FR2649773A1

FR2649773A1 - Captive seal

Info

Publication number: FR2649773A1
Application number: FR8909299A
Authority: FR
Inventors: Christian Dupuy
Original assignee: Jaeger SA
Current assignee: Jaeger SA
Priority date: 1989-07-11
Filing date: 1989-07-11
Publication date: 1991-01-18
Anticipated expiration: 2009-07-11
Also published as: FR2649773B1

Abstract

The seal 4 intended to provide sealing of an assembly by screwing between a male piece 1 and a female piece, interacts with a groove 13 provided on the male piece 1 in order to remain integral with this male piece 1 when the latter is not joined to the female piece. The profile of the groove 13 comprises two flanks 131, 132 which are inclined at substantially 45 DEG with respect to the axis 10 of the male piece and connected by a bottom 133 parallel to this axis. The diameter of the bottom of the groove is less than the diameter of the bottom of the screw threads. The seal is produced from a ductile metal and comprises a first annular lip 41 extending perpendicularly to the axis 10 and a second lip 42 which is deformed after the seal 4 is installed, so that its edge 421 opposite the said first lip 41 comes to interact with the bottom 133 of the groove 13. The invention applies particularly in the field of motor vehicles for mounting a gauge to a casing.

Description

La présente invention a pour objet un joint destiné à assurer l'étanchéité d'un assemblage par vissage entre une pièce mâle et une pièce femelle, et qui coopère avec une gorge prévue sur la dite pièce mâle pour rester solidaire de ladite pièce mâle lorsque celle-ci n'est pas assemblée à ladite pièce femelle.The present invention relates to a seal intended to ensure the tightness of an assembly by screwing between a male part and a female part, and which cooperates with a groove provided on said male part to remain integral with said male part when that -this is not assembled to said female part.

L'invention s'applique notamment dans le domaine automobile, pour le montage des jauges de mesure de la température ou de la pression, par exemple, sur le carter du moteur d'un véhicule. En général, la jauge est pourvue d'une partie mâle filetée, qui est vissée dans un orifice taraudé prévu dans une paroi du carter. Pour assurer l'étanchéité de l'assemblage, un joint d'étanchéité est disposé à la base de la partie mâle filetée, contre un épaulement de cette partie mâle, de façon à se trouver, après montage, comprimé entre cet épaulement et la paroi dans laquelle est pratiqué l'orifice.The invention is particularly applicable in the automotive field, for mounting the gauges for measuring temperature or pressure, for example, on the crankcase of a vehicle engine. In general, the gauge is provided with a threaded male part, which is screwed into a threaded orifice provided in a wall of the casing. To ensure the tightness of the assembly, a seal is placed at the base of the threaded male part, against a shoulder of this male part, so as to be, after assembly, compressed between this shoulder and the wall. in which the hole is made.

Pour faciliter le montage de telles jauges, il est commode que celles-ci soient livrées au monteur avec le joint déjà disposé sur la partie mâle et rendu solidaire de celle-ci, de façon à ce que le monteur n'ait qu'à visser la jauge dans l'orifice, sans avoir à se préoccuper de mettre le joint en place. Un tel joint est dit imperdable.To facilitate the mounting of such gauges, it is convenient that they are delivered to the fitter with the seal already placed on the male part and made integral with the latter, so that the fitter need only screw the gauge in the hole, without having to worry about putting the seal in place. Such a seal is said to be captive.

On connatt déjà des joints imperdables du type défini cidessus, utilisés en particulier pour les bougies d'allumage. Ces joints souffrent cependant du fait qu'ils ont tendance à ne pas rester solidaires de la gorge avec laquelle ils devraient coopérer, et à venir ainsi chevaucher les filets de la partie filetée de la bougie, notamment lorsque celle-ci est manipulée sans précautions avant montage. Or, lorsque le joint chevauche les filets, il a tendance à s'accrocher dans ceux-ci, ce qui risque de l'endommager et aussi de perturber le montage. We already know captive seals of the type defined above, used in particular for spark plugs. These seals suffer however from the fact that they tend not to remain integral with the groove with which they should cooperate, and thus overlap the threads of the threaded part of the spark plug, in particular when the latter is handled without precautions before mounting. However, when the seal overlaps the threads, it tends to catch on them, which risks damaging it and also disturbing the assembly.

Avec ces joints connus, il est donc nécessaire de prendre des précautions, soit pour manipuler les pièces entre le moment où le joint imperdable a été mis en place et le moment de l'assemblage proprement dit, soit lors de cet assemblage pour vérifier que le joint n'a pas pris une mauvaise position, et, le cas échéant, le remettre en place.With these known seals, it is therefore necessary to take precautions, either to handle the parts between the moment when the captive seal has been put in place and the moment of the assembly itself, or during this assembly to verify that the seal has not taken a wrong position, and, if necessary, reinstall it.

Pour éviter ces inconvénients, on peut prévoir un joint dont le diamètre est, après installation sur la partie mâle filetée, assez faible pour que tout risque de le voir chevaucher les filets se trouve écarté. Toutefois, ceci implique la réalisation d'une gorge de diamètre relativement faible et d'un encombrement non négligeable dans la direction de l'axe de la partie mâle filetée. Or le faible diamètre de la gorge fragilise la partie mâle qui, dans le cas des jauges, est déjà fragile du fait qu'elle est creuse, parce qu'elle sert au logement soit d'un capteur, soit d'un canal de communication entre le volume intérieur du carter et le capteur situé à l'extérieur de ce volume.Par ailleurs, l'encombrement dans la direction axiale a pour conséquence une réduction du nombre de filets de la partie filetée qui coopèrent avec ceux de l'orifice taraudé, tout au moins dans le cas fréquent où l'épaisseur de la paroi est limitée. Ainsi, il apparait que l'utilisation, pour les jauges notamment, des joints et gorges connus pour les bougies d'allumage conduit soit à un risque de chevauchement des filets par le joint, soit à une fragilisation de la partie mâle de la jauge et à une moins bonne qualité et solidité de l'assemblage.To avoid these drawbacks, a seal can be provided, the diameter of which is, after installation on the threaded male part, small enough so that any risk of it overlapping the threads is eliminated. However, this implies the production of a groove of relatively small diameter and a non-negligible bulk in the direction of the axis of the threaded male part. However, the small diameter of the groove weakens the male part which, in the case of gauges, is already fragile because it is hollow, because it is used to house either a sensor or a communication channel between the interior volume of the housing and the sensor located outside this volume. Furthermore, the bulk in the axial direction results in a reduction in the number of threads of the threaded part which cooperate with those of the threaded orifice , at least in the frequent case where the thickness of the wall is limited. Thus, it appears that the use, for the gauges in particular, of the seals and grooves known for the spark plugs leads either to a risk of overlapping of the threads by the seal, or to weakening of the male part of the gauge and lower quality and solidity of the assembly.

La présente invention vise à pallier les inconvénients précédents.The present invention aims to overcome the above drawbacks.

A cet effet, elle a pour objet un joint du type défini cidessus, caractérisé par le fait que le profil de la gorge comprend deux flancs inclinés à sensiblement 450 par rapport à l'axe de la pièce mâle et raccordés par un fond parallèle audit axe, le diamètre du fond de la gorge est inférieur au diamètre du fond des filets, ledit joint est réalisé dans un métal ductile et il comprend une première lèvre annulaire s'étendant perpendiculairement audit axe et une deuxième lèvre agencée pour être déformée après mise en place du joint afin que sa tranche opposée à la ladite première lèvre vienne coopérer -avec le fond de la gorge.To this end, it relates to a joint of the type defined above, characterized in that the profile of the groove comprises two sides inclined at substantially 450 relative to the axis of the male part and connected by a bottom parallel to said axis , the diameter of the bottom of the groove is less than the diameter of the bottom of the threads, said seal is made of a ductile metal and it comprises a first annular lip extending perpendicular to said axis and a second lip arranged to be deformed after placement of the seal so that its edge opposite to said first lip comes to cooperate with the bottom of the groove.

Le joint de l'invention, du fait qu'il est pourvu d'une lèvre qui coopère avec le fond de la gorge après déformation, ne peut pratiquement pas se déplacer radialement. Comme le diamètre intérieur de cette lèvre est sensiblement égal à celui du fond de la gorge, c'est à dire inférieur à celui du fond des filets, tout chevauchement des filets par le joint implique un élargissement de celuici. Or un tel élargissement ne pourrait se produire que sous l'effet des contraintes crées par l'inclinaison des flancs lors d'un glissement axial du joint. Or la valeur relativement élevée de cette inclinaison, sensiblement égale à 450 rend pratiquement impossible une telle éventualité. Néanmoins, cette valeur de 450 permet de donner à la gorge un volume suffisant pour autoriser le déplacement de la deuxième lèvre au cours de sa déformation.The seal of the invention, due to the fact that it is provided with a lip which cooperates with the bottom of the groove after deformation, cannot practically move radially. As the internal diameter of this lip is substantially equal to that of the bottom of the groove, that is to say less than that of the bottom of the threads, any overlapping of the threads by the seal implies a widening of this. However, such an enlargement could only occur under the effect of the stresses created by the inclination of the sides during an axial sliding of the joint. However, the relatively high value of this inclination, substantially equal to 450, makes such an eventuality practically impossible. However, this value of 450 makes it possible to give the throat sufficient volume to allow the displacement of the second lip during its deformation.

Dans une première forme de réalisation, la deuxième lèvre est raccordée à la périphérie extérieure de la première lèvre, elle est de forme tronconique avant déformation et s'étend parallèlement à la première lèvre après déformation.In a first embodiment, the second lip is connected to the outer periphery of the first lip, it is of frustoconical shape before deformation and extends parallel to the first lip after deformation.

Dans ce cas le joint est relativement facile à réaliser.In this case the joint is relatively easy to make.

Dans une deuxième forme de réalisation, la deuxième lèvre est raccordée à la périphérie intérieure de la première lèvre, elle a la forme d'un cylindre circulaire avant déformation, et prend une forme tronconique s'appuyant sur un flanc de la gorge après déformation. In a second embodiment, the second lip is connected to the inner periphery of the first lip, it has the shape of a circular cylinder before deformation, and takes a frustoconical shape resting on a side of the groove after deformation.

Dans ce cas, l'opération de déformation de la deuxième lèvre est particulièrement simple à réaliser.In this case, the deformation operation of the second lip is particularly simple to perform.

Avantageusement, il est alors prévu, à la périphérie extérieure de la première lèvre, un bourrelet de forme torique, destiné à être écrasé lors du montage de la pièce mâle sur la pièce femelle.Advantageously, there is then provided, at the outer periphery of the first lip, a bead of toroidal shape, intended to be crushed during the mounting of the male part on the female part.

Dans ce cas, l'étanchéité est particulièrement bonne.In this case, the seal is particularly good.

La présente invention sera mieux comprise grâce à la description suivante de deux formes de réalisation préférées du joint de l'invention, faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 représente une première forme de réalisation du joint de l'invention, lors de sa mise en place avant pré-écrasement, - la figure 2 représente le joint de la figure 1 après préécrasement, - la figure 3 représente le joint de la figure 1 après écrasement total lors de l'assemblage des pièces dont il assure l'étanchéité, - la figure 4 représente une deuxième forme de réalisation du joint de l'invention, lors de sa mise en place avant pré-écrasement, - la figure 5 représente le joint de la figure 4 après préécrasement, et, - la figure 6 représente le joint de la figure 4 après écrasement total lors de l'assemblage des pièces dont il assure l'étanchéité. The present invention will be better understood from the following description of two preferred embodiments of the seal of the invention, made with reference to the accompanying drawings, in which: - Figure 1 shows a first embodiment of the seal of the invention, when it is put in place before pre-crushing, - FIG. 2 represents the joint of FIG. 1 after pre-crushing, - FIG. 3 represents the joint of FIG. 1 after total crushing during the assembly of the parts of which it seals, - Figure 4 shows a second embodiment of the seal of the invention, when it is put in place before pre-crushing, - Figure 5 shows the seal of Figure 4 after pre-crushing, and, - Figure 6 shows the joint of Figure 4 after total crushing during assembly of the parts which it seals.

En se référant aux figures 1 à 3, un joint permettant d'assurer l'étanchéité de l'assemblage d'une jauge de mesure de température ou de pression sur le carter du moteur d'une automobile est maintenant décrit.With reference to FIGS. 1 to 3, a seal making it possible to seal the assembly of a temperature or pressure measurement gauge on the crankcase of an automobile engine is now described.

Sur les figures, seule une partie mâle 1 dont est pourvue la jauge en vue de cet assemblage a été représentée. Cette partie mâle 1, cylindrique et pourvue d'un filetage 12, est destinée à être vissée dans une partie femelle, en l'occurrence un orifice taraudé 2 prévu dans la paroi 3 du carter, comme cela est plus particulièrement représenté sur la figure 3.In the figures, only a male part 1 which is provided with the gauge for this assembly has been shown. This male part 1, cylindrical and provided with a thread 12, is intended to be screwed into a female part, in this case a threaded orifice 2 provided in the wall 3 of the casing, as is more particularly shown in FIG. 3 .

La partie mâle 1 est pourvue d'un épaulement Il destiné notamment à écraser le joint d'étanchéité 4 contre la paroi 3. Au voisinage de l'épaulement 11, il est prévu une gorge annulaire 13 avec laquelle le joint 4 est destiné à coopérer pour rester solidaire de la partie mâle 1, même lorsque celle-ci n'est pas vissée dans l'orifice 2.The male part 1 is provided with a shoulder II intended in particular to crush the seal 4 against the wall 3. In the vicinity of the shoulder 11, an annular groove 13 is provided with which the seal 4 is intended to cooperate to remain integral with the male part 1, even when the latter is not screwed into the orifice 2.

Le profil de la gorge 13 comprend deux flancs 131 et 132 inclinés à sensiblement 450 par rapport à l'axe 10 de la partie 1, et raccordés par un fond 133 parallèle à l'axe 10. Ainsi la surface du fond 133 de la gorge est un cylindre circulaire, tandis que les flancs 131 et 132 sont de forme tronconique. Par sensiblement 450, il faut entendre ici compris entre 450 et 500. The profile of the groove 13 comprises two sides 131 and 132 inclined at substantially 450 relative to the axis 10 of the part 1, and connected by a bottom 133 parallel to the axis 10. Thus the surface of the bottom 133 of the groove is a circular cylinder, while the sides 131 and 132 are of frustoconical shape. By substantially 450, it should be understood here to be between 450 and 500.

Le diamètre du fond 133 de la gorge est inférieur au diamètre du fond des filets du filetage 12. Le flanc 131 s'étend depuis l'épaulement 11, son diamètre le plus grand, voisin de celui du diamètre extérieur du filetage 12, étant du côté de l'épaulement 11, et son diamètre le plus faible étant du c6té du fond 133 de la gorge. Le flanc 132 a son diamètre le plus faible du côté du fond 133 de la gorge, tandis que son diamètre le plus grand est du côté du filetage 12. The diameter of the bottom 133 of the groove is less than the diameter of the bottom of the threads of the thread 12. The flank 131 extends from the shoulder 11, its largest diameter, close to that of the outside diameter of the thread 12, being of the side of the shoulder 11, and its smallest diameter being on the side of the bottom 133 of the groove. The flank 132 has its smallest diameter on the side of the bottom 133 of the groove, while its largest diameter is on the side of the thread 12.

Le joint 4 est réalisé dans un métal ductile non élastique, tel que du cuivre, du laiton, ou du zinc, et il comprend une première lèvre annulaire 41 qui s'étend perpendiculairement à l'axe 10, et une deuxième lèvre 42, ici raccordée à la périphérie extérieure de la première lèvre 41 et qui est de forme tronconique lors de la mise en place du joint 4 sur la partie 1. Le diamètre intérieur de chacune des deux lèvres 41 et 42 est sensiblement le même, et très légèrement supérieur au diamètre extérieur du filetage 12, de façon à permettre la mise en place du joint 4 autour de la gorge 13 par un simple enfilement du joint sur la partie 1.The seal 4 is made of a non-elastic ductile metal, such as copper, brass, or zinc, and it comprises a first annular lip 41 which extends perpendicular to the axis 10, and a second lip 42, here connected to the outer periphery of the first lip 41 and which is of frustoconical shape when the seal 4 is placed on the part 1. The inside diameter of each of the two lips 41 and 42 is substantially the same, and very slightly greater the outside diameter of the thread 12, so as to allow the seal 4 to be placed around the groove 13 by a simple threading of the seal on the part 1.

Ensuite, et comme le montrent les figures 1 et 2, à l'aide d'un outil 5 de pré-écrasement du joint 4, outil comprenant principalement un manchon 51 coulissant à l'intérieur d'un alésage 52 de diamètre sensiblement égal au diamètre extérieur du joint 4, on fait subir à la deuxième lèvre 42 une déformation de façon à ce qu'elle s'étende, après déformation, parallèlement à la première lèvre 41, c'est à dire perpendiculairement à l'axe 10. A cet effet, l'extrémité libre de l'alésage 52 est disposée autour du joint 4, et le manchon 51 est poussé vers le joint 4, comme l'indiquent les flèches de la figure 2.Le joint 4 est de dimensions telles que la tranche 421 opposée à la première lèvre 41 vient coopérer avec le fond 133 de la gorge, c'est à dire que le diamètre intérieur de cette tranche 421 est, après déformation, pratiquement égal au diamètre du fond 133 de la gorge.Then, and as shown in FIGS. 1 and 2, using a tool 5 for pre-crushing the seal 4, a tool mainly comprising a sleeve 51 sliding inside a bore 52 of diameter substantially equal to outer diameter of the seal 4, the second lip 42 is subjected to a deformation so that it extends, after deformation, parallel to the first lip 41, that is to say perpendicular to the axis 10. A for this purpose, the free end of the bore 52 is disposed around the seal 4, and the sleeve 51 is pushed towards the seal 4, as indicated by the arrows in FIG. 2. The seal 4 is of dimensions such that the edge 421 opposite the first lip 41 cooperates with the bottom 133 of the groove, that is to say that the internal diameter of this edge 421 is, after deformation, practically equal to the diameter of the bottom 133 of the groove.

Naturellement, le diamètre intérieur du manchon 51 est supérieur au diamètre extérieur du filetage 12, et son extrémité comprend une portion biseautée 511 pour faciliter la déformation de la lèvre 42.Naturally, the inside diameter of the sleeve 51 is greater than the outside diameter of the thread 12, and its end includes a bevelled portion 511 to facilitate the deformation of the lip 42.

Comme cela apparaît plus particulièrement sur la figure 1, la dimension, dans la direction de l'axe 10, du fond 133 de la gorge est telle que le joint 4 peut être pré-écrasé sans que le flanc 132 ne fasse obstacle au déplacement de la lèvre 42 lors de sa déformation. Grâce à l'inclinaison des flancs à 45 , ceci conduit à un encombrement axial minimal de la gorge 13.As appears more particularly in FIG. 1, the dimension, in the direction of the axis 10, of the bottom 133 of the groove is such that the seal 4 can be pre-crushed without the flank 132 obstructing the movement of the lip 42 during its deformation. Thanks to the inclination of the flanks at 45, this leads to a minimum axial size of the groove 13.

Le joint 4 est alors monté sur la partie 1 de la jauge de façon imperdable, quelles que soient les manipulations que l'on fait subir à celle ci.The seal 4 is then mounted on the part 1 of the gauge in a captive manner, whatever the manipulations that are made to it.

Lorsque la jauge est par la suite montée sur le carter, le vissage de la partie 1 dans l'orifice 2 provoque l'écrasement total du joint 4, une bonne étanchéité étant assurée par l'écrasement de la partie repliée qui représente la jonction entre les lèvres 41 et 42.When the gauge is subsequently mounted on the casing, the screwing of the part 1 in the orifice 2 causes the seal 4 to be completely crushed, good sealing being ensured by the crushing of the folded part which represents the junction between lips 41 and 42.

Sur les figures 4 à 6, on a représenté une deuxième forme de réalisation du joint de l'invention. Sur ces figures les éléments analogues à ceux déjà décrits portent les mêmes chiffres de référence.In Figures 4 to 6, there is shown a second embodiment of the seal of the invention. In these figures, elements similar to those already described bear the same reference numbers.

Dans cette deuxième forme de réalisation, le joint, portant maintenant la référence 4', comprend une première lèvre annulaire41' et une deuxième lèvre 42'. La première lèvre 41' s'étend, comme précédemment la première lèvre 41, dans un plan perpendiculaire à l'axe 10. La deuxième lèvre 42'est raccordée à la périphérie intérieure de la première lèvre 41', et comme le montre la figure 4, elle a, avant déformation, la forme d'un cylindre circulaire. De plus, il est prévu, à la périphérie extérieure de la lèvre 41', un bourrelet 43' de forme sensiblement torique.In this second embodiment, the seal, now bearing the reference 4 ', comprises a first annular lip 41' and a second lip 42 '. The first lip 41 'extends, as previously the first lip 41, in a plane perpendicular to the axis 10. The second lip 42 is connected to the inner periphery of the first lip 41', and as shown in the figure 4, it has, before deformation, the shape of a circular cylinder. In addition, there is provided, at the outer periphery of the lip 41 ′, a bead 43 ′ of substantially toroidal shape.

Comme le montre la figure 5, le joint 4' est pré-écrasé avec un outil 5' du même type que l'outil 5, mais néanmoins plus simple, puisqu'il comporte un unique manchon dont l'extrémité 5' se termine par un biseau 511'. Le manchon 5' se trouve en fait guidé par la deuxième lèvre 42' elle-même lors de sa déformation. En effet, au cours de cette opération, la deuxième lèvre 42' prend une forme tronconique s'appuyant sur le flanc 131 de la gorge, jusqu'à ce que sa tranche 421' opposée à la première lèvre 41' vienne coopérer avec le fond 133 de la gorge. As shown in Figure 5, the joint 4 'is pre-crushed with a tool 5' of the same type as the tool 5, but nevertheless simpler, since it comprises a single sleeve whose end 5 'ends in a 511 'bevel. The sleeve 5 'is in fact guided by the second lip 42' itself during its deformation. Indeed, during this operation, the second lip 42 'takes a frustoconical shape pressing on the side 131 of the groove, until its edge 421' opposite the first lip 41 'comes to cooperate with the bottom 133 of the throat.

La figure 6 montre l'écrasement total du joint 4' lors du montage de la jauge. Il apparaît que le bourrelet 43' assure alors une excellente étanchéité. Figure 6 shows the total crushing of the seal 4 'during the mounting of the gauge. It appears that the bead 43 ′ then provides an excellent seal.

Claims

1. Joint (4; 4 ') intended to ensure the tightness of an assembly by screwing between a male part (1) and a female part (3), and which cooperates with a groove (13) provided on said part male (1) to remain integral with said male part (1) when the latter is not assembled with said female part (3), characterized in that the profile of the groove (13) comprises two sides (131, 132; 131 ', 132') inclined at substantially 45 ° relative to the axis (10) of the male part (1) and connected by a bottom (133) parallel to said axis (10), the diameter of the bottom (133) of the groove (13) is less than the diameter of the bottom of the threads, said seal (4; 4 ') is made of a ductile metal and it comprises a first annular lip (41; 41') extending perpendicular to said axis (10 ) and a second lip (42; 42 ') arranged to be deformed after fitting the seal (4; 4') so that its edge (421; 421 ') opposite to said first lip (41; 41') come to cooperate with the bottom (133) of the groove (13).

2. Joint (4) according to claim 1, in which the second lip (42) is connected to the outer periphery of the first lip (41), is of frustoconical shape before deformation and extends parallel to the first lip (41 ) after deformation.

3. Joint (4 ') according to claim 1, wherein the second lip (42') is connected to the inner periphery of the first lip (41 '), has the shape of a circular cylinder before deformation and takes a form frustoconical bearing on a side (131) of the groove (13) after deformation.

4. Joint according to claim 3, wherein there is provided, at the outer periphery of the first lip (41 '), a bead (43') of toric shape, intended to be crushed during the mounting of the male part (1 ) on the female part (3).