EP0392893A1 - Dispositif pour le guidage et l'étanchéité d'une soupape - Google Patents

Dispositif pour le guidage et l'étanchéité d'une soupape Download PDF

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EP0392893A1
EP0392893A1 EP90400780A EP90400780A EP0392893A1 EP 0392893 A1 EP0392893 A1 EP 0392893A1 EP 90400780 A EP90400780 A EP 90400780A EP 90400780 A EP90400780 A EP 90400780A EP 0392893 A1 EP0392893 A1 EP 0392893A1
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EP
European Patent Office
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valve
valve guide
sealing ring
sleeve
axially
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP90400780A
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German (de)
English (en)
Inventor
Gabriel Laine
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Automobiles Peugeot SA
Automobiles Citroen SA
Original Assignee
Automobiles Peugeot SA
Automobiles Citroen SA
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L3/00—Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
    • F01L3/08—Valves guides; Sealing of valve stem, e.g. sealing by lubricant

Definitions

  • the present invention relates to a device for guiding and sealing a valve, the stem of which is slidably mounted in a tubular valve guide mounted in the cylinder head of an engine, in particular an internal combustion engine.
  • valve guide projects axially from a bearing surface of the cylinder head perpendicular to the axis of the valve and on which one end of a spring bears.
  • valve return valve with interposition of a washer-shaped support cup through which the projecting part of the valve guide passes.
  • the seal between the stem and the valve guide is ensured by means of a sealing ring, one lip of which cooperates with the stem and which is held axially by means of a sleeve fitted on the projecting part of the guide.
  • valve guide made of cast iron or brass
  • a light alloy cylinder head it is necessary to provide an elastic ring or a ring to hold the valve guide axially with respect to the cylinder head, in particular in the case where the tightening thereof in the cylinder head is very low in order to avoid mechanical stresses in these elements.
  • Devices of this type are complex and the various holding and sealing functions are obtained therefrom by multiple and independent components.
  • the assembly of these elements requires a succession of delicate and difficult to automate operations such as in particular the installation of the elastic ring and the fitting of the lip seal with its sleeve.
  • the invention provides a device of the type mentioned above, characterized in that the sleeve and the support cup are made in one piece, the cylindrical part of which forms a sleeve extends axially from the cup. beyond the free end of the projecting portion of the guide by an end portion whose internal surface completely envelops the sealing ring.
  • the sealing ring cooperates with the free end radial face of the projecting part of the valve guide;
  • the cylindrical part forming the sleeve has a base portion which is fitted on the projecting part of the valve guide and which comprises means for axially immobilizing the sleeve relative to the guide;
  • the immobilization means comprise at least one tab cut out in the base portion, which projects radially inwards from the internal surface of this base portion and the end of which is received in a radial groove of the valve guide ;
  • the immobilization means are constituted by several cut tabs distributed angularly around the axis of the sleeve and which project radially in the same plane; - the immobilization tabs extend in the radial plane in which the support cup is located; - The end of each immobilization tab is bent axially in the direction of the free end of the valve guide; -
  • the free end edge of the sleeve part has an internal radial shoulder for
  • the figure shows the rod, or tail, 10 of an internal combustion engine valve which is guided axially in a part of the cylinder head 12 of this engine by a valve guide 14 in the form of a hollow cylindrical sleeve.
  • the guide 14 is fitted into a bore 16 of the cylinder head and is positioned axially so that a part 18 of this guide projects axially outside the cylinder head 12 from a support surface 20 of the latter perpendicular to the axis XX of the valve.
  • an element single 22 made of cut and stamped sheet metal acts as a support cup 24 for a valve return spring 26 and mounting bush 30 for a sealing ring 32.
  • the lower part 24, considering the figure, of the single element 22 is constituted by a radial blank folded 180 ° in the form of a washer which is traversed by the projecting part 18 of the valve guide 14 and which rests on the face 20 of the cylinder head.
  • the lower end 36 of the return spring 26 bears on the part 24 which acts as a support cup for the return spring.
  • the part 24 is extended vertically upwards by a cylindrical part forming a socket 30.
  • the cylindrical part 30 comprises a base portion 38 which is force-fitted onto the projecting part 18 of the guide 14 and a cylindrical end portion 40 which receives the sealing ring 32.
  • the sealing ring 32 is fixed, for example by adhesion or gluing, against the internal surface 42 of the end portion 40 and is entirely enveloped by the latter.
  • the axial retention of the sealing ring 32 is ensured by means of an internal radial shoulder 44 which extends from the free end edge of the end portion 40.
  • the sealing ring comprises a first internal radial lip 46 which cooperates with the valve stem 10 and a second axial lip 48 which cooperates with the radial end face 50 of the projecting part 18 of the guide 14.
  • the ring with two lips 32 thus seal between the valve stem 10 and valve guide 14.
  • the base portion 38 of the single element 22 comprises a series of legs 52 distributed angularly around the axis X-X.
  • Each of the tabs 52 extends radially inwards in the direction of the axis X-X, its free end being bent axially upwards.
  • Each of the legs 52 is received in an internal radial groove 54 formed in the projecting part 18 of the valve guide 14 to constitute means of axial immobilization of the element 22 relative to the guide 14 and of the guide 14 relative to the cylinder head 12 in the axial direction downwards considering the figure.
  • the single element 22 therefore makes it possible to simultaneously ensure the support function of the spring 26 on the face 20 of the cylinder head, the maintenance of the sealing ring 32 from the inside of the cylindrical part which fully protects it from shocks during handling, centering of the sealing ring and the bearing cup with respect to the valve guide, centering of the spring 26 from the outside of the cylindrical part which also serves for gripping the single element by an automatic mounting device and the axial retention of the valve guide 14 by the immobilizing lugs 52.
  • the radial clearance "r" between the cylindrical part 30 of the element 22 and the interior of the spring 26 can be small without risking interference and damage with the sealing ring 32, as in the case of elements known from the prior art, the ring 32 being fully protected.
  • the axial size of the element 22 is also reduced compared to the devices of the prior art, in particular those in which the retaining sleeve must have a particularly large fitting length to ensure good resistance of the ring d sealing on the guide, the latter being pinched between the external cylindrical surface of the guide and the internal cylindrical surface of the sleeve.

Abstract

L'invention concerne un dispositif pour le guidage et l'étanchéité d'une soupape dont la tige (10) est montée coulissante dans un guide de soupape tubulaire (14) monté dans la culasse (12) d'un moteur à combustion et qui fait saillie axialement à partir d'une surface d'appui (20) de la culasse, perpendi­culaire à l'axe (X-X) de la soupape et sur laquelle prend appui une extrémité d'un ressort de rappel (26) de la soupape avec interposition d'une coupelle d'appui (24) en forme de rondelle traversée par la partie en saillie (18) du guide de soupape (14). Une bague d'étanchéité (32) est maintenue axialement contre cette partie en saillie (18) par une douille (30).
Selon l'invention, la douille et la coupelle d'appui sont réalisées en une seule pièce (22) dont la partie cylindrique formant douille (30) s'étend axialement depuis la coupelle (24) au-delà de l'extrémité libre (50) de la partie en saillie (18) du guide de soupape (14) par une portion d'extrémité (40) dont la surface interne enveloppe entièrement la bague d'étanchéité (32).

Description

  • La présente invention est relative à un dispositif pour le guidage et l'étanchéité d'une soupape dont la tige est montée coulissante dans un guide de soupape tubulaire monté dans la culasse d'un moteur, notamment à combustion interne.
  • Il a déjà été proposé des dispositifs de ce type dans lesquels le guide de soupape fait saillie axialement à partir d'une surface d'appui de la culasse perpendiculaire à l'axe de la soupape et sur laquelle prend appui une extrémité d'un ressort de rappel de la soupape avec interposition d'une coupelle d'appui en forme de rondelle traversée par la partie en saillie du guide de soupape. L'étanchéité entre la tige et le guide de soupape est assurée au moyen d'une bague d'étanchéité dont une lèvre coopère avec la tige et qui est maintenue axialement au moyen d'une douille emmanchée sur la partie en saillie du guide.
  • Dans ce type de dispositif dans lequel le guide de soupape, en fonte ou en laiton, est emmanché à force dans une culasse en alliage léger, il est nécessaire de prévoir un anneau élastique ou un jonc pour maintenir le guide de soupape axialement par rapport à la culasse, notamment dans le cas où le serrage de celui-ci dans la culasse est très faible afin d'éviter des contraintes mécaniques dans ces éléments.
  • Des dispositifs de ce type sont complexes et les diverses fonctions de maintien et d'étanchéité y sont obtenues par des composants multiples et indépendants. Le montage de ces éléments nécessite une succession d'opérations délicates et difficilement automatisables telles que notamment la mise en place de l'anneau élastique et l'emmanchement du joint à lèvre avec sa douille.
  • Afin de remédier à ces inconvénients, l'invention propose un dispositif du type mentionné plus haut, caractérisé en ce que la douille et la coupelle d'appui sont réalisées en une seule pièce dont la partie cylindrique formant douille s'étend axialement depuis la coupelle au-delà de l'extrémité libre de la portion en saillie du guide par une portion d'extrémité dont la surface interne enveloppe entièrement la bague d'étanchéité.
  • Selon d'autres caractéristiques de l'invention :
    - la bague d'étanchéité coopère avec la face radiale d'extrémité libre de la partie en saillie du guide de soupape ;
    - la partie cylindrique formant douille comporte une portion de base qui est emmanchée sur la partie en saillie du guide de soupape et qui comporte des moyens d'immobilisation axiale de la douille par rapport au guide ;
    - les moyens d'immobilisation comportent au moins une patte découpée dans la portion de base, qui fait saillie radialement vers l'intérieur depuis la surface interne de cette portion de base et dont l'extrémité est reçue dans une gorge radiale du guide de soupape ;
    - les moyens d'immobilisation sont constitués par plusieurs pattes découpées réparties angulairement autour de l'axe de la douille et qui font saillie radialement dans un même plan ;
    - les pattes d'immobilisation s'étendent dans le plan radial dans lequel est située la coupelle d'appui ;
    - l'extrémité de chaque patte d'immobilisa­tion est recourbée axialement en direction de l'extrémité libre du guide de soupape ;
    - le bord libre d'extrémité de la partie formant douille comporte un épaulement radial interne de retenue axiale de la bague d'étanchéité ;
    - la bague d'étanchéité est fixée par adhérisation ou collage à la paroi interne de la partie formant douille ; et
    - la bague d'étanchéité comporte une première lèvre s'étendant radialement vers l'intérieur qui coopère avec la tige de soupape et une seconde lèvre s'étendant axialement en direction de la face d'extrémité du guide de soupape avec laquelle elle coopère.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la descrip­tion détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera au dessin annexé dont la figure unique représente en coupe axiale un dispositif de maintien et d'étanchéité selon l'invention.
  • On reconnaît sur la figure la tige, ou queue, 10 d'une soupape de moteur à combustion interne qui est guidée axialement dans une partie de la culasse 12 de ce moteur par un guide de soupape 14 en forme de manchon cylindrique creux.
  • Le guide 14 est emmanché dans un perçage 16 de la culasse et est positionné axialement de façon qu'une partie 18 de ce guide fasse saillie axialement en dehors de la culasse 12 à partir d'une surface d'appui 20 de celle-ci perpendiculaire à l'axe X-X de la soupape.
  • Conformément à l'invention, un élément unique 22 réalisé en tôle découpée et emboutie fait fonction de coupelle d'appui 24 pour un ressort 26 de rappel de la soupape et de douille de montage 30 pour une bague d'étanchéité 32.
  • La partie inférieure 24, en considérant la figure, de l'élément unique 22 est constituée par un flan radial replié à 180° en forme de rondelle qui est traversé par la partie en saillie 18 du guide de soupape 14 et qui prend appui sur la face 20 de la culasse. L'extrémité inférieure 36 du ressort de rappel 26 prend appui sur la partie 24 qui fait fonction de coupelle d'appui pour le ressort de rappel.
  • La partie 24 se prolonge verticalement vers le haut par une partie cylindrique formant douille 30.
  • La partie cylindrique 30 comporte une portion de base 38 qui est emmanchée à force sur la partie en saillie 18 du guide 14 et une portion cylindrique d'extrémité 40 qui reçoit la bague d'étanchéité 32.
  • La bague d'étanchéité 32 est fixée, par exemple par adhérisation ou collage, contre la surface interne 42 de la portion d'extrémité 40 et est entièrement enveloppée par cette dernière.
  • La retenue axiale de la bague d'étanchéité 32 est assurée au moyen d'un épaulement radial interne 44 qui s'étend depuis le bord libre d'extrémité de la portion d'extrémité 40.
  • La bague d'étanchéité comporte une première lèvre radiale interne 46 qui coopère avec la tige de soupape 10 et une seconde lèvre axiale 48 qui coopère avec la face radiale d'extrémité 50 de la partie en saillie 18 du guide 14. La bague à deux lèvres 32 assure ainsi l'étanchéité entre la tige de soupape 10 et le guide de soupape 14.
  • La portion de base 38 de l'élément unique 22 comporte une série de pattes 52 réparties angulaire­ment autour de l'axe X-X.
  • Chacune des pattes 52 s'étend radialement vers l'intérieur en direction de l'axe X-X, son extrémité libre étant recourbée axialement vers le haut.
  • Chacune des pattes 52 est reçue dans une gorge radiale interne 54 formée dans la partie en saillie 18 du guide de soupape 14 pour constituer des moyens d'immobilisation axiale de l'élément 22 par rapport au guide 14 et du guide 14 par rapport à la culasse 12 dans le sens axial vers le bas en considérant la figure.
  • L'élément unique 22 permet donc d'assurer simultanément la fonction d'appui du ressort 26 sur la face 20 de la culasse, le maintien de la bague d'étanchéité 32 par l'intérieur de la partie cylindrique qui la protège entièrement des chocs lors des manutentions, le centrage de la bague d'étanchéité et de la coupelle d'appui par rapport au guide de soupape, le centrage du ressort 26 par l'extérieur de la partie cylindrique qui sert également pour la préhension de l'élément unique par un appareil de montage automatique et le maintien axial du guide de soupape 14 par les pattes d'immobilisation 52.
  • Il est également à noter que le jeu radial "r" entre la partie cylindrique 30 de l'élément 22 et l'intérieur du ressort 26 peut être faible sans risquer de provoquer des interférences et des dommages avec la bague d'étanchéité 32, comme dans le cas des éléments connus de l'état de la technique, la bague 32 étant entièrement protégée.
  • L'encombrement axial de l'élément 22 est également réduit par rapport aux dispositifs de l'état de la technique, notamment ceux dans lesquels la douille de maintien doit avoir une longueur d'emmanchement particulièrement grande pour assurer une bonne tenue de la bague d'étanchéité sur le guide, cette dernière étant pincée entre la surface cylindrique externe du guide et la surface cylindrique interne de la douille.

Claims (10)

1. Dispositif pour le guidage et l'étan­chéité d'une soupape dont la tige (10) est montée coulissante dans un guide de soupape tubulaire (14) monté dans la culasse (12) d'un moteur à combustion et qui fait saillie axialement à partir d'une surface d'appui (20) de la culasse, perpendiculaire à l'axe (X-X) de la soupape et sur laquelle prend appui une extrémité (28) d'un ressort de rappel (26) de la soupape avec interposition d'une coupelle d'appui (24) en forme de rondelle traversée par la partie en saillie (18) du guide de soupape (14), l'étanchéité entre la tige (10) et le guide (14) étant assurée au moyen d'une bague d'étanchéité (32) qui est maintenue axialement au moyen d'une douille (30) emmanchée sur la partie en saillie (18) du guide de soupape (14), caractérisé en ce que la douille et la coupelle d'appui sont réalisées en une seule pièce (22) dont la partie cylindrique formant douille (30) s'étend axialement depuis la coupelle (24) au-delà de l'extrémité libre (50) de la partie en saillie (18) du guide de soupape (14) par une portion d'extrémité (40) dont la surface interne enveloppe entièrement la bague d'étanchéité (32).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague d'étanchéité (32) coopère avec la face radiale d'extrémité libre (50) de la partie en saillie (18) du guide de soupape (14).
3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la partie cylindrique formant douille (30) comporte une portion de base (38) qui est emmanchée sur la partie en saillie (18) du guide de soupape (14) et qui comporte des moyens (52) d'immobilisation axiale de la douille par rapport au guide de soupape.
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens d'immobilisation comportent au moins une patte (52) découpée dans la portion de base (38), qui fait saillie radialement vers l'intérieur depuis la surface interne de cette portion de base et dont l'extrémité est reçue dans une gorge radiale (54) de la portion en saillie (18) du guide de soupape (14).
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens d'immobilisation comportent plusieurs pattes découpées (52) réparties angulairement autour de l'axe de la douille et qui font saillie radialement dans un même plan.
6. Dispositif selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que la ou les pattes d'immobilisation s'étendent dans le plan radial dans lequel est située la coupelle d'appui (24).
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que chaque patte d'immobilisation (52) est recourbée axialement en direction de l'extrémité libre du guide de soupape (14).
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que le bord libre d'extrémité de la partie formant douille comporte un épaulement radial interne (44) de retenue axiale de la bague d'étanchéité (32).
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que la bague d'étanchéité (32) est fixée par adhérisation ou collage à la paroi interne de la partie formant douille (30).
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 9, caractérisé en ce que la bague d'étanchéité (32) comporte une première lèvre (46) s'étendant radialement vers l'intérieur qui coopère avec la tige de soupape (10) et une seconde lèvre (48) s'étendant axialement en direction de la face radiale d'extrémité (50) du guide de soupape (14) avec lequel elle coopère.
EP90400780A 1989-04-12 1990-03-21 Dispositif pour le guidage et l'étanchéité d'une soupape Withdrawn EP0392893A1 (fr)

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