Brevet FR2889279A1 — publié le 20070202

JOINT POUR PUITS DE BOUGIE La présente invention se rapporte à un joint plus particulièrement adapté pour assurer l'étanchéité autour d'un puits de bougie. Pour initier la combustion dans un moteur, des bougies sont placées en partie supérieure des chambres de combustion. Pour permettre leur changement sans avoir à démonter le moteur, les bougies sont placées dans un logement appelé par la suite puits de bougie qui s'étend depuis la chambre de combustion jusqu'à l'extérieur du moteur, traversant la protection disposée au-dessus de la culasse du moteur appelée par la suite couvre-culasse. Sur la figure 1, on a représenté en 10 un puits de bougie ainsi qu'une ouverture 12 ménagée dans un couvre-culasse 14 permettant le passage dudit puits de bougie. L'intérieur du couvre-culasse contenant un lubrifiant, un joint 16 est prévu pour assurer l'étanchéité entre l'ouverture 12 du couvre-culasse et le puits de bougie 10. Ce joint 16 comprend un corps 18 sous forme d'anneau, susceptible d'être maintenu au niveau de l'ouverture 12, une lèvre 20 susceptible d'entourer le puits de bougie ainsi qu'une zone 22 intermédiaire conique, reliant la lèvre 20 au corps 18. Généralement, le joint est réalisé en élastomère. Selon un mode de réalisation, le corps 18 comprend un noyau ayant la fonction de raidisseur, réalisé par exemple en polyamide, afin d'assurer un bon maintien du joint au niveau de l'ouverture et d'obtenir des caractéristiques mécaniques satisfaisantes. Pour assurer une pression suffisante en périphérie du puits de bougie, la lèvre 20 comprend un ressort 24 en spirale, noyé dans l'élastomère, susceptible 2889279 2 d'entourer le puits de bougie. Grâce à son élasticité, le ressort 24 est sensé exercé un effort concentrique sur le conduit. Selon une autre caractéristique des joints existants, afin d'assurer l'étanchéité malgré les défauts de coaxialité entre les axes de l'ouverture et du puits de bougie, la zone intermédiaire est souple permettant d'adapter la géométrie du joint à celle des pièces à étancher. Les joints existants ne donnent pas satisfaction pour les raisons suivantes: Lors de la réalisation du joint, l'élastomère a tendance à s'infiltrer entre les spires du ressort. Ainsi, le ressort est sensiblement figé dans l'élastomère et perd une grande partie de ses propriétés élastiques si bien que l'effort de pression concentrique du joint sur le puits de bougie est fortement réduit. Enfin, le procédé de moulage du joint est relativement complexe et coûteux dans la mesure où deux éléments indépendants, le ressort et le raidisseur, doivent être positionnés à l'intérieur du moule. Aussi, la présente invention vise à pallier les inconvénients de l'art antérieur en proposant un nouveau joint de conception simple dont la structure permet d'assurer une bonne étanchéité. A cet effet, l'invention a pour objet un joint susceptible d'assurer l'étanchéité entre deux surfaces concentriques, notamment entre un cylindre et une ouverture permettant le passage dudit cylindre, ledit joint comportant d'une part un corps susceptible d'assurer la liaison entre le joint et l'ouverture, et d'autre part, une lèvre susceptible d'entourer le cylindre à étancher, une paroi mince assurant la liaison entre ledit corps et ladite lèvre et formant une barrière d'étanchéité, caractérisé en ce qu'il comprend un noyau d'un seul tenant, comportant une première partie formant raidisseur au niveau du corps du joint, une seconde partie sous forme d'anneau prévue au niveau de la lèvre, ainsi qu'au moins un élément de liaison reliant la première partie et la seconde partie et en ce que ledit noyau en un premier matériau est noyé ou partiellement revêtu par 2889279 3 un second matériau, le premier matériau ayant une plus grande rigidité que le second. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard 5 des dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une coupe d'un joint pour puits de bougie selon l'art antérieur, - la figure 2 est une coupe d'un noyau d'un joint selon l'invention, - la figure 3 est une coupe d'un joint selon l'invention, -la figure 4 est une vue en perspective illustrant un joint de puits de bougie, 10 - la figure 5 est une coupe d'un joint selon l'invention en place, et - la figure 6 est une vue en perspective d'une variante d'une partie du noyau du joint selon l'invention. Sur les figures 2 à 5, on a représenté en 30 un joint susceptible d'assurer l'étanchéité entre un puits de bougie 32 et une ouverture 34 ménagée dans un 15 couvre-culasse 36 pour permettre le passage dudit puits. Toutefois, même si l'invention est décrite appliquée à un puits de bougie, le joint selon l'invention peut être appliqué à d'autres domaines et assurer l'étanchéité entre un conduit et une ouverture permettant le passage dudit conduit. Le joint comprend deux parties sensiblement concentriques, un corps 38 sous forme d'anneau susceptible d'assurer la liaison entre le joint et la paroi au niveau de laquelle est ménagée l'ouverture 34 et d'autre part une lèvre 40 susceptible d'entourer le conduit 32, une paroi mince 42 sensiblement conique, appelée par la suite membrane, assurant la liaison entre le corps 38 et la lèvre 40 et constituant une barrière d'étanchéité. Selon l'invention, le joint comprend un noyau 44 en un premier matériau, illustré en détails sur la figure 2, noyé ou partiellement revêtu par un revêtement 46 en un second matériau, par exemple en élastomère, le premier matériau, par 2889279 4 exemple une matière plastique, notamment un polyamide, ayant une plus grande rigidité que le second. Selon l'invention, le noyau 44 comprend une première partie 48 formant raidisseur au niveau du corps 38 du joint, une seconde partie 50 sous forme d'anneau prévue au niveau de la lèvre 40, ainsi qu'au moins un élément de liaison 52 reliant la première partie 48 et la seconde partie 50. L'anneau 50 est susceptible d'entourer le conduit et permet d'exercer un effort concentrique sur le conduit afin d'obtenir une bonne étanchéité. Contrairement à l'art antérieur, les propriétés élastiques de l'anneau 50 ne sont pas altérées lors du moulage de l'élastomère car ce dernier ne pénètre pas à l'intérieur dudit anneau comme il pouvait le faire dans le cas d'un ressort. De plus, contrairement à l'art antérieur, le raidisseur 48, l'anneau 50 et le ou les éléments de liaison 52 sont réalisés d'un seul tenant ce qui simplifie la réalisation du joint, un seul élément devant être positionné dans le moule avant l'injection de l'élastomère. La simplification du procédé permet notamment de réduire les coûts et de limiter les rebus. Malgré la faible section de l'anneau, ce dernier étant relié au raidisseur, son positionnement à l'intérieur du moule est simplifié. Ainsi, d'un joint à l'autre, l'anneau est toujours parfaitement placé et conserve son efficacité. Selon une autre caractéristique de l'invention, le noyau comprend plusieurs pattes 52 assurant la liaison entre l'anneau 50 et le raidisseur 48. Les pattes 52 ont une section relativement faible afin de pouvoir se déformer de manière élastique et adapter la géométrie du joint à celle des pièces à étancher, et de compenser notamment les défauts de coaxialité entre l'ouverture 34 et le conduit 32, comme illustré sur la figure 5. A titre d'exemple, l'anneau 50 a une section de l'ordre de 2 mm de diamètre et les pattes ont une épaisseur de l'ordre de 1 mm. 2889279 5 Comme illustré sur la figure 3, les pattes 52 sont noyées dans le second matériau en élastomère au niveau de la membrane 42. En complément, le second matériau recouvre partiellement l'anneau 50, à l'exception de la surface orientée vers l'extérieur afin de former la lèvre 40. Enfin, le second matériau recouvre partiellement le raidisseur 38, notamment la surface du raidisseur 38 susceptible d'être en regard du conduit 32 avec un prolongement au niveau de la surface supérieure et de la surface inférieure. Selon un avantage procuré par le joint de l'invention, l'anneau étant réalisé en un matériau plus rigide que l'élastomère, il est difficilement extensible ce qui permet de comprimer l'élastomère contre la surface du conduit 32. Néanmoins, l'anneau 50 réalisé en un matériau plastique peut se déformer légèrement de manière à s'adapter à des conduits 32 non cylindriques ou ayant des défauts de cylindricité. Selon une variante de l'invention, pour accroître ses propriétés élastiques et augmenter ses capacités d'allongement, l'anneau 50 peut décrire une sinusoïde en hauteur, comme illustré sur la figure 6. Cette configuration permet d'améliorer l'adaptabilité du joint aux formes du conduit 32 et d'obtenir une bonne étanchéité même si ledit conduit 32 a une section non circulaire. A titre d'exemple, on utilise pour le noyau un matériau, par exemple une matière plastique, ayant un module élastique de 3000 à 9000 MPa, et pour les éléments assurant l'étanchéité un matériau, par exemple un élastomère, ayant un module élastique de 2 à SMPa. Bien entendu, l'invention n'est évidemment pas limitée au mode de réalisation représenté et décrit ci-dessus, mais en couvre au contraire toutes les variantes, notamment en ce qui concerne les formes et les dimensions du joint ainsi que les matériaux utilisés pour les parties constitutives dudit joint. Enfin, le joint selon l'invention peut être utilisé dans d'autres applications pour lesquelles il est nécessaire d'assurer une étanchéité entre deux surfaces concentriques, notamment entre une ouverture et un cylindre creux (conduit) ou plein (axe). 7 REVENDICATIONS 1. Joint susceptible d'assurer l'étanchéité entre deux surfaces concentriques, notamment entre un cylindre (32) et une ouverture (34) permettant le passage dudit cylindre, ledit joint comportant d'une part un corps (38) susceptible d'assurer la liaison entre le joint et l'ouverture, et d'autre part, une lèvre (40) susceptible d'entourer le cylindre (32) à étancher, une paroi mince (42) assurant la liaison entre ledit corps (38) et ladite lèvre (40) et formant une barrière d'étanchéité, caractérisé en ce qu'il comprend un noyau (44) d'un seul tenant, comportant une première partie (48) formant raidisseur au niveau du corps (38) du joint, une seconde partie (50) sous forme d'anneau prévue au niveau de la lèvre (40), ainsi qu'au moins un élément de liaison (52) reliant la première partie (48) et la seconde partie (50) et en ce que ledit noyau (44) en un premier matériau est noyé ou partiellement revêtu par un second matériau (46), le premier matériau ayant une plus grande rigidité que le second. 2. Joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second matériau 15 est un élastomère et en ce que le premier matériau est une matière plastique, notamment un polyamide. 3. Joint selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le noyau (44) comprend plusieurs pattes (52) assurant la liaison entre l'anneau (50) et le raidisseur (48), lesdites pattes ayant une section relativement faible afin de pouvoir se déformer de manière élastique. 4. Joint selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ou les élément(s) de liaison (52) sont noyés dans le second matériau formant la paroi mince (42), ledit second matériau recouvrant au moins partiellement l'anneau (50) afin de former la lèvre (40). 5. Joint selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'anneau (50) a une section de l'ordre de 2 mm. 6. Joint selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'anneau (50) décrit une sinusoïde en hauteur pour accroître ses 5 propriétés élastiques et augmenter ses capacités d'allongement.