Brevet FR2774430A1 — publié le 19990806

La présente invention a pour objet un joint de culasse pour moteur à combustion interne. Un joint de culasse est destiné à être monté entre le bloc moteur et la culasse d'un moteur, afin d'assurer l'étanchéité au niveau des chambres de combustion, ainsi que l'étanchéité aux fluides, et notamment liquide de refroidissement et liquide de lubrification du moteur. Les conditions d'étanchéité sont différentes, suivant qu'il s'agit de réaliser l'étanchéité aux gaz, à haute température, autour des chambres de combustion, ou l'étanchéité aux fluides, à l'extérieur des chambres de combustion. De ce fait, I'étanchéité aux gaz est réalisée par des anneaux de feu métalliques, tandis que l'étanchéité aux fluides est réalisée par des cordons en élastomère. II est déjà connu de réaliser des joints de culasse à l'aide de plaques métalliques qui constituent l'âme du joint. Les cordons d'élastomère destinés à assurer l'étanchéité aux fluides sont déposés sur les deux faces du joint, par exemple par des techniques de sérigraphie, ou de surmoulage, à l'intérieur de rainures ménagées sur les deux faces de la plaque. Si ces cordons en élastomère assurent une bonne étanchéité aux fluides, ils présentent l'inconvénient d'être vulnérables lorsque le joint est serré entre le bloc moteur et la culasse. En effet, si le serrage dépasse une valeur prédéterminée, les cordons éclatent et perdent leur fonction d'étanchéité. Pour éviter cette dégradation, il convient de prévoir des butées de serrage sur le joint. Le but de l'invention est de fournir un joint de culasse obtenu à partir d'un nombre réduit d'éléments, et qui possède d'excellentes propriétés d'étanchéité tant aux gaz qu'aux fluides. A cet effet, le joint de culasse qu'elle concerne, du type comportant des plaques métalliques formant l'âme du joint et des cordons élastomères destinés à assurer l'étanchéité aux fluides, tels qu'eau de refroidissement et huile, est caractérisé en ce qu'il comprend - deux plaques métalliques similaires superposées, dont chacune comprend une partie principale centrale et une partie périphérique séparées l'une de l'autre par une fente destinée à recevoir un cordon élastomère d'étanchéité, les deux parties de chaque plaque étant reliées localement par des ponts, - un même cordon élastomère d'étanchéité débordant des deux faces du joint, garnissant les fentes coïncidantes des deux plaques métalliques superposées, - des moyens de blocage latéral des deux plaques métalliques. Ce joint est de structure simple, dans la mesure où il ne comporte que trois éléments, deux plaques métalliques et un cordon élastomère. Le cordon élastomère qui réalise l'assemblage des deux plaques métalliques, assure l'étanchéité aux fluides en étant emprisonné dans les plaques métalliques, permettant à celles-ci de jouer le rôle de butées de serrage. Afin d'assurer une continuité du cordon d'étanchéité, les ponts des deux plaques métalliques sont alternés d'une plaque à l'autre, afin d'occuper des positions décalées après assemblage des deux plaques, et les ponts de chaque plaque métallique sont décalés par rapport au plan médian de celle-ci, afin d'être situés sensiblement à mi-épaisseur du joint en position assemblée des deux plaques métalliques. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les moyens de blocage latéral des deux plaques métalliques sont constitués par des bossages correspondants ménagés dans celles-ci et destinés à être emboîtés les uns dans les autres, en position superposée des deux plaques. Ces moyens de blocage latéral des deux plaques sont effectifs avant que les deux plaques ne soient assemblées par le cordon d'étanchéité en élastomère. Avantageusement, afin de permettre une bonne déformation du joint sans détérioration de celui-ci, chaque cordon d'étanchéité présente, vu en coupe transversale, au moins une nervure dépassant de chaque face du joint, et au moins une nervure située en retrait de chaque face du joint. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les deux plaques métalliques comportent des nervures orientées de façon opposée, constituant les anneaux de feu, entourant les ouvertures correspondant aux chambres de combustion. De toute façon, l'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 d'un joint de culasse Figure 1 est une vue partielle en perspective d'un joint de culasse Figure 2 est une vue en perspective éclatée des deux plaques métalliques constitutives de ce joint de culasse Figures 3 et 4 sont deux vues en coupe transversale et à échelle agrandie de ce joint de culasse, suivant respectivement les lignes 111-111 et IV-IV de figure 1. Le joint de culasse selon l'invention est constitué à partir de trois éléments, deux plaques métalliques similaires formant l'âme du joint et un cordon élastomère d'étanchéité. Les plaques métalliques sont constituées par une plaque supérieure 2 et une plaque inférieure 3. Chaque plaque possède des ouvertures 4 correspondant aux chambres de combustion, 5 pour le passage d'huile de lubrification, 6 pour le passage d'eau de refroidissement et 7 pour assurer le serrage du joint entre le bloc moteur et la culasse. Les plaques 2 et 3 possèdent des nervures 8 inversées au niveau des chambres de combustion, afin de former des anneaux de feu. Les plaques métalliques 2 et 3 comportent également un certain nombre de bossages 9 obtenus par emboutissage, les bossages 9 de la plaque 3 étant destinés à être engagés dans la partie femelle des bossages 9 de la plaque 2, comme montré notamment à la figure 4. Ces bossages 9 permettent, en position superposée des deux plaques 2 et 3, d'assurer un blocage latéral de celles-ci. Chaque plaque 2, 3 comprend une partie principale centrale et une partie périphérique séparée l'une de l'autre par une fente 10. La liaison entre la partie centrale et la partie périphérique est réalisée par l'intermédiaire de ponts 12. Comme montré notamment à la figure 3, les ponts 12 des deux plaques 2 et 3 sont alternés d'une plaque à l'autre, afin d'occuper des positions décalées, après assemblage des deux plaques. En outre, les ponts 12 de chaque plaque métallique 2, 3 sont décalés par rapport au plan médian de cette plaque afin d'être situés sensiblement à mi-épaisseur du joint en position assemblée des deux plaques métalliques. Une fois les deux plaques métalliques 2, 3 superposées, il est procédé au moulage d'un cordon élastomère 13 à l'intérieur des fentes 10. Comme montré aux figures 3 et 4, ce cordon relie les deux plaques dans les zones où il n'y a pas de ponts, et recouvrent les ponts dans les zones où l'une des deux plaques présente un pont de liaison entre la partie centrale et la partie extérieure. Comme montré notamment aux figures 3 et 4, le cordon élastomère comporte, vu en coupe transversale, deux nervures 1 4 faisant saillie de chaque face des deux plaques 2, 3, ainsi que des rainures 1 5 disposées en retrait des deux faces du joint. Lors du serrage du joint entre le bloc moteur et la culasse, le cordon élastomère 13 va être comprimé, sans risque d'être détérioré et de perdre ses qualités d'étanchéité, dans la mesure où le cordon peut se comprimer dans l'épaisseur du joint, les plaques métalliques assurant la fonction de butées de serrage. Comme il ressort de ce qui précède, I'invention apporte une grande amélioration à la technique existante en fournissant un joint de culasse pour moteurs thermiques, de structure simple et possédant une excellente fiabilité. 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 les moyens de blocage latéral des deux plaques métalliques 2, 3 pourraient être constitués non pas par des bossages, mais par des points de soudure, sans que l'on sorte pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Joint de culasse pour moteur à combustion interne, du type comportant des plaques métalliques formant l'âme du joint et des cordons élastomères destinés à assurer l'étanchéité aux fluides, tels qu'eau de refroidissement et huile, caractérisé en ce qu'il comprend - deux plaques métalliques similaires (2, 3) superposées, dont chacune comprend une partie principale centrale et une partie périphérique séparées l'une de l'autre par une fente (10) destinée à recevoir un cordon élastomère d'étanchéité (13), les deux parties de chaque plaque étant reliées localement par des ponts (12), - un même cordon élastomère (13) d'étanchéité débordant des deux faces du joint, garnissant les fentes coïncidantes des deux plaques métalliques superposées (2, 3), - des moyens de blocage latéral (9) des deux plaques métalliques. 2. Joint de culasse selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ponts (12) des deux plaques métalliques (2, 3) sont alternés d'une plaque à l'autre, afin d'occuper des positions décalées après assemblage des deux plaques. 3. Joint de culasse selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les ponts (12) de chaque plaque métallique (2, 3) sont décalés par rapport au plan médian de celle-ci, afin d'être situés sensiblement à mi-épaisseur du joint en position assemblée des deux plaques métalliques (2, 3). 4. Joint de culasse selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de blocage latéral des deux plaques métalliques (2, 3) sont constitués par des bossages (9) correspondants ménagés dans celles-ci et destinés à être emboîtés les uns dans les autres, en position superposée des deux plaques. 5. Joint de culasse selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque cordon d'étanchéité (13) présente, vu en coupe transversale, au moins une nervure (14) dépassant de chaque face du joint, et au moins une nervure (15) située en retrait de chaque face du joint. 6. Joint de culasse selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les deux plaques métalliques comportent des nervures (8) orientées de façon opposée, constituant les anneaux de feu, entourant les ouvertures (4) correspondant aux chambres de combustion.