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Plaque d'étanchéité particulièrement pour machines à combustion interne.
On connaît déjà différents types de plaques d'étanchéité- destinées à rendre étanches les cylindres des machines à combus- tion interne et des pièces de machines analogues, et qui sont composées, de préférence de métal et d'amiante. En général, ces plaques sont réalisées de telle sorte que la principale des piè- ces qui les compose est en amiante et se présente sous forme de plaque comprise entre deux tôles métalliques, de préférence en cuivre, ou. en fer. On connaît d'autre part des garnitures d'étan- chéité dans lesquelles on utilise comme pièce principale un tissu métallique sur les deux faces duquel sont collés des tissus en amiante traités d'une manière spéciale.
Il existe enfin également des garnitures composées d'une tôle de base sur les deux faces de laquelle sont collées et serrées au moyen de tenons dés pla- ques d'amiante.
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Ces garnitures connues présentent un inconvénient qui pro- vient de l'utilisation d'une matière de remplissage mauvaise con- ductrice de chaleur et qui consiste en ce qu'une égalisation de température suffisante ne s'établit pas entre les deux pièces de machines séparées par la garniture, par exemple dans les garnitu- res des têtes de cylindre des machines à combustion interne. Il en résulte des tensions nuisibles. De plus, par suite de l'épais- seur de la matière, les ouvertures qui sont généralement exécu- tées à l'emporte-pièce doivent être munies d'une garniture sertie, de préférence métallique, ce qui augmente l'épaisseur de la gar- niture aux endroits correspondants et a pour effet de provoquer également des tensions défavorables dans les pièces qui doivent être rendues étanches.
En raison des propriétés de l'étanchéité qu'elles permettent d'obtenir, ces garnitures sont désignées généralement comme garnitures à contact linéaire.
On connaît également une garniture d'un type analogue qui se compose exclusivement d'une tôle métallique subdivisée en cellules séparées, les bords des parois des cellules se trouvant tous dans les mêmes plans. Il s'agit là également d'une garniture à contact purement linéaire et dans laquelle des tensions très élevées apparaissent le long des lignes d'étanchéité. Comme dans ce cas la tôle se trouve déformée lors du serrage des pièces de- vant être reliées d'une manière étanche, on ne peut pas obtenir de cette façon un joint étanche d'efficacité durable.
Les garni- tures du type composé d'un tissu ou d'une tôle métallique avec des recouvrements collés en amiante possèdent il est vrai une épaisseur uniforme sur toute leur surface : ceci a pour effet que pour obtenir une étanchéité parfaite, il est nécessaire d'uti- liser des pressions de contact très élevées. Pour cette raison, les garnitures de ce genre sont appelées garnitures à surfaces de contact.
Toutes les garnitures connues sont de plus insuffisamment élastiques pour pouvoir être comprimées plusieurs fois.
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Conformément à l'invention les inconvénients inhérents aux garnitures connues sont éliminés par le fait que la garniture est constituée par un noyau métallique dur et élastique., sur les faces extérieures duquel est appliqué de manière à y adhérer fortement, une matière plus molle, de préférence un métal plus doux. La piè- ce principale d'une plaque d'étanchéité conforme à l'invention est donc constituée par un noyau métallique. Ce noyau métallique est constitué de préférence par une tôle fine en acier à ressort qui est laminée en forme d'une tôle striée à double face, de ma- nière que. des bossages en forme de pyramides alternent avec des évidements de même forme.
On obtient de cette façon que de part et d'autre du milieu de la tôle de base,des bossages se trouvent disposés dans les deux directions, ces bossages jouant le rôle de rondelles élastiques sous l'effet de la pression- exercée sur leurs pointes par les surfaces qui doivent être assemblées d'une manière étanche. Si par exemple une tôle de ce genre était com- primée entre deux plaques planes,elle se trouverait aplatie en donnant naissance à des tensions internes et ramenée à l'épais- seur propre de la tôle. Au contraire, lors de la suppression de la pression., la tôle reprend d'elle-même sa forme initiale, c'est-à-dire la forme striée ou bosselée.
Ce noyau métallique sert donc simultanément de tôle de base ou de maintien et comme support élastique permettant. d'obtenir une élasticité durable. Conformément à l'invention, une couche mince d'un métal plus doux est appliquée sur les deux faces de ce noyau métallique. L'application du métal plus doux sur la plaque de base peut être effectuée par n'importe quel procédé connu.
Par exemple, le métal peut être pulvérisé à l'état liquide, ou bien l'enduit en métal doux peut être posé par voie galvanoplas- tique, ou bien encore cet enduit peut être obtenu par immersion de la plaque de base dans une masse de métal fluide, etc.. Il se forme de cette façon- sur la plaque de base des parties métalliques douces qui y adhèrent fortement, qui ne constituent pas une masse
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homogène, mais se trouvent en couches superposées à l'état de grains très fins et qui servent à épouser les moindres irrégula- rités des surfaces à assembler d'une manière étanche, de sorte qu'aucun espace intermédiaire provoquant un manque d'étanchéité ne peut plus subsister.
En même temps l'apport du métal plus doux sur la plaque de base transforme les ondulations à pente raide de cette dernière en des ondulations plus aplaties et sit.uées plus près de la surface, car l'enduit métallique provoque une certaine égalisation.
A l'état comprimé, la garniture conforme à l'invention ne se trouve appliquée, du fait de sa constitution, ni suivant toute sa surface, ni suivant quelques lignes ; elle se trouve au con- traire en contact avec les surfaces qui doivent être assemblées d'une manière étanche suivant un très grand nombre de surfaces circulaires qui constituent à peu près 50 % de la surface totale.
Comme en outre le contact est purement métallique, on crée ainsi une excellente égalisation de température et on obtient de plus un contact par surface avantageux qui est nécessaire pour une garniture d'étanchéité, et en même temps une grande élasticité.
La fabrication de ces garnitures d'étanchéité est extrêmement simple, car ces garnitures peuvent être réalisées par emboutissa- ge direct d'une plaque sans autre usinage.
Un autre avantage de ces garnitures consiste en ce que l'épaisseur de la plaque d'étanchéité peut être modifiée suivant les besoins et être rendue plus forte ou plus faible en diffé - rents endroits de la garniture grâce au mode de préparation de la surface extérieure de celle-ci. Par exemple, l'épaisseur du métal plus doux apporté peut être plus forte à certains endroits qu'à d'autres, suivant la pression de contact désirée, par exemple sur les bords des cylindres.
De plus, suivant l'application envi- sagée, la couche superficielle peut être constituée par plusieurs matériaux de nature différente, ce qui peut être par exemple inté- ressant pour la protection contre la rouille ou contre dautres influences extérieures, par exemple contre une détérioration par
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les acides, ou encore pour empêcher le collage de la garniture.
Pour des garnitures très épaisses ou très élastiques, on peut utiliser également plusieurs noyaux métalliques munis de matières de remplissage.
Un autre perfectionnement de cette plaque d'étanchéité con- siste en ce qu'une garniture intermédiaire peut être disposée entre le,noyau. en tôle et la garniture d'étanchéité proprement dite, cette garniture intermédiaire renforçant les propriétés élastiques du noyau et permettant ainsi d'augmenter l'élasticité de la garniture. Cette garniture intermédiaire peut être consti- tuée en particulier par des fibres fines ou des copeaux métalli- ques disposés d'une manière irrégulière, par exemple en aluminium ou en un alliage d'aluminium, ou encore d'autres matières appro- priées telles que les fibres textiles, les fibres d'amiante, la laine de laitier, la laine de verre ou analogues.
Dans la plupart des cas, les fibres métalliques sont préférables, car elles assu- rent une conduction de chaleur particulièrement bonne entre les deux surfaces devant être assemblées d'une manière étanche.
Le noyau métallique en forme de tôle striée ou bosselée et muni de bossages et d'évidements alternés est d'abord enduit d'un produit collant approprié, de préférence d'une solution de résine artificielle, qui est posé, au pinceau ou par pulvérisation.
Sur cette tôle sont ensuite appliqués par un procédé connu quel- conque, par exemple par projection à l'aide d'air comprimé, des petits copeaux à longues fibres d'un métal plus doux ou d'une ma- tière fibreuse appropriée, et cela de manière qu'ils se superpo- sent d'une manière irrégulière et forment ainsi non pas une masse homogène, mais une couche semblable à un tissu. Grâce à cette couche fibreuse intermédiaire, les rugosités du noyau métallique se trouvent nivelées. Les deux faces extérieures sont ensuite aplanies par laminage.
Sur ces surfaces planes est ensuite appli- quée encore une fois une couche d'un produit collant, après quoi on applique la couche d'étanchéité constituée par un matériau très fin et qui peut être constituée utilement par la même matière que
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la couche intermédiaire mais peut être formée au besoin également d'autres matières. Cette couche remplit les irrégularités subsis- tant encore sur la couche inférieure et donne lieu à une surface plane et régulière. La plaque est ensuite aplanie encore une fois par laminage sur ses deux faces, puis elle est séchée et se trou- ve alors prête.
Si cette garniture est comprimée entre deux surfaces devant être assemblées d'une manière étanche, les particules fines des couches externes pénètrent dans ces surfaces, par exemple dans les stries provenant de leur usinage, et assurent ainsi une étanchéité efficace contre le passage des liquides ou des gaz. Grâce à la présence de la couche intermédiaire constituée par des copeaux ou des fibres assemblés d'une manière irrégulière, on obtient lors de la compression et de la décompression un fonctionnement élas- tique qui est encore augmenté par l'élasticité de la tôle de ba- se, de sorte que l'élasticité désirée de la garniture est assurée par deux éléments constitutifs indépendants l'un de l'autre de la plaque.
Grâce à cet effet de la couche intermédiaire, il est pos- sible d'utiliser dans le cas des garnitures qui sont soumises à des efforts plus faibles, au lieu d'une tôle striée, une tôle de base lisse ayant une élasticité plus faible.
Les différents dispositifs d'étanchéité peuvent être réali- sés directement par emboutissage d'une plaque quelconque sans usinage particulier.
Les essais pratiques de cette garniture ont permis de cons- tater qu'elle assure une étanchéité parfaite et qu'elle est de plus beaucoup moins coûteuse et donc d'un emploi plus économique que toutes les garnitures utilisées jusqu'à présent.
A titre d'exemple, on a décrit ci-dessous et représenté d'une manière purement schématique au dessin annexé deux formes de réalisation d'une plaque d'étanchéité conforme à l'invention, les dimensions de ses différentes parties ayant été fortement dé.- formées sur le dessin pour plus de clarté.
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La fig.l est une vue en plan d'une plaque d'étanchéité,
La fig.2 en est une section suivant la ligne A-A de la figu- re 1.
La fig.3 représente la. tôle de base vue en plan.
La fig.4 est une coupe suivant la ligne B-B de la figure 3.
La. fig.5 représente un fragment d'une plaque d'étanchéité suivant, une deuxième forme de réalisât!on., dans laquelle la couche superficielle et la couche intermédiaire ont été. partiellement arrachées.
La fig. 6 représente cette plaque en section.
Dans la forme de réalisation- des figures 1 à 4, le noyau mé- tallique est constitué par une plaque 1 en tôle d'acier à ressort ou en un autre métal élastique et qui est par exemple profilée de telle manière que, sur ses deux faces,des bossages a en forme de pyramides alternent régulièrement avec des évidements 3 de forme identique. Sur les deux faces de cette plaque se trouve appliqué. par pulvérisation ou par un autre procédé, un matériau de remplis- sage 4 en métal plus doux qui remplit partiellement les évidements situés entre les bosses et qui forme lors de la compression de la plaque d'étanchéité entre les surfaces à assembler, un grand nom- bre de petites surfaces d'étanchéité, une bonne transmission de chaleur se trouvant en même temps assurée grâce à ces garnitures métalliques.
Bien entendu,la forme striée de la tôle de base peut être également obtenue de toute autre manière convenable.
Dans le cas de la forme de réalisation représentée dans les figures 5 et 6, la. plaque est constituée également par un noyau métallique 1 qui a, par exemple, la forme d'une tôle striée présen- tant des bossages en forme de pyramide faisant saillie sur ses deux faces et séparés par des évidements. Sur les deux faces de cette tôle est disposée, après application d'un produit collant, une garniture intermédiaire 5 constituée par des copeaux métalli- ques fins superposés d'une manière irrégulière à la manière d'un
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tissu et qui remplit les évidements de la tôle et est ensuite aplanie par laminage sensiblement au niveau des pointes des bos- sages. La couche externe est encore constituée par un métal doux appliqué dans un état très fin et elle est également aplanie sur ses deux faces par laminage après son application.
Lors de la compression de la plaque d'étanchéité, les pres- sions se répartissent comme représenté en figure 6 par les flèches 6 et 7, les flèches 6 correspondant aux endroits de plus forte pression s'exerçant sur les pointes du noyau en tôle, tandis que les flèches 7 correspondent aux endroits subissant une pression plus faible.
REVENDICATIONS.
1. Plaque d'étanchéité, particulièrement pour machines à combustion interne, caractérisée par le fait qu'elle est consti- tuée par un noyau métallique dur et élastique suivant la direction de la pression de contact, et sur les deux faces duquel est appli- quée une matière plus molle, notamment un métal plus doux, de telle manière que le noyau fléchisse lors de la compression et que l'étanchéité se produise sur un grand nombre de petites sur- faces.