Brevet FR2845142A1 — publié le 20040402

Domaine de l'invention La présente invention concerne un dispositif d'étanchéité comprenant: - un élément de base ayant une surface d'étanchéité plane ainsi que plu5 sieurs cavités de vissage prévues dans la surface d'étanchéité ou au voisinage de celle-ci; - un élément rapporté avec une bride de vissage s'étendant de manière périphérique et s'appliquant sur la surface d'étanchéité de l'élément de base, cette bride ayant au moins une rainure périphérique et plusieurs 10 cavités de vissage prévues à côté de la rainure et en regard des cavités de vissage de l'élément de base en réalisant avec celles-ci des liaisons vissées; et un élément d'étanchéité placé dans la rainure de l'élément rapporté et qui est en contact d'étanchéité avec la surface d'étanchéité de l'élément 15 de base. Dans la construction des boîtes de vitesses et des moteurs, on utilise de tels dispositifs de joint par exemple pour relier des boîtiers et des couvercles. Du fait de l'élasticité des pièces vissées l'une à l'autre, on aura dans la partie intermédiaire entre chaque fois deux points de vissage 20 une compression de surface du joint interposé qui sera inférieur à celle située directement dans la région du point de vissage. La combinaison des vibrations mécaniques et des dilatations thermiques peut faire que le joint n'est plus appliqué suffisamment fermement contre les surfaces d'étanchéité et qu'il en résulte des fuites d'o l'eau de refroidissement ou 25 du lubrifiant peuvent s'échapper. Cet effet est encore accentué si les pièces sont dans des matières ou matériau ayant un comportement en déformation très différent comme par exemple une pièce rapportée en matière plastique vissée sur un élément de base en acier. Le développement de fuite peut s'éviter en partie si l'on 30 augmente le couple de serrage du vissage mais précisément dans le cas de matériaux légers utilisés dans la construction des moteurs tels que les matières plastiques, l'aluminium et le magnésium, cette possibilité est limitée car on risque d'arracher les taraudages. On pourrait également réduire l'intervalle entre les points 35 de vissage mais cela aboutirait à un plus grand nombre de liaisons par vis ce qui est un inconvénient car cela renchérit la fabrication et le montage. Dans le cas d'une construction compacte moderne des moteurs et des boîtes de vitesses on ne dispose pas de suffisamment de place pour pré- voir un nombre important de points de vissage qui doivent être accessibles une fois le moteur installé dans le véhicule pour les opérations d'entretien. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un dispositif 5 de joint assurant une meilleure étanchéité et/ou permettant de réduire le nombre de points de vissage. Exposé et avantages de l'invention A cet effet l'invention concerne un dispositif d'étanchéité du type défini ci-dessus caractérisé en ce que le fond de rainure le long de la 10 bride de vissage est bombé entre des liaisons vissées voisines, et la rainure, partant chaque fois d'une région voisine d'une liaison vissée, monte d'une première profondeur ti jusqu'à une profondeur plus petite t2 de la rainure ans la région médiane située entre des cavités de vissage voisines. Suivant une autre caractéristique avantageuse de l'invention, l'élément d'étanchéité est bombé le long de la surface de vissage, entre des liaisons vissées voisines, et au moins une arête longitudinale de l'élément d'étanchéité, partant chaque fois d'une région voisine d'une liaison vissée avec une première hau20 teur hi est courbée pour monter jusqu'à une hauteur h2 dans une région médiane située entre des cavités de vissage voisines. La caractéristique de base de l'invention pour tous les modes de réalisation réside dans l'obtention d'une compression régulière sur toute la longueur de la bride vissée par des régions bombées, prédéfinies, 25 des surfaces pressées l'une contre l'autre par vissage. La bride de vissage se déforme par la force de rappel dans les segments plus fortement comprimés de l'élément d'étanchéité. Grâce à des parties bombées, prédéfinies on compense les chemins de compression différents si bien que le résultat est une compression de surface relative entre l'élément d'étanchéité et la 30 surface d'étanchéité de l'élément de base ou la bride de vissage de l'élément rapporté, qui sera pratiquement constante sur toute la longueur de l'élément d'étanchéité ou ne variera que dans des limites très étroites. Il en résulte l'avantage d'une plus grande sécurité vis-à-vis des fuites et de la possibilité d'augmenter l'intervalle entre les points de 35 vissage ou de réduire le nombre de tels points. Par exemple le dispositif de joint selon l'invention permet de fabriquer un moteur à combustion interne dont le chapeau de culasse pourra être fixé avec un nombre plus réduit de liaisons vissées à la culasse pour être ainsi beaucoup plus facile à monter et à entretenir que les moteurs connus. A la place d'un élément d'étanchéité qui se place séparément dans une rainure, le principe de l'invention permet de prévoir égale5 ment des chemins de compression de longueurs différentes et d'assurer ainsi une compression de surface régulière même dans le cas d'un dispositif d'étanchéité comprenant: - un élément de base ayant une surface d'étanchéité plane et plusieurs cavités de vissage prévues dans la surface d'étanchéité ou au voisinage 10 de celle-ci; - un élément rapporté avec une bride de vissage périphérique, s'appliquant contre la surface d'étanchéité de l'élément de base et muni de plusieurs cavités de vissage en regard des cavités de vissage de l'élément de base et permettant de réaliser avec celle-ci les liaisons vis15 sées. On améliore l'étanchéité et/ou on réduit le nombre de points de vissage selon une autre caractéristique de l'invention si la surface d'étanchéité et/ou la bride de vissage sont au moins en partie élastiques et si la surface d'étanchéité et/ou la bride de vissage est bombée et 20 arrive en partant chaque fois d'une zone voisine d'un point de vissage, avec une première hauteur hi pour arriver jusqu'à une hauteur h2 dans la région médiane située entre des cavités de vissage voisines. Dans ce cas également on aura des régions bombées avec des chemins de compression de longueurs différentes pour les zones élas25 tiques des surfaces d'étanchéité et/ou de la bride à visser. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: - le fond de rainure ou l'arête longitudinale de l'élément d'étanchéité est réalisé chaque fois entre deux liaisons vissées avec une forme d'arc de 30 cercle; - le fond de rainure ou l'arête longitudinale de l'élément d'étanchéité est de forme ondulée; - le fond de rainure ou l'arête longitudinale de l'élément d'étanchéité est de forme sinusodale; - la surface d'étanchéité et la bride de vissage sont continues et s'étendent sur le côté extérieur le long de la périphérie de l'élément de base et de l'élément rapporté; l'élément de base est la culasse d'un moteur à combustion interne et l'élément rapporté est le couvercle de culasse. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus 5 détaillée à l'aide d'exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure la est une vue en perspective d'un élément de base; - la figure lb est une vue en perspective d'un élément rapporté; - les figures 2a, 2b montrent le dispositif de joint avant et après le visio sage selon une vue en coupe schématique; - la figure 3 est une vue en coupe d'un élément rapporté avec un fond de rainure de forme courbe; - la figure 4 est une vue de côté d'un élément d'étanchéité. La figure la montre un élément de base 10 ayant une sur15 face d'étanchéité 12 périphérique, d'un côté, plane ainsi que plusieurs cavités de vissage 14.1... 14.n prévues soit directement dans la surface d'étanchéité 12 soit à côté de celle-ci. En particulier les cavités de vissage 14.1... 14.n sont des taraudages borgnes. L'élément de base 10 peut être un ensemble formant la culasse d'un moteur par exemple la culasse 20 d'un moteur à combustion interne. La figure lb montre un élément rapporté 20 muni d'une bride à visser 22 également continue, se développant le long de la périphérie de l'élément rapporté 20. Dans ou sur la bride vissage 22, il y a des cavités de vissage 24.1... 24.n en particulier des perçages traversant pour 25 recevoir des vis engagées par le côté supérieur du couvercle 27 de l'élément rapporté 20; ces vis peuvent alors venir dans les cavités de vissage 14.1... 14.n de l'élément de base 10. Une rainure périphérique 25 est réalisée dans la bride de vissage 22. L'élément rapporté 20 peut être un couvercle de culasse, un boîtier de séparateur d'huiles, un module 30 d'aspiration ou un autre ensemble destiné à être monté sur un moteur à combustion interne. Alors que la largeur de la rainure 25 est de préférence constante sur sa longueur, sa profondeur varie d'une cavité de vissage 24. 1... 24.n à la suivante par un fond de rainure 26, 26', courbe 35 comme le montrent les figures 2a et 3. Les différentes pièces assemblées du dispositif d'étanchéité 100 avant le vissage sont représentées en coupe par la rainure 25, schématiquement à la figure 2a. Le fond de rainure 26, bombé, est en contact avec l'élément d'étanchéité 30 mis en place, tout d'abord seulement dans une zone médiane entre deux points de vissage 32.1... 32.2. En serrant les liaisons vissées 32.1... 32.2, l'élément rapporté 20 se déforme avec en même temps compression de l'élément de joint élastique 5 30, interposé qui s'applique sur toute sa longueur entre les liaisons vissées 32.1... 32.2. Pour l'état de fonctionnement du dispositif de joint 100 représenté à la figure 2b, il y a un fort cintrage de l'élément rapporté 20 entre les liaisons vissées 32.1... 32.2. Comme dans la position de départ 10 représentée à la figure 2a, le fond de rainure 26 selon l'invention est symétrique plan par rapport à une ligne de flexion à établir, le fond de rainure 26 sera pratiquement droit en position de fonctionnement et ainsi il sera parallèle à la surface d'étanchéité 12 de l'élément de base 10. En conséquence, la compression de surface entre l'élément d'étanchéité 30 et S5 l'élément de base 10 ou entre l'élément d'étanchéité 30 et l'élément rapporté 20 ne variera que très peu sur la longueur de l'élément d'étanchéité 30 ou de la rainure 25. Alors que dans le mode de réalisation représenté à la figure 2a, le fond de rainure 26 a un tracé ondulé de type sinusodale, le 20 fond 26' du mode de réalisation de la figure 3 a une forme d'arc de cercle chaque fois entre deux liaisons vissées 32.1, 32.2. Dans les deux cas, la rainure 25 a une profondeur ti dans la région de chaque région vissée 32. 1, 32.2 qui est plus grande que la profondeur t2 dans une zone médiane entre deux liaisons vissées 32.1, 32.2. On obtient l'effet de l'invention si le degré de compression localement différent de l'élément d'étanchéité n'est pas assuré par un fond de rainure 26, 26' qui monte et qui descend mais par une rainure de profondeur constante et une forme de profil appropriée de l'arête longitudinale 46 de l'élément d'étanchéité 40 représenté à la figure 4. Dans ce cas, 30 l'arête longitudinale 46, partant d'une région 42.1, 42.2 voisine d'une liaison vissée 32.1, 32.2 est cintrée avec une première hauteur hi et augmente jusqu'à une hauteur h2 dans une région médiane 44. 1 entre deux cavités de vissage voisines 32.1, 32.2. Pour l'élément d'étanchéité 40, on peut également avoir un profil ondulé en arc de cercle ou un profil sinu35 soldal. Les représentations du tracé du fond de rainure 26, 26' ou de l'arête longitudinale 46 de l'élément d'étanchéité 40 sont fortement surdimensionnées dans les figures et ne sont pas représentées à l'échelle. Les différences de hauteurs ou de profondeur effectives se mesurent suivant les déformations mesurées de manière pratique ou calculées sur le dispositif d'étanchéité. REVEND I CATI ONS ) Dispositif d'étanchéité comprenant: - un élément de base (10) ayant une surface d'étanchéité plane (12) ainsi que plusieurs cavités de vissage (14.1... 14.n) prévues dans la surface d'étanchéité (12) ou au voisinage de celle-ci; - un élément rapporté (20) avec une bride de vissage (22) s'étendant de manière périphérique et s'appliquant sur la surface d'étanchéité (12) de l'élément de base (10), cette bride ayant au moins une rainure périphérique (25) et plusieurs cavités de vissage (24.1... 24. n) prévues à côté 10 de la rainure (25) et en regard des cavités de vissage (14.1... 14.n) de l'élément de base (10) en réalisant avec cellesci des liaisons vissées (32.1, 32.3); et - un élément d'étanchéité (30) placé dans la rainure (25) de l'élément rapporté (20) et qui est en contact d'étanchéité avec la surface 15 d'étanchéité (12) de l'élément de base (10), caractérisé en ce que le fond de rainure (26, 26') le long de la bride de vissage (22) est bombé entre des liaisons vissées voisines (32.1, 32.2), et la rainure (25), partant chaque fois d'une région voisine d'une liaison vis20 sée (32.1, 32.2), monte d'une première profondeur ti jusqu'à une profondeur plus petite t2 de la rainure (25) dans la région médiane située entre des cavités de vissage voisines (24.1, 24.2). 2 ) Dispositif d'étanchéité comprenant: - un élément de base (10) ayant une surface d'étanchéité plane (12) ainsi que plusieurs cavités de vissage (14.1... 14.n) prévues dans la surface d'étanchéité (12) ou au voisinage de celle-ci, - un élément rapporté (20) avec une bride de vissage (22) périphérique, s'appliquant sur la surface d'étanchéité (12) de l'élément de base (10), 30 avec au moins une rainure périphérique (25) dans cette bride et à côté de la rainure (25), plusieurs cavités de vissage (24.1... 24.n), en regard des cavités de vissage (14.1... 14.n) de l'élément de base (10) et formant avec celles-ci des liaisons vissées (32.1, 32.2), et - un élément d'étanchéité (40) placé dans la rainure de l'élément rap35 porté (20) et venant en contact d'étanchéité avec la surface d'étanchéité (12) de l'élément de base (10), caractérisé en ce que l'élément d'étanchéité (40) est bombé le long de la surface de vissage (22), entre des liaisons vissées voisines (32.1, 32.2), et au moins une arête longitudinale (46) de l'élément d'étanchéité (40), partant chaque fois d'une région (42.1, 42.2) voisine d'une liaison vis5 sée (32.1, 32.2) avec une première hauteur hi est courbée pour monter jusqu'à une hauteur h2 dans une région médiane (44.1) située entre des cavités de vissage voisines (32.1, 32.2). ) Dispositif d'étanchéité comprenant: 0o - un élément de base ayant une surface d'étanchéité ainsi que plusieurs cavités de vissage prévues dans la surface d'étanchéité ou au voisinage de celle-ci, - un élément rapporté avec une bride de vissage, périphérique, s'appliquant sur la surface d'étanchéité de l'élément de base et qui 15 comporte plusieurs cavités de vissage en regard des cavités de vissage de l'élément de base pour former avec celles-ci des liaisons vissées, et caractérisé en ce que la surface d'étanchéité et/ou la bride de vissage sont au moins en partie élastiques et la surface d'étanchéité et/ou la bride de vissage sont bom20 bées et chaque fois en partant d'une région voisine d'une liaison vissée, la surface monte d'une première hauteur h1 jusqu'à une hauteur h2 dans la région médiane située entre des cavités de vissage voisines. ) Dispositif d'étanchéité selon la revendication 1, 2 ou 3, 25 caractérisé en ce que le fond de rainure (26') ou l'arête longitudinale (46) de l'élément d'étanchéité (40) est réalisé chaque fois entre deux liaisons vissées (32.1, 32.2) avec une forme d'arc de cercle. 50) Dispositif d'étanchéité selon les revendications 1 ou 2 ou 3, caractérisé en ce que le fond de rainure (26') ou l'arête longitudinale (46) de l'élément d'étanchéité (40) est de forme ondulée. 60) Dispositif d'étanchéité selon la revendication 5, caractérisé en ce que le fond de rainure (26) ou l'arête longitudinale (46) de l'élément d'étanchéité (40) est de forme sinusodale. * 9 ) Dispositif d'étanchéité selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la surface d'étanchéité (12) et la bride de vissage (22) sont continues et s'étendent sur le côté extérieur le long de la périphérie de l'élément de base (10) et de l'élément rapporté (20). ) Dispositif d'étanchéité selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'élément de base est la culasse d'un moteur à combustion interne et 10 l'élément rapporté est le couvercle de culasse.