Brevet FR2693774A1 — publié le 19940121

La présente invention concerne les dispositifs de fixation étanches à vis. Dans les moteurs à combustion interne, les arbres, tels que vilebrequins ou arbres à cames, tournent dans des paliers délimités par des pièces assemblées au moyen de vis. De tels assemblages posent des problèmes d'étanchéité lorsque les vis débouchent sur l'extérieur. L'huile lubrifiant les paliers peut en effet migrer au niveau du plan de joint entre les deux pièces, suivre les filets de la vis, et sortir sous la tête de cette vis. On a tenté de pallier cet inconvénient en utilisant une bague dite étanche comportant une rondelle d'appui disposée sous la tête de la vis et un joint intégré en élastomère, qui est situé le long du bord interne de la rondelle et qui est comprimé sur la tige de la vis lors du serrage de cette dernière. Cette solution est satisfaisante lorsque la vis est en appui sur une surface unique et donc homogène mais ne convient plus lorsque la surface d'appui pour la tête de vis est constituée de deux matériaux différents sans liaison étanche entre eux. Tel est notamment le cas lorsque des pièces par exemple en fonte sont rapportées dans un corps réalisé en alliage léger. On constate alors qu'une fuite d'huile peut intervenir à l'interface entre la pièce rapportée et le corps, la bague d'étanchéité n'étant d'aucune efficacité car disposée radialement à l'intérieur de la zone d'interface. Une autre solution, dérivée de la précédente et décrite dans le brevet US-A-4.702.657 consiste à augmenter la dimension radiale de la partie en élastomère de la bague étanche, de façon à assurer non seulement l'étanchéité sur la tige de la vis, mais aussi l'étanchéité à l'extérieur de la zone d'interface entre la pièce rapportée et le corps, l'élément en élastomère s'étendant radialement au-delà de cette zone d'interface. L'inconvénient majeur de cette solution réside dans un encombrement radial accru et une diminution de la portée de la rondelle métallique sous la tête de vis, qui se traduit par une limitation de la force de serrage, et ce d'autant plus que la zone d'interface entre les pièces rapportées et le corps se trouve plus éloignée de l'axe de la vis. L'objectif que se propose d'atteindre cette invention consiste à réaliser une fixation par vis qui puisse être étanche, même dans l'hypothèse d'une surface d'appui hétérogène, tout en conservant une force de serrage aussi importante que cela peut être nécessaire. A cet effet l'invention a pour objet un dispositif de fixation étanche à vis, dans lequel une vis comprenant une tige et une tête coopère avec un corps délimitant un logement dans lequel s'étend la tige de la vis, ce logement débouchant sur une face du corps qui délimite une surface d'appui pour la tête de la vis, avec interposition d'une rondelle métallique, le dispositif comportant de plus une garniture d'étanchéité en matériau souple, et étant caractérisée en ce que le logement débouche sur ladite face du corps dans un lamage comprenant un fond délimitant ladite surface d'appui, et une surface latérale cylindrique, la tête de vis comporte une embase circulaire et la garniture souple d'étanchéité a une forme sensiblement torique et est interposée entre une portion périphérique de ladite embase et la paroi latérale cylindrique du lamage. Suivant d'autres caractéristiques - la tête de la vis a elle-même une forme circulaire - la tête de la vis comporte une embase circulaire surmontée d'une partie de plus petite dimension radiale, adaptée pour permettre le serrage et le desserrage de la vis - la tête de la vis délimite à sa périphérie une gorge dans laquelle est reçue en partie la garniture d'étanchéité qui coopère avec la paroi latérale cylindrique du lamage - la garniture d'étanchéité est disposée au voisinage du bord inférieur de la périphérie de l'embase et coopère avec le fond et la paroi latérale du lamage. L'invention va être décrite plus en détail cidessous en se référant au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple et sur lequel - Les figures 1 à 4 sont quatre vues en coupe illustrant quatre modes de réalisation de l'invention. Sur ces quatre figures, les éléments qui se correspondent sont désignés par les mêmes numéros de référence. On voit sur la figure 1 un corps 1 réalisé en un premier matériau qui peut être par exemple un alliage léger et qui doit être fixé sur une autre pièce, non représentée au dessin. Ce corps 1 délimite un alésage 2 d'axe X-X dans lequel est disposée une pièce rapportée 3 délimitant elle-même un alésage 4 coaxial au premier. L'alésage 2 du corps débouche à sa partie supérieure dans le fond 5 d'un lamage 6 délimité par une paroi latérale 7 de forme cylindrique, de section circulaire et d'axe X-X. La fixation entre le corps 1 et l'autre pièce non représentée est réalisée au moyen de vis telle que la vis 10 représentée au dessin, qui comporte une tige 11 reçue dans l'alésage 4 et une tête 12. Dans ce mode de réalisation de la figure I la tête 12 elle-même a une forme circulaire de diamètre légèrement inférieur à celui du lamage 6. Elle comporte un six pans creux 13 permettant d'en assurer le serrage et le desserrage. Entre la tête de vis et les surfaces adjacentes du corps 1 et de la pièce rapportée 3 est disposée une rondelle métallique 14 dont la largeur est telle qu'elle prend appui à la fois sur la pièce rapportée et sur le fond 5 du lamage. La fonction d'étanchéité est remplie par une bague souple 15 de forme sensiblement torique, reçue dans une gorge annulaire 16 ménagée à la périphérie de la tête de vis. Les dimensions du lamage, de la tête de vis et de la garniture d'étanchéité sont choisies de façon à obtenir une étanchéité efficace empêchant les fuites d'huile au-delà de la garniture d'étanchéité. Dans le mode de réalisation de la figure 2, la tête de vis 12 est réalisée de façon un peu différente : cette tête comporte une embase 21 de forme circulaire comportant à sa périphérie une gorge 22 dans laquelle est reçue comme dans l'exemple précédent une garniture souple 23 de forme sensiblement torique. Sur l'embase circulaire se trouve la partie 24 de la tête de vis permettant d'effectuer son serrage et son desserrage. Dans le mode de réalisation de la figure 3, la tête de vis 12 comporte comme dans l'exemple précédent une embase 31 de forme circulaire et une partie 24 de serrage et de desserrage de plus faible dimension radiale. La garniture d'étanchéité 33 est située dans la zone de jonction entre le fond 5 et la paroi latérale 7 du lamage et se trouve comprimée entre ces deux surfaces d'une part et la rondelle métallique adjacente 14 et la portion périphérique inférieure de l'embase 31, d'autre part. La garniture d'étanchéité est de préférence adhérisée sur la rondelle 14 de sorte que cette garniture se trouve déjà en place avant le serrage de la vis. Dans la variante de la figure 4, l'embase 41 de la tête de la vis comporte un chanfrein 42 à la jonction entre sa surface d'appui radiale et sa surface latérale cylindrique et la garniture d'étanchéité 43 peut être adhérisée sur l'embase le long de ce chanfrein. La disposition de la garniture d'étanchéité est sensiblement la même que dans l'exemple de la figure 3. Ces divers modes de réalisation, non limitatifs, de l'invention permettent de résoudre de façon efficace le problème posé. En effet, les deux sources de fuite potentielle sont éliminées, que ce soit entre la vis 10 et la pièce rapportée 3 ou entre cette dernière et le corps 1. Ce résultat est obtenu en conservant une surface d'appui maximale entre la tête de vis, la rondelle et les surfaces adjacentes du corps et de la pièce rapportée. On soulignera par ailleurs la simplicité des moyens mis en jeu et leur faible coût. On notera également un avantage supplémentaire des modes de réalisation des figures 3 et 4 par rapport à ceux des figures 1 et 2 : en effet dans les deux premiers modes de réalisation, il est nécessaire de prévoir un état de surface soigné pour la paroi latérale 7 du lamage, de façon à limiter le couple de frottement et l'usure de la garniture d'étanchéité lors de la rotation de la vis. Un tel état de surface n'est pas indispensable dans les deux derniers modes de réalisation. REVENDICATIONS 1. Dispositif de fixation étanche à vis, dans lequel une vis (10) comprenant une tige (11) et une tête (12) coopère avec un corps (1) délimitant un logement (2) dans lequel s'étend la tige de la vis, ce logement débouchant sur une face du corps qui délimite une surface d'appui pour la tête de la vis, avec interposition d'une rondelle métallique (14), le dispositif comportant de plus une garniture d'étanchéité (15) en matériau souple, et étant caractérisé en ce que le logement débouche sur ladite face du corps dans un lamage (6) comprenant un fond (5) délimitant ladite surface d'appui, et une surface latérale cylindrique (7), la tête de vis (12) comporte une embase circulaire et la garniture souple d'étanchéité a une forme sensiblement torique et est interposée entre une portion périphérique de ladite embase et la paroi latérale cylindrique du lamage. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la tête (12) de la vis a elle-même une forme circulaire. 3. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la tête de la vis comporte une embase circulaire (21 ; 31 ; 41) surmontée d'une partie (24) de plus petite dimension radiale, adaptée pour permettre le serrage et le desserrage de la vis. 4. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la tête (12) de la vis délimite à sa périphérie une gorge (16 ; 22) dans laquelle est reçue en partie la garniture d'étanchéité (15 ; 23) qui coopère avec la paroi latérale cylindrique du lamage (6). 5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la garniture d'étanchéité (33 ; 43) est disposée au voisinage du bord inférieur de la périphérie de l'embase (31 ; 41) et coopère avec le fond (5) et la paroi latérale (7) du lamage. 6. Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la garniture d'étanchéité (33) est adhérisée sur le bord externe de la rondelle métallique (14). 7. Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'embase (41) de la tête de vis comporte un chanfrein (42) le long de son bord inférieur. 8. Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la garniture d'étanchéité (43) est adhérisée sur le chanfrein (42).