Brevet FR2687443A1 — publié le 19930820

La présente invention a pour objet un joint annulaire élastique constitué par une rondelle métallique et un corps annulaire élastique, apte à être engagé sur la tige d'un organe de liaison de deux pièces métalliques en appui mutuel par exemple une vis de serrage pour fixer un carter sur un bloc moteur en évitant tout contact métal sur métal susceptible de transmettre des vibrations entre ces deux pièces. Pour effectuer le serrage désaccouplé de deux pièces métalliques, c'est-à-dire un serrage dans lequel on évite tout contact métal sur métal, on utilise couramment des joints annulaires de serrage, en élastomère, éventuellement armés d'une rondelle métallique, appelés habituellement "washers" De tels joints sont par exemple destinés à être mis en place sur les vis de serrage utilisées pour fixer un carter sur un bloc moteur, un joint statique étant disposé entre les surfaces en regard du carter et du bloc moteur. Ce dernier isole les deux pièces métalliques entre elles tandis que le joint annulaire engagé autour de la vis emp&che tout contact métal sur métal entre le carter et la vis qui le maintient sur le bloc moteur. De tels joints annulaires sont soumis à de fortes pressions axiales qui ont pour effet de provoquer le fluage du matériau élastomère constituant le joint vers l'extérieur. En outre, lors du fonctionnement du moteur, le joint est soumis à une forte élévation de température qui accentue la dilatation du matériau élastomère. Le fluage du matériau élastomère est fortement préjudiciable dans la mesure o il entraîne l'apparition de craquelures extérieures qui peuvent s'accompagner de coupures dans le cas o l'élastomère est trop fortement comprimé contre un angle vif de l'armature métallique. Si le fluage est trop important, il peut également entraîner une déformation de l'armature du joint annulaire. Par ailleurs, il arrive que l'élastomère, fortement comprimé, ne puisse fluer vers l'extérieur en raison d'un emprisonnement de la totalité de son volume Dans ce cas, sa dilatation peut entraîner l'arrachage de la vis de fixation. La présente invention vise à fournir un moyen simple et économique permettant d'isoler une pièce et son organe de serrage sur un support, moyen qui, tout en remplissant son rôle transmetteur d'effort de serrage, évite les inconvénients décrits ci-dessus. 2 2687443 La présente invention a pour objet un joint annulaire élastique apte à être engagé sur la tige d'un organe de liaison de deux pièces métalliques en appui mutuel, comprenant un corps annulaire élastique, notamment en élastomère, et une rondelle rigide, notamment métallique, disposée à la partie supérieure dudit corps annulaire, caractérisé par le fait que le corps annulaire comporte dans sa paroi périphérique extérieure un évidement annulaire s'étendant sur au moins une partie de la hauteur dudit corps annulaire. Le joint annulaire selon l'invention permet donc d'isoler un organe de liaison tel qu'une vis, de la pièce qu'il maintient en position par serrage. Lors du serrage, le corps annulaire élastique du joint selon l'invention s'écrase et la matière élastique dont il est constitué flue latéralement. Le fluage vers l'intérieur est limité par la tige de l'organe de liaison, ce qui a pour effet d'augmenter l'effet de fluage vers l'extérieur et par conséquent le débordement de matière. Selon l'invention, l'évidement annulaire réalisé sur la paroi périphérique externe du corps élastique limite cet excès de matière puisqu'il subsiste un volume libre que la matière commence par combler. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, l'évidement annulaire présente, en coupe axiale, une forme concave qui ne comporte aucun angle vif. Ainsi, lors du serrage, on évite des plis qui pourraient contribuer à la détérioration du joint. De préférence, la surface de la rondelle rigide qui est en contact avec le corps annulaire élastique ne comporte aucune arête vive, ce qui permet également de limiter les risques de détérioration de la matière élastique lors du serrage l Dans un autre mode de réalisation, la rondelle rigide disposée à la partie supérieure du corps annulaire est repliée sur son périmètre extérieur vers le corps annulaire élastique pour venir coiffer celui-ci, la face de la rondelle rigide qui est en contact avec le corps annulaire élastique se termine alors par une surface annulaire plane sensiblement perpendiculaire à la direction du serrage Ainsi, on évite tout pincement du corps élastique contre la rondelle rigide qui ne présente en outre aucune arête vive. De préférence, la rondelle rigide est collée sur le corps annulaire élastique. -3- Il est également possible de surmouler la rondelle rigide sur le corps annulaire élastique, ou encore de combiner ces deux modes de liaison. Dans le but de mieux faire comprendre l'invention, on va en décrire maintenant un mode de réalisation donné à titre d'exemple et sans aucun caractère limitatif en référence au dessin schématique annexé dans lequel: la figure 1 représente une vue en coupe axiale d'un joint annulaire élastique selon un mode de réalisation de l'invention, la figure 2 représente le joint de la figure 1 en position de serrage, la figure 3 représente différentes étapes de serrage du joint de la figure 2, et la figure 4 représente une variante d'un surmoulage conformément à l'invention. Sur la figure 1, un joint annulaire élastique 1 est représenté en coupe axiale Il est composé d'un corps annulaire élastique 2 et d'une rondelle rigide 3 disposée à la partie supérieure du corps élastique 2. Sur cette figure, on voit clairement la forme concave de l'évidement annulaire 4 réalisé sur la paroi périphérique extérieure 5 du corps annulaire élastique 2. La paroi périphérique extérieure 5 comporte une surface annulaire 5 a correspondant à la partie du corps annulaire 2 qui est écrasée lors du serrage, un épaulement annulaire 5 b par lequel le joint 1 s'appuie sur la pièce qui le reçoit, et une surface annulaire 5 c réalisant le maintien en position du joint 1 sur cette pièce. Conformément à ce mode de réalisation, l'évidement annulaire 4 est réalisé sur la surface annulaire 5 a de la paroi 5. La paroi interne 6 du corps élastique 2 se divise en trois parties. La partie supérieure 6 a est tronconique et ouverte vers l'extérieur, elle facilite le guidage de la tige d'un organe de liaison, comme par exemple une vis, lors de la mise en place de celui-ci. La surface centrale 6 b est cylindrique et maintient en place la tige de l'organe de liaison avant le serrage Elle rejoint la surface inférieure 6 c dans le plan de l'épaulement 5 b. La partie inférieure 6 c est tronconique et ouverte vers l'extérieur, elle permet une éventuelle déformation de la surface de centrage 5 c lors de l'installation du joint 1 sur une pièce. Le corps annulaire élastique 2 surmoule la rondelle rigide 3, sa paroi intérieure 6 s'étend sur toute la hauteur du joint 1 et remplit en une gorge circulaire 7 pratiquée sur la face supérieure 8 de la rondelle 3. Deux bosselages circulaires de section triangulaire 9 dépassent de la surface supérieure 8 Dans une variante, le joint annulaire élastique 1 pourrait ne comporter qu'un seul bosselage 9 ou au contraire plus de deux, lesquels pourraient d'ailleurs présenter une section d'une autre forme. La figure 2 représente le joint de la figure 1 en position serrée. Sur cette figure, un carter 10 est serré contre un bloc moteur 11 par une vis 12. Un joint de carter 13 est ici utilisé en combinaison avec le joint annulaire élastique 1 pour isoler d'une part le carter 10 du bloc moteur 11 et d'autre part le carter 10 de la vis 12. L'effort de serrage imposé par la vis 12 à la fois au joint annulaire 2 et au joint de carter 3 est limité par le fait que la vis s'appuie sur le bloc moteur 11 par un épaulement 14. Un jeu radial 15 entre la tige de la vis 12 et le trou traversant du carter 10 évite tout contact métal sur métal entre ces deux organes métalliques dans la région o il n'y a pas de matière élastique. Le centrage de la vis dans le trou traversant du carter 10 est assuré à la fois par le joint 1 et par le joint 13. Tout l'effort de serrage qui résulte du vissage de l'organe de liaison 12 sur le bloc 11 est transmis par la rondelle rigide 3 qui constitue l'armature du joint annulaire 1 Cet effort est réparti entre le joint annulaire 1 et le joint du carter 13. On voit sur la figure 3 une coupe axiale d'une partie du joint 1 au cours de son serrage La matière du corps élastique 2 flue latéralement. Le trait plein représente la forme du corps annulaire élastique 2 avant serrage. Le trait discontinu schématise l'étape intermédiaire dans laquelle la paroi périphérique extérieure 5 ' du corps élastique annulaire 2 est pratiquement parallèle à l'axe du joint et l'évidement annulaire 4 ' est pratiquement comblé. Le trait mixte schématise la position serrée du joint dans laquelle la paroi périphérique extérieure 5 " a sensiblement la forme d'un S, forme qui résulte de la compétition entre la concavité de l'évidement annulaire 4 " et le fluage latéral de la matière. -5- On voit que, grâce à cette forme en S, il est possible de réduire subtantiellement l'épaisseur du corps annulaire 2 sans aboutir à un fluage trop important de la matière écrasée. Dans le mode de réalisation représenté, il est clairement visible sur la figure 3 que la face de la rondelle rigide 3 qui est en contact avec le corps annulaire élastique 2 se termine par une surface annulaire plane 3 a sensiblement perpendiculaire à la direction du serrage. La face inférieure de la rondelle rigide 3 et la paroi périphérique externe du corps annulaire élastique 2 se rejoignent tangentiellement, ce qui a pour effet d'accentuer la forme en S de la paroi 5. La figure 4 représente une variante de surmoulage de la rondelle rigide 3 sur le corps annulaire élastique 2. On a représenté sur cette figure une coupe axiale de la partie intérieure supérieure du joint annulaire élastique 1. Selon cette variante la surface inférieure de la rondelle rigide 3 qui se trouve sous la gorge annulaire 7 présente une portée annulaire en décrochement 3 b dont la principale fonction est d'éviter que la rondelle rigide 3 ne se démoule du corps élastique 2. Il est bien entendu que les modes de réalisation qui viennent d'être décrits ne présentent aucun caractère limitatif et peuvent recevoir toute modification désirable sans sortir pour cela du cadre de l'invention. 6 2687443 REVENDICATIONS 1 Joint annulaire élastique apte à être engagé sur la tige d'un organe de liaison de deux pièces métalliques en appui mutuel comprenant un corps annulaire élastique, notamment en élastomère, et une rondelle rigide, notamment métallique disposée à la partie supérieure dudit corps annulaire, caractérisé par le fait que le corps annulaire ( 2) comporte dans sa paroi périphérique extérieure ( 5) un évidement annulaire ( 4) s'étendant sur au moins une partie de la hauteur dudit corps annulaire ( 2). 2 Joint annulaire élastique selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'en coupe axiale, son évidement annulaire ( 4) présente une forme concave qui ne comporte aucun angle vif. 3 Joint annulaire élastique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la face de la rondelle rigide ( 3) qui est en contact avec le corps annulaire élastique ( 2) ne comporte aucune arête vive. 4 Joint annulaire élastique selon la revendication 3 dans lequel la rondelle rigide est repliée sur son périmètre extérieur vers le corps annulaire élastique pour venir coiffer celui-ci, caractérisé par le fait que la rondelle rigide ( 3) qui est en contact avec le corps annulaire élastique ( 2) se termine par une surface annulaire plane ( 3 a) sensiblement perpendiculaire à la direction du serrage. Joint annulaire élastique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la rondelle rigide ( 3) est collée sur le corps annulaire élastique ( 2). 6 Joint annulaire élastique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la rondelle rigide ( 3) est surmoulée sur le corps annulaire élastique ( 2).