FR2652868A1

FR2652868A1 - SEALING ELEMENT AND MANUFACTURING METHOD.

Info

Publication number: FR2652868A1
Application number: FR9010415A
Authority: FR
Inventors: Hans-J Tuckmantel; Prymek Hermann
Original assignee: Kempchen and Co GmbH
Current assignee: Kempchen and Co GmbH
Priority date: 1989-10-10
Filing date: 1990-08-17
Publication date: 1991-04-12
Anticipated expiration: 2010-08-17
Also published as: DE3933765C2; NL9001988A; NL192053B; NL192053C; ATA175790A; FR2652868B1; DE3933765A1; CH682101A5

Abstract

Elément d'étanchéité, en particulier anneau d'étanchéité, comprenant au moins une garniture en tôle et de chaque côté un revêtement constitué d'une feuille d'étanchéité réalisée à partir d'un matériau d'étanchéité non métallique, de préférence de graphite. La garniture en tôle présente, répartis sur sa surface, une pluralité de trous (4) obtenus par aiguilletage dont les pattes d'aiguilletage (5) dégagées du plan de la garniture en tôle (2) dépassent des deux surfaces de la garniture en tôle (2). Les pattes d'aiguilletage (5) assurent l'ancrage des feuilles d'étanchéité (3). Les trous (4) présentent respectivement une patte d'aiguilletage (5) qui est recourbée d'un côté par rapport au bord du trou et dont la longueur correspond approximativement au diamètre du trou ou à un grand côté de trou. Les extrémités libres des pattes d'aiguilletage (5) sont courbées en direction du plan de la garniture en tôle (2).Sealing element, in particular sealing ring, comprising at least one sheet gasket and on each side a coating consisting of a sealing sheet made from a non-metallic sealing material, preferably graphite . The sheet metal lining has, distributed over its surface, a plurality of holes (4) obtained by needling, the needling lugs (5) of which are released from the plane of the sheet metal lining (2) protrude from the two surfaces of the sheet metal lining. (2). The needling tabs (5) anchor the sealing sheets (3). The holes (4) respectively have a needling tab (5) which is curved on one side with respect to the edge of the hole and whose length corresponds approximately to the diameter of the hole or to a large hole side. The free ends of the needling tabs (5) are curved towards the plane of the sheet metal insert (2).

Description

i L'invention concerne un élément d'étanchéité, en particulier un anneaui The invention relates to a sealing element, in particular a ring.

d'étanchéité, comprenant au moins une garniture en tôle et de chaque côté un revêtement constitué d'une feuille d'étanchéité réalisée à partir d'un matériau d'étanchéité non métallique, de préférence de graphite, la garniture en tôle présentant, répartis sur sa surface, une pluralité de trous obtenus par aiguilletage dont les pattes d'aiguilletage dégagées du plan de la sealing, comprising at least one sheet metal lining and on each side a covering consisting of a sealing sheet made from a non-metallic sealing material, preferably graphite, the sheet metal lining having, distributed on its surface, a plurality of holes obtained by needling including the needling tabs released from the plane of the

garniture en tôle dépassent des deux surfaces de la gar- sheet metal trim protrude from the two surfaces of the

niture en tôle, et les pattes d'aiguilletage assurant l'an- sheet metal nipple, and the needling tabs ensuring the an-

crage des feuilles d'étanchéité. L'invention concerne creation of sealing sheets. The invention relates to

également un procédé de fabrication d'un tel élément d'étan- also a method of manufacturing such a waterproofing element

chéité. Pour des éléments d'étanchéité de ce genre, la garniture en tôle est réalisée le plus souvent à partir d'une tôle d'acier fin. L'épaisseur de la tôle est de cheerfulness. For sealing elements of this kind, the sheet metal lining is most often made from a sheet of thin steel. The thickness of the sheet is

l'ordre du dixième de millimètre, par exemple de 0,1 mm. the order of a tenth of a millimeter, for example 0.1 mm.

Les feuilles d'étanchéité sont le plus souvent plus épaisses d'un ordre de grandeur et présentent en tout cas une épaisseur suffisante pour que les pattes d'aiguilletage soient encastrées dans lesdites feuilles d'étanchéité. Leur épaisseur est par exemple de l'ordre de 1 mm. Lorsque les feuilles d'étanchéité sont constituées de graphite, on fait le plus souvent appel à du graphite expansé. En ce qui concerne la formation de trous dans les garnitures en The sealing sheets are most often thicker by an order of magnitude and in any case have a thickness sufficient for the needling tabs to be embedded in said sealing sheets. Their thickness is for example of the order of 1 mm. When the sealing sheets are made of graphite, it is most often used expanded graphite. Regarding the formation of holes in the gaskets

tôle par aiguilletage, il s'agit d'une méthode de fabri- sheet metal by needling, this is a manufacturing method

cationparticulière. Contrairement à une opération de poinçonnage, l'élément de tôle correspondant à la section du trou n'est pas découpé et éliminé. Au contraire, il est en quelque sorte défoncé par un outil en forme d'aiguille et recourbé en pattes d'aiguilletage. Celles-ci maintiennent les feuilles d'étanchéité comme des ancres. Les éléments d'étanchéité du genre précité peuvent ainsi être réalisés sans utilisation de colle. Dans la pratique, on les appelle particular cation. Unlike a punching operation, the sheet metal element corresponding to the section of the hole is not cut and eliminated. On the contrary, it is somehow smashed by a needle-shaped tool and bent into needling lugs. These hold the waterproofing sheets like anchors. Sealing elements of the aforementioned type can thus be produced without the use of glue. In practice, they are called

des éléments d'étanchéité avec garniture en tôle à aiguilles. sealing elements with needle plate lining.

Dans l'élément d'étanchéité bien connu dans la pratique et constituant le point de départ de l'invention, In the sealing element well known in practice and constituting the starting point of the invention,

les trous présentent trois ou quatre pattes d'aiguilletage. the holes have three or four needling tabs.

Leur position correspond approximativement à la moitié du Their position corresponds approximately to half the

diamètre du trou. Les extrémités libres des pattes d'aiguil- hole diameter. The free ends of the needle legs

letage sont dirigées vers le trou auquel elles sont associées, ou bien elles s'étendent presque orthogonalement au plan de la garniture en tôle. L'ancrage des feuilles d'étanchéité réalisable avec de telles pattes d'aiguilletage et donc la liaison des feuilles d'étanchéité avec la garniture en tôle nécessitent des améliorations. Dans le mode de réalisation bien connu, la conformation et l'orientation décrites des pattes d'aiguilletage reposent sur le fait que l'aiguilletage est effectué avec des outils en forme d'aiguilles dont les extrémités libres présentent trois ou quatre faces de coupe affûtées en oblique qui convergent en une pointe pyramidale située dans l'axe de l'outil en forme d'aiguille. Lors de l'aiguilletage, la pointe perce la the lettering is directed towards the hole with which they are associated, or else they extend almost orthogonally to the plane of the sheet metal trim. The anchoring of the sealing sheets achievable with such needling tabs and therefore the connection of the sealing sheets with the sheet metal lining require improvements. In the well-known embodiment, the described configuration and orientation of the needling tabs are based on the fact that the needling is carried out with needle-shaped tools whose free ends have three or four sharp cutting faces. obliquely converging into a pyramidal point located in the axis of the needle-shaped tool. During needling, the tip pierces the

tôle de calage et arrache de manière plus ou moins pro- blocking sheet and tears off more or less pro

noncée les pattes d'aiguilletage en fonction de ces faces de coupe. Pour un autre élément d'étanchéité, respectivement deux pattes d'aiguilletage, dont la longueur correspond également à environ la moitié du diamètre du trou et qui sont orientées en oblique en direction du trou,sont the needling tabs as a function of these cutting faces. For another sealing element, respectively two needling tabs, the length of which also corresponds to approximately half the diameter of the hole and which are oriented obliquely in the direction of the hole, are

disposées en face l'une de l'autre sur des trous rectan- arranged opposite one another on rectangular holes

gulaires. Ici aussi, l'ancrage et la liaison sont per-: fectibles. L'invention a pour objet de perfectionner pour un élément d'étanchéité du genre précité l'ancrage des feuilles d'étanchéité et donc la liaison entre les feuilles gular. Here too, the anchoring and the connection are perceptible. The object of the invention is to improve, for a sealing element of the aforementioned type, the anchoring of the sealing sheets and therefore the connection between the sheets.

d'étanchéité et la garniture en tôle. L'invention a éga- and the sheet metal trim. The invention was also

lement pour objet d'indiquer un procédé permettant de The object is also to indicate a process making it possible to

réaliser de tels éléments d'étanchéité d'une manière parti- make such sealing elements in a particular way

culièrement simple.particularly simple.

Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que les trous comportent respectivement une patte d'aiguilletage courbée d'un côté par rapport au bord du trou et dont la longueur correspond approximativement au diamètre du trou ou à la longueur maximale d'un axe de trou, et que les pattes d'aiguilletage sont courbées avec leur extrémité libre en direction du plan de la garniture en tôle. Cette courbure en direction de la garniture en According to the invention, this object is achieved by the fact that the holes respectively comprise a needling tab curved on one side relative to the edge of the hole and the length of which corresponds approximately to the diameter of the hole or to the maximum length of a hole axis, and that the needling tabs are curved with their free end in the direction of the plane of the sheet metal lining. This curvature towards the lining in

tôle peut être plus ou moins prononcée. Selon l'in- sheet metal can be more or less pronounced. According to the-

vention, les pattes d'aiguilletage forment de véritables ancres étant donné que, compte tenu de leur conformation, de leur réalisation et de leur orientation par rapport à des forces tendant en quelque sorte à séparer une feuille vention, the needling tabs form real anchors since, taking into account their conformation, their construction and their orientation with respect to forces tending to sort of separate a sheet

d'étanchéité de la garniture en tôle en la tirant perpen- the sheet metal seal by pulling it perpetually

diculairement ou en oblique par rapport au plan de ladite diculously or obliquely to the plane of said

garniture, elles agissent comme des barbes ou des crampons. garnish, they act like beards or crampons.

On obtient ainsi une liaison d'une solidité inattendue This gives an unexpectedly solid bond

entre la garniture en tôle et les feuilles d'étanchéité. between the sheet metal trim and the sealing sheets.

En détail, il existe différentes possibilités pour In detail, there are different possibilities for

la réalisation de l'élément d'étanchéité selon l'invention. the production of the sealing element according to the invention.

En général, les trous présentent un diamètre ou un grand axe de trou-et les pattes d'aiguilletage une longueur, de l'ordre du millimètre. Un mode de réalisation préféré de l'invention est caractérisé par le fait que les trous présentent un diamètre ou un grand axe de trou et la patte une longueur, d'environ 1 mm. La liaison entre la garniture en tôle et les feuilles d'étanchéité dépend également de la distribution des trous et donc des pattes d'aiguilletage dans le plan de la garniture en tôle. Sur ce point, l'invention recommande que les trous, rapportés au plan de la garniture en tôle, soient disposés dans les coins d'une trame géométrique de droites se croisant dans les coins ou partant desdits coins et que les pattes d'aiguilletage des différents trous présentent par rapport à ces lignes droites une orientation aléatoire, c'est-à-dire qu'elles ne sont pas toutes orientées dans la même direction. Dans ce contexte, un mode de réalisation préféré de l'invention est caractérisé par le fait que la trame se compose de carrés et de losanges et que les carrés se touchent aux coins alors que les losanges sont disposés entre les carrés. La forme de la section transversale des In general, the holes have a diameter or a large hole axis and the needling tabs have a length, of the order of a millimeter. A preferred embodiment of the invention is characterized in that the holes have a diameter or a large hole axis and the tab has a length, of approximately 1 mm. The connection between the sheet metal lining and the sealing sheets also depends on the distribution of the holes and therefore of the needling lugs in the plane of the sheet metal lining. On this point, the invention recommends that the holes, reported in the plane of the sheet metal lining, be arranged in the corners of a geometric grid of straight lines intersecting in the corners or starting from said corners and that the needling tabs of the different holes have a random orientation with respect to these straight lines, that is to say that they are not all oriented in the same direction. In this context, a preferred embodiment of the invention is characterized in that the frame consists of squares and diamonds and that the squares touch at the corners while the diamonds are arranged between the squares. The shape of the cross section of

trous peut être très variable dans le cadre de l'invention. holes can be very variable in the context of the invention.

Une variante de l'invention qui se distingue par le fait qu'elle est facilement réalisable est caractérisée par le fait que les trous présentent une section circulaire à A variant of the invention which is distinguished by the fact that it is easily achievable is characterized in that the holes have a circular cross section at

l'exception de la zone de courbure de la patte d'aiguille- except the area of curvature of the needle tab -

tage. Ces trous peuvent cependant présenter également une section allongée auquel cas respectivement une patte d'aiguilletage est dégagée sur l'un des petits côtés de la section transversale. Lorsqu'on travaille avec des trous présentant un diamètre ou un grand axe d'environ 1 mm, floor. These holes may however also have an elongated section in which case respectively a needling tab is released on one of the short sides of the cross section. When working with holes with a diameter or a major axis of about 1 mm,

comme cela a déjà été préconisé plus haut, il est recom- as already recommended above, it is recommended

mandé d'adopter un quadrillage dans lequel les carrés instructed to adopt a grid in which the squares

présentent des côtés d'une longueur d'environ 3 mm. have sides about 3 mm long.

L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un élément d'étanchéité du genre précité. Le procédé est fondamentalement caractérisé par le fait qu'il comprend tout d'abord un aiguilletage avec des outils en forme d'aiguilles munis, à la place d'une pointe, d'une face affûtée ellipsoidale inclinée vers l'axe de l'outil pour réaliser dans la garniture en tôle, les trous des pattes d'aiguilletage s'écartant en arc desdits trous, et que les feuilles d'étanchéité sont ensuite appliquées de part et d'autre contre la garniture en tôle, les feuilles d'étanchéité étant en quelque sorte embrochées sur les pattes d'aiguilletage. Un mode de réalisation préféré de l'invention est caractérisé par le fait que l'agrégat The invention also relates to a method of manufacturing a sealing element of the aforementioned kind. The method is fundamentally characterized by the fact that it firstly comprises needling with tools in the form of needles provided, instead of a point, with a sharp ellipsoidal face inclined towards the axis of the tool for making in the sheet metal lining, the holes of the needling tabs diverging in an arc from said holes, and that the sealing sheets are then applied on either side against the sheet metal lining, the sheets of sealing being sort of skewered on the needling tabs. A preferred embodiment of the invention is characterized in that the aggregate

constitué par la garniture en tôle et les feuilles d'étan- consisting of the sheet metal trim and the sealing sheets

chéité appliquées est comprimé entre des plateaux de serrage ou des rouleaux compresseurs et que de ce fait les extrémités libres des pattes d'aiguilletage sont pliées davantage en direction du plan de la garniture en tôle. Il est prévu dans le cadre de l'invention que, lors de la compression, les feuilles d'étanchéité sont applied sheave is compressed between clamping plates or pressure rollers and therefore the free ends of the needling tabs are bent further towards the plane of the sheet metal lining. It is provided in the context of the invention that, during compression, the sealing sheets are

comprimées à environ:deux tiers de leur épaisseur. compressed to approximately: two thirds of their thickness.

La description qui va suivre, en regard des dessins The following description, next to the drawings

annexés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure i représente, schématiquement, une coupe transversale partielle d'un élément d'étanchéité selon l'invention, fortement agrandie par rapport aux dimensions annexed by way of nonlimiting examples, will allow a good understanding of how the invention can be put into practice. Figure i shows, schematically, a partial cross section of a sealing element according to the invention, greatly enlarged compared to the dimensions

réelles.real.

La figure 2 représente la trame pour les trous dans la garniture en tôle d'un élément d'étanchéité selon l'invention. La figure 3 représente la garniture en tôle de l'objet de la figure 1 avant la liaison avec les feuilles d'étanchéité. La figure 4 représente une vue de dessus de l'objet de la figure 3. La figure 5 représente une vue de côté d'un outil en forme d'aiguille pour la réalisation des trous pour un Figure 2 shows the frame for the holes in the sheet metal lining of a sealing element according to the invention. 3 shows the sheet metal lining of the object of Figure 1 before the connection with the sealing sheets. Figure 4 shows a top view of the object of Figure 3. Figure 5 shows a side view of a needle-shaped tool for making holes for a

élément d'étanchéité selon l'invention. sealing element according to the invention.

La figure 6 représente une vue de l'objet de la figure 5 dans le sens de la flèche A. Figure 6 shows a view of the object of Figure 5 in the direction of arrow A.

L'élément d'étanchéité 1 représenté de manière- The sealing element 1 shown so

partielle dans les figures 1, 3 et 4 se compose fondamen- partial in Figures 1, 3 and 4 consists basically

talement d'une garniture en tôle 2 et de chaque côté d'un revêtement 3 constitué d'une feuille d'étanchéité réalisée à partir d'un matériau d'étanchéité non métallique. Il peut s'agir de feuilles de graphite en graphite expansé. Il va de soi qu'un tel élément d'étanchéité 1 pourrait également être réalisé avec deux ou plus de deux garnitures en tôle 2 et avec un nombre correspondant de revêtement 3. La garniture en tôle 2 représentée dans les figures 1 et 3 présente, répartis sur sa surface, une pluralité de trous 4 formés par aiguilletage dont les pattes d'aiguilletage 5 recourbées hors du plan de la garniture en tôle 2 dépassent des deux tement of a sheet metal lining 2 and on each side of a coating 3 consisting of a sealing sheet made from a non-metallic sealing material. It may be graphite sheets of expanded graphite. It goes without saying that such a sealing element 1 could also be produced with two or more than two sheet metal linings 2 and with a corresponding number of coating 3. The sheet metal lining 2 shown in FIGS. 1 and 3 is present, distributed over its surface, a plurality of holes 4 formed by needling, the needling tabs 5 bent out of the plane of the sheet metal lining 2 protrude from the two

surfaces de ladite garniture en t8le 2. Les pattes d'aiguil- surfaces of said trim in t8le 2. The needle tabs

letage 5 assurent l'ancrage des revêtements 3. Comme il ressort notamment dela vue de dessus de la figure 4 sur l'objet de la figure 3, les trous 4 présentent chacun une patte d'aiguilletage 5. Celle-ci est recourbée sur l'un letting 5 anchor the coverings 3. As is clear in particular from the top view of FIG. 4 on the object of FIG. 3, the holes 4 each have a needling tab 5. This is bent over the 'a

des côtés du bord du trou. Sa longueur correspond approxi- sides of the edge of the hole. Its length corresponds approxi-

mativement au diamètre du trou...Il ressort de la figure 1 que les extrémités libres des pattes d'aiguilletage 5 sont matively to the diameter of the hole ... It appears from Figure 1 that the free ends of the needling tabs 5 are

courbées en direction du plan de la garniture en tôle 2. curved towards the plane of the sheet metal trim 2.

Les trous 4 peuvent présenter un diamètre d'environ 1 mm. The holes 4 may have a diameter of approximately 1 mm.

Les pattes d'aiguilletage 5 représentées ont, elles aussi, The needling tabs 5 shown also have

une longueur d'envirônl mm.a length of around mm.

Pour obtenir une liaison particulièrement efficace entre les revêtements 3 et la garniture en tôle 2, les trous 4 dans la garniture en tôle 2 sont répartis suivant une trame particulière qui a été représentée dans la figure 2. Rapportés au plan de la garniture en t8le 2, les trous 4sont disposés dans les coins 6 d'une trame géométrique constituée de droites 7 se-croisant dans les coins To obtain a particularly effective connection between the coverings 3 and the sheet metal lining 2, the holes 4 in the sheet metal lining 2 are distributed according to a particular grid which has been shown in FIG. 2. Referred to the plane of the metal lining 2 , the holes 4 are arranged in the corners 6 of a geometric frame made up of straight lines 7 intersecting in the corners

ou partant desdits-coins. Le fait que les pattes d'aiguil- or from said corners. The fact that the pointers

letage 5 des différents trous présentent par rapport à ces lignes droites 7 une orientation aléatoire n'a pas été représenté. Concrètement, la trame de la figure 2 se compose de carrés et de losanges. les carrées se touchent dans les coins et les losanges sont disposés entre les carrés. De cette manière, on obtient une forte densité des trous 4 dans la garniture en tôle 2 sans que les revêtements 3 soient affaiblis de manière gênante par le grand nombre de trous 4 entre des trous 4 voisins. Il ressort d'un examen comparé des figures 3 et 4 que les trous 4 présentent une section circulaire abstraction faite de la zone de courbure de letter 5 of the different holes have relative to these straight lines 7 a random orientation has not been shown. Concretely, the frame of Figure 2 consists of squares and diamonds. the squares touch each other in the corners and the diamonds are arranged between the squares. In this way, a high density of the holes 4 is obtained in the sheet metal lining 2 without the coatings 3 being weakened in an annoying manner by the large number of holes 4 between neighboring holes 4. It emerges from a comparative examination of FIGS. 3 and 4 that the holes 4 have a circular section apart from the area of curvature of

leurs pattes d'aiguilletage 5.their needling tabs 5.

Claims

1.- Sealing element, in particular sealing ring, comprising at least one sheet metal lining and on each side a covering consisting of a sealing sheet made from a non-metallic sealing material, preferably graphite, the sheet metal lining having, distributed over its surface, a plurality of

holes obtained by needling, including the lugs

lettering released from the plane of the sheet metal lining protrude from the two surfaces of the sheet metal lining, and the needling tabs anchoring the sealing sheets,

characterized in that the holes (4) have res-

pectively a needling tab (5) curved on one side relative to the edge of the hole and whose length corresponds approximately to the diameter of the hole or to the maximum length of a hole axis, and that the needling tabs (5 ) are bent with their free end towards the

plane of the sheet metal trim (2).

2.- sealing element according to claim 1, characterized in that the holes (4) have a

diameter or a large hole axis and draiguil-

lettering (5) a length, of the order of a millimeter.

3.- sealing element according to claim 2, characterized in that the holes (4) have a

diameter or a large axis of holes and the lugs

lettering (5) a length, about 1 mm.

4.- Sealing element according to any one

of claims 1 to 3, characterized in that the

holes (4), relative to the plane of the sheet metal lining (2), are arranged in the corners (6) of a right geometric frame (7) intersecting in the corners (6) or leaving the corners (6) , and that the needling tabs (5) of the different holes have with respect to these lines

straight (7) random orientation.

5.- sealing element according to claim 4, characterized in that the frame consists of squares and diamonds and that the squares touch the corners (6)

while the diamonds are arranged between the squares.

6.- Sealing element according to any one

of claims 1 to 5, characterized in that the

holes (4) have a circular section with the exception

the area of curvature of their needling tab (5).

7.- Sealing element according to any one

of claims 1 to 5, icaractérisé in that the

holes (4) have an elongated section and that the needling tab (5) is respectively released on one of the

short sides of the cross section.

8.- Method of manufacturing a waterproof element

cheeseness according to any one of claims i to 7,

characterized by the fact that it firstly comprises a needling with tools in the form of needles provided, instead of a point, with a sharp ellipsoidal face inclined towards the axis of the tool to perform in sheet metal trim, holes and needling tabs

deviating in an arc from said holes, and that the sheets

are applied on both sides against the

sheet metal trim.

9.- Method according to claim 8, characterized in that the aggregate consisting of the sheet metal lining and the applied sealing sheets is compressed

and that because of this the free ends of the needle legs

lettering are bent further towards the plane of the

sheet metal trim.

10.- Method according to claim 9, characterized

by the fact that, during compression, the sheets of

are compressed to about three thirds of their thickness

sister.