EP2841738A1 - Dispositif d'obturation d'un alesage realise dans le bloc-cylindres ou la culasse d'un moteur a combustion interne - Google Patents

Dispositif d'obturation d'un alesage realise dans le bloc-cylindres ou la culasse d'un moteur a combustion interne

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EP2841738A1
EP2841738A1 EP13719929.5A EP13719929A EP2841738A1 EP 2841738 A1 EP2841738 A1 EP 2841738A1 EP 13719929 A EP13719929 A EP 13719929A EP 2841738 A1 EP2841738 A1 EP 2841738A1
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EP
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bore
skirt
shutter device
lid
chamber
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Xavier SCHILDKNECHT
Laurent Jeannin
Marc CORAZZIN
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B77/00—Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
    • F02B77/005—Plugs

Definitions

  • the present invention relates to a device for closing a bore made in the cylinder block or the cylinder head of an internal combustion engine, this bore communicating with the oil circuit of this engine.
  • This closure device comprises in itself known manner a cap which is force-fitted into the bore mentioned above.
  • This seal comprises a bottom and a side skirt which is in elastic contact with the cylindrical side face of the bore.
  • the object of the present invention is to create a shutter device to remove the leaks above.
  • This object is achieved, according to the invention, with a device for closing a bore made in the cylinder block or the cylinder head of an internal combustion engine, this bore communicating with the oil circuit of this motor, this device comprising a cover comprising a bottom and a side skirt which is in contact with the cylindrical side face of the bore, characterized in that the bore comprises an annular chamber which partially surrounds the lateral skirt of the lid.
  • This annular chamber reduces the contact area between the skirt of the lid and the bore and therefore to reduce the risk of seizing when fitting the cap in the bore.
  • This chamber also allows to create, at the boundary between the side face of the bore and the annular chamber, an annular zone in which the skirt bears with a very high pressure on the lateral face of the bore, which provides a very strong connection between these two parts and thus an excellent seal between them.
  • said annular chamber is at least partially filled with glue.
  • the radial depth of said chamber may be between 0.5 and 1, 5 tenth of a mm.
  • the peripheral edge of the skirt of the lid, opposite the bottom thereof, is oriented towards the inlet of the bore.
  • said annular chamber is limited by an annular shoulder of the side face of the bore surrounding the skirt of the lid. Said annular shoulder therefore surrounds the skirt of the lid in a circle.
  • This circle may be located at a distance from the peripheral edge of the skirt between quarter and half the height of the skirt.
  • said chamber opens out by an annular slot between the side face of the annular chamber and the peripheral edge of the skirt of the operculum, opposite the bottom thereof.
  • the skirt of the lid is frustoconical, the large base of the truncated cone being located at the peripheral edge of the skirt.
  • the skirt of this cap is in contact with the lateral face of the bore in two circles centered on the axis of the bore located between the annular shoulder which limits said chamber and the bottom of the lid.
  • the seal is preferably made of steel and the bore is preferably made in a cylinder block or a cylinder head of aluminum-based alloy and silicon.
  • FIG. 1 is a view in axial section showing a cap in the closed position of a bore connected to the oil circuit of an internal combustion engine
  • FIG. 2 is an enlarged view of the detail F of FIG. 1,
  • Figures 3 to 5 are sectional views similar to Figure 1 showing three successive phases of mounting of the cap in the bore.
  • Figure 1 shows, in axial section, a closure device of a bore 1 made in the cylinder block or the cylinder head of an internal combustion engine.
  • the device comprises a cap 2 comprising a bottom 3 and a side skirt 4 which is in contact under high pressure with the cylindrical side face 1a of the bore 1.
  • the bore 1 comprises, as shown in Figure 2, an annular chamber 5 which partially surrounds the lateral skirt 4 of the lid 2.
  • This annular chamber 5 is preferably at least partially filled with glue to complete the seal between the lid 2 and the bore 1.
  • the radial depth of the chamber 5 may be between 0.5 and 1, 5 tenth of a mm.
  • peripheral edge 4a of the skirt 4 of the lid 2, opposite the bottom 3 thereof, is oriented towards the inlet 1b of the bore 1.
  • annular chamber 5 is limited by an annular shoulder 6 of the side face 1a of the bore 1 surrounding the skirt 4 of the lid 2.
  • This annular shoulder 6 surrounds the skirt 4 in a circle located at a distance from the peripheral edge 4a of the skirt 4 which may be between one quarter and one half of the height of the skirt 4.
  • Figure 2 also shows that the chamber 5 opens out by an annular slot 7 between the side face of the bore 1 and the peripheral edge 4a of the skirt 4 of the lid, opposite the bottom 3 of it.
  • skirt 4 of the cover 2 is slightly frustoconical, the large base of the truncated cone being located at the peripheral edge 4a of the skirt 4.
  • the skirt 4 is in contact with the lateral face 1a of the bore 1 in two circles centered on the axis of the bore 1 located between the annular shoulder 6 which limits the chamber 5 and the bottom 3 of the skirt 4, as will be explained in more detail below.
  • the seal 2 is preferably stamped steel.
  • the bore 1 is preferably made in a cylinder block or an alloy cylinder based on aluminum and silicon.
  • the skirt 4 Due to the widening of the bore 1 due to the annular chamber 5, the skirt 4 is not likely to seize in the bore and thus generate a risk of leakage.
  • the cover 2 engages in the narrowed portion of the bore 1 located beyond the shoulder 6 which limits the annular chamber, the skirt 4, because of its conicity, deforms radially exerting a very high pressure on the side face 1a of the bore 1.
  • This very high pressure is concentrated on two circular lines 11, 12 located on the skirt 4 respectively near the bottom 3 of this skirt and near the shoulder 6 of the annular chamber 5.
  • the means of the invention namely the annular chamber, are simple and inexpensive to produce.

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Abstract

Dispositif d'obturation d'un alésage réalisé dans le bloc-cylindres ou la culasse d'un moteur à combustion interne, cet alésage communiquant avec le circuit d'huile de ce moteur, ce dispositif comprenant un opercule (2) comprenant un fond et une jupe latérale (4) qui est en contact avec la face latérale cylindrique (1 a) de l'alésage, caractérisé en ce que l'alésage comprend une chambre annulaire (5) qui entoure partiellement la jupe latérale (4) de l'opercule (2).

Description

DISPOSITIF D'OBTURATION D'UN ALESAGE REALISE DANS LE BLOC- CYLINDRES OU LA CULASSE D'UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE
[0001 ] La présente invention revendique la priorité de la demande française 1253716 déposée le 23 avril 2012 dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence.
[ooo2] La présente invention concerne un dispositif d'obturation d'un alésage réalisé dans le bloc-cylindres ou la culasse d'un moteur à combustion interne, cet alésage communiquant avec le circuit d'huile de ce moteur. [ooo3] Ce dispositif d'obturation comprend de façon en elle-même connue un opercule qui est emmanché à force dans l'alésage mentionné ci-dessus.
[ooo4] Cet opercule comprend un fond et une jupe latérale qui est en contact élastique avec la face latérale cylindrique de l'alésage.
[ooo5] L'étanchéité entre la jupe de l'opercule et l'alésage est complétée par une colle.
[ooo6] L'expérience montre que l'obturation ainsi réalisée présentait des défauts ayant pour conséquence des fuites d'huile.
[ooo7] Ces fuites d'huile sont dues :
• soit au grippage généré lors de l'emmanchement de l'opercule dans l'alésage,
• soit à un défaut de géométrie de l'opercule,
• soit au décollement de l'opercule par rapport à l'alésage lié aux sollicitations thermiques et mécaniques engendrées lors du fonctionnement du moteur. [ooo8] Le but de la présente invention est de créer un dispositif d'obturation permettant de supprimer les fuites ci-dessus.
[ooo9] Ce but est atteint, selon l'invention, grâce à un dispositif d'obturation d'un alésage réalisé dans le bloc-cylindres ou la culasse d'un moteur à combustion interne, cet alésage communiquant avec le circuit d'huile de ce moteur, ce dispositif comprenant un opercule comprenant un fond et une jupe latérale qui est en contact avec la face latérale cylindrique de l'alésage, caractérisé en ce que l'alésage comprend une chambre annulaire qui entoure partiellement la jupe latérale de l'opercule.
[0010] Cette chambre annulaire permet de réduire la surface de contact entre la jupe de l'opercule et l'alésage et par conséquent de limiter les risques de grippage lors de l'emmanchement de l'opercule dans l'alésage.
[ooi i ] Cette chambre permet également de diminuer et de ralentir la déformation de l'opercule et de limiter ainsi encore davantage les risques de grippage.
[ooi 2] Cette chambre permet en outre de créer, au niveau de la limite entre la face latérale de l'alésage et la chambre annulaire, une zone annulaire dans laquelle la jupe s'appuie avec une pression très élevée sur la face latérale de l'alésage, ce qui permet d'obtenir une liaison très forte entre ces deux pièces et ainsi une excellente étanchéité entre celles-ci.
[0013] De préférence, ladite chambre annulaire est au moins partiellement remplie de colle.
[ooi 4] Cette colle permet ainsi de compléter l'étanchéité entre l'opercule et l'alésage.
[0015] A titre indicatif, la profondeur radiale de ladite chambre peut être comprise entre 0,5 et 1 ,5 dixième de mm. [ooi 6] De préférence, le bord périphérique de la jupe de l'opercule, opposé au fond de celui-ci, est orienté vers l'entrée de l'alésage.
[0017] Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, ladite chambre annulaire est limitée par un épaulement annulaire de la face latérale de l'alésage entourant la jupe de l'opercule. [0018] Ledit épaulement annulaire entoure par conséquent la jupe de l'opercule suivant un cercle.
[ooi 9] Ce cercle peut être situé à une distance du bord périphérique de la jupe comprise entre le quart et la moitié de la hauteur de la jupe. [0020] Dans une version de l'invention, ladite chambre débouche à l'extérieur par une fente annulaire comprise entre la face latérale de la chambre annulaire et le bord périphérique de la jupe de l'opercule, opposé au fond de celui-ci.
[0021 ] Dans une version avantageuse de l'invention, la jupe de l'opercule est tronconique, la grande base du tronc de cône étant située au niveau du bord périphérique de la jupe.
[0022] Dans cette version, après emmanchement à force de l'opercule dans l'alésage, la jupe de cet opercule est en contact avec la face latérale de l'alésage suivant deux cercles centrés sur l'axe de l'alésage situés entre l'épaulement annulaire qui limite ladite chambre et le fond de l'opercule.
[0023] Ces deux cercles de contact, sous pression élevée, entre la jupe et l'alésage garantissent une étanchéité optimale entre ces deux parties.
[0024] L'opercule est de préférence en acier et l'alésage est de préférence réalisé dans un bloc-cylindres ou une culasse en alliage à base d'aluminium et de silicium.
[0025] D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore tout au long de la description ci-après.
[0026] Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples, non limitatifs :
• la figure 1 est une vue en coupe axiale montrant un opercule en position d'obturation d'un alésage relié au circuit d'huile d'un moteur à combustion interne,
• la figure 2 est une vue à échelle agrandie du détail F de la figure 1 ,
• les figures 3 à 5 sont des vues en coupe analogues à la figure 1 montrant trois phases successives de montage de l'opercule dans l'alésage.
[0027] La figure 1 représente, en coupe axiale, un dispositif d'obturation d'un alésage 1 réalisé dans le bloc-cylindres ou la culasse d'un moteur à combustion interne.
[0028] Cet alésage 1 communique avec le circuit d'huile du moteur. [0029] Le dispositif comprend un opercule 2 comprenant un fond 3 et une jupe latérale 4 qui est en contact sous haute pression avec la face latérale cylindrique 1 a de l'alésage 1 .
[0030] Conformément à l'invention, l'alésage 1 comprend, comme montré sur la figure 2, une chambre annulaire 5 qui entoure partiellement la jupe latérale 4 de l'opercule 2.
[0031 ] Cette chambre annulaire 5 est de préférence au moins partiellement remplie de colle pour parfaire l'étanchéité entre l'opercule 2 et l'alésage 1 .
[0032] La profondeur radiale de la chambre 5 peut être comprise entre 0,5 et 1 ,5 dixième de mm.
[0033] Le bord périphérique 4a de la jupe 4 de l'opercule 2, opposé au fond 3 de celui-ci, est orienté vers l'entrée 1 b de l'alésage 1 .
[0034] Comme indiqué sur la figure 2, la chambre annulaire 5 est limitée par un épaulement annulaire 6 de la face latérale 1 a de l'alésage 1 entourant la jupe 4 de l'opercule 2.
[0035] Cet épaulement annulaire 6 entoure la jupe 4 suivant un cercle situé à une distance du bord périphérique 4a de la jupe 4 qui peut être comprise entre le quart et la moitié de la hauteur de la jupe 4.
[0036] La figure 2 montre également que la chambre 5 débouche à l'extérieur par une fente annulaire 7 comprise entre la face latérale de l'alésage 1 et le bord périphérique 4a de la jupe 4 de l'opercule, opposé au fond 3 de celui-ci.
[0037] Par ailleurs, la jupe 4 de l'opercule 2 est légèrement tronconique, la grande base du tronc de cône étant située au niveau du bord périphérique 4a de la jupe 4.
[0038] La jupe 4 est en contact avec la face latérale 1 a de l'alésage 1 suivant deux cercles centrés sur l'axe de l'alésage 1 situés entre l'épaulement annulaire 6 qui limite la chambre 5 et le fond 3 de la jupe 4, comme on l'expliquera plus en détail plus loin.
[0039] L'opercule 2 est de préférence en acier embouti.
[0040] L'alésage 1 est de préférence réalisé dans un bloc-cylindres ou une culasse en alliage à base d'aluminium et de silicium. [0041 ] On va maintenant expliquer, en référence aux figures 3 et 5, les phases successives de montage de l'opercule 2 dans l'alésage 1 .
[0042] On place tout d'abord un cordon de colle 8 à l'intérieur de la chambre annulaire 5 près de l'épaulement annulaire 6 qui limite cette chambre. [0043] On emmanche à force, à l'aide d'un outil approprié, l'opercule 2 dans l'alésage 1 , comme montré sur la figure 3.
[0044] Sur cette figure 3 ainsi que sur la figure 4, l'opercule 2 est en partie engagé dans l'alésage 1 et la jupe 4 de l'opercule est adjacente à la chambre 5.
[0045] Du fait de l'élargissement de l'alésage 1 dû à la chambre annulaire 5, la jupe 4 ne risque pas de gripper dans l'alésage et générer ainsi un risque de fuite.
[0046] Lors de la phase finale, montrée sur la figure 5, l'opercule 2 s'engage dans la partie rétrécie de l'alésage 1 située au-delà de l'épaulement 6 qui limite la chambre annulaire, la jupe 4, du fait de sa conicité, se déforme radialement en exerçant une pression très élevée sur la face latérale 1 a de l'alésage 1 . [0047] Cette pression très élevée est concentrée sur deux lignes circulaires 11 , 12 situées sur la jupe 4 respectivement près du fond 3 de cette jupe et près de l'épaulement 6 de la chambre annulaire 5.
[0048] Ces deux lignes circulaires 11 , 12, suivant lesquelles la jupe 4 de l'opercule 2 et l'alésage 1 sont soumis à une pression très élevée, permettent d'obtenir une étanchéité telle que les risques de fuite d'huile sont évités.
[0049] Les principaux avantages du dispositif d'obturation selon l'invention sont les suivants :
• les risques de fuite d'huile dus au grippage généré lors de l'emmanchement de l'opercule dans l'alésage, à un défaut de géométrie de l'opercule, ou au décollement de l'opercule par rapport à l'alésage, sont totalement évités ;
• les moyens de l'invention, à savoir la chambre annulaire, sont simples et peu coûteux à réaliser.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif d'obturation d'un alésage (1 ) réalisé dans le bloc-cylindres ou la culasse d'un moteur à combustion interne, cet alésage (1 ) communiquant avec le circuit d'huile de ce moteur, ce dispositif comprenant un opercule (2) comprenant un fond (3) et une jupe latérale (4) qui est en contact avec la face latérale cylindrique (1 a) de l'alésage (1 ), caractérisé en ce que l'alésage (1 ) comprend une chambre annulaire (5) qui entoure partiellement la jupe latérale (4) de l'opercule (2).
2. Dispositif d'obturation selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ladite chambre annulaire (5) est au moins partiellement remplie de colle.
3. Dispositif d'obturation selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la profondeur radiale de ladite chambre (5) est comprise entre 0,5 et 1 ,5 dixième de mm.
4. Dispositif d'obturation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le bord périphérique (4a) de la jupe (4) de l'opercule, opposé au fond (3) de celui-ci, est orienté vers l'entrée (1 b) de l'alésage (1 ).
5. Dispositif d'obturation selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite chambre annulaire (5) est limitée par un épaulement annulaire (6) de la face latérale de l'alésage (1 ) entourant la jupe (4) de l'opercule (2).
6. Dispositif d'obturation selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit épaulement annulaire (6) entoure la jupe (4) suivant un cercle situé à une distance du bord périphérique (4a) de la jupe (4) comprise entre le quart et la moitié de la hauteur de la jupe (4).
7. Dispositif d'obturation selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite chambre (5) débouche à l'extérieur par une fente annulaire (7) comprise entre la face latérale de la chambre annulaire (5) et le bord périphérique (4a) de la jupe (4) de l'opercule, opposé au fond (3) de celui-ci.
8. Dispositif d'obturation selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la jupe (4) de l'opercule (2) est tronconique, la grande base du tronc de cône étant située au niveau du bord périphérique (4a) de la jupe (4).
9. Dispositif d'obturation selon la revendication 8, caractérisé en ce que la jupe (4) est en contact avec la face latérale (1 a) de l'alésage (1 ) suivant deux cercles 11 , 12 centrés sur l'axe de l'alésage (1 ) situés entre l'épaulement annulaire (6) qui limite ladite chambre (5) et le fond (3) de l'opercule (2).
10. Dispositif d'obturation selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'opercule (2) est en acier.
11. Dispositif d'obturation selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'alésage (1 ) est réalisé dans un bloc-cylindres ou une culasse en alliage à base d'aluminium et de silicium.
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