FR2472123A1

FR2472123A1 - Element d'etancheite de conduits, notamment pour moteur a combustion interne

Info

Publication number: FR2472123A1
Application number: FR8018586A
Authority: FR
Inventors: Kurt Heisler
Original assignee: MTU Friedrichshafen GmbH; MTU Motoren und Turbinen Union Friedrichshafen GmbH
Current assignee: Rolls Royce Solutions GmbH
Priority date: 1979-12-18
Filing date: 1980-08-27
Publication date: 1981-06-26
Also published as: GB2065796A; DE2950837C2; GB2065796B; FR2472123B1; US4417735A; DE2950837A1

Abstract

ELEMENT D'ETANCHEITE DISPOSE AU VOISINAGE D'ORIFICES CORRESPONDANTS DE COMPOSANTS VOISINS FIXES L'UN PAR RAPPORT A L'AUTRE, CES ORIFICES DEBOUCHANT SUR DES SURFACES D'ETANCHEITE ESPACEES QUI SE FONT FACE. DANS CET ELEMENT D'ETANCHEITE, UNE BAGUE OUVERTE SUR SA SURFACE EXTERIEURE COOPERE AVEC LES SURFACES D'ETANCHEITE 16, 17 DE DEUX COMPOSANTS 14, 15 ET EST CENTREE SUR UN COLLET 31 PLACE CONTRE SA SURFACE EXTERIEURE, ET UN ELEMENT EXTENSIBLE EST INTERCALE ENTRE LES SURFACES INTERIEURES DES BRANCHES DE LA SURFACE TRAPEZOIDALE DE LA BAGUE. APPLICATION DANS UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE, A LA JONCTION DE CULASSES DE CYLINDRES AUX TUBES D'ADMISSION D'AIR.

Description

La présente invention concerne un élément d'étan-

chéité qui est disposé au voisinage d'orifices correspon-

dants de composants voisins, fixes l'un par rapport à l'au-

tre, ces orifices débouchant sur des surfaces d'étanchéité qui se font face à une certaine distance l'une de l'autre. L'invention a pour objet d'assurer l'étanchéité de jonctions de conduites auxquelles il est impossible,par manque de place,

de fixer des brides par des vis.

Un élément d'étanchéité, dans lequel une bague

élastique torique est appliquée par la pression d'un col-

lier de fixation dans une entaille en V formée par des

coupes obliques intéressant des composants adjacents con-

tigus de chaque côté de la fente d'étanchéité, est connu.

La largeur, susceptible d'être pontée, de cette fente en-

tre les composants est étroitement limitée en fonction du

volume prédéterminé de la bague élastique et de la pres-

sion par unité de surface nécessaires à la réalisation d'une étanchéité suffisante aux emplacements des coupes obliques. De plus, la bague doit rester très élastique pendant son utilisation et sa résistance à la chaleur est très insuffisante lorsque la bague est utilisée contre des composants portés à des températures élevées, avec par exemple des conduites de gaz d'échappement de moteurs

à combustion interne.

L'invention a par conséquent pour objet la réa-

lisation d'un élément résistant aux températures élevées, destiné au pontage d'un large intervalle entre surfaces

d'étanchéité à des jonctions de conduites entre des com-

posants voisins.

Selon les caractéristiques essentielles de l'in-

vention, une bague ouverte sur sa surface extérieure en formant des branches et comportant une surface intérieure trapézoïdale est intercalée entre les surfaces d'étanchéité (ou faces de contact) de deux composants, la bague coopère avec ces surfaces et elle est centrée par l'appui de sa surface intérieure sur un collet de centrage. Un élément extensible est intercalé entre les surfaces intérieures des branches de la surface intérieure trapézoïdale de la bague. En outre la bague de l'élément d'étanchéité présente une surface extérieure trapézoïdale. Cette bague est constituée par une couche unique d'un matériau d'étanchéité approprié ou bien elle peut comporter plusieurs couches, à savoir une bague métallique et un revêtement constitué par un matériau

d'étanchéité appliqué sur la surface extérieure.

Dans une forme avantageuse de réalisation, la bague de l'élément d'étanchéité est constituée par deux plaques latérales identiques, disposées symétriquement, qui sont réunies l'une à l'autre de façon étanche par un tube ondulé de diamètre extérieur égal à leur diamètre intérieur. Les plaques latérales et le tube ondulé peuvent être réunis entre eux par des sertissages. Un cordon de

soudure peut également relier le tube ondulé à chaque pla-

que latérale. Les surfaces tournées l'une vers l'autre ou à l'opposé l'une de l'autre des plaques latérales peuvent former la surface intérieure trapézoïdale de la bague de

l'élément d'étanchéité.

Les surfaces à l'opposé l'une de l'autre (tour-

nées vers l'extérieur) des plaques latérales de l'élément

d'étanchéité peuvent aussi être parallèles.

Lorsque la bague comporte plusieurs couches, un matériau d'étanchéité peut être appliqué sur les surfaces

extérieures de ses branches.

L'élément extensible de l'élément d'étanchéité

peut être une bague interrompue radialement, dont la lon-

gueur du périmètre peut être modifiée au moyen d'une vis agissant sur ses sections d'extrémité. La forme de la section droite de l'élément extensible est adaptée à la surface intérieure trapézoïdale de la bague. Mais cette

section droite peut aussi être circulaire ou ovale.

L'élément extensible de l'élément d'étanchéité

peut être constitué par un tube.

Lorsque l'élément extensible est une bague interrompue radialement, ses sections d'extrémité peuvent

être en forme de coin et se chevaucher. Cet élément exten-

sible peut être constitué par plusieurs sections disposées

sur la surface intérieure d'une bande de serrage annulaire.

Dans un élément d'étanchéité destiné à être uti-

lisé aux emplacements des jonctions des culasses de cylin-

dres aux systèmes de tubes acheminant les gaz d'échappement ou l'air d'admission d'un moteur à combustion interne, la surface d'étanchéité ménagée sur la culasse d'un cylindre et coopérant avec la bague peut être parallèle à l'axe du cylindre. Le collet de centrage de cette bague peut être

disposé à chaque fois contre la surface d'étanchéité asso-

ciée aux systèmes de tubes d'acheminement des gaz _

d'échappement ou de l'air d'admission. Ce collet de cen-

trage peut être monté sur, ou associé à un collet inter-

médiaire.

Les avantages obtenus grâce à la présente inven-

tion sont en particulier les suivants: l'élément d'étan-

chéité ne nécessite pour son montage aucun espace sup-

plémentaire excédant le volume prédéterminé existant entre les surfaces d'étanchéité; le montage de cet élément est

facile; la compensation d'un décalage radial et/ou angu-

laire éventuel existant entre les composants est possible; un remplacement de matériau d'étanchéité permet d'utiliser à nouveau l'élément d'étanchéité, et le garnissage par un matériau d'étanchéité approprié a chaque cas assure une

possibilité universelle d'application.

Quelques exemples nullement limitatifs de l'in-

vention seront décrits en détail en regard du dessin annexé sur lequel: la figure 1 est une vue de côté de l'élément d'étanchéité,

la figure 2 est une coupe transversale d'un élé-

ment d'étanchéité, suivant la ligne II-Il de la figure 1, la figure 3 est une coupe transversale fragmentaire d'un élément d'étanchéité,suivant la ligne II-Il de la figure 1, correspondant à une autre forme de réalisation de l'organe

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de serrage, la figure 4 est une vue d'une autre forme de réalisation du joint de l'organe de serrage, la figure 5 est une coupe transversale fragmentaire d'un élément d'étanchéité suivant la ligne II-II de la figure 1, correspondant à une autre forme de réalisation, la figure 6 est une vue de l'avant d'un moteur en V, comportant une conduite d'échappement des gaz entre les files de cylindres;et la figure 7 est une vue de l'avant d'un moteur en V, comportant une conduite d'échappement des gaz, avec des joints d'étanchéité légèrement différents de ceux de la

figure 6, entre les files de cylindres.

Un élément d'étanchéité 11, 21 est disposé contre des orifices 12, 13 correspondants de composants 14, 15 fixes les uns par rapport aux autres. Les orifices 12, 13 débouchent sur des surfaces d'étanchéité 16, 17 qui se font face à une certaine distance l'une de l'autre. L'élément d'étanchéité 11 est constitué par une bague 18, à parois minces, ouverte sur sa surface extérieure, dont les profils

intérieur et extérieur sont trapézoidaux. Les surfaces ex-

térieures 19, 20 des branches de la bague 18 coopèrent avec les surfaces d'étanchéité des composants 14, 15. Un épaulement 31 sur un des composants 14, 15 sert au centrage de la bague 18. Un élément extensible est disposé entre les surfaces intérieures 22, 26 des branches de la bague 18;

il est constitué par une bague 23 interrompue radialement.

Il est possible de faire varier la longueur du périmètre de la bague 23 au moyen d'une vis 27 agissant sur les sections d'extrémité 24, 25 de cette bague. Le serrage de la vis 27 provoque un rapprochement des branches de la bague 18, grâce auquel les surfaces extérieures 19, 20 des branches s'appliquent, en réalisant l'étanchéité, sur les surfaces 16, 17 d'étanchéité. La bague 18 peut être constituée par une seule couche d'un matériau d'étanchéité approprié ou peut aussi comporter plusieurs couches. Une bague 18 en plusieurs couches est constituée par une bague métallique

de soutien et par un revêtement de matériau d'étanchéité.

Il est avantageux de déposer le matériau d'étanchéité, sous la forme de plaques 28, 29, seulement sur les surfaces extérieures 19, 20 des branches de la bague 18, pour ne devoir remplacer que le matériau d'étanchéité après un dé- montage de l'élément 11, 21. La forme de la section droite

de l'élément extensible peut être adaptée au profil inté-

rieur trapézoïdal de la bague 18. Il est cependant égale-

ment possible d'utiliser un élément extensible creux ou

plein, de section droite circulaire ou ovale.

Pour assurer l'étanchéité de tout le pour-

tour des deux surfaces des branches, les sections d'extré-

mité de l'élément extensible peuvent être réalisées sous

la forme de coins se chevauchant.

Pour faciliter l'assemblage d'un élément exten-

sible et de la bague 18, la bague 23 peut être constituée

par plusieurs pièces qui sont disposées sur la face inté-

rieure d'une bande de serrage annulaire. Par ce moyen, l'élément extensible peut sans que l'on ait à exercer un grand effort, s'ouvrir assez largement pour pouvoir être

facilement mis en place dans la surface intérieure trapé-

zoldale de la bague 18.

Dans la forme de réalisation de la figure 5, la bague 18 de l'élément d'étanchéité 21 est constituée par

deux plaques latérales 32 identiques disposées symétrique-

ment, qui sont réunies l'une à l'autre de façon étanche par un tube ondulé 33 de diamètre extérieur égal à leur diamètre intérieur. Ce tube ondulé peut être fixé par soudage ou sertissage aux plaques latérales 32. La surface intérieure trapézoïdale de la bague 18, nécessaire pour loger l'élément extensible,est formée par les surfaces,

tournées l'une vers l'autre et coupées en biais, des pla-

ques latérales 32. Les surfaces extérieures, à l'opposé

l'une de l'autre, des plaques 32 peuvent former la sur-

face extérieure trapézoïdale susmentionnée.

L'utilisation de l'élément d'étanchéité 11, 21 est particulièrement avantageux sur un moteur à combustion

interne, par exemple un moteur en V, aux jonctions des cu-

lasses de cylindres avec les systèmes de tubes d'achemine-

ment des gaz d'échappement et de l'air d'admission. Si la

surface d'étanchéité 16 disposée contre la culasse du cy-

lindre, par exemple le composant 15, coopérant avec la ba- gue 18 est parallèle à l'axe 30 du cylindre correspondant, le démontage des culasses de cylindre peut être réalisé sans devoir démonter les systèmes de tubes d'acheminement

des gaz d'échappement ou de l'air d'admission. Pour la réa-

lisation de l'élément d'étanchéité il selon la figure 2 etde

l'ensemble selon la figure 6, il est nécessaire que l'épau-

lement ou le collet de centrage 31 de la bague 18 soit dis-

posé à chaque fois contre la surface d'étanchéité 17 asso-

ciée au système de tubes d'acheminement des gaz d'échappe-

ment et de l'air d'admission pour rendre possible le dé-

montage simple susmentionné des culasses de cylindres. Dans le cas de l'élément d'étanchéité 21 selon la figure 5, comportant des plaques latérales 32 à surfaces extérieures parallèles et de l'ensemble selon la figure 7, la position

du collet de centrage 31 peut être choisie arbitrairement.

Il est cependant avantageux, pour la réalisation des sur-

faces d'étanchéité 16 et 17, d'associer le collet de cen-

trage 31 à un collet intermédiaire 34 ou de le disposer

contre celui-ci.

Il va de soi que la présente invention n'a été décrite qu'à titre indicatif mais non limitatif et qu'elle est susceptible de diverses variantes sans sortir de son cadre.

Claims

REVENDICATIONS

1. Elément d'étanchéité disposé au voisinage d'orifices correspondants de composants voisins, fixes l'un par rapport à l'autre, lesdits orifices débouchant sur des surfaces d'étanchéité qui se font face à une cer- taine distance, caractérisé en ce qu'une bague (18) ouverte sur sa surface extérieure, en formant des branches (19, 20; 22, 26) et comportant une surface intérieure trapézoïdale intercalée entre les surfaces d'étanchéité (16, 17) des deux composants (14, 15) coopère avec elles et est centrée

par l'appui de sa surface intérieure sur un collet de cen-

trage (31), et en ce qu'un élément extensible est intercalé entre les surfaces intérieures (22, 26) des branches de la

surface trapézoïdale de la bague (18).

2. Elément d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague (18) a une surface extérieure trapézoïdale.

3. Elément d'étanchéité selon la revendication 2, caractérisé en ce que la bague (18) est constituée par une

couche unique d'un matériau d'étanchéité approprié.

4. Element d'étanchéité selon la revendication 2, caractérisé en ce que la bague (18) comporte plusieurs couches, à savoir une bague métallique et un revêtement

constitué par un matériau d'étanchéité appliqué sur la sur-

face extérieure.

5. Elément d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague (18) est constituée par deux plaques latérales (32) identiques disposées symétriquement qui sont réunies entre elles sur leurs surfaces intérieures

par un tube ondulé (33).

6. Elément d'étanchéité selon la revendication 5, caractérisé en ce que les plaques latérales (32) et le tube

ondulé (33) sont réunis entre eux par des sertissages.

7. Elément d'étanchéité selon la revendication 5,

caractérisé en ce que le tube ondulé (33) est réuni à cha-

que plaque latérale (32) par soudage.

8. Elément d'étanchéité selon la revendication 5, caractérisé en ce que les surfaces tournées l'une vers l'autre des plaques latérales (32) forment la surface

intérieure trapézoïdale de la bague (18).

9. Elément d'étanchéité selon la revendication 5, caractérisé en ce que les surfaces à l'opposé l'une de l'autre (tournées vers l'extérieur) des plaques latérales

(32) sont parallèles.

10. Elément d'étanchéité selon l'une des revendi-

cations 4 et 9, caractérisé en ce qu'un matériau d'étanché-

ité-est appliqué sur les surfaces extérieures (19, 20) des

branches de la bague (18).

11. Elément d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément extensible est une bague (23) interrompue radialement, dont la longueur du périmètre peut être modifiée au moyen d'une vis (27) agissant sur

ses sections d'extrémité (24, 25).

12. Elément d'étanchéité selon l'une des reven-

dications 1 et 11, caractérisé en ce que l'élément exten-

sible a une section droite adaptée à la surface intérieure

de la bague (18).

13. Elément d'étanchéité selon l'une des revendi-

cations 1 et 11, caractérisé en ce que la section droite

de l'élément extensible est circulaire.

14. Elément d'étanchéité selon l'une des revendi-

cations 1 et 11, caractérisé en ce-que la section droite

de l'élément extensible est ovale.

15. Elément d'étanchéité selon l'une quelconque

des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que l'élément

extensible est constitué par un tube.

16. Elément d'étanchéité selon la revendication 11, caractérisé en ce que les sections d'extrémité de

l'élément extensible sont en forme de coin, et se chevau-

chent.

17. Elément d'étanchéité selon les revendications

1 etll, caractérisé en ce que l'élément extensible est constitué par plusieurs sections disposées sur la surface

intérieure d'une bande de serrage annulaire.

18. Elément d'étanchéité selon la revendication 1, destiné à être utilisé aux emplacements des jonctions des culasses des cylindres aux systèmes de tubes d'acheminement des gaz d'échappement ou de l'air d'admission d'un moteur à combustion interne, élément caractérisé en ce que la

surface d'étanchéité (16) disposée sur la culasse du cy-

lindre et coopérant avec la bague (18) est parallèle à

l'axe (30) du cylindre.

19. Elément d'étanchéité selon l'une des revendi-

cations 2 et 18, caractérisé en ce que le collet de centra-

ge (31) de la bague (18) est disposé à chaque fois contre la

surface d'étanchéité (17) associée aux systèmes de tubes d'ache-

minement des gaz d'échappement ou de l'air d'admission.

20. Elément d'étanchéité selon l'une quelconque

des revendications 5, 9 et 18, caractérisé en ce que le

collet de centrage (31) est disposé contre un collet in-

termédiaire (34).