Brevet FR3031174A1 — publié le 20160701

La présente invention concerne de manière générale l'étanchéité des radiateurs à fluide caloporteur. Les radiateurs à fluide caloporteur comprennent des éléments tubulaires, 5 encore appelés collecteurs, qui sont remplis de fluide caloporteur. Usuellement, certaines extrémités des collecteurs sont équipées de bouchons à vis qui servent à leur obturation. Ces bouchons à vis comportent une tête. Dans l'exemple, connu de l'état de la 10 technique, illustré à la figure 1 et représentant un élément tubulaire 1' fermé par un bouchon 2', le bouchon 2' comprend un corps principal muni d'un filet 20' qui est vissé sur un taraudage 10' ménagé dans la paroi interne de l'élément tubulaire 1' du radiateur. 15 Il est connu de ménager une gorge annulaire 4' dans la tête de vis du bouchon, destinée à recevoir un joint torique. La tête de vis du bouchon 2' est destinée à venir en butée sur la face d'extrémité libre dudit élément tubulaire 1' et ledit joint torique est destiné à assurer l'étanchéité entre le taraudage et la tête de vis du bouchon. A cet effet, lors du vissage sur le collecteur du bouchon muni 20 du joint, le joint est comprimé sur la partie plane du collecteur. Cependant, on constate une mauvaise tenue du joint sur le bouchon du fait qu'il n'est pas retenu par les filets du bouchon. 25 Il est aussi connu de ménager une gorge de réception du joint dans la paroi interne dudit élément tubulaire, à l'extrémité du taraudage, destinée à recevoir un joint torique. Le joint est écrasé entre la tête de la vis et le taraudage du tube. Lors du vissage du bouchon dans le collecteur, le joint risque d'entrer en contact avec l'angle vif, formé entre la gorge et la paroi interne du collecteur, et 30 de se dégrader. L'invention a pour but de proposer un nouveau joint d'étanchéité et un 3031174 2 radiateur correspondant permettant de résoudre tout ou partie des problèmes exposés ci-dessus. A cet effet, l'invention a pour objet un joint d'étanchéité pour radiateur à fluide caloporteur, ledit joint comprenant un corps principal annulaire, et une collerette interne qui prolonge le corps principal vers l'intérieur dudit joint d'étanchéité, la collerette interne présentant une épaisseur inférieure à l'épaisseur dudit corps principal. La collerette interne permet ainsi de positionner le corps principal du joint contre le flanc extérieur de la gorge du bouchon et donc à écartement de l'angle vif formé par le bord d'extrémité libre de la paroi périphérique intérieure du collecteur. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le corps principal annulaire présente une section de forme sensiblement circulaire. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, la collerette interne présente une section de forme sensiblement plate. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, la collerette interne présentant une partie supérieure et une partie inférieure, ladite partie inférieure de la collerette interne est, suivant une direction parallèle à l'axe de l'anneau formé par le joint, écartée de la partie inférieure dudit corps principal. On entend par supérieure la partie du joint destinée à venir en regard du fond de la gorge, et par inférieure la partie du joint destiné à venir en regard de l'élément tubulaire. 30 Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le joint présente un plan de symétrie orthogonal à l'axe de l'anneau formé par ledit joint. 25 3031174 3 Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, en coupe axiale du joint, la zone de liaison entre le corps principal et la collerette annulaire présente une forme concave. 5 Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le rapport de la largeur de la collerette interne sur la largeur du corps principal est compris entre 0,1 et 5. L'invention concerne également un radiateur à fluide caloporteur, comprenant 10 au moins un élément tubulaire, tel qu'un tube chauffant ou un collecteur, et un bouchon comprenant une tête munie d'un corps fileté, ledit bouchon étant configuré pour fermer une extrémité dudit élément tubulaire, ledit élément tubulaire comprenant une paroi interne présentant un taraudage avec lequel le filet du bouchon est apte à coopérer, ledit bouchon présentant une face d'appui 15 dans laquelle est ménagée une gorge annulaire destinée à recevoir un joint d'étanchéité, caractérisé en ce que ledit joint d'étanchéité est tel que décrit ci-dessus. Une telle conception du joint et du radiateur permet de : 20 - maitriser le taux de compression du joint ; - conserver une conception simple et fiable du radiateur ; - réduire le risque de dégradation du joint, notamment par coupure ; - réduire l'impact sur le joint d'un défaut de coaxialité entre l'axe de la gorge de réception de joint ménagée dans le bouchon et l'axe du collecteur ; 25 - améliorer la tenue du joint par rapport au bouchon ; - réduire les défauts d'étanchéité sur les bouchons servant à obturer les radiateurs à fluide caloporteur. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, la section du joint 30 d'étanchéité présente une largeur supérieure à la largeur de la gorge annulaire. 3031174 4 Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le corps principal du joint d'étanchéité est situé contre le flanc extérieur de la gorge, tandis que la collerette annulaire est située contre le flanc intérieur de la gorge. 5 Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, à l'état vissé du bouchon à vis dans l'élément tubulaire, le corps principal du joint d'étanchéité reste écarté de l'angle formé entre la face d'extrémité de l'élément tubulaire et la paroi interne de l'élément tubulaire. 10 Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le diamètre intérieur de la collerette interne est inférieur au diamètre extérieur du filetage du bouchon hors situation de compression. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante 15 d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un élément tubulaire d'un radiateur de l'état de la technique, muni d'un joint d'étanchéité torique, dont la forme est connue de l'état de la technique, logé dans une gorge d'un bouchon de fermeture d'une extrémité dudit élément tubulaire; 20 - la figure 2 est une vue en perspective de dessus d'un joint d'étanchéité selon un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 3 est une vue en coupe axiale d'une partie du joint d'étanchéité de la figure 2; - la figure 4 est une vue en coupe axiale d'un élément tubulaire d'un radiateur 25 selon un mode de réalisation de l'invention, muni d'un joint d'étanchéité conforme à un mode de réalisation de l'invention et logé dans une gorge d'un bouchon de fermeture d'une extrémité d'un élément tubulaire; - figure 5 est vue en coupe en perspective d'une partie du radiateur selon un mode de réalisation de l'invention, la figure montrant la simulation numérique 30 d'une compression du joint d'étanchéité ; - la figure 6 est une vue d'un radiateur selon l'invention, comprenant un collecteur fermé par un bouchon selon l'invention. 3031174 5 En référence aux figures et comme rappelé ci-dessus, l'invention concerne un joint d'étanchéité 3 pour radiateur à fluide caloporteur. 5 Dans l'exemple illustré à la figure 6, ledit radiateur est un radiateur électrique à fluide caloporteur. Ledit radiateur comprend un élément tubulaire 1, qui dans l'exemple illustré à la figure 6 est formé par le collecteur supérieur du radiateur, et un bouchon 2 10 comprenant une tête munie d'un corps fileté. Ledit bouchon 2 est configuré pour fermer une extrémité dudit élément tubulaire 1. En particulier, ledit élément tubulaire comprend une paroi interne présentant à, ou au voisinage de, ladite extrémité, un taraudage 101 avec lequel le filet 201 15 du bouchon 2 est apte à coopérer. Ledit bouchon 2 présente une face d'appui 21 dans laquelle est ménagée une gorge annulaire 4 destinée à recevoir ledit joint d'étanchéité 3. La gorge 4 présente un flanc intérieur 41 et un flanc extérieur 43 situé plus proche de la 20 périphérie extérieure du bouchon 2 par rapport au flanc intérieur 41 qui est situé plus proche de l'axe central du bouchon 2. La gorge 4 présente aussi une paroi de fond 42. Ledit joint comprend un corps principal 31 annulaire, de type bourrelet, et une collerette interne 32 qui prolonge le corps principal 31 vers l'intérieur dudit joint d'étanchéité 3. La collerette interne 32 présente une épaisseur inférieure à l'épaisseur dudit corps principal 31. Le corps principal 31 présente au repos une épaisseur supérieure à la profondeur de ladite gorge 4. Sous contrainte, le joint se loge dans la gorge annulaire ce qui permet à la tête de vis du bouchon de venir en butée sur la face d'extrémité dudit élément tubulaire 1. Dans l'exemple illustré aux figures, la gorge 4 annulaire dans laquelle loge le 3031174 6 joint est ménagée entièrement dans la face inférieure 21 de la tête de vis du bouchon 2. Ladite face inférieure correspond à la face de la tête de vis du bouchon 2, tournée vers la face d'extrémité 11 de l'élément tubulaire 1. Le corps principal 31 du joint d'étanchéité s'applique alors sur ladite face 5 d'extrémité 11 de l'élément tubulaire 1. La collerette interne 32 permet ainsi de positionner le corps principal du joint contre le flanc extérieur de la gorge et donc à écartement de l'angle vif 110 formé par le bord intérieur d'extrémité libre de la paroi périphérique intérieure 10 10 de l'élément tubulaire. Autrement dit, l'angle vif 110 est formé au niveau de la zone de jonction entre la face d'extrémité libre 11 du collecteur, destinée à former une portée plane pour le bouchon 2, et la paroi périphérique 10 intérieure du collecteur 1. 15 Le diamètre extérieur de la collerette 32 est déterminé aussi afin de maintenir une distance suffisante entre l'angle vif du trou taraudé de l'élément tubulaire 1 et le corps principal 31 du joint 3, et pour prendre en compte la dispersion dimensionnelle des différents éléments de l'assemblage. 20 Avantageusement, la portée plane 11 est faite par usinage et est de forme simple et répétable. Dans l'exemple illustré aux figures, le corps principal 31 annulaire présente une section de forme sensiblement circulaire. Ainsi le corps principal forme la 25 partie torique du joint d'étanchéité. La collerette interne 32 présente une section de forme sensiblement plate. Autrement dit, la collerette interne 32 présente une face 321 dite inférieure et une face 323 dite supérieure opposées parallèles. Dans l'exemple illustré aux 30 figures, l'extrémité libre 322 de la collerette est arrondie. Ladite face inférieure 321 de la collerette interne 32 est, suivant une direction 3031174 7 parallèle à l'axe de l'anneau formé par le joint, écartée de la face inférieure 311 dudit corps principal 31. Ainsi, ladite face inférieure 321 de la collerette interne 32 est écartée de la portée plate 11 de l'élément tubulaire 1 et donc de l'angle 110 vif correspondant. De manière similaire, ladite face supérieure 323 de la collerette interne 32 est, suivant une direction parallèle à l'axe de l'anneau formé par le joint, écartée de la face supérieure 313 dudit corps principal 31. En particulier, le joint présente un plan de symétrie orthogonal à l'axe de l'anneau formé par ledit joint. La collerette annulaire 32 s'étend sensiblement perpendiculairement à la surface de la portion du corps principal 31 sur laquelle elle prend naissance. En coupe axiale du joint, la zone de liaison L3, située du côté inférieur ou 15 supérieur du joint, entre le corps principal 31 et la collerette annulaire 32, présente une forme concave. Une telle concavité de la zone de liaison L3 entre le corps principal 31 et la collerette 32 annulaire permet de bénéficier d'une zone creuse permettant au 20 corps principal 31 circulaire de se déformer, sans déformer de manière importante la collerette interne, qui peut ainsi rester en appui contre le flanc intérieur 41 et à écartement de la face d'extrémité 11 de l'élément tubulaire 1. Le corps principal 31 reste lui aussi écarté de l'angle vif grâce à la présence de la collerette interne 32 qui permet de le maintenir plaqué contre le flanc 25 extérieur 43 et donc à écartement de l'angle vif, même à l'état serré du bouchon 2 contre l'élément tubulaire 1. A titre d'exemple, le rapport de la largeur de la collerette 32 sur la largeur du corps principal 31 du joint 3 d'étanchéité est compris entre 0,1 et 5. La largeur 30 est prise selon une direction orthogonale à l'axe du joint annulaire. Un tel rapport permet d'éloigner suffisamment le corps principal 31 torique de sorte qu'une fois comprimé, ledit corps principal 31 torique n'est pas en contact avec 5 10 3031174 8 le bord du trou taraudé, c'est-à-dire l'angle vif de la portée plane de l'élément tubulaire 1. Le joint 3 d'étanchéité est réalisé en un matériau élastiquement déformable. 5 Avantageusement, ledit joint 3 d'étanchéité est réalisé en matériau synthétique. Avant le montage du joint d'étanchéité dans la gorge annulaire, le joint d'étanchéité présente une largeur, prise suivant une direction orthogonale à l'axe de l'anneau, supérieure à la largeur de la gorge, prise entre les flancs 10 intérieur et extérieur de la gorge. A l'état monté, le corps principal 31 du joint d'étanchéité 3 est situé contre le flanc extérieur 43 de la gorge 4, tandis que la collerette annulaire 32 est située contre le flanc intérieur 41 de la gorge 4 annulaire. A l'état vissé du bouchon 2 dans l'élément tubulaire 1, le corps principal 31 du joint d'étanchéité 3 reste écarté de l'angle 110 formé entre la face d'extrémité 11, c'est-à-dire la portée plane de l'élément tubulaire par rapport à la tête du bouchon, de l'élément tubulaire et la paroi interne 10 de l'élément tubulaire 1. Préférentiellement, le diamètre intérieur de la collerette interne 32 est inférieur au diamètre extérieur du filetage du bouchon 2 hors situation de compression, ce qui permet de maintenir le joint en place hors situation de serrage dans la gorge 4 du bouchon. La gorge annulaire présente une section qui peut être rectangulaire. Une telle forme est répétable, maitrisable et contrôlable facilement. Le fait de positionner, grâce à la collerette 32 interne, la partie principale 30 torique du joint sur le flanc extérieur 43 de la gorge 4, permet d'assurer une bonne étanchéité au fluide du radiateur dont la pression du fluide à étancher est plus importante à l'intérieur qu'à l'extérieur du radiateur. 15 20 25 3031174 9 En outre, le bouchon 2 vient en appui sur la portée plane 11 du collecteur 1, ce qui permet de maitriser le taux de compression du joint. 5 Ainsi, une telle conception du joint et du radiateur correspondant permet de : - réduire le risque de dégradation du joint, notamment par coupure, notamment en maitrisant le taux de compression du joint ; - améliorer la tenue du joint par rapport au bouchon ; - conserver une conception simple et fiable du collecteur ; 10 - réduire l'impact sur le joint d'un défaut de coaxialité entre l'axe de la gorge de réception de joint ménagée dans le bouchon et l'axe du collecteur. Bien qu'au moins un mode de réalisation de l'invention ait été illustré et décrit, il convient de noter que d'autres modifications, substitutions et alternatives 15 apparaissent à l'homme de l'art et peuvent être changées sans sortir de la portée de l'objet décrit ici. La présente demande envisage de couvrir toutes les adaptations et variations des modes de réalisation décrits ci-dessus. De plus, le terme « comprenant » 20 n'exclut pas d'autres éléments ou étapes et le terme « un » n'exclut pas le pluriel. En outre, des caractéristiques ou étapes qui ont été décrites en référence à l'un des modes de réalisation exposés ci-dessus peuvent également être utilisées en combinaison avec d'autres caractéristiques ou étapes d'autres modes de réalisation exposés ci-dessus. On notera qu'il faut 25 inclure dans la portée du brevet toutes les modifications envisagées ci-dessus dans la mesure où elles font partie de la contribution des inventeurs à l'art antérieur. De telles modifications, substitutions et alternatives peuvent être réalisées sans sortir du cadre et de l'esprit de la présente invention. REVENDICATIONS1. Joint d'étanchéité (3) pour radiateur à fluide caloporteur, ledit joint comprenant : -un corps principal (31) annulaire, et -une collerette interne (32) qui prolonge le corps principal (31) vers l'intérieur dudit joint d'étanchéité (3), la collerette interne (32) présentant une épaisseur inférieure à l'épaisseur dudit corps principal (31). 2. Joint d'étanchéité (3) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps principal (31) annulaire présente une section de forme sensiblement circulaire. 3. Joint d'étanchéité (3) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la collerette interne (32) présente une section de forme sensiblement plate. 4. Joint d'étanchéité (3) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la collerette interne (32) présentant une partie supérieure et une partie inférieure, ladite partie inférieure de la collerette interne (32) est, suivant une direction parallèle à l'axe de l'anneau formé par le joint, écartée de la partie inférieure dudit corps principal (31). 5. Joint d'étanchéité (3) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le joint présente un plan de symétrie orthogonal à l'axe 25 de l'anneau formé par ledit joint. 6. Joint d'étanchéité (3) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, en coupe axiale du joint, la zone de liaison (L3) entre le corps principal et la collerette annulaire présente une forme concave. 30 7. Joint d'étanchéité (3) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rapport de la largeur de la collerette interne (32) sur la 3031174 11 largeur du corps principal (31) est compris entre 0,1 et 5. 8. Radiateur, de préférence électrique, à fluide caloporteur, comprenant au moins un élément tubulaire (1), tel qu'un tube chauffant ou un collecteur, et un 5 bouchon (2) comprenant une tête munie d'un corps fileté, ledit bouchon étant configuré pour fermer une extrémité dudit élément tubulaire, ledit élément tubulaire comprenant une paroi interne présentant un taraudage (101) avec lequel le filet (201) du bouchon (2) est apte à coopérer, ledit bouchon (2) présentant une face d'appui (21) dans laquelle est ménagée 10 une gorge annulaire (4) destinée à recevoir un joint d'étanchéité (3), caractérisé en ce que ledit joint d'étanchéité (3) est conforme à l'une des revendications précédentes. 9. Radiateur selon la revendication 8, caractérisé en ce que la section du joint 15 d'étanchéité (3) présente une largeur supérieure à la largeur de la gorge annulaire (4). 10. Radiateur selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que le corps principal (31) du joint d'étanchéité (3) est situé contre le flanc extérieur 20 (43) de la gorge (4), tandis que la collerette annulaire (32) est située contre le flanc intérieur (41) de la gorge (4). 11. Radiateur selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que, à l'état vissé du bouchon à vis dans l'élément tubulaire, le corps principal (31) du joint d'étanchéité (3) reste écarté de l'angle (110) formé entre la face d'extrémité (11) de l'élément tubulaire et la paroi interne (10) de l'élément tubulaire (1). 12. Radiateur selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que le 30 diamètre intérieur de la collerette interne (32) est inférieur au diamètre extérieur du filet (201) du bouchon (2) hors situation de compression.