Brevet FR2768211A1 — publié le 19990312

La présente invention a pour objet un joint statique d'étanchéité, destiné notamment à être utilisé dans le domaine de l'automobile et à réaliser une étanchéité entre une partie immobile et un couvercle, par exemple de bac à huile, de culasse, de pompe à huile, de pompe à eau, ou encore à réaliser l'étanchéité au niveau d'un carter de distribution, ou à former un joint de collecteur d'admission. II existe à ce jour différents types de joints statiques. Un premier joint est réalisé en élastomère pur. Un tel joint présente l'avantage d'être bon marché, et de posséder des propriétés d'amortissement. Toutefois, ce joint ne possède pas de tenue mécanique avant montage, et les entre-axes des ouvertures de passage de vis ne sont pas maîtrisés, ce qui complique la manipulation et le montage. En outre, un tel joint ne bénéficie pas de limites de compression, et n'assure pas de cote fixe entre les éléments à étancher, sinon à l'aide d'entretoises rapportées, ce qui peut se traduire par des risques d'éclatement en position serrée. Un second joint est réalisé à partir d'une pâte silicone déposée directement sur le récipient à étancher. Ce type de joint est utilisé notamment pour les couvercles de culasse. Dans ce cas, le cordon de pâte est déposé par un robot sur une chaîne de montage. L'avantage d'un tel joint est qu'il est bon marché, ses inconvénients essentiels étant qu'il est détruit lorsque le couvercle auquel il est associé est enlevé, et qu'il est difficile de redéposer un nouveau joint similaire. Un autre type de joint est constitué par un support carton (fibres et élastomère) fabriqué par des techniques papetières. De tels joints sont utilisés fréquemment pour réaliser l'étanchéité de bacs à huile, et quelquefois de couvercles de culasse. Un tel joint présente l'inconvénient d'être bon marché, mais de procurer une étanchéité très moyenne. Un autre type de joint est un joint de type métal revêtu. II s'agit d'une bande de matériau métallique, tel qu'un acier inoxydable, d'une épaisseur de l'ordre de 0,2 à 0,4 mm, qui possède au moins une nervure continue pour assurer une contrainte assurant l'étanchéité. Pour protéger l'acier, cette bande métallique est revêtue d'une couche de quelques microns d'élastomère, tels qu'un nitrile ou un élastomère de type fluoré formant une couche d'étanchéité de surface. Un tel joint est d'un prix de revient raisonnable, offre de bonnes qualités d'étanchéité, mais nécessite, pour sa réalisation, des moyens de mise en oeuvre importants (chaine d'enduction). Le but de l'invention est de fournir un joint statique d'étanchéité, de prix de revient modéré, facile à mettre en oeuvre, et susceptible de convenir pour de très nombreuses applications. A cet effet, le joint qu'elle concerne, comprend une âme métallique plate réalisée en acier doux, revêtue sur chacune de ses faces d'une couche d'élastomère liée par des composants permettant son adhérence sur le métal. L'âme métallique constituée par une bande plate joue un rôle de tenue mécanique du joint, I'étanchéité étant obtenue par l'intermédiaire de l'élastomère. Suivant une caractéristique de l'invention, L'acier doux constitutif de l'âme est un acier zingué, et l'épaisseur de l'âme est de l'ordre de 0,2. Suivant une autre caractéristique, I'épaisseur élastomère est variable de O à 0,3 par face, et cette épaisseur varie sur la longueur du joint, en fonction de la forme des pièces entre lesquelles le joint est serré, et des impératifs d'étanchéité en chaque point de la longueur du joint. En outre, chaque couche d'élastomère comporte, au moins localement, au moins un filet s'étendant dans le sens de la longueur du joint. Chaque filet présente une section de forme générale triangulaire, et la hauteur des filets est variable en fonction de l'étanchéité à réaliser en fonction des caractéristiques de serrage. Cette hauteur des filets peut être de l'ordre de 0,1 à 0,5 mm. Le filet peut être ou non présent en certains emplacements du joint, ou alors il est possible de disposer en d'autres emplacements de plusieurs filets parallèles pour créer plusieurs barrières d'étanchéité. Selon une variable d'exécution, chaque couche d'élastomère comporte, au moins localement, des filets croisés formant un réseau assurant un cloisonnement de l'étanchéité. Suivant une autre caractéristique de l'invention, au moins une couche d'élastomère présente, à proximité d'au moins l'un de ses bords, au moins une surépaisseur localisée, afin de réaliser, lors du serrage, une étanchéité latérale. Suivant une autre possibilité, I'âme métallique présente des crevés formant butées de serrage et améliorant l'accrochage des couches d'élastomère. De toute façon, I'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de ce joint Figure 1 est une vue de dessus d'un joint de couvre-culasse Figures 2 et 3 sont deux vues en coupe transversale et à échelle agrandie selon les lignes ll-ll et 111-I Il de figure 1 Figure 4 est une vue en coupe transversale et à échelle agrandie d'un autre joint. Le joint 2 représenté au dessin est un joint de couvre-culasse de moteur thermique. Ce joint comprend une âme 3 constituée par une bande plate métallique en acier zingué. Cette bande est revêtue, sur ses deux faces, de deux couches d'élastomère 4, tel qu'un silicone. L'épaisseur de l'âme est de l'ordre de 0,2. L'épaisseur de chaque couche d'élastomère varie d'environ 0 à 0,3 mm. Le joint représenté au dessin présente deux trous 5 pour le passage des vis de serrage. L'épaisseur des deux couches 4 d'élastomère varie sur le pourtour du joint, cette épaisseur étant minimale dans les zones de serrage, c'est-àdire au niveau des trous 5, et étant maximale dans les zones d'extrémité, c'est-à-dire les zones décalées de 900 par rapport aux trous 5. C'est ainsi qu'au niveau des trous 5, I'épaisseur du joint est à peine supérieure à l'épaisseur de la bande métallique 3, tandis que, dans les zones de plus forte épaisseur décalées de 900, elle peut être de l'ordre de 0,35 à 0,40 mm, compte tenu d'une épaisseur plus importante des couches 4 d'élastomère. Suivant une autre caractéristique de l'invention, chaque couche de polymère 4 comporte de filets longitudinaux 6, de section générale triangulaire, d'une hauteur variable de l'ordre de 0,1 à 0,5. Ces filets 6 sont localisés en tenant compte des contraintes exercées sur le joint pour assurer une étanchéité optimale. C'est ainsi que dans les zones des trous de fixation 5, il n'existe qu'un seul filet, alors que sur le reste de la longueur du joint il existe trois filets parallèles constituant trois barrières d'étanchéité. II est également possible de faire varier la hauteur des filets 6 pour tenir compte localement d'impératifs d'étanchéité. Les deux couches d'élastomère sont moulées sur l'âme 3, opération au cours de laquelle est obtenue leur fixation sur cette âme grâce à des composants d'adhérence. II est également possible d'améliorer cette fixation par un accrochage mécanique, à l'aide de crevés 7 ménagés dans l'âme 3, de part et d'autre de celle-ci, ces crevés réalisant, outre l'accrochage mécanique des couches de polymère, la fonction de butée de serrage. Comme il ressort de ce qui précède, I'invention apporte une grande amélioration à la technique existante en fournissant un joint de structure simple, comportant une âme réalisée en un matériau bon marché assurant une bonne tenue mécanique au joint, et deux couches d'élastomère disposées de part et d'autre de l'âme assurant, pour leur part, la fonction d'étanchéité, avec possibilité de modulation des épaisseurs de ces couches pour tenir compte des contraintes liées à l'environnement du joint. Comme il va de soi, I'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce joint, décrite ci-dessus à titre d'exemple, elle en embrasse au contraire toutes les variantes. C'est ainsi notamment que ce joint pourrait ne pas comporter de filets, de même les filets pourraient être inclinés et former un réseau de section et de hauteur variable assurant localement un cloisonnement de l'étanchéité, ou encore que les couches de polymère pourraient présenter, à proximité d'au moins l'un de ses bords, au moins une surépaisseur localisée, sans que l'on sorte pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Joint statique d'étanchéité, caractérisé en ce qu'il comprend une âme métallique (3) plate réalisée en acier doux, revêtue sur chacune de ses faces d'une couche d'élastomère (4) liée par des composants permettant son adhérence sur le métal. 2. Joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'acier doux constitutif de l'âme (3) est un acier zingué. 3. Joint selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'épaisseur de l'âme (3) est de l'ordre de 0,2. 4. Joint selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'épaisseur élastomère (4) est comprise entre environ O et 0,3 mm par face. 5. Joint selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'épaisseur d'élastomère (4) varie sur la longueur du joint, en fonction de la forme des pièces entre lesquelles le joint est monté, et des impératifs d'étanchéité en chaque point de la longueur du joint. 6. Joint selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque couche d'élastomère (4) comporte, au moins localement, au moins un filet (6) s'étendant dans le sens de la longueur du joint. 7. Joint selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque couche d'élastomère comporte, au moins localement, des filets croisés formant un réseau assurant un cloisonnement de l'étanchéité. 8. Joint selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que chaque filet (6) présente une section de forme générale triangulaire. 9. Joint selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que chaque filet (6) possède une hauteur de l'ordre de 0,1 à 0,5 mm. 10. Joint selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'au moins une couche d'élastomère présente, à proximité d'au moins l'un de ses bords, au moins une surépaisseur localisée, afin de réaliser, lors du serrage, une étanchéité latérale. il. Joint selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'âme métallique (3) présente des crevés (7) formant butées de serrage et améliorant l'accrochage des couches (4) d'élastomère.