La présente invention concerne une bague d'étanchéité pour l'étanchéisation de joints tubulaires articulés, telle qu'en particulier une bague d'étanchéité résistant aux températures élevées pour l'étanchéisation des tubulures d'échappement à raccordement articulé des moteurs à combustion interne, cette bague comportant au moins une surface latérale servant de surface de glissement
Pour ltétanchéisation et le raccordement d'un collec tueur d'échappement sortant d'un moteur à combustion interne avec le tuyau d'échappement qui lui fait suite il est d'usage d'utiliser diverses formes de raccords à bride à garniture plane interposée
Dans ces joints, la matière constituant la garniture est principalement constituée par des plaques de fi bres d'amiante éventuellement renforcées d'éléments métalliques, ces plaques possédant, outre une résistance remarquable aux températures élevées, une bonne aptitude à s'adapter aux surfaces jointives du fait de leur compressibilité .Dans d'autres cas, les tubes sont emmanchés concentriquement les uns dans les autres, l'étanchéité étant assurée par des bagues de section transversale rectangulaire ou trapézoidale formant garniture de presse-étoupe flans ce dernier cas également, l'expérience a consacré l'exeellence des bagues d'étanchéité faites de plaques enroulées en fibres d'amiante renforcées d'éléments métalliques, du fait de leur grande résistance à la température et de leur bonne adaptabilité
C'est ainsi que le Modèle d'Utilité Allemand No 1.736.840 enseigne à joindre ensemble, de façon articulée, les extrémités tubulaires du tuyau d'Xchapp~- ment et du collecteur d'échappement pour éviter la transmission des vibrations provenant du moteur
On utilise à cette fin un système d'accouplement tubulaire basé sur le principe connu du joint à coussinet creux dans lequel les sones de jonction des tubes ont la forme de surfaces sphériques, ou segments de cuvettes, s'emboitant les unes dans les autres, permettant de compenser une certaine mobilité angulaire ou un certain mouvement relatif réciproque des tubes
Une bague d'étanchéité intercalée, telle que décrite dans le brevet des Stats-Unis d'#mérique No 2.836.436, s'adaptant au contour du joint articulé, présente, sur au moins une de ses surfaces latérales, le contour de la sphère ou du segment de cuvette correspondant et assume ainsi la fonction d'un palier lisse pour les tubes
Dans le Modèle d'Utilité Allemand N 1.736.840 précité la bague d'étsxnchéité est constituée par un anneau de bronze dont les propriétés satisfaisantes de resis- tance à la température et de glissement sont connues
Nais dans ce cas l'anneau de bronze utilisé est ?trop dur et ne s'adapte pas suffisamment aux surfaces jointives à étanchéiser, ce qui entraine l'usure des surfaces de glissement des tubes o Dans d'autres cas, on a essayé, comme avec les garnitures de presse-étoupe, de réaliser la bague en enroulant une plaque de fibre d'amiante renforcée d'éléments métalliques et de lui donner, en la comprimant, le contour désiré .Nais la fibre d'amiante, relativement molle, est peu résistante au frottement et s'use par le glissement
On a également utilisé, au lieu de plaques d'amiante, des plaques de graphite renforcées d'un treillis de fils d'acier, moulées par compression à la forme désirée . Bien que la plaque de graphite possède de bonnes propriétés de glissement, le treillis de fils d'acier de renforcement, inséré et plié, est plutôt rigide et les fils, se rompant quelquefois aux points de pliure, traversent la couche de graphite et engen durent des traces d'usure sur la surface de glissement des tubes la présente invention a donc pour objet de réaliser une bague d'étanchéité pour tubulures articulées, telle eu'en particulier une bague résistant aux tem pératures élevées pour tubulures d'échappement à joints articulés de moteurs à combustion interne, laquelle possèdera des propriétés de glissement satis~ faisantes ainsi qu'un effet d'usure réduit, cette bague devant être, par sureroit, simple et peu cou- teuse à fabriquer
Conformément à l'invention, ce but est atteint au moyen d'une bague d'étanchéité en matière glissante solide, produite par compression et renfermant, comme élément renforçateur, de la laine de fibres métalliques disposées en désordre
De prbférence, la matière glissante sera faite de graphite en flocons, en poudre ou en feuilles minces, mais elle pourra également être constituée de mica ou autres matières semblables fie pré#érence, la laine de fibres métalliques sera faite de fils d'acier mais pourra également etre faite de fils de cuivre ou de laiton
De préférence, la bague sera réalisée en formant, avec la laine de fibres métalliques, le squelette de la bague qui, imprégné et recouvert de la matière glissante, sera ensuite moulé par compressionp dans un moule, aux contours recherchés
En cas de besoin, l'élément glissant selon l'invention pourra également êtke emmanché à force sur un élément porteur .Ce dernier, qui représentera les sones d'étanchéité supportant des charges statiques sera constitué de préférence par un anneau plat ou en équerre fait de nappes de fibres, éventuellement renforcées d'éléments métalliques, faciles à ajuster dans les zones d'étanchéisation du fait de leur bonne compressibilité et assurant, de ce fait, une parfaite adaptation . l'élément glissant lui-meme assumera ainsi, par sa face latérale libre, la fonction d'un palier lisse Les avantages offerts par la bague d'étanchéité selon l'invention sont les suivants
Cette bague possède une grande résistance et une grande stabilité aux températures élevées et assure, du fait de ses excellentes propriétés de glissement, une bonne mobilité angulaire des tubes réunis . la disposition en désordre des fibres de laine d t acier insérées dans la matière glissante élimine le risque de percée des fils à travers la couche de graphite, donc celui d'une usure des surfaces jointives . De plus, la laine d'acier, même faite de fils très minces, est économiquement plus avantageuse que les treillis mé métalliques comparables
L'emploi de fils métalliques très minces présente l'avantage de ne pas percer aussi vite à travers la couche de glissement que les fils plus forts, donc plus rigides et plus enclins à occasionner l'usure des surfaces opposées .En conséquence, lorsque l'élément glissant est associé à un élément porteur constitué par une plaque faite de nappes de fibres, ces nappes compressibles assurent simultanément la bonne adaptation aux zones jointives à n'étanchéîser que d'une façon statique
L'invention est décrite ci-après en détail en se référant à quelques exemples préférés, non limitatifs, de réalisation représentés sur les dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une coupe axiale montrant un joint
articulé de tubulure d'échappement au moyen d'un
premier mode de réalisation d'une bague d'étanché
ité selon l'invention ; et - les figures 2, 3, 4 et 5 sont des coupes axiales
de quatre autres variantes de la bague d'étanchéité
selon l'invention
La figure 1 montre le collecteur d'échappement 1 et le tuyau d'échappement 2 parcourus par les gaz d'échappement s'écoulant dans le sens des flèches 3-. The present invention relates to a sealing ring for sealing articulated tubular joints, such as in particular a sealing ring resistant to high temperatures for sealing exhaust pipes with articulated connection of internal combustion engines, this ring comprising at least one lateral surface serving as a sliding surface
For the sealing and connection of an exhaust collector leaving an internal combustion engine with the exhaust pipe which follows it it is customary to use various forms of flange fittings with interposed flat packing
In these joints, the material constituting the lining is mainly constituted by asbestos fiber plates optionally reinforced with metallic elements, these plates having, in addition to remarkable resistance to high temperatures, a good ability to adapt to the adjoining surfaces. due to their compressibility. In other cases, the tubes are concentrically fitted one inside the other, the sealing being ensured by rings of rectangular or trapezoidal cross section forming packing gland packing in the latter case also, l experience consecrated the exeellence of sealing rings made of sheets wound in asbestos fibers reinforced with metallic elements, because of their high temperature resistance and their good adaptability
This is how the German Utility Model No 1.736.840 teaches to join together, in an articulated way, the tubular ends of the Xchapp ~ - ment pipe and the exhaust manifold to avoid the transmission of vibrations from the engine.
To this end, a tubular coupling system is used based on the known principle of the hollow cushion joint in which the joining jaws of the tubes have the shape of spherical surfaces, or segments of bowls, interlocking with one another, allowing to compensate for a certain angular mobility or a certain reciprocal relative movement of the tubes
An interposed sealing ring, as described in U.S. Patent No. 2,836,436, adapting to the contour of the articulated joint, has, on at least one of its lateral surfaces, the contour of the corresponding sphere or bowl segment and thus assumes the function of a plain bearing for the tubes
In the German Utility Model N 1.736.840 cited above, the sealing ring is constituted by a bronze ring whose satisfactory temperature resistance and sliding properties are known.
But in this case the bronze ring used is too hard and does not adapt sufficiently to the contiguous surfaces to be sealed, which causes wear on the sliding surfaces of the tubes o In other cases, we have tried, as with the gland packings, make the ring by winding a plate of asbestos fiber reinforced with metallic elements and giving it, by compressing it, the desired contour. But the asbestos fiber, relatively soft, is not very resistant to friction and wears out by sliding
Instead of asbestos plates, graphite plates reinforced with a steel wire mesh were also used, compression molded to the desired shape. Although the graphite plate has good sliding properties, the reinforcing steel wire mesh, inserted and bent, is rather rigid and the wires, sometimes breaking at the bending points, pass through the graphite layer and last traces of wear on the sliding surface of the tubes the present invention therefore aims to produce a sealing ring for articulated pipes, such as in particular a ring resistant to high temperatures for exhaust pipes with articulated joints of internal combustion engines, which will have satisfactory sliding properties as well as a reduced wear effect, this ring having to be, apparently, simple and inexpensive to manufacture
According to the invention, this object is achieved by means of a sealing ring made of solid sliding material, produced by compression and containing, as a reinforcing element, wool of metallic fibers arranged in a disorderly manner.
Preferably, the slippery material will be made of flake graphite, powder or thin sheets, but it may also be made of mica or other similar materials such as pre # erence, the metal fiber wool will be made of steel wire but can also be made of copper or brass wires
Preferably, the ring will be produced by forming, with the wool of metallic fibers, the skeleton of the ring which, impregnated and covered with the sliding material, will then be molded by compressionp in a mold, with the desired contours.
If necessary, the sliding element according to the invention may also be force-fitted onto a carrying element. The latter, which will represent the sealing rings supporting static loads, will preferably consist of a flat or square ring. sheets of fibers, possibly reinforced with metallic elements, easy to adjust in the sealing areas because of their good compressibility and thus ensuring perfect adaptation. the sliding element itself will thus assume, by its free lateral face, the function of a plain bearing The advantages offered by the sealing ring according to the invention are the following
This ring has great resistance and great stability at high temperatures and ensures, due to its excellent sliding properties, good angular mobility of the joined tubes. the untidy arrangement of steel wool fibers inserted into the slippery material eliminates the risk of the wires breaking through the graphite layer, and therefore that of wear on the contiguous surfaces. In addition, steel wool, even made of very thin yarn, is economically more advantageous than comparable metallic mesh.
The use of very thin metal wires has the advantage of not piercing as quickly through the sliding layer as the stronger wires, which are therefore more rigid and more prone to causing wear and tear on the opposite surfaces. sliding element is associated with a load-bearing element constituted by a plate made of plies of fibers, these compressible plies simultaneously ensure good adaptation to the contiguous zones to be sealed only in a static manner
The invention is described below in detail with reference to some preferred, nonlimiting examples of embodiment shown in the accompanying drawings in which - Figure 1 is an axial section showing a seal
articulated exhaust manifold by means of a
first embodiment of a sealing ring
ity according to the invention; and - Figures 2, 3, 4 and 5 are axial sections
of four other variants of the sealing ring
according to the invention
Figure 1 shows the exhaust manifold 1 and the exhaust pipe 2 through which the exhaust gases flowing in the direction of the arrows 3-.
Au point de jonction 4, l'extrémité du collecteur d'échappement 1 est déformée pour prendre la forme d'un segment de cuvette 5 . L'extrémité 6 du tuyau d'échappement 2 est cylindrique . Entre les deux tubes 1 et 2 est disposée une bague d'étanchéité 7 faite de graphite introduit par compression, renforcé de fibres d'acier .Sa surface latérale externe 10, en forme de segment de sphère, s' adapte à l'extrémité déformée 5 du collecteur d'échappement 1 et assure, du fait de ses bonnes propriétés de glissement, la mobilité angulaire des deux tubes l'un par rapport à l'autre
Dans la variante de la figure 2, la bague d'étanchéité 12 est faite d'un élément glissant comprimé 14 en graphite et laine d'acier
Dans la variante de la figure 3, la bague d'étanchéité 12 se compose d'un anneau porteur plan 13 en plaque de- fibre d'amiante, formant l'étanchéité statique avec le tuyau d'échappement 2, et d'un élément glissant 14 en laine d'acier et graphite, appliqué sur le premier
Dans la variante de la figure 4, la bague d'étanchéité 15 se compose d'un élément annulaire porteur 16, de section transversale triangulaire avec surfaces joint tives étanches 17, 18 dirigées vers le tuyau d'échappement 2 et vers la bride 11 de ce dernier, et d'une couche de matière glissante appliquée 19 en laine d'acier et graphite
Dans la variante de la figure 5, l'élément porteur 20 est un anneau de section rectangulaire sur lequel est appliqué un élément glissant 21
Dans la variante de la figure 6, l'élément annulaire porteur 22 est plié à angle droit de façon que la matière glissante 23 remplisse complètement la cavité et présente une couche glissante recouvrant la totalité de la surface latérale externe 24 At the junction point 4, the end of the exhaust manifold 1 is deformed to take the form of a bowl segment 5. The end 6 of the exhaust pipe 2 is cylindrical. Between the two tubes 1 and 2 is disposed a sealing ring 7 made of graphite introduced by compression, reinforced with steel fibers. Its external lateral surface 10, in the shape of a sphere segment, adapts to the deformed end 5 of the exhaust manifold 1 and ensures, because of its good sliding properties, the angular mobility of the two tubes relative to each other
In the variant of FIG. 2, the sealing ring 12 is made of a compressed sliding element 14 made of graphite and steel wool
In the variant of FIG. 3, the sealing ring 12 consists of a flat support ring 13 of asbestos fiber plate, forming the static seal with the exhaust pipe 2, and of an element sliding 14 in steel wool and graphite, applied to the first
In the variant of FIG. 4, the sealing ring 15 consists of an annular carrier element 16, of triangular cross section with tight sealing joint surfaces 17, 18 directed towards the exhaust pipe 2 and towards the flange 11 of the latter, and a layer of applied slippery material 19 of steel wool and graphite
In the variant of FIG. 5, the support element 20 is a ring of rectangular section to which a sliding element 21 is applied
In the variant of FIG. 6, the annular carrier element 22 is folded at a right angle so that the slippery material 23 completely fills the cavity and has a slippery layer covering the entire external lateral surface 24