Brevet FR3029257A1 — publié le 20160603

JOINT D'ETANCHEITE COMPRENANT UNE FORME CONTINUELLEMENT VARIABLE ET DES BARRETTES LATERALES DE MAINTIEN La présente invention concerne un joint d'étanchéité en élastomère prévu pour être placé dans une gorge entre deux pièces à assembler, ainsi qu'un ensemble comprenant une pièce munie d'une gorge recevant un tel joint. Un type de joint connu, présenté notamment par le document WO-A1-2012095601, comporte un profilé longitudinal en élastomère inséré dans une gorge réalisée sur un plan d'appui d'une pièce, qui est comprimé à la fois au fond de cette gorge, et sur une surface plane complémentaire d'une seconde pièce serrée sur ce premier plan d'appui, afin d'assurer une étanchéité entre ces deux pièces. Ce type de joint est utilisé notamment pour assurer l'étanchéité dans un moteur thermique, en particulier pour le serrage d'un couvercle de culasse sur cette culasse. Il peut être réalisé dans différents types d'élastomère susceptibles d'être comprimés, notamment du caoutchouc ou des polymères synthétiques. La section transversale du joint comporte une certaine hauteur qui assure en tout point une compression suffisante de ce joint, garantissant l'étanchéité de manière continue sur la surface plane correspondante. Le joint peut comporter par endroits des formes spécifiques ajoutées sur le profilé, pour effectuer par exemple le contournement de vis de fixation, l'étanchéité dans une zone non plane comprenant un palier d'arbre, ou l'assemblage de trois pièces entre elles. Le profilé comporte en particulier au moins une partie de sa section transversale qui présente dans le sens longitudinal une géométrie continuellement variable, afin de réduire la quantité de matière utilisée, et de diminuer les coûts. Cette géométrie variable peut présenter notamment une ondulation. Le profilé peut comporter de plus de chaque côté de la section transversale, dans une partie centrale, un bossage latéral de faible hauteur et de section constante qui se prolonge dans la direction longitudinale, prenant appui sur les côtés de la gorge afin d'effectuer un calage latéral du joint pour éviter son basculement quand il est comprimé entre les deux pièces. Toutefois des essais ont montré que pour une fabrication en grande série comprenant des dispersions des dimensions, ce type de joint pouvait poser des problèmes de basculement latéral de sa section, ou de pincement entre les deux faces d'appui lors de leur serrage l'une sur l'autre. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure. Elle propose à cet effet un joint d'étanchéité en élastomère prévu pour être inséré dans une gorge réalisée dans le sens de la hauteur sur un plan d'appui d'une pièce, et serré sur une surface plane complémentaire, ce joint présentant au moins une partie de sa section transversale comprenant dans la direction longitudinale une forme continuellement variable, caractérisé en ce qu'il comporte de manière espacée sur au moins un côté, des barrettes latérales fines qui sont disposées dans le sens de la hauteur. Un avantage de ce joint d'étanchéité est que les barrettes latérales constituent grâce à leur hauteur des appuis latéraux sur les côtés de la gorge, qui empêchent un basculement de ce joint lors de son montage et de son serrage. On assure ainsi de manière simple et économique par des formes complémentaires réalisées au moulage et ajoutant un volume de matière réduit, une stabilité du joint qui malgré les dispersions des dimensions de la section de la gorge ou du joint, garantit dans tous les cas un montage correct et une bonne étanchéité. Le joint d'étanchéité selon l'invention peut comporter de plus une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. En particulier, les barrettes latérales peuvent comporter un profil bombé tourné vers l'extérieur. Ce profil bombé facilite un écrasement de la matière. Avantageusement, les barrettes latérales s'arrêtent en hauteur en dessous de la surface supérieure du joint d'étanchéité. On évite ainsi de disposer au niveau du plan de joint lors de la compression verticale du joint d'étanchéité, de la matière en appui sur le côté de la gorge, qui pourrait être pincée pendant le serrage des pièces à assembler. En particulier les barrettes latérales peuvent s'étendre sur environ les deux tiers de la hauteur de ce joint, de manière centrée sur cette hauteur. Selon un mode de réalisation de l'invention, le joint d'étanchéité comprenant des parties supérieure et inférieure de sa section transversale qui sont continuellement variables, les barrettes latérales recouvrent environ la moitié de ces parties supérieure et inférieure. Avantageusement, le joint d'étanchéité comporte des barrettes latérales qui d'un côté et de l'autre de ce joint, sont dans la direction longitudinale décalées alternativement. On assure ainsi une stabilité latérale régulièrement répartie sur la longueur du joint. En particulier, la forme continuellement variable peut constituer une sinusoïde. Dans ce cas, avantageusement le joint d'étanchéité comporte une barrette latérale de chaque côté, sur chaque sommet de la sinusoïde. Selon un mode de réalisation de l'invention, le joint d'étanchéité comprenant une partie centrale de sa section transversale présentant dans la direction longitudinale une section constante, cette partie centrale comporte de chaque côté une nervure longitudinale dépassant vers l'extérieur. Avantageusement, les barrettes latérales dépassent transversalement de la nervure longitudinale. L'invention a aussi pour objet un ensemble de deux pièces assemblées entre elles par une surface plane d'étanchéité, une de ces pièces comportant une gorge contenant un joint d'étanchéité comprenant l'une quelconque des caractéristiques précédentes. En particulier une des pièces de cet ensemble peut constituer une culasse d'un moteur thermique, l'autre pièce formant un couvercle de cette culasse. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés sur lesquels : - les figures 1, 2 et 3 représentent en coupe transversale trois joints différents réalisés selon le document de l'art antérieur ; - les figures 4, 5 et 6 représentent respectivement une vue d'ensemble, une vue de détail et une vue de dessus d'un joint selon l'invention ; et - la figure 7 présente en coupe transversale suivant le plan de coupe VII-VII, ce joint inséré dans la gorge d'une pièce à assembler. La figure 1 présente une pièce à assembler 2 comprenant un plan d'appui 6 prévu pour venir en appui sur une surface plane complémentaire d'une seconde pièce, disposant d'une gorge longitudinale 4 de section sensiblement rectangulaire plus haute que large, qui reçoit un joint d'étanchéité 10 prévu pour être comprimé dans le sens de la hauteur par cette surface complémentaire. Par convention sur les différentes figures, la direction de la hauteur correspond à la profondeur de la gorge 4. Le joint d'étanchéité 10 comporte dans sa section transversale une surface inférieure plane 12 venant en appui au fond de la gorge 4, et une surface supérieure 14 présentant transversalement un petit creux central encadré par deux bossages latéraux, qui permet de concentrer la force d'appui sur une surface réduite afin d'augmenter la pression de surface et d'améliorer l'étanchéité. L'appui de ces deux surfaces inférieure 12 et supérieure 14 assure l'étanchéité entre les deux pièces, au niveau du plan de joint. Le joint d'étanchéité 10 présente de chaque côté sensiblement au milieu de sa hauteur, un appui latéral continu 16 formé par un bossage longitudinal de faible hauteur, ces appuis venant au contact des côtés de la gorge 4 quand le joint est comprimé dans la hauteur, afin de le caler latéralement et d'éviter son basculement. La partie supérieure du joint 18 au-dessus des appuis latéraux 16 comporte dans la direction longitudinale une section droite constante, la partie inférieure 20 en dessous de ces appuis comporte dans cette direction une section ondulée sinusoïdale. La largeur nettement réduite de la partie supérieure 18 ainsi que des ondulations de la partie inférieure 20, par rapport à la largeur totale du joint d'étanchéité 10 au niveau des appuis latéraux 16, réalisent une réduction de la quantité de matière. On a alors un risque d'inclinaison du joint d'étanchéité 10, la partie supérieure droite 18 ainsi que la partie inférieure ondulée 20 pouvant s'incliner latéralement dans la gorge 4, en particulier quand les tolérances de ces composants donnent un jeu plus important. La figure 2 présente un joint d'étanchéité 10 comprenant une partie centrale disposant dans la direction longitudinale de bossages successifs 30 disposant d'une hauteur importante, qui alternent d'un côté et de l'autre de ce joint. Ces bossages successifs 30 constituent la forme continuellement variable. Les parties supérieure 18 et inférieure 20 du joint d'étanchéité 10 présentent dans la direction longitudinale une section droite constante, comprenant une largeur réduite par rapport à la largeur totale de ce joint. La figure 3 présente un joint d'étanchéité 10 comprenant de chaque côté au milieu de sa hauteur un appui latéral continu 16, et une partie supérieure 18 ainsi qu'une partie inférieure 20 qui comportent dans la direction longitudinale une section ondulée sinusoïdale, disposant d'une largeur réduite. Ces joints d'étanchéité 10 présentés figure 2 et figure 3, comportent de la même manière un risque de basculement latéral dans la gorge 4 lors du montage ou du serrage. On a aussi un risque de pincement du joint d'étanchéité 10 entre les deux pièces à assembler pendant leur serrage. Lors d'une compression verticale du joint 10, la matière réalise une expansion latérale. A la hauteur du plan de joint, la matière se trouvant en appui sur le côté de la gorge 4, notamment le sommet des ondulations de la section ondulée, pouvant former un gonflement venant dépasser au-dessus du plan d'appui 6, présente un risque de pincement entre les deux pièces assemblées. La figure 4 présente un joint d'étanchéité 10 formant une couronne fermée, prévu pour être inséré dans une gorge comprenant une longueur équivalente et comportant un contour quelconque, ce joint souple s'adaptant à différentes formes de contour. Les figures 5, 6 et 7 présentent le joint d'étanchéité 10 réalisé suivant un mode préféré de l'invention, comprenant dans la section transversale deux parties supérieure 18 et inférieure symétriques par rapport à un plan médian horizontal, comprenant chacune une même hauteur A, qui forment dans la direction longitudinale une ondulation sinusoïdale. La partie centrale 40 du joint d'étanchéité 10 comprenant une hauteur B sensiblement égale à la hauteur A des parties supérieure 18 et inférieure 20, comporte une section sensiblement 20 carrée qui est constante dans la direction longitudinale. Cette partie centrale 40 comprenant une section constante, permet de stabiliser les dimensions générales du joint d'étanchéité. Les deux côtés de cette partie centrale 40 reçoivent un peu en dessous du plan médian horizontal, une nervure 44 continue dans la direction longitudinale, qui forme une pointe dirigée vers l'extérieur, dont l'extrémité est ajustée sur le sommet de l'ondulation sinusoïdale des parties supérieure 18 et inférieure 20. De chaque côté du joint d'étanchéité 10, chaque sommet de l'ondulation sinusoïdale reçoit une barrette latérale fine disposée verticalement 42, qui couvre la partie centrale 40, et se prolonge sur environ la moitié de chaque partie supérieure 18 et inférieure 20. On obtient ainsi des barrettes latérales 42 comprenant une longueur qui couvre environ les deux tiers de la hauteur du joint d'étanchéité 10. On notera figure 7 que les barrettes latérales 42 du joint d'étanchéité 10 qui n'est pas comprimé, dépassent au-dessus du plan d'appui 6. Les barrettes verticales 42 présentent un profil bombé qui dépasse alors latéralement des nervures longitudinales 44. On obtient ainsi de manière périodique au niveau de chaque sommet de l'ondulation, une barrette verticale 42 qui est disposée alternativement d'un côté et de l'autre du joint d'étanchéité 10, avec un décalage dans la direction longitudinale. Ces barrettes verticales 42 réalisent avec une quantité de matière très réduite, un calage latéral souple du joint d'étanchéité 10 sur une grande partie de la hauteur de la gorge 4, qui peut s'écraser facilement grâce à leur largeur réduite, lors d'une compression verticale de ce joint entraînant une extension transversale. On ne gêne ainsi pas la compression verticale du joint d'étanchéité 10, qui fonctionne sensiblement de la même manière. De plus lors du serrage des deux pièces à assembler, la compression verticale du joint d'étanchéité 10 fait que la partie supérieure 18 de ce joint descend en dessous du niveau du plan d'appui 6. La barrette verticale 42 en appui sur le côté de la gorge 4, est alors entièrement descendue dans cette gorge avant la fin de la descente de la pièce supérieure. Les ondulations de la partie supérieure 18 écartées des côtés de la gorge 4 par les barrettes verticales 42, sont éloignées de ces côtés au niveau du plan de joint, et ne risquent pas d'être pincées entre les deux pièces à assembler. Ces barrettes verticales 42 permettent également de rigidifier le joint selon le sens de la hauteur et de limiter les risques de basculement et de pincement entre les deux pièces à assembler. Malgré des dispersions des dimensions du joint d'étanchéité 10 et de la gorge 4 venant d'une fabrication en grande série, ce joint ne peut plus s'incliner dans cette gorge, ni se retrouver pincer lors du serrage des faces d'appui des deux pièces. On assure ainsi une garantie de fonctionnement de ce joint d'étanchéité 10. D'une manière générale les barrettes verticales 42 peuvent comporter un profil différent, qui peut être par exemple triangulaire, ainsi qu'un espacement différent, en les disposant par exemple sur l'ondulation sinusoïdale suivant une autre fréquence. On peut aussi les disposer sur d'autres formes de géométrie continuellement variable, ne comprenant pas d'ondulation sinusoïdale. Les barrettes verticales 42 peuvent s'appliquer en particulier aux différents types de joint présentés par le document de l'art antérieur, notamment les joint présentés figures 1, 2 et 3. La présente invention s'applique pour assurer l'étanchéité de tout assemblage entre deux pièces. Il s'applique en particulier pour assurer l'étanchéité d'un couvercle de culasse sur une culasse, comprenant des contraintes sévères de pression, de variation de température et d'agression de différents agents chimiques. REVENDICATIONS1. Joint d'étanchéité en élastomère prévu pour être inséré dans une gorge (4) réalisée dans le sens de la hauteur sur un plan d'appui (6) d'une pièce (2), et serré sur une surface plane complémentaire, ce joint présentant au moins une partie de sa section transversale (18, 20) comprenant dans la direction longitudinale une forme continuellement variable, caractérisé en ce qu'il comporte de manière espacée sur au moins un côté, des barrettes latérales fines (42) qui sont disposées dans le sens de la hauteur. 2. Joint d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé en ce que les barrettes latérales (42) comportent un profil bombé tourné vers l'extérieur. 3. Joint d'étanchéité selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les barrettes latérales (42) s'arrêtent en hauteur en dessous de la surface supérieure (14) de ce joint. 4. Joint d'étanchéité selon la revendication 3, caractérisé en ce que les barrettes latérales (42) s'étendent sur environ les deux tiers de la hauteur de ce joint, de manière centrée sur cette hauteur. 5. Joint d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant des parties supérieure (18) et inférieure (20) de sa section transversale qui sont continuellement variables, caractérisé en ce que les barrettes latérales (42) recouvrent environ la moitié de ces parties supérieure (18) et inférieure (20). 6. Joint d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des barrettes latérales (42) qui d'un côté et de l'autre de ce joint, sont dans la direction longitudinale décalées alternativement. 7. Joint d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la forme continuellement variable constitue une sinusoïde. 8. Joint d'étanchéité selon les revendications 6 et 7, caractérisé en ce qu'il comporte une barrette latérale (42) de chaque côté, sur chaque sommet de la sinusoïde. 9. Joint d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une partie centrale (40) de sa section transversale présentant dans la direction longitudinale une section constante, caractérisé en ce que cette partie centrale (40) comporte de chaque côté une nervure longitudinale (44) dépassant vers l'extérieur. 10. Joint d'étanchéité selon la revendication 9, caractérisé en ce que les barrettes latérales (42) dépassent transversalement de la nervure longitudinale (44). 11. Ensemble de deux pièces assemblées entre elles par une surface plane d'étanchéité, caractérisé en ce qu'une de ces pièces (2) comporte une gorge (4) contenant un joint d'étanchéité (10) réalisé selon l'une quelconque des revendications précédentes. 12. Ensemble de deux pièces assemblées entre elles selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'une des pièces constitue une culasse d'un moteur thermique, l'autre pièce formant un couvercle de cette culasse.