FR2681396A1 - Static sealing component which can be used again and again - Google Patents
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Abstract
Description
PIECE D'ETANCHEITE STATIQUE A USAGES REPETES
La présente invention concerne le domaine technique des moyens mis en oeuvre pour assurer une étanchéité statique avec un corps au sens général, contenant un fluide de natures diverses et elle vise, plus précisément, les moyens d'étanchéité statique assurant également une fonction d'obturation du corps.STATIC SEALING PART FOR REPEATED USE
The present invention relates to the technical field of the means used to ensure a static seal with a body in the general sense, containing a fluid of various natures and it relates, more specifically, to the static seal means also ensuring a sealing function. from the body.
L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine de L'obturation étanche de corps, tels que les carters, les culasses, etc. The invention finds a particularly advantageous application in the field of tight sealing of bodies, such as casings, cylinder heads, etc.
Dans l'application préférée ci-dessus, la double fonction d'obturation et d'étanchéité du corps est réalisée, généralement, par l'intermédiaire d'un bouchon taraudé ou d'une vis, associé à une rondelle ou à un joint d'étanchéité qui se trouve interposé entre le corps et l'élément d'obturation. In the preferred application above, the dual function of sealing and sealing the body is generally carried out by means of a threaded plug or a screw, associated with a washer or with a gasket. sealing which is interposed between the body and the closure element.
En pratique, la réalisation de l'étanchéité par de tels moyens techniques ne donne pas satisfaction pour les raisons suivantes. In practice, achieving sealing by such technical means is not satisfactory for the following reasons.
Généralement, les rondelles d'étanchéité utilisées sont prévues pour assurer une étanchéité unidirectionnelle, c'est-à-dire une étanchéité dans le sens extérieur vers l'intérieur de l'objet contenant le fluide, ou inversement. Ces joints d'étanchéité ne sont pas capables d'assurer une étanchéité parfaite lorsqu'ils sont soumis, d'un côté, à la pression du fluide régnant à l'intérieur du corps et, d'un autre côté, à une pression extérieure exercée par un fluide de nature différente de celui contenu dans l'objet. Generally, the sealing washers used are provided to ensure a unidirectional seal, that is to say a seal in the outside direction towards the inside of the object containing the fluid, or vice versa. These seals are not capable of ensuring a perfect seal when they are subjected, on the one hand, to the pressure of the fluid prevailing inside the body and, on the other hand, to an external pressure exerted by a fluid of a different nature from that contained in the object.
De plus, il apparaît que l'étanchéité réalisée est directement obtenue par la force de serrage exercée par l'élément d'obturation. Or, au cours du serrage de l'élément d'obturation sur le joint d'étanchéité, il apparaît des glissements localisés entre le joint et l'élément d'obturation. Ces déformations du joint entrainent, fréquemment, la formation de plis qui forment des zones fragiles du point de vue de l'étanchéité. In addition, it appears that the seal produced is directly obtained by the clamping force exerted by the closure element. However, during the tightening of the closure element on the seal, localized slippages appear between the seal and the closure element. These deformations of the joint often lead to the formation of folds which form fragile zones from the point of view of sealing.
L'application d'un effort de serrage important pour réaliser une étanchéité la plus complète possible entraîne inévitablement, une déformation permanente du joint qui le rend inapte à une réutilisation ultérieure après son démontage. The application of a large clamping force to achieve the most complete seal possible inevitably leads to permanent deformation of the seal which makes it unsuitable for subsequent reuse after disassembly.
Par ailleurs, il est fréquent de constater un mauvais positionnement de la rondelle d'étanchéité par rapport à l'élément d'obturation. Le décalage axial, intervenant entre l'élément d'obturation et le joint, lors de l'application de la force de serrage, conduit à un pincement localisé du joint qui vient s'insérer partiellement entre les filets de l'élément d'obturation et ceux du corps. Il en résulte une étanchéité imparfaite. In addition, it is frequent to note a bad positioning of the sealing washer with respect to the obturation element. The axial offset, occurring between the closure element and the seal, during the application of the clamping force, leads to a localized pinching of the seal which is partially inserted between the threads of the closure element and those of the body. This results in an imperfect seal.
Il apparat donc le besoin de pouvoir disposer de moyens techniques capables d'assurer une étanchéité statique multidirectionnelle fiable, tout en offrant l'avantage de pouvoir être utilisés de façon répétée. It therefore appears the need to be able to have technical means capable of ensuring a reliable multidirectional static seal, while offering the advantage of being able to be used repeatedly.
L'objet de l'invention vise donc à satisfaire ce besoin en proposant une pièce destinée à assurer une étanchéité statique multidirectionnelle, avec au moins un corps au sens général, contenant un fluide de toute nature connue. The object of the invention therefore aims to satisfy this need by proposing a part intended to provide a multidirectional static seal, with at least one body in the general sense, containing a fluid of any known nature.
La pièce selon l'invention délimite un support s'étendant, à partir et en dehors de l'enveloppe du moyen de montage et comporte un joint d'étanchéité muni d'au moins une lèvre élastique s'étendant en saillie par rapport à la surface d'appui de la pièce et fixée sur le support pour délimiter une zone de dégagement pour la lèvre, contiguë à la lèvre, s'établissant jusqu'en retrait de la surface d'appui et en dehors de l'enveloppe du moyen de montage, de manière à permettre la libre déformation de la lèvre à l'intérieur de cette zone, lorsque la pièce est montée sur le corps, en vue d'obtenir une étanchéité bidirectionnelle. The part according to the invention defines a support extending from and outside the envelope of the mounting means and comprises a seal provided with at least one elastic lip projecting from the support surface of the part and fixed on the support to delimit a zone of clearance for the lip, contiguous to the lip, being established until withdrawal of the support surface and outside the envelope of the means of mounting, so as to allow the free deformation of the lip inside this zone, when the part is mounted on the body, in order to obtain a bidirectional sealing.
Selon une variante de réalisation, le moyen de montage assure, également, une fonction de centrage de la pièce sur le corps. According to an alternative embodiment, the mounting means also provides a function of centering the part on the body.
Selon une caractéristique préférée de réalisation de l'invention, le moyen de montage assure, simultanément, des fonctions de centrage et d'assemblage de la pièce sur le corps. According to a preferred embodiment of the invention, the mounting means simultaneously performs centering and assembly functions of the part on the body.
Cette variante permet de réaliser une pièce unique assumant une fonction d'obturation, ainsi qu'une fonction d'étanchéité multidirectionnelle.This variant makes it possible to produce a single part assuming a sealing function, as well as a multidirectional sealing function.
Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. Various other characteristics will emerge from the description given below with reference to the appended drawings which show, by way of nonlimiting examples, embodiments of the subject of the invention.
La fig. 1 est une vue en coupe transversale d'un exemple de réalisation d'une pièce d'étanchéité conforme à l'invention, formant un élément mâle d'obturation. Fig. 1 is a cross-sectional view of an exemplary embodiment of a sealing part according to the invention, forming a male closure element.
La fig 2 est une vue, analogue à la fig. 1, montrant la pièce selon l'invention dans une position montée. Fig 2 is a view, similar to fig. 1, showing the part according to the invention in a mounted position.
Les fig 3 et 4 sont des vues en coupe transversale d'une pièce d'étanchéité selon l'invention constituant un élément femelle. Figs 3 and 4 are cross-sectional views of a sealing part according to the invention constituting a female element.
La fig 5 est une demi-coupe transversale d'une autre variante de réalisation d'une pièce d'étanchéité conforme à l'invention. Fig 5 is a half cross section of another alternative embodiment of a sealing part according to the invention.
La fig. 6 illustre une demi-coupe transversale d'une pièce conforme à l'invention réalisée sous la forme d'une garniture d'étanchéité interposée entre deux corps. Fig. 6 illustrates a half cross-section of a part according to the invention produced in the form of a gasket interposed between two bodies.
La fig. 1 illustre une pièce 1 conforme à l'invention, destinée à assurer une étanchéité statique avec au moins un corps 2 constitutant, à titre d'exemple mais de manière non limitative, un carter, un bottier ou une culasse contenant un fluide de natures diverses. Dans l'exemple de réalisation montré à ta fg 1, la pièce 1 constitue un élément mâle assurant une double fonction d'obturation et d'étanchéité pour un orifice 21 s'ouvrant sur une paroi d'appui 22 du corps et communiquant avec l'intérieur de ce corps. Fig. 1 illustrates a part 1 according to the invention, intended to ensure a static seal with at least one body 2 constituting, by way of example but not limited to, a casing, a shoemaker or a cylinder head containing a fluid of various natures . In the embodiment shown in ta fg 1, the part 1 constitutes a male element ensuring a double sealing and sealing function for an orifice 21 opening on a bearing wall 22 of the body and communicating with the inside this body.
Conformément à l'invention, la pièce 1 comporte au moins un moyen 3 de montage de la pièce sur le corps 2 et au moins un joint d'étanchéité 4 réalisé en un matériau élastomère. Dans l'exemple illustré, le moyen de montage 3 constitue un moyen de centrage et d'assemblage ou de fixation de la pièce sur le corps 2. According to the invention, the part 1 comprises at least one means 3 for mounting the part on the body 2 and at least one seal 4 made of an elastomeric material. In the example illustrated, the mounting means 3 constitutes a means for centering and assembling or fixing the part on the body 2.
A titre d'exemple préféré, le moyen 3 est formé par une tige filetée 5 destinée à coopérer avec un taraudage 6 ménagé en relation de l'orifice 21
La tige filetée 5 est prolongée, à partir et en dehors de son enveloppe e, représentée par des traits mixtes sur la fig 1, par l'intermédiaire d'un support 7 sur lequel est fixé solidement le joint d'étanchéité 4. Le support 7 forme donc une tête circulaire présentant une face d'appui 9 destinée à venir en contact avec la paroi d'appui 22 du corps lors du montage de la pièce sur le corps. La face d'appui 9 s'étend donc dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe du moyen de montage 3.As a preferred example, the means 3 is formed by a threaded rod 5 intended to cooperate with a thread 6 formed in relation to the orifice 21
The threaded rod 5 is extended, from and outside of its envelope e, represented by dashed lines in FIG 1, by means of a support 7 on which the seal 4 is securely fixed. The support 7 therefore forms a circular head having a bearing face 9 intended to come into contact with the bearing wall 22 of the body when the part is mounted on the body. The bearing face 9 therefore extends in a plane substantially perpendicular to the axis of the mounting means 3.
Selon l'invention, le joint d'étanchéité 4 comporte une lèvre élastique 11 s'étendant en saillie par rapport à la face d'appui 9 de la pièce. Le joint 4 est monté sur le support 7, de manière à délimiter une zone 12 de dégagement ou de libre déformation élastique pour la lèvre 11. According to the invention, the seal 4 comprises an elastic lip 11 projecting from the support face 9 of the part. The seal 4 is mounted on the support 7, so as to delimit an area 12 for freeing or free elastic deformation for the lip 11.
La zone de dégagement 12 est contiguë radialement à la lèvre 11 et s'établit jusqu'en retrait de la face d'appui 9 et en dehors de l'enveloppe e du moyen de montage 3. Dans l'exemple illustré, la zone de dégagement 12 est formée par l'intermédiaire d'une gorge annulaire 14 ménagée sur la face d'appui 9 et destinée à recevoir le joint 4. Cette zone 12 est délimitée par une paroi latérale 15 du joint bordant la lèvre 11, le fond de la gorge 14 et l'enveloppe e de la tige filetée 5. Dans l'exemple illustré, la zone 12 présente une forme de tore bordant au moins la lèvre annulaire 11. The clearance zone 12 is contiguous radially with the lip 11 and is established until the support face 9 is withdrawn and outside the envelope e of the mounting means 3. In the example illustrated, the zone of clearance 12 is formed by means of an annular groove 14 formed on the bearing face 9 and intended to receive the seal 4. This zone 12 is delimited by a side wall 15 of the seal bordering the lip 11, the bottom of the groove 14 and the envelope e of the threaded rod 5. In the example illustrated, the zone 12 has a shape of a torus bordering at least the annular lip 11.
Tel que cela ressort plus précisément de la fig 2, lors du serrage de la pièce 1 sur le corps 2, la lèvre 11 se déforme élastiquement progressivement pour venir s'engager librement dans la zone de dégagement 12. Lorsque la face d'appui 9 de la pièce 1 est en contact avec la paroi 22 du corps, la lèvre 11 occupe, au moins partiellement, la zone de dégagement 12, tout en étant en appui sur la paroi 22 du corps. Le joint 4, dont la lèvre est déformée radialement, ne subit donc aucune contrainte localisée, permettant d'obtenir une étanchéité parfaite sur toute la périphérie du joint 4. L'étanchéité obtenue présente un caractère bidirectionnel permettant d'interdire le passage d'un fluide de l'intérieur du corps vers l'extérieur, et inversement.La libre déformation radiale du joint d'étanchéité 4 offre l'avantage de laisser ce dernier en parfait état, permettant un montage et un démontage répété de la pièce, sans altérer sa fonction d'étanchéité. As can be seen more precisely in FIG. 2, when the part 1 is tightened on the body 2, the lip 11 is elastically deformed gradually so as to freely engage in the clearance zone 12. When the bearing face 9 of the part 1 is in contact with the wall 22 of the body, the lip 11 occupies, at least partially, the clearance zone 12, while being in abutment on the wall 22 of the body. The seal 4, the lip of which is deformed radially, therefore does not undergo any localized stress, making it possible to obtain a perfect seal over the entire periphery of the seal 4. The seal obtained has a bidirectional character making it possible to prevent the passage of a fluid from the inside of the body to the outside, and vice versa. The free radial deformation of the seal 4 offers the advantage of leaving the latter in perfect condition, allowing repeated assembly and disassembly of the part, without altering its sealing function.
Ainsi, la pièce 1 constitue une pièce unique assurant une fonction d'obturation et une fonction d'étanchéité. Cette pièce peut être réalisée en un acier traité anticorrosion obtenu par déformation ou usinage. La pièce peut également être réalisée en un matériau composite ou de synthèse. Bien entendu, la pièce 1 selon l'invention peut comporter plusieurs joints d'étanchéité 4 conformes à l'invention. De plus, chaque joint 4 peut être conformé pour présenter plusieurs lèvres 11. Thus, the part 1 constitutes a single part ensuring a sealing function and a sealing function. This part can be made of an anti-corrosion treated steel obtained by deformation or machining. The part can also be made of a composite or synthetic material. Of course, the part 1 according to the invention may include several seals 4 in accordance with the invention. In addition, each joint 4 can be shaped to present several lips 11.
De préférence, le joint 4 est surmoulé sur le support 7 en étant fixé, par une semelle 16, sur une partie du fond de la gorge 14 et sur un flanc 141 de la gorge situé du côté opposé de celui bordant la tige filetée 5. La gorge 14 laisse subsister un retour annulaire 71 qui est prolongé par un retour axial délimitant, extérieurement, la surface d'appui 9 et, intérieurement, une surface de fixation pour le joint 4. La semelle 16 du joint s'établit en retrait de la face d'appui 9, tandis que la lèvre 11 du joint s'étend en saillie sur une partie de la semelle 16. Preferably, the seal 4 is molded onto the support 7 while being fixed, by a sole 16, on a part of the bottom of the groove 14 and on a side 141 of the groove situated on the opposite side from that bordering the threaded rod 5. The groove 14 leaves an annular return 71 which is extended by an axial return delimiting, externally, the bearing surface 9 and, internally, a fixing surface for the seal 4. The sole 16 of the seal is set back from the bearing face 9, while the lip 11 of the seal extends projecting over a part of the sole 16.
De préférence, la lèvre Il se rétrécit progressivement à partir de la semelle jusqu'à son extrémité libre, pour délimiter un plat 17 s'étendant sensiblement parallèlement à la face d'appui 9. Preferably, the lip It gradually narrows from the sole to its free end, to delimit a flat 17 extending substantially parallel to the bearing face 9.
Le plat 17 est donc relié à la semelle 16, par l'intermédiaire d'un secteur en dépouille 18 facilitant la déformation de la lèvre 11.The plate 17 is therefore connected to the sole 16, by means of an undercut sector 18 facilitating the deformation of the lip 11.
Tel que cela apparat plus précisément à la fig 1, la levure 11 présente donc, en position de repos, une section droite transversale de forme demi-tronconique.As shown more precisely in FIG. 1, the yeast 11 therefore has, in the rest position, a transverse cross section of semi-frustoconical shape.
Le secteur en dépouille 18 est orienté vers l'intérieur de la pièce, de manière que la lèvre se déforme selon une direction radiale centripète. Selon cet exemple, la paroi latérale 15 du joint s'étend à une distance donnée de l'enveloppe e qui dépend de la hauteur de la partie saillante de la levure 11, de sorte, qu'en position d'assemblage, la lèvre se trouve toujours en dehors de l'enveloppe e. The undercut sector 18 is oriented towards the inside of the part, so that the lip is deformed in a centripetal radial direction. According to this example, the side wall 15 of the joint extends at a given distance from the envelope e which depends on the height of the projecting part of the yeast 11, so that, in the assembly position, the lip always found outside the envelope e.
Bien entendu, il peut être envisagé que le secteur en dépouille 18 se trouve orienté vers l'extérieur de la pièce, comme cela ressort clairement de la fig. 3. Selon cet exemple, la lèvre 11 se déforme selon une direction radiale centrifuge. Of course, it can be envisaged that the undercut sector 18 is oriented towards the outside of the part, as is clear from FIG. 3. According to this example, the lip 11 is deformed in a centrifugal radial direction.
Dans les exemples de réalisation illustrés aux fig. 3 et 4, le joint d'étanchéité 4 est fixé complètement à l'intérieur de la gorge 14, de sorte que la semelle 16 occupe le fond et les deux flancs de la gorge 14. Selon ces variantes, il est prévu de réaliser la zone de dégagement 12 directement dans l'épaisseur du joint d'étanchéité 4. La zone de dégagement 12 s'établit, également, de manière contiguë radiale à la lèvre 11, en retrait de la face d'appui 9 et en dehors de l'enveloppe e du moyen de montage 3. Dans l'exemple illustré, le moyen de montage 3 est constitué par l'intermédiaire d'un taraudage 19, de sorte que la pièce 1 selon l'invention constitue un élément femelle de montage, tel qu'un bouchon d'obturation et d'étanchéité. In the exemplary embodiments illustrated in FIGS. 3 and 4, the seal 4 is fixed completely inside the groove 14, so that the sole 16 occupies the bottom and the two sides of the groove 14. According to these variants, provision is made to produce the clearance zone 12 directly in the thickness of the seal 4. The clearance zone 12 is also established, radially contiguous to the lip 11, set back from the bearing face 9 and outside the 'envelope e of the mounting means 3. In the illustrated example, the mounting means 3 is constituted by means of a thread 19, so that the part 1 according to the invention constitutes a female mounting element, such than a sealing and sealing plug.
La fig 5 illustre une autre variante de réalisation d'une pièce 1 conforme à l'invention, destinée à être adaptée sur un corps 2, par l'intermédiaire d'un moyen d'assemblage ou de fixation 3, tel que des boulons. La pièce 1 est centrée sur le corps 2, par l'intermédiaire d'un épaulement 21 porté par la pièce et venant coopérer avec un alésage complémentaire 22 ménagé sur le corps 2. Dans cet exemple de réalisation, il est bien entendu que le joint d'étanchéité 4 s'étend, également, en dehors de l'enveloppe e du moyen de montage 3 constitué par le boulon et l'épaulement de centrage 21. Fig 5 illustrates another alternative embodiment of a part 1 according to the invention, intended to be fitted to a body 2, by means of an assembly or fixing means 3, such as bolts. The part 1 is centered on the body 2, by means of a shoulder 21 carried by the part and coming to cooperate with a complementary bore 22 formed on the body 2. In this embodiment, it is understood that the seal sealing 4 also extends outside the envelope e of the mounting means 3 constituted by the bolt and the centering shoulder 21.
La fig. 6 illustre une variante de réalisation dans laquelle la pièce 1 selon l'invention constitue une garniture d'étanchéité destinée à être interposée entre le corps 2 et un autre corps ou un élément de montage, tel qu' une vis de fixation 23. Selon cette variante, la pièce 1 constitue une rondelle comportant un support 7 s'étendant à partir et en dehors de l'enveloppe e du moyen de montage 3 constitué par un alésage de centrage 24 ménagé dans le support 7 de la pièce. Le support 7 est destiné à recevoir, sur chacune de ses faces perpendiculaires à l'axe de l'alésage 24, un joint d'étanchéité 4, tel que décrit ci-dessus, monté de manière symétrique de part et d'autre du support 7. Bien entendu, chaque joint d'étanchéité 4 comporte une lèvre élastique 11 s'étendant en saillie par rapport à la face d'appui 9 correspondante de la pièce et délimite une zone de dégagement 12 pour la levure 11, contiguë à la lèvre et s tétablissant en retrait de la face d'appui 9 et en dehors de l'enveloppe e de l'alésage 24. Fig. 6 illustrates an alternative embodiment in which the part 1 according to the invention constitutes a seal intended to be interposed between the body 2 and another body or a mounting element, such as a fixing screw 23. According to this variant, the part 1 constitutes a washer comprising a support 7 extending from and outside the envelope e of the mounting means 3 constituted by a centering bore 24 formed in the support 7 of the part. The support 7 is intended to receive, on each of its faces perpendicular to the axis of the bore 24, a seal 4, as described above, mounted symmetrically on either side of the support 7. Of course, each seal 4 has an elastic lip 11 projecting from the corresponding bearing face 9 of the part and delimits a clearance zone 12 for the yeast 11, contiguous to the lip and setting up back from the bearing face 9 and outside the envelope e of the bore 24.
L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. The invention is not limited to the examples described and shown, since various modifications can be made thereto without departing from its scope.
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