FR2667358A1 - DOUBLE CRIMPED HEAD GASKET. - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention a pour objet un joint de culasse à sertissures multiples.The present invention relates to a cylinder head gasket with multiple crimps.
Les joints de culasse des moteurs à combustion internes sont soumis à des conditions de travail de plus en plus dures et l'industrie qui les utilise, essentiellement l'industrie automobile, requiert des durées de fonctionnement de plus en plus longues. Le recours à des matériaux de substitution à l'amiante a amené également l'industrie des joints de culasse à reconsidérer la conception des joints.The head gaskets of internal combustion engines are subject to increasingly harsh working conditions and the industry which uses them, mainly the automobile industry, requires increasingly long operating times. The use of alternative materials to asbestos has also led the cylinder head gaskets industry to reconsider the design of gaskets.
Un joint de culasse connu comprend une garniture de matériau élasto-plastique, constituée d'au moins une plaque à base de fibres, de charges et de liants, généralement renforcée par une trame métallique médiane. Cette garniture assure l'étanchéité entre les plans de la culasse et du bloc, elle est découpée au droit des alésages des cylindres et comprend des sertissures métalliques montées autour de ces découpes. Ces sertissures protègent la plaque en matériau des gaz de la chambre de combustion proprement dite. Elles renforcent également l'étanchéité des chambres de combustion.A known cylinder head gasket comprises a lining of elastoplastic material, consisting of at least one plate based on fibers, fillers and binders, generally reinforced by a central metal frame. This gasket provides sealing between the planes of the cylinder head and the block, it is cut to the right of the bores of the cylinders and includes metal crimps mounted around these cutouts. These crimps protect the material plate from the gases of the combustion chamber proper. They also strengthen the tightness of the combustion chambers.
I1 subsiste néanmoins un problème qui concerne le renforcement local au gaz d'un joint de culasse à la périphérie d'un cylindre. Ce problème est rendu délicat par le fait qu'un joint est une combinaison de différents éléments entre eux qui permet d'obtenir un équilibre notamment du point de vue de la densité. I1 nevertheless remains a problem which concerns the local reinforcement with gas of a cylinder head gasket at the periphery of a cylinder. This problem is made delicate by the fact that a joint is a combination of different elements between them which makes it possible to obtain a balance in particular from the point of view of density.
En effet un joint de culasse doit être équilibré c'est à dire que la densité doit être suffisamment élevée notamment sous la sertissure pour que la charge soit suffisante lors du serrage de façon à assurer lvétanchéité aux gaz. La densité est notam ment fonction de l'épaisseur du métal de sertissage. Par contre, il faut une densité plus basse en dehors de la zone de sertissage de façon que le joint puisse suivre les différentes dilatations.Indeed, a cylinder head gasket must be balanced, that is to say that the density must be sufficiently high, in particular under the crimp, so that the load is sufficient during tightening so as to ensure gas tightness. The density is notably a function of the thickness of the crimping metal. On the other hand, a lower density is needed outside the crimping area so that the seal can follow the different expansions.
Une contrainte est imposée à la sertissure par la construction de la culasse elle-même et de ses défauts, si bien que la sertissure doit combler ces défauts.A stress is imposed on the crimp by the construction of the cylinder head itself and of its defects, so that the crimp must fill these defects.
Dans ce cas, il faut modifier l'épaisseur et la forme de la sertissure mais cette solution conduit à augmenter le coût du Joint. Ce cotit croit de même si l'on augmente l'épaisseur totale du matériau élasto-plastique avec le risque supplémentaire d'augmenter la relaxation.In this case, it is necessary to modify the thickness and the shape of the crimp, but this solution leads to increasing the cost of the joint. This cotit increases in the same way if the total thickness of the elastoplastic material is increased with the additional risk of increasing relaxation.
L'invention pallie ces inconvénients et propose un joint de culasse à double sertissure, qui assure le renforcement mécanique et thermique d'une zone particulière, qui assure une double barrière parefeu, qui conserve l'équilibrage des densités, qui permet d'augmenter la raideur très localement sans perturber l'équilibrage du joint, qui peut abaisser le coût par diminution de la quantité de matériau noble à utiliser, qui limite les erreurs de fabrication par mise en place simultanée de deux sertissures "normales".The invention overcomes these drawbacks and proposes a cylinder head gasket with double crimping, which provides the mechanical and thermal reinforcement of a particular zone, which provides a double fire barrier, which maintains the balancing of densities, which makes it possible to increase the stiffness very locally without disturbing the balancing of the joint, which can lower the cost by reducing the quantity of noble material to be used, which limits manufacturing errors by simultaneous installation of two "normal" crimps.
Dans ce but, le joint de culasse pour moteur à combustion interne selon l'invention comprend une garniture en matériau élasto-plastique constituée notamment de fibres, de charges et de liants, renforcée dans son plan médian par une armature métallique, des alésages au droit des cylindres et une sertissure métallique sertie sur les bords de ces alésages qui se caractérise en ce que cette sertissure comprend une première sertissure à profil sen siblement en Ç et au moins une deuxième sertissure indépendante interposée entre la première sertissure et la plaque en matériau élasto-plastique.To this end, the cylinder head gasket for an internal combustion engine according to the invention comprises a gasket made of elastoplastic material made up in particular of fibers, fillers and binders, reinforced in its median plane by a metal frame, bores at right cylinders and a metallic crimp crimped on the edges of these bores which is characterized in that this crimp comprises a first crimp with profile substantially in Ç and at least a second independent crimp interposed between the first crimp and the plate of elastic material plastic.
Selon une autre caractéristique de l'invention les première et seconde sertissures ont chacune une épaisseur constante.According to another characteristic of the invention, the first and second crimps each have a constant thickness.
Selon une caractéristique particulière de lînven- tion la seconde sertissure a une aile détourée identique à celle de la première sertissure et une aile relevée de dimension variable en fonction de la position de la zone à renforcer.According to a particular characteristic of the invention, the second crimp has a contoured wing identical to that of the first crimp and a raised wing of variable size depending on the position of the zone to be reinforced.
Selon un mode de réalisation particulier de l'in- vent ion la première sertissure a une épaisseur diminuée par rapport à une sertissure unique de façon que le joint conserve sa densité.According to a particular embodiment of the invention, the first crimp has a reduced thickness compared to a single crimp so that the seal retains its density.
La première et la seconde sertissures peuvent également être réalisées dans deux métaux différents.The first and second crimps can also be made in two different metals.
De plus la seconde sertissure est centrée sur la première et elles sont serties simultanément.In addition, the second crimp is centered on the first and they are crimped simultaneously.
Selon une caractéristique particulière les ailes de la seconde sertissure sont jointives au droit de la zone inter-cylindres.According to a particular characteristic, the wings of the second crimp are contiguous to the right of the inter-cylinder zone.
L'invention est décrite ci-après selon un mode de réalisation particulier en regard des dessins annexés sur lesquels les figures représentent: - la figure 1, une vue éclatée en perspective d'une portion du joint de culasse selon l'invention, - la figure 2, une vue de dessus d'une seconde sertissure avec renfort localisé, avant sertissage, - la figure 3, une vue de dessus d'une première et seconde sertissures avec renfort localisé après sertissage, - la figure 4, une vue en coupe selon la ligne 4-4 de la figure 3, - la figure 5, une vue en coupe selon la ligne 5-5 de la figure 3, - la figure 6, une vue de dessus d'une seconde sertissure avec renfort à l'inter-cylindres, avant sertissage, - la figure 7, une vue de dessus dwune première et seconde sertissures avec renfort inter-cylindres, après sertissage, - la figure 8, une vue en coupe selon la ligne 8-8 de la figure 7, - la figure 9, une vue en coupe selon la ligne 9-9 de la figure 7, - la figure 10, une vue de dessus d'une seconde sertissure dans le cas d'un moteur avec pré-chambre de combustion, avant sertissage, - la figure 11, une vue de dessus d'une première et d'une seconde sertissures dans le cas d'un moteur avec pré-chambre de combustion, après sertissage, - la figure 12, une vue en coupe selon la ligne 1212 de la figure 11, et - la figure 13, une vue en coupe selon la ligne 13-13 de la figure il
La figure 1 représente une partie d'une plaque 10 d'un joint de culasse pour moteur à combustion interne, une première sertissure 12 et une seconde sertissure 14 avant sertissage.Cette plaque comprend des alésages 16 au droit des cylindres et des alésages 18, de plus petit diamètre pour la circulation des fluides et le passage des vis.The invention is described below according to a particular embodiment with reference to the accompanying drawings in which the figures represent: - Figure 1, an exploded perspective view of a portion of the cylinder head gasket according to the invention, - the Figure 2, a top view of a second crimp with localized reinforcement, before crimping, - Figure 3, a top view of a first and second crimp with localized reinforcement after crimping, - Figure 4, a sectional view according to line 4-4 of Figure 3, - Figure 5, a sectional view along line 5-5 of Figure 3, - Figure 6, a top view of a second crimp with reinforcement to the inter-cylinder, before crimping, - Figure 7, a top view of a first and second crimp with inter-cylinder reinforcement, after crimping, - Figure 8, a sectional view along line 8-8 of Figure 7, - Figure 9, a sectional view along line 9-9 of Figure 7, - Figure 10, a top view of u second crimping in the case of an engine with pre-combustion chamber, before crimping, - Figure 11, a top view of a first and a second crimping in the case of an engine with pre-chamber combustion, after crimping, - Figure 12, a sectional view along line 1212 of Figure 11, and - Figure 13, a sectional view along line 13-13 of Figure il
FIG. 1 represents a part of a plate 10 of a cylinder head gasket for an internal combustion engine, a first crimp 12 and a second crimp 14 before crimping. This plate comprises bores 16 in line with the cylinders and bores 18, of smaller diameter for the circulation of fluids and the passage of screws.
La plaque 10 est constituée de fibres, de charges et de liants. Elle est renforcée par une armature métallique 20 disposée dans le plan médian de la plaque.The plate 10 consists of fibers, fillers and binders. It is reinforced by a metal frame 20 arranged in the median plane of the plate.
La première sertissure 12 est réalisée par découpe d'un anneau dans une feuille de métal, généralement de l'acier, qui subit une première déformation qui consiste à relever l'aile 22 intérieure du profil découpé par rapport à l'aile détourée 24. L'aile relevée se trouve perpendiculaire à la plaque lorsque l'aile détourée est parallèle à cette plaque. Le diamètre de la première sertissure, à l'extérieur de l'aile relevée, est légèrement inférieur au diamètre des alésages ménagés dans la plaque au droit des cylindres.The first crimp 12 is produced by cutting a ring from a sheet of metal, generally steel, which undergoes a first deformation which consists in raising the inner wing 22 from the cut profile with respect to the contoured wing 24. The raised wing is perpendicular to the plate when the contoured wing is parallel to this plate. The diameter of the first crimp, on the outside of the raised wing, is slightly less than the diameter of the bores made in the plate to the right of the cylinders.
La seconde sertissure a un diamètre intérieur légèrement supérieur au diamètre extérieur de la première sertissure de façon que son aile relevée 25 puisse s'embolter à l'extérieur de la première sertissure. La seconde sertissure est donc automatiquement centrée sur la première. Le diamètre extérieur de l'aile relevée de la seconde sertissure est légèrement inférieur au diamètre de l'alé- sage 16 ménagé dans la plaque 10. L'aile détourée 27 de la seconde sertissure est identique à l'aile détourée de la première sertissure.The second crimp has an inside diameter slightly greater than the outside diameter of the first crimp so that its raised wing 25 can embolish itself outside the first crimp. The second setting is therefore automatically centered on the first. The outer diameter of the raised wing of the second crimp is slightly smaller than the diameter of the bore 16 formed in the plate 10. The contoured wing 27 of the second crimp is identical to the contoured wing of the first crimp .
Chaque sertissure est réalisée dans une feuille d'épaisseur constante.Each setting is made in a sheet of constant thickness.
Sur la figure 2, on a représenté une seconde sertissure 26 après découpe dans la feuille de métal de base. Cette seconde sertissure comprend une découpe sensiblement en forme de huit avec une partie intermédiaire qui correspond à la zone inter-cylindres et deux anneaux qui correspondent aux cylindres. In Figure 2, there is shown a second crimp 26 after cutting from the base metal sheet. This second crimp comprises a substantially eight-shaped cutout with an intermediate part which corresponds to the inter-cylinder zone and two rings which correspond to the cylinders.
Lorsque le moteur correspondant comprend une zone sensible pour laquelle il convient de renforcer le joint de culasse, la seconde sertissure est munie lors de la découpe d'une surface supplémentaire de métal ou renfort 28 de façon que ce renfort vienne au droit de la zone sensible après sertissage.When the corresponding engine includes a sensitive zone for which the cylinder head gasket should be reinforced, the second crimp is provided when cutting an additional surface of metal or reinforcement 28 so that this reinforcement comes in line with the sensitive zone after crimping.
La figure 3 représente cette position après sertissage des première et seconde sertissures.FIG. 3 represents this position after crimping of the first and second crimps.
Le renfort 28 est représenté en trait discontinu ainsi que la seconde sertissure tandis que la première sertissure est représentée en trait plein.The reinforcement 28 is shown in broken lines as well as the second crimp while the first crimp is shown in solid lines.
Sur la coupe de la figure 5, on retrouve les différents composants du joint de culasse à savoir la plaque 10, l'armature 20, la première sertissure 12 et, entre cette sertissure et la plaque, la seconde sertissure 14 qui se prolonge seulement jusqu'à l'armature en partie supérieure, la partie inférieure se superposant parfaitement à la première sertissure. Cette coupe correspond à la double sertissure selon l'invention dans une zone dite normale,
La coupe de la figure 4 par contre est réalisée dans une zone sensible, au droit du renfort 28. Les éléments identiques portent les mêmes références que précédemment. Cette coupe montre bien le renfort qui, après sertissage, se prolonge à la partie supérieure de la plaque en superposition complète avec la première sertissure 12.In the section of FIG. 5, we find the different components of the cylinder head gasket, namely the plate 10, the frame 20, the first crimp 12 and, between this crimp and the plate, the second crimp 14 which extends only up to 'to the frame in the upper part, the lower part perfectly overlapping the first setting. This cut corresponds to the double crimping according to the invention in a so-called normal zone,
The section of FIG. 4 on the other hand is made in a sensitive area, in line with the reinforcement 28. The identical elements have the same references as above. This section clearly shows the reinforcement which, after crimping, extends to the upper part of the plate in complete superposition with the first crimping 12.
Sur la figure 6 les mêmes éléments portent les mêmes références à l'exception du renfort 30 qui est prévu dans la zone inter-cylindres. Ce renfort est découpé avec un rayon supérieur à celui de l'alésage 16 de façon que la première sertissure se replie bord à bord dans cette zone inter-cylindres ainsi que cela est représenté aux figures 7 et 8.In Figure 6 the same elements have the same references with the exception of the reinforcement 30 which is provided in the inter-cylinder zone. This reinforcement is cut with a radius greater than that of the bore 16 so that the first crimp folds edge to edge in this inter-cylinder zone as shown in FIGS. 7 and 8.
La seconde sertissure dans ce mode de réalisation est même dépassante car la première sertissure ne vient pas bord à bord. Ceci est d'autant plus sensible que l'on s'éloigne de la partie centrale de l'inter-cylindres. The second crimp in this embodiment is even protruding because the first crimp does not come edge to edge. This is all the more sensitive as one moves away from the central part of the inter-cylinder.
Sur tout le reste de la périphérie la deuxième sertissure possède seulement une aile relevée de faible hauteur qui vient uniquement assurer une double protection de la plaque avec la première sertissure au droit de l'épaisseur de la plaque.Over all the rest of the periphery, the second crimp only has a raised wing of low height which only ensures double protection of the plate with the first crimp in line with the thickness of the plate.
La hauteur de cette aile relevée correspond à la hauteur de la garniture sous sertissure après serrage du joint.The height of this raised wing corresponds to the height of the trim under crimping after tightening of the joint.
Sur les figures 10 à 13, on a représenté un mode de réalisation particulier correspondant à un moteur de type comportant une pré-chambre de combustion 32. In FIGS. 10 to 13, a particular embodiment is shown corresponding to a type engine comprising a pre-combustion chamber 32.
Dans ce cas la zone sensible à renforcer se situe entre le cylindre et cette chambre. 11 faut donc une superposition des deux sertissures à cet endroit. Par contre, immédiatement au dessous de la pré-chambre le joint doit présenter une relative souplesse, si bien que la seconde sertissure est interrompue au dessous de cette pré-chambre.In this case the sensitive area to be reinforced is located between the cylinder and this chamber. It is therefore necessary to superimpose the two crimps at this location. By cons, immediately below the pre-chamber the seal must have a relative flexibility, so that the second crimping is interrupted below this pre-chamber.
Le joint de culasse selon l-invention présente de nombreux avantages puisqu'il permet de renforcer une zone délimitée avec précision, il permet un centrage automatique de la seconde sertissure par rapport à la première. De plus les deux sertissures sont serties simultanément ce qui n'augmente pas la durée de cette opération de sertissage et il en résulte meme un avantage car la présence de la seconde sertissure emboîtée avec la première peut éviter le montage accidentel de deux sertissures identiques comme cela pouvait se produire avec les joints de culasse à sertissure unique. I1 est possible de prévoir une languette sur la seconde sertissure qui déborde après sertissage afin que cette languette serve de témoin de présence de cette seconde sertissure. En effet ces sertissures sont excessivement fines et l'erreur de montage restait possible dans le cas des joints de l'art antérieur.The cylinder head gasket according to the invention has many advantages since it makes it possible to reinforce a precisely delimited area, it allows automatic centering of the second crimp relative to the first. In addition, the two crimps are crimped simultaneously which does not increase the duration of this crimping operation and this even results in an advantage since the presence of the second crimp fitted with the first can avoid accidental mounting of two identical crimps like this. could occur with single crimp head gaskets. It is possible to provide a tab on the second crimp which projects beyond crimping so that this tab serves as a witness for the presence of this second crimp. Indeed, these crimps are excessively fine and the mounting error remained possible in the case of seals of the prior art.
Selon une variante de l'invention cette double sertissure peut être utilisée pour renforcer la raideur localement autour des différents alésages du joint. According to a variant of the invention, this double crimp can be used to reinforce the stiffness locally around the different bores of the joint.
Claims (9)
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Citations (4)
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- 1990-10-01 FR FR9012065A patent/FR2667358B1/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| WO1992006319A1 (en) | 1992-04-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20060630 |