la tête 6 et subit un traitement avec un agent d'adhérisation caoutchouc-métal. La gorge 12 reçoit directement au cours d'une opération de moulage un élastomère pour constituer un joint 13 élastiquement déformable apte à s'intercaler au montage entre la tête 6 et le siège 7 de l'élément 3, pour former un joint ayant à la fois des propriétés d'étanchéité et d'autoblocage de ladite vis 1 sur l'élément 3. Le joint 13 est réalisé en caoutchouc, vulcanisé directement dans la gorge 12. On obtient ainsi un point adhérisé sur son support, en l'occurrence, la gorge 12 de la tête 6 de la vis 1. Les propriétés d'étanchéité et d'autoblocage de cette dernière sont obtenues grâce à une partie saillante 13a du joint 13, constituée par une lèvre annulaire élastiquement déformable, sous la poussée de la tête 6 contre le siège 7 de l'élément 3, au serrage de la vis 1. Les figures 3A, 3B, 3C montrent bien la mise en place et le fonctionnement de la lèvre annulaire 13a d'un tel joint 13. On remarquera que de manière à permettre le logement de celleci lors de sa déformation, le plan extérieur 13b dudit joint 13 est légèrement en retrait par rapport au plan 6a de la tête 6. Bien entendu, plusieurs lèvres annulaires 13a pourront être réalisées coaxialement sur le joint 13. Egalement, dans certaines applications, et par souci de simplification, elles pourront être remplacées par une portion de tore saillant (non représentée). Sur la figure 2, A = hauteur de la lèvre 13a ; B= profondeur de la gorge 12 ; C = angle formé par la lèvre 13a à partir d'une horizontale h ; D = largeur de la gorge 12. Le mode de réalisation représenté sur les figures 4 et 5 diffère essentiellement du précédent en ce que l'organe d'obturation 20 est une vis constituée d'une partie axiale 21 dont l'épaulement 22 s'étend radialement pour former un angle a1 sensiblement de 900 par rapport à l'axe YY' de celle-ci 21. L'épaulement 22 est ici constitué par la face inférieure d'une tête de vis hexagonale 23. Comme le montre le détail de la figure 5, la gorge périphérique 24 présente une section transversale quadrangulaire dans laquelle est monté un joint 26 dont est issue une lèvre 25 à section transversale conique dont l'axe est parallèle à l'axe YY' de la vis 20. Sur la figure 5, A = hauteur de la lèvre 25 ; B = profondeur de la gorge 24 ; C = angle formé par la lèvre 25, symétriquement à un axe vertical O ; D = largeur de la gorge 12. Selon un autre mode de réalisation non représenté, la partie axiale de l'organe d'obturation est une tige lisse de commande d'une soupape, laquelle soupape est constituée par son propre épaulement. Dans ce cas, le joint obtenu tel que ci-dessus décrit, est un joint d'étanchéité surmoulé dans une gorge de la soupape et disposé entre cette dernière et le siège d'un orifice d'un corps creux à obturer. De même, la partie axiale pourra être une tige filetée constituant avec l'épaulement muni du joint logé dans une gorge tel que décrit ci-dessus, un bouchon d'obturation (non représenté) étanche d'un carter d'huile d'un moteur à combustion interne. Enfin, la partie axiale de l'organe d'obturation pourra être une queue de rivet (non représentée). REVENDICATIONS 1. Organe d'obturation étanche (1, 20) de l'orifice circulaire (2) d'un corps (3) caractérisé en ce qu'il comprend - une partie axiale cylindrique (5, 21), - un épaulement circulaire (6, 22) dirigé vers l'extérieur, réalisé à une des extrémités de la partie axiale (5, 21) et apte à venir en appui sur le siège périphérique correspondant (7) dudit orifice (2) à obturer du corps (3), - une gorge périphérique (12, 24) réalisée sur la face 6a) de l'épaulement (6, 22) tournée vers le siège (7), - un joint intercalaire (13, 26) en matériau élastique déformable, disposé dans la gorge (12, 24) et dont une partie saillante (13, 9, 25) est apte à coopérer avec ledit siège (7). 2. Organe d'obturation selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'épaulement (22) de la partie axiale (21) s'étend radialement pour former un angle (a1) sensiblement de 900 par rapport à l'axe (YY') de celle-ci (21). 3. Organe d'obturation selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'épaulement (6) de la partie axiale (5) s'étend par rapport à celle-ci selon un angle (a2) supérieur à 900 par rapport à l'axe (XX') de celle-ci (5). 4. Organe d'obturation selon la revendication 1 caractérisé en ce que le joint (13, 26) est obtenu par surmoulage d'un élastomère directement dans la gorge (12, 24). 5. Organe d'obturation selon la revendication 1 caractérisé en ce que la partie saillante (13a, 25) du joint (13, 26) est constituée par une portion de tore élastiquement déformable. 6. Organe d'obturation selon la revendication 1 caractérisé en ce que la partie saillante (13a, 25) du joint (13, 26) est constituée par au moins une lèvre annulaire élastiquement déformable. 7. Organe d'obturation selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que la partie axiale est une tige lisse de commande d'une soupape constituée par son propre épaulement, et en ce que le joint qu'il comporte, obtenu par surmoulage dans la gorge, est un joint d'étanchéité entre ladite soupape et le siège d'un orifice d'un corps creux à obturer. 8. Organe d'obturation selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que la partie axiale (5) est une tige filetée d'assemblage par vissage de deux éléments (3, 4) entre eux, et en ce que le joint (13) constitue un frein, par autoblocage de l'épaulement ou tête de vis (6) sur l'un (3) des éléments (3, 4). 9. Organe d'obturation selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que la partie axiale est une tige filetée constituant avec l'épaulement muni du joint, un bouchon d'obturation étanche d'un carter d'huile d'un moteur à combustion interne. 10. Organe d'obturation selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que la partie axiale est une queue de rivet