Brevet FR2727494A1 — publié le 19960531

Joint à profil spécial pour raccordement étanche entre une extrémité de tube et une pièce. La présente invention concerne un joint à profil spécial pour raccordement étanche entre un tube ou une bride munie d'un tube présentant une extrémité de raccordement, et une pièce munie d'un orifice de connexion avec ladite extrémité. Elle trouve une application particulièrement importante bien que non exclusive dans le domaine des raccordements de circuits refroidisseurs, de circuits de climatisation et/ou de systèmes de direction assistée de véhicules automobiles, On connaît déjà des joints de raccordement étanches et amovibles entre une extrémité de tuyau et une pièce, qui peut être par exemple une bride, un déshydrateur, un condenseur, un détendeur ou un compresseur. Les joints connus présentent des inconvénients car ils ne garantissent pas toujours une bonne étanchéité. En effet, les documents de l1art antérieur décrivent essentiellement des joints toriques dont on ne peut garantir la valeur de compression de façon fiable compte tenu des cotes de tolérance pour l'usinage des pièces. De plus, les dispositifs connus ont tendance à perdre leur étanchéité en fonctionnement du fait des vibrations. La présente invention vise à fournir un joint répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'elle permet un montage plus simple, aisé à mettre en oeuvre, ce qui génère moins de risque d'oubli ou d'endommagement du joint par le monteur, en ce qu'elle garantit un écrasement homogène du dit joint et en ce qu'elle permet une meilleure tenue aux vibrations en fonctionnement, tous ces éléments combinés permettant d'obtenir le résultat recherché, à savoir une meilleure étanchéité du raccordement muni d'un tel joint. L'invention est avantageusement applicable à un dispositif de raccordement étanche entre une bride munie d'au moins un tube présentant une extrémité de raccordement, et une pièce munie d'un orifice de connexion avec ladite extrémité, les faces de raccordement entre bride et pièce étant planes, le dispositif comportant des moyens de serrage de la bride sur la pièce. Dans ce but la présente invention propose essentiellement un joint composite agencé pour être situé entre deux faces de raccordement, comprenant une plaque d'épaisseur constante percée de part en part d'au moins un orifice dont le bord interne est solidaire d'un anneau en matériau élastomère de plus forte épaisseur, à l'état libre, que la plaque, ledit anneau étant agencé pour être introduit à frottement sur une extrémité de raccordement de tube, caractérisé en ce que l'anneau est à double ligne de compression, présentant une section transversale sensiblement en forme de 8 horizontal s'étendant parallélement ou sensiblement parallélement au plan de la plaque. Par joint à double ligne de compression, il faut essentiellement entendre un joint présentant à sa périphérie, symétriquement et de part et d'autre du plan de la plaque deux lignes, ou surfaces circulaires de faible largeur, concentriques, une interne et une externe par rapport à l'axe central du joint perpendiculaire au plan de la plaque. Ces lignes assurent le premier contact avec les faces planes en vis à vis lors du serrage, puis sont soumises à la compression maximum en cours et après serrage des deux faces de raccordement l'une contre 1 'autre. Dans des modes de réalisation avantageux, on a de plus recours à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes - la plaque d'épaisseur constante est constituée par une rondelle conique agencée pour se déformer de façon élastique lors d'une compression de ladite plaque dans le sens axial du cône. Il en résulte une meilleure tenue aux vibrations ; - le joint comporte deux orifices chacun muni d'un anneau en matière élastomère à double ligne de compression ; - le joint comporte de plus au moins un orifice de passage d'une vis de fixation ; - l'orifice de passage comporte un joint annulaire en forme de lèvre dirigée vers l'intérieur de l'orifice, dans le plan de l'orifice. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation particuliers donnés à titre d'exemple non limitatif. Elle se réfère aux dessins qui l'accompagnent dans lesquels - La figure l est une vue en coupe d'un joint composite selon le mode de réalisation de l'invention plus particulièrement décrit ici, avec rondelle conique. - La figure l bis est une vue en coupe d'un joint du type de la figure l avec rondelle plate. - La figure 2 est une vue de dessus du joint composite de la figure 1. - La figure 3 est une vue en coupe selon III-III, partielle et à grande échelle, de l'anneau en élastomère du joint de la figure 2. - La figure 4 est une vue de dessus d'un autre mode de réalisation d'un joint selon l'invention pour raccordement à un seul tube. - La figure 5 est une vue partielle selon V-V, en coupe et à grande échelle, de l'orifice de fixation du joint de la figure 4. - La figure 6 est une vue en coupe d'un joint composite à deux orifices selon un autre mode de réalisation de l'invention. - La figure 7 est une vue de dessus du joint de la figure 6. - La figure 8 montre en coupe un dispositif mettant en oeuvre un joint selon le mode de réalisation des figures 6 et 7, pour raccordement entre deux brides. Les figures 1, 2 et 3 montrent un joint composite 1. Il comporte une plaque 2 métallique, par exemple, en forme de rondelle en tronc de cône, conférant ainsi une élasticité en compression axiale. Sur la figure 1 bis on a également représenté un joint 1' du même type dont la plaque est en forme de plaque plane 2' circulaire ou polygonale. La plaque est percée en son centre de part en part d'un orifice circulaire 3 dont le bord interne 4 est solidaire d'un anneau 5 en matériau élastomère de plus forte épaisseur, à l'état libre, que la plaque, ledit anneau étant agencé pour être introduit à frottement sur l'extrémité correspondante d'un tube. La fixation entre la plaque et le matériau en élastomère se fait par exemple par surmoulage. L'élastomère peut par exemple être un élastomère à chaîne de butyle ou de HNBR. L'élastomère peut également être remplacé par un matériau équivalent, du moment qu'il présente une bonne élasticité. Plus précisément, l'anneau 5 en élastomère présente une forme annulaire à profil spécial, de section transversale en forme de huit horizontal s'étendant dans le plan ou sensiblement dans le plan de la plaque, ou en forme de noeud papillon formé de deux tores 6 de diamètre d supérieur, par exemple de 1,1 fois à 1,8 fois supérieur à l'épaisseur de la plaque, et notamment supérieur ou égal à de l'ordre de 1,5 fois ladite épaisseur, reliés entre eux par un cordon ou anneau circulaire 7 de plus faible épaisseur que la paroi 2, ledit joint s'étendant de part et d'autre des faces supérieure et inférieure de la plaque sur une distance équivalente, à l'état libre, par exemple égale à quelques millimètres. Selon l'invention l'anneau est donc à double ligne de compression, c'est à dire qu'il présente de part et d'autre du plan central 8 de l'anneau deux lignes 9 et 10, ou surfaces de faible largeur, concentriques, correspondant chacune à la limite externe la plus éloignée, par rapport au plan central 8, de l'anneau, au droit du diamètre moyen du tore ou équivalent. Dans le mode de réalisation de la figure 4, le joint 11 comprend une plaque 12, sensiblement triangulaire, percée d'un orifice circulaire 13 muni d'un anneau 14 en elastomère du type décrit cidessus. La plaque 12 comporte également un orifice 15 de passage d'un boulon de fixation muni d'un simple joint en élastomère 16 en forme de lèvre ou en biseau vers l'intérieur de l'orifice pour être à frottement avec le boulon de fixation (voir figure 5). On a représenté sur les figures 6 et 7 un autre mode de réalisation de joint 17 selon l'invention pour raccordement entre bride et pièce, muni d'une plaque métallique plane 18 d'épaisseur constante, percée de part en part de deux orifices circulaires 19 et 20, chacun comprenant un double anneau à profil spécial 21. La plaque 18 comporte de plus un orifice central 22 de fixation, similaire à l'orifice 15 du joint 16 de la figure 4. On va maitenant décrire l'utilisation d'un joint selon le mode de réalisation de la figure 7 appliqué à un dispositif 23 de raccordement étanche, en référence à la figure 8. La figure 8 montre un dispositif 23 de raccordement étanche entre une première bride métallique 24, par exemple en acier, et une pièce constituée par une seconde bride métallique 25, par exemple de même configuration que la première bride 23, les faces de raccordement 26 et 27 entre brides étant planes. La bride 24 est par exemple sensiblement parallèlépipèdique ou de section sensiblement ellipsoïdale ou ovale parallèlement au plan de raccordement entre brides. Elle comporte deux orifices cylindriques 28, crantés intérieurement de façon connue en elle même, et traversant la bride 24 de part en part, perpendiculairement au plan de raccordement, muni chacun d'un tube, respectivement 29 et 30, par exemple en alliage d'aluminium, de diamètre égal ou sensiblement égal au diamètre interne de l'orifice correspondant avec lequel il coopère en force, chaque tube étant ainsi immobilisé en rotation par rapport à la bride grâce aux crans intérieurs dans lesquels la matière des tubes pénètre. Dans un autre mode de réalisation cette antirotation peut être réalisée par collage. Les tubes 29 et 30 comportent chacun une extrémité de connexion s'étendant au delà de la face 26 sur une distance déterminée et sont immobilisés dans le sens axial, perpendiculaire au plan de raccordement, par des pliures de leur paroi respective, de part et d'autre de la bride, par un procédé encore appelé double frippage dans le langage de l'homme du métier. La face de raccordement 26 située du coté du raccordement est munie de deux évidements annulaires 31 correspondant à chaque orifice 28 de réception des pliures des tubes, permettant une continuité ou sensiblement une continuité de la planéité de ladite face 18, en effaçant ainsi les excroissances dues aux pliures dans la surface de la bride. Il est par contre, et par exemple, prévu de l'autre coté de la face externe de la bride, des épaulements cylindriques autour des orifices 28, sur lesquels les pliures des tubes correspondants viennent en appui, ce qui autorise un excellent blocage axial. Les pliures sont par exemple obtenues par emboutissage, la compression axiale faisant par ailleurs s'écarter radialement la partie centrale des tubes entre les pliures et le métal pénétrant alors les crans ou cannelures internes aux orifices. La bride comporte par ailleurs un orifice cylindrique central 32 de passage d'une vis ou d'un boulon de fixation (non représenté) de la bride 24 sur la bride 25. La bride 25 comporte quand à elle deux orifices 33 en vis à vis des orifices 28, munis chacun d'un tube cylindrique, par exemple également en aluminium, 34. Les tubes sont fixés à la bride 25 de façon identique aux tubes 29 et 30 avec la bride 24, des évidements annulaires et des épaulements annulaires étant prévus pour recevoir ou appuyer les pliures correspondantes. Plus précisément les tubes 34 sont chacun terminés par les plis situés du coté de la face de raccordement de façon à ce que l'extrémité desdits tubes viennent au maximum araser la surface de la dite face, le diamètre interne des tubes 34 correspondant aux diamètres externes des extrémités des tubes 29 et 30 qui sont introduites à frottement dans lesdits tubes. Le dispositif est par ailleurs muni d'un joint composite 17 selon l'invention et correspondant au joint de la figure 7. Ce joint à profil spécial permet un double étanchéité tube/tube avec deux lignes de compression distinctes. Le profil du joint permet ainsi de garantir une compression optimum, les volumes en excroissance venant se déplacer dans les volumes libres, remplissant à 95% l'espace libre entre la plaque du joint et les tubes 29 et 30. Le serrage permet alors systématiquement un contact pièce/plaque/bride ou bloc/plaque/bride en butée positive, la plaque supportant le joint servant d'entretoise. Le contact métal contre métal, et l'écrasement des parties en élastomère garantissent l'étanchéité avec une compression maîtrisée grâce à l'épaisseur constante de la plaque (par exemple en acier) du joint. Dans le cas d'une rondelle conique, assurant une élasticité complémentaire, la tenue aux vibrations est encore améliorée. Dans le cas particulier plus précisément décrit, avec fixation par pliures, le double joint en forme de 8 horizontal écrasé de façon contrôlée assure d'une part l'étanchéité entre les extrémités des tubes 21 et 22 et la bride 17, et d'autre part, et simultanément, l'étanchéité entre cette même extrémité et les pliures du tube en aluminium correspondant. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs de ce qui précède, la présente invention concerne également toutes les variantes rentrant dans le cadre des équivalences et notamment celle où l'anneau à double ligne de compression présente des tores de surfaces à pans coupés. REVENDICATIONS 1. Joint composite (1, 11, 12) agencé pour être situé entre deux faces de raccordement (26, 27), comprenant une plaque (2, 2', 12, 18) d'épaisseur constante percée de part en part d'au moins un orifice (3, 13, 19, 20) dont le bord interne est solidaire d'un anneau (5, 14, 21) en matériau élastomère de plus forte épaisseur, à l'état libre, que la plaque , ledit anneau étant agencé pour être introduit à frottement sur une extrémité de raccordement de tube, caractérisé en ce que l'anneau en matériau élastomère est à double ligne de compression (9, 10), présentant une section transversale sensiblement en forme de 8 horizontal, s'étendant dans le plan ou sensiblement parallélement au plan (8) de la plaque. 2. Joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque (2) d'épaisseur constante est constituée par une rondelle conique agencée pour se déformer de façon élastique. 3. Joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque (2') d'épaisseur constante est constituée par une rondelle plate. 4. Joint selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte deux orifices (19, 20) chacun muni d'un anneau (21) en matière élastomère à double ligne de compression. 5. Joint selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un orifice (15, 22) de passage d'une vis de fixation. 6. Joint selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'orifice de passage comporte un joint en forme de lèvre. 7. Joint selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'anneau est formé de deux tores (6) de diamètre d supérieur à l'épaisseur de la plaque, reliés entre eux par un cordon ou anneau circulaire (7) de plus faible épaisseur que la paroi. 8. Joint selon la revendication 7, caractérisé en ce que le diamètre d est supérieur à de l'ordre de 1,5 fois l'épaisseur de la plaque.