FR2642497A1 - Annular seal for providing the sealed join between a tubular element and a wall traversed by this element - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention a essentiellement pour objet un joint annulaire d'étanchéité assurant la jonction étanche d'un élément tubulaire, tel que par exemple un puits de bougie, et d'une paroi traversée par cet élément et telle que par exemple un couvercle de culasse. The present invention essentially relates to an annular seal ensuring the tight connection of a tubular element, such as for example a spark plug well, and of a wall traversed by this element and such as for example a cylinder head cover. .
Dans certains moteurs pour véhicule automobile, il est connu de rapporter des puits de bougie sur la culasse, ces puits traversant le couvercle de culasse. In certain engines for a motor vehicle, it is known to attach spark plug wells to the cylinder head, these wells passing through the cylinder head cover.
Il convient donc d'assurer l'étanchéité entre le puits et le couvre-culasse. It is therefore necessary to ensure sealing between the well and the cylinder head cover.
Dans ce but, on a déjà proposé des joints circulaires de forme simple, c'est-à-dire de section torique ou rectangulaire, ces joints prenant appui sur un épaulement externe et annulaire du puits de bougie et étant comprimés lors du montage du couvercle de culasse. For this purpose, circular seals of simple shape, that is to say of toric or rectangular section, have already been proposed, these seals bearing on an external and annular shoulder of the spark plug well and being compressed during assembly of the cover. breech.
Toutefois, étant donné qu'il faut aussi assurer l'étanchéité du couvercle de culasse avec la culasse proprement dite, on conçoit que les deux étanchéités sont tributaires de la position de l'épaulement annulaire précité sur le puits de bougie par rapport au plan de joint de la culasse et du couvre-culasse. Il en résulte que les tolérances sur la cote entre le plan de joint précité et l'épaulement annulaire entrainent des pertes de compression sur le joint et sont de ce fait génératrices de fuite d'huile. However, since it is also necessary to ensure the sealing of the cylinder head cover with the cylinder head itself, it will be understood that the two seals are dependent on the position of the abovementioned annular shoulder on the spark plug well relative to the plane of cylinder head gasket and cylinder head cover. As a result, the tolerances on the dimension between the abovementioned joint plane and the annular shoulder cause losses of compression on the joint and are therefore generating oil leakage.
Dès lors, il convient de séparer les fonctions d'étanchéité des joints en proposant un joint d'étanchéité entre puits de-bougie et couvre-culasse qui assure toujours une étanchéité parfaite entre ces deux éléments, et cela d'une façon indépendante et quelles que soient les dispersions de cote au montage du couvre-culasse sur la culasse. Therefore, it is necessary to separate the sealing functions of the seals by proposing a seal between the spark plug well and the cylinder head cover which always ensures perfect sealing between these two elements, and this independently and regardless of the dimensional dispersion when mounting the cylinder head cover on the cylinder head.
La présente invention parviens à ce but en proposant un joint annulaire d'étanchéité assurant la jonction étanche d'un élément tubulaire, tel que par exemple un puits de bougie, et d'une paroi traversée par cet élément et telle que par exemple un couvercle de culasse, ce joint étant essentiellement caractérisé par un anneau en matériau élastomère dont est solidaire une armature métallique et qui comporte au moins deux lèvres élastiquement déformables coopérant avec ladite paroi ou avec ledit élément tubulaire et ladite paroi. The present invention achieves this aim by proposing an annular seal ensuring the tight connection of a tubular element, such as for example a spark plug well, and of a wall traversed by this element and such as for example a cover. cylinder head, this seal being essentially characterized by a ring of elastomeric material to which is attached a metal frame and which comprises at least two elastically deformable lips cooperating with said wall or with said tubular element and said wall.
Suivant un mode de réalisation, l'anneau élastomère présente en section transversale sensiblement la forme d'un U dans la base et l'une des branches duquel est noyée l'armature métallique précitée, les deux branches du U ou lèvres précitées recevant la paroi précitée et la base du U prenant appui sur la périphérie externe de l'élément tubulaire
On précisera ici que la base du U précité comporte une nervure définissant deux arêtes ou analogues prenant appui sur la périphérie externe de l'élément tubulaire.According to one embodiment, the elastomer ring has in cross section substantially the shape of a U in the base and one of the branches of which the aforementioned metal frame is embedded, the two branches of the above U or lips receiving the wall mentioned above and the base of the U bearing on the external periphery of the tubular element
It will be specified here that the base of the abovementioned U comprises a rib defining two edges or the like bearing on the external periphery of the tubular element.
Suivant un autre mode de réalisation, l'anneau élastomère comporte en partie inférieure deux lèvres concentriques prenant respectivement appui sur la paroi précitée et sur les surfaces en regard de la tranche de ladite paroi et de la périphérie externe de l'élément tubulaire, et en partie supérieure une surface annulaire sensiblement plane adhérisée sur l'armature métallique précitée constituant un support formé d'une tôle ou analogue repliée vers l'extérieur de l'anneau. According to another embodiment, the elastomer ring comprises in the lower part two concentric lips bearing respectively on the aforementioned wall and on the facing surfaces of the edge of said wall and of the external periphery of the tubular element, and in upper part a substantially planar annular surface adhered to the aforementioned metal frame constituting a support formed of a sheet or the like folded towards the outside of the ring.
On précisera ici que le support précité comporte une partie extérieure moletée de préhension et une partie intérieure filetée en saillie vers l'intérieur de l'anneau et coopérant avec un filetage prévu autour d'une partie rétrécie de l'élément tubulaire. It will be specified here that the aforesaid support comprises a knurled external grip part and an internal threaded part projecting towards the inside of the ring and cooperating with a thread provided around a narrowed part of the tubular element.
Selon encore un autre mode de réalisation, l'anneau élastomère comporte en partie inférieure deux lèvres concentriques prenant respectivement appui sur la paroi et sur l'élément tubulaire et séparées par un prolongement de l'armature métallique noyée en majeure partie dans l'anneau élastomère, tandis que la partie supérieure de cet anneau élastomère comporte une troisième lèvre faisant saillie en direction de l'axe dudit anneau élastomère. According to yet another embodiment, the elastomer ring comprises in the lower part two concentric lips bearing respectively on the wall and on the tubular element and separated by an extension of the metal frame embedded mainly in the elastomer ring , while the upper part of this elastomer ring has a third lip projecting in the direction of the axis of said elastomer ring.
Selon une autre caractéristique de ce mode de réalisation, le prolongement précité est fileté pour coopérer par vissage avec l'élément tubulaire, tandis que la partie supérieure de l'anneau élastomère comporte une forme apte à permettre sa préhension et sa manoeuvre. According to another characteristic of this embodiment, the above-mentioned extension is threaded to cooperate by screwing with the tubular element, while the upper part of the elastomer ring has a shape capable of allowing it to be grasped and maneuvered.
Mais d'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront mieux dans la description détaillée qui suit et se refère aux dessins anexés, donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels
- les figures 1 à 3 illustrent en coupe axiale un premier mode de réalisation de joint d'étanchéité selon cette invention dans ses différentes phases de montage
- les figures 4 à 6 illustrent, en coupe axiale, un autre mode de réalisation de joint d'étanchéité conforme à l'invention, dans ses phases successives de montage entre puits de bougie et couvercle de culasse, comme dans le cas des figures 1 à 3
- la figure 7 illustre, en coupe axiale, encore un autre mode de réalisation de joint d'étanchéité conforme à l'invention ; et
- la figure 8 est une vue de dessus de ce joint, suivant la flèche VIII de la figure 7.However, other characteristics and advantages of the invention will appear better in the detailed description which follows and refers to the appended drawings, given solely by way of example and in which
- Figures 1 to 3 illustrate in axial section a first embodiment of a seal according to this invention in its various stages of assembly
- Figures 4 to 6 illustrate, in axial section, another embodiment of a seal according to the invention, in its successive stages of mounting between spark plug well and cylinder head cover, as in the case of Figures 1 at 3
- Figure 7 illustrates, in axial section, yet another embodiment of seal according to the invention; and
FIG. 8 is a top view of this seal, along arrow VIII of FIG. 7.
En se reportant aux dessins annexés, on voit qu'un joiht annulaire d'étanchéité selon l'invention permet de réaliser une jonction étanche entre un élément tubulaire 1 formant puits pour une bougie 2, et une paroi 3 traversée par l'élément tubulaire 1 et constituant un couvercle de culasse. Referring to the appended drawings, it can be seen that an annular sealing joiht according to the invention makes it possible to produce a sealed junction between a tubular element 1 forming a well for a spark plug 2, and a wall 3 traversed by the tubular element 1 and constituting a cylinder head cover.
D'une manière générale, ce joint annulaire se compose d'un anneau 4 en matériau élastosmère dont est solidaire une armature métallique 5 et qui comporte deux lèvres élastiquement déformables 6, 7 coopérant avec la paroi 3 et/ou l'élément tubulaire 1. In general, this annular seal consists of a ring 4 of elastosmeric material of which a metal frame 5 is integral and which comprises two elastically deformable lips 6, 7 cooperating with the wall 3 and / or the tubular element 1.
Suivant l'exemple de réalisation représenté sur les figures 1 à 3, l'anneau élastomère 4 présente en section transversale sensiblement la forme d'un U dont les deux branches forment les lèvres 6 et 7. According to the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, the elastomer ring 4 has in cross section substantially the shape of a U, the two branches of which form the lips 6 and 7.
L'armature métallique 5 est noyée dans l'anneau 4 et s'étend dans l'une 6 des branches du U, ainsi que dans la base 8 du U, comme on le voit bien sur les dessins. La base 8 du U prend appui sur la périphérie externe de l'élément tubulaire 1, tandis que les branches ou lèvres 6 et 7 coopèrent avec la paroi ou couvre-culasse 3, comme on l'expliquera plus-loin. The metal frame 5 is embedded in the ring 4 and extends in one 6 of the branches of the U, as well as in the base 8 of the U, as can be seen in the drawings. The base 8 of the U is supported on the outer periphery of the tubular element 1, while the branches or lips 6 and 7 cooperate with the wall or cylinder head cover 3, as will be explained below.
Il faut encore remarquer que la base 8 du U comporte une nervure ou analogue 9 définissant deux arêtes 10 constituant en quelque sorte deux zones circulaires d'appui sur le puits 1 de bougie 2, étant entendu qu'au montage du joint 1, la réaction est assurée par l'armature métallique 5. It should also be noted that the base 8 of the U has a rib or the like 9 defining two edges 10 constituting somehow two circular areas of support on the well 1 of spark plug 2, it being understood that when the seal 1 is mounted, the reaction is provided by the metal frame 5.
Pour effectuer le montage du joint, et comme on le voit bien sur les figures 1 à 3, on procède de la façon suivante. To perform the assembly of the seal, and as can be seen in Figures 1 to 3, we proceed as follows.
Tout d'abord, le puits 1 de bougie 2 étant installé, on positionne le couvercle 3 de culasse sur la culasse (non représentée). First of all, the spark plug well 1 2 being installed, the cylinder head cover 3 is positioned on the cylinder head (not shown).
Ensuite, on introduit le joint sur le puits de bougie 1, et on exerce une pression sur le joint comme matérialisé par la flèche F sur la figure 2. Ceci provoque l'encliquetage et le pinçage du joint par ses lèvres 6 et 7 sur le couvre-culasse 3, comme on le voit bien sur la figure 3. L'effet de pinçage est rendu possible par la réaction de la lèvre 7 sur le puits de bougie 1, de sorte que l'étanchéité est parfaitement assurée tant au niveau du puits de bougie 1 que du couvre-culasse 3. L'espace 11 visible sur la figure 3 et laissé entre le couvre-culasse 3 et le joint permet avantageusement d'absorber les défauts de concentricité entre le puits de bougie 1 et le couvercle de culasse 3. Then, the seal is introduced onto the spark plug well 1, and pressure is exerted on the seal as shown by the arrow F in FIG. 2. This causes the seal to snap into place and to be pinched by its lips 6 and 7 on the cylinder head cover 3, as can be seen in FIG. 3. The clamping effect is made possible by the reaction of the lip 7 on the spark plug well 1, so that the seal is perfectly ensured both at the level of the spark plug well 1 as the cylinder head cover 3. The space 11 visible in FIG. 3 and left between the cylinder head cover 3 and the gasket advantageously makes it possible to absorb the concentricity defects between the spark plug well 1 and the cover of cylinder head 3.
Dans le mode de réalisation visible sur les figures 4 à 6, l'anneau élastomère 4 comporte en partie inférieure, les deux lèvres 6 et 7 et en partie superieure une surface annulaire 12 sensiblement plane sur laquelle est adhérisée l'armature métallique 5. In the embodiment visible in FIGS. 4 to 6, the elastomer ring 4 comprises in the lower part, the two lips 6 and 7 and in the upper part an annular surface 12 substantially planar on which the metal frame 5 is adhered.
Cette armature forme ici un supp#ort extérieur constitué d'une tôle ou analogue repliée vers l'extérieur de l'anneau 4. This reinforcement here forms an external supp # ort consisting of a sheet or the like folded towards the outside of the ring 4.
Plus précisement, l'armature ou support 5 comporte une partie extérieure moletée 13 facilitant la préhension du support et une partie intérieure filetée 14 faisant saillie vers l'intérieur de l'anneau 4, comme on le voit bien sur la figure 4, c'est-à-dire allant au-delà de la lèvre 7. More precisely, the frame or support 5 has a knurled outer part 13 facilitating the gripping of the support and a threaded inner part 14 projecting towards the inside of the ring 4, as can be seen in FIG. 4, it i.e. going beyond the lip 7.
La partie intérieure filetée 14 du support ou armature 5 coopère avec un filetage 15 prévu autour de l'élément tubulaire ou puits de bougie 1, et plus précisement autour d'une partie rétrécie la de cet élément tubulaire 1. The internal threaded part 14 of the support or frame 5 cooperates with a thread 15 provided around the tubular element or spark plug well 1, and more precisely around a narrowed part 1a of this tubular element 1.
De cette façon, la lèvre 7 de l'anneau 4 est bien dégagée du filetage 15 et ne risque pas d'etre détériorée lors du montage du joint qui sera brièvement expliqué ci-après. In this way, the lip 7 of the ring 4 is well disengaged from the thread 15 and does not risk being damaged during the mounting of the seal which will be briefly explained below.
Le joint est saisi par l'armature ou support 5 qui forme en quelque sorte un bouton supérieur, et, comme on le voit sur les figures 5 et 6, on visse le support 5 sur le puits de bougie 1 pour réaliser une compression d'étanchéité sur le couvercle de culasse 3 et sur le puits de bougie 1. The joint is gripped by the frame or support 5 which forms a sort of upper button, and, as seen in FIGS. 5 and 6, the support 5 is screwed onto the spark plug well 1 to achieve compression of sealing on the cylinder head cover 3 and on the spark plug well 1.
Plus précisément, et comme on le voit bien sur la figure 6, la lèvre 6, la plus extérieure, est en appui d'étanchéité sur le couvre-culasse 3, tandis que la lèvre 7, la plus intérieure, est comprimée entre les surfaces en regard de la tranche du couvercle 3 et de la périphérie externe de l'élément tubulaire ou puits de bougie 1. More precisely, and as can be seen in FIG. 6, the outermost lip 6 is in sealing abutment on the cylinder head cover 3, while the innermost lip 7 is compressed between the surfaces opposite the edge of the cover 3 and the outer periphery of the tubular element or spark plug well 1.
En fin de serrage du joint, on comprend que l'armature métallique ou support 5 vissé sur le puits de bougie 1 forme en quelque sorte une butée mécanique de serrage. At the end of tightening the joint, it is understood that the metal frame or support 5 screwed onto the spark plug well 1 forms a sort of mechanical tightening stop.
Suivant le mode de réalisation illustré aux figures 7 et 8, l'anneau élastomère 4 comporte à sa partie inférieure les deux lèvres élastiquement déformables 6 et 7 prenant respectivement appui sur le couvre-culasse 3 et sur une partie rétrécie et non filetée lb du puits de bougie 1. According to the embodiment illustrated in FIGS. 7 and 8, the elastomer ring 4 has at its lower part the two elastically deformable lips 6 and 7 bearing respectively on the cylinder head cover 3 and on a narrowed and non-threaded part lb of the well candle 1.
Mais ici, l'armature métallique 5 est noyée en majeure partie dans l'anneau élastomère 4, et les lèvres 6 et 7 sont en quelque sorte séparées par un prolongement 16 vers le bas de l'armature métallique 5, lequel prolongement est fileté, comme montré en 17, pour coopérer par vissage avec l'élément tubulaire ou puits de bougie 1. But here, the metal frame 5 is embedded for the most part in the elastomer ring 4, and the lips 6 and 7 are somehow separated by a downward extension 16 of the metal frame 5, which extension is threaded, as shown in 17, to cooperate by screwing with the tubular element or spark plug well 1.
La partie supérieure de l'anneau élastomère 4 comporte une troisième lèvre annulaire 18 faisant saillie en direction de l'axe de l'élément tubulaire ou puits de bougie 1. The upper part of the elastomer ring 4 has a third annular lip 18 projecting in the direction of the axis of the tubular element or spark plug well 1.
Cette lèvre 18 coopère de façon étanche avec une gorge 19 ménagée dans une bague ou analogue 20 solidaire, par surmoulage par exemple, du fil 21 de bougie 2. This lip 18 cooperates in leaktight fashion with a groove 19 formed in a ring or the like 20 secured, for example by overmolding, of the spark plug wire 21.
Comme on le voit sur la figure 7, ce fil 21 est relié à la tête 22 de la bougie 2 au moyen d'un connecteur 23. As can be seen in FIG. 7, this wire 21 is connected to the head 22 of the spark plug 2 by means of a connector 23.
Ainsi, grâce à la lèvre 18, on réalise une bonne étanchéité du fil de bougie 21 aux poussières et aux fluides. Thus, thanks to the lip 18, good sealing of the spark plug wire 21 is carried out against dust and fluids.
En se reportant à la figure 8, on voit que la partie supérieure de l'anneau élastomère 4 du joint est ainsi conformée qu'elle permet une bonne préhension et une manoeuvre commode dudit joint. Referring to FIG. 8, it can be seen that the upper part of the elastomer ring 4 of the seal is so shaped that it allows good grip and convenient operation of said seal.
On remarquera ici que l'armature métallique 5 visible sur la figure 7 présente une forme d'épingle dont l'une des branches constitue le prolongement 16 ci-dessus mentionné, et dont l'autre branche 16a est dirigée vers la lèvre 18, tandis que la partie 16b repliée de l'épingle. est en partie noyée dans l'anneau élastomère 4 et en partie extérieure à cet anneau de façon à s'étendre extérieurement et autour de la lèvre 6. It will be noted here that the metal frame 5 visible in FIG. 7 has the shape of a pin, one of the branches of which constitutes the extension 16 mentioned above, and the other branch of which 16a is directed towards the lip 18, while as the folded part 16b of the pin. is partly embedded in the elastomer ring 4 and partly outside this ring so as to extend outside and around the lip 6.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. Of course, the invention is in no way limited to the embodiments described and illustrated which have been given only by way of example.
C'est dire que l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. This means that the invention includes all the technical equivalents of the means described as well as their combinations, if these are carried out according to the spirit.
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