FR2708037A1 - Valve stem seal. - Google Patents
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- F01L3/08—Valves guides; Sealing of valve stem, e.g. sealing by lubricant
Abstract
Joint de tige de soupape comportant une douille périphérique, une bague d'étanchéité emmanchée à force à l'intérieur de ladite douille selon la direction axiale de celle-ci, la bague d'étanchéité comportant une armature rigide dont la paroi externe est cylindrique et fait saillie radialement vers l'extérieur de ladite bague, tandis que la paroi interne de la douille comporte une portion cylindrique en regard de la bague d'étanchéité lorsque cette dernière est mise en place dans la douille. Le diamètre extérieur de l'armature (11) de la bague d'étanchéité (7) est plus petit que le diamètre de la portion cylindrique (3) de la paroi interne de la douille (1), et que la paroi externe (12) de l'armature (11) de la bague d'étanchéité (7) ou la portion cylindrique (3) de la paroi interne de la douille (1), comportent des nervures (13) parallèles à l'axe (1a) de la douille (1), qui présentent une épaisseur légèrement supérieure à la différence entre le rayon extérieur de l'armature (11) de la bague d'étanchéité (7) et le rayon de la portion cylindrique (3) de la paroi interne de la douille (1).Valve stem seal comprising a peripheral sleeve, a sealing ring force-fitted inside said sleeve in the axial direction thereof, the sealing ring comprising a rigid frame whose outer wall is cylindrical and protrudes radially outwardly from said ring, while the internal wall of the sleeve has a cylindrical portion facing the sealing ring when the latter is placed in the sleeve. The outer diameter of the frame (11) of the sealing ring (7) is smaller than the diameter of the cylindrical portion (3) of the inner wall of the sleeve (1), and than the outer wall (12 ) of the frame (11) of the sealing ring (7) or the cylindrical portion (3) of the internal wall of the sleeve (1), comprise ribs (13) parallel to the axis (1a) of the sleeve (1), which have a thickness slightly greater than the difference between the outer radius of the frame (11) of the sealing ring (7) and the radius of the cylindrical portion (3) of the inner wall of the socket (1).
Description
- 1 - 2708037- 1 - 2708037
La présente invention concerne un joint de tige de soupape constitué par une bague d'étanchéité emmanchée à force à l'intérieur d'une The present invention relates to a valve stem seal consisting of a sealing ring force-fitted inside a
douille périphérique.peripheral socket.
De manière conventionnelle, un joint de tige de soupape, notamment du type à coupelle intégrée, comporte une douille périphérique rigide, de forme sensiblement cylindrique, à l'intérieur de laquelle est Conventionally, a valve stem seal, in particular of the integrated cup type, comprises a rigid peripheral sleeve, of substantially cylindrical shape, inside which is
fixée une bague d'étanchéité à lèvre. attached a lip seal ring.
Un tel joint de tige de soupape est destiné à être monté sur un guide de soupape, la lèvre de la bague d'étanchéité venant prendre appui Such a valve stem seal is intended to be mounted on a valve guide, the lip of the sealing ring being supported
sur la tige de la soupape qui est axialement mobile dans le guide de soupape. on the stem of the valve which is axially movable in the valve guide.
Dans une version connue de joint de tige de soupape, la bague d'étanchéité comporte une armature rigide qui est emmanchée à force dans la In a known version of valve stem seal, the seal ring has a rigid frame which is force-fitted into the
douille cylindrique.cylindrical sleeve.
Cet emmanchement à force s'effectue en exerçant des efforts This force-fitting is effected by exerting efforts
de l'ordre de 1.000 N à 2000 N, pour un jeu de serrage de 30 à 60 pm. of the order of 1000 N to 2000 N, for a clamping clearance of 30 to 60 μm.
Outre l'importance des efforts nécessaires, un tel emmanchement à force requiert une grande précision de fabrication de la douille et de l'armature rigide au niveau de leurs surfaces en regard, In addition to the importance of the necessary forces, such a press fit requires a high accuracy of manufacture of the sleeve and the rigid armature at their facing surfaces,
précision qui ne peut être obtenue que par usinage ou par calibrage. precision that can only be achieved by machining or calibration.
La présente invention vise à fournir un joint de tige de soupape qui permet de manière fiable, d'emmancher la bague dans la douille en exerçant des efforts relativement peu importants tout en assurant le The object of the present invention is to provide a valve stem seal which reliably enables the bushing to be fitted into the bushing by exerting relatively small forces while ensuring the
blocage de la bague dans la douille. locking the ring in the socket.
En outre, le joint de tige de soupape selon l'invention autorise des tolérances de fabrication plus importantes que dans la In addition, the valve stem seal according to the invention allows larger manufacturing tolerances than in the
technique antérieure.prior art.
Par ailleurs, le joint de tige de soupape selon l'invention Moreover, the valve stem seal according to the invention
est d'une réalisation particulièrement simple et économique. is of a particularly simple and economical realization.
La présente invention a pour objet un joint de tige de soupape comportant une douille périphérique, une bague d'étanchéité emmanchée à force à l'intérieur de ladite douille selon la direction axiale de celle-ci, la bague d'étanchéité comportant une armature rigide dont la paroi externe est cylindrique et fait saillie radialement vers l'extérieur de ladite bague, tandis que la paroi interne de la douille comporte une portion cylindrique en regard de la bague d'étanchéité lorsque cette dernière est mise en place dans la douille, caractérisé par le fait que le diamètre extérieur de l'armature de la bague d'étanchéité est plus petit que le diamètre de la portion cylindrique de la paroi interne de la douille, et que la paroi externe de l'armature de la bague d'étanchéité ou la portion The present invention relates to a valve stem seal having a peripheral sleeve, a sealing ring forcibly fitted inside said sleeve in the axial direction thereof, the sealing ring having a rigid armature whose outer wall is cylindrical and protrudes radially outwardly of said ring, while the inner wall of the sleeve has a cylindrical portion facing the sealing ring when the latter is placed in the socket, characterized in that the outer diameter of the armature of the sealing ring is smaller than the diameter of the cylindrical portion of the inner wall of the sleeve, and the outer wall of the armature of the sealing ring or the portion
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cylindrique de la paroi interne de la douille, comportent des nervures parallèles à l'axe de la douille, qui présentent une épaisseur légèrement supérieure à la différence entre le rayon extérieur de l'armature de la bague d'étanchéité et le rayon de la portion cylindrique de la paroi interne de la douille. Dans le joint de tige de soupape selon l'invention, on peut réduire, environ de moitié, les efforts nécessaires à l'emmanchement de la cylindrical of the inner wall of the sleeve, have ribs parallel to the axis of the sleeve, which have a thickness slightly greater than the difference between the outer radius of the armature of the sealing ring and the radius of the portion cylindrical of the inner wall of the socket. In the valve stem seal according to the invention, it is possible to reduce, by approximately half, the forces necessary for fitting the
bague d'étanchéité dans la douille. sealing ring in the socket.
En effet, on comprend que les nervures qui sont réalisées selon l'invention, soit sur la paroi interne de la douille, soit sur la paroi externe de l'armature, limitent la surface de contact entre la douille et l'armature, en assurant un serrage suffisant qui bloque la bague Indeed, it is understood that the ribs which are made according to the invention, either on the inner wall of the sleeve or on the outer wall of the armature, limit the contact area between the sleeve and the armature, ensuring a sufficient tightening which locks the ring
d'étanchéité à l'intérieur de la douille. sealing inside the socket.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, les nervures présentent une section transversale de forme triangulaire, dont une base est solidaire de la paroi sur laquelle la nervure est réalisée, tandis que le sommet opposé à ladite base correspond à la surface de contact lors In a preferred embodiment of the invention, the ribs have a cross section of triangular shape, a base is integral with the wall on which the rib is formed, while the apex opposite said base corresponds to the contact surface. then
de l'emmanchement de la bague dans la douille. the fitting of the ring in the socket.
Avantageusement, on détermine l'épaisseur des nervures de sorte que l'emmanchement de la bague dans la douille s'effectue avec un Advantageously, the thickness of the ribs is determined so that the fitting of the ring in the socket is effected with a
serrage de quelques dizaines de micromètres. clamping a few tens of micrometers.
Un avantage supplémentaire de l'invention est que les surfaces en regard de la douille et de l'armature rigide peuvent présenter un certain nombre d'irrégularités sans que cela fasse obstacle à l'emmanchement convenable de la bague dans la douille, en raison du fait que la surface d'appui entre la bague et la douille se limite à la partie A further advantage of the invention is that the facing surfaces of the sleeve and the rigid armature may have a number of irregularities without this hindering the fitting fitting of the ring in the socket, because of the fact that the bearing surface between the ring and the sleeve is limited to the part
saillante des nervures.protruding ribs.
Dans le but de mieux faire comprendre l'invention, on va en décrire maintenant un mode de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif en référence au dessin annexé dans lequel: - la figure 1 est une demi-section en élévation d'un joint de tige de soupape selon l'invention, et - la figure 2 est une section selon II-II de la douille de la In order to better understand the invention, will now be described an embodiment given by way of non-limiting example with reference to the accompanying drawing in which: - Figure 1 is a half-section in elevation of a valve stem seal according to the invention, and - Figure 2 is a section II-II of the sleeve of the
figure 1.figure 1.
Sur le dessin, on a représenté une douille métallique I dont la partie inférieure 2 constitue une coupelle d'appui sur une culasse non représentée. In the drawing, there is shown a metal sleeve I whose lower part 2 is a support cup on a cylinder head not shown.
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La partie supérieure 3 de la coupelle présente une forme cylindrique terminée en partie haute par un rebord 4 dirigé vers l'intérieur The upper portion 3 of the cup has a cylindrical shape terminated at the top by a flange 4 directed inwards
de la douille.of the socket.
Le diamètre de la coupelle 2 est notablement plus grand que le diamètre de la partie cylindrique supérieure 3 qui est réunie à ladite coupelle 2 par une partie tronconique 5 et une partie cylindrique inférieure The diameter of the cup 2 is significantly greater than the diameter of the upper cylindrical portion 3 which is joined to said cup 2 by a frustoconical portion 5 and a lower cylindrical portion
6, de sorte que la douille 1 présente une forme générale évasée vers le bas. 6, so that the sleeve 1 has a general shape flared down.
Une bague d'étanchéité à lèvre 7 est logée, selon A lip seal 7 is housed, according to
l'invention, à l'intérieur de la douille 3. the invention, inside the sleeve 3.
La bague 7, réalisée en élastomère, comporte une lèvre d'étanchéité 8 destinée à venir prendre appui sur la tige d'une soupape non représentée. Un ressort-jarretière 9 exerce une pression radiale sur la The ring 7, made of elastomer, has a sealing lip 8 intended to bear against the stem of a not shown valve. A garter spring 9 exerts a radial pressure on the
lèvre 8 pour en améliorer l'étanchéité. lip 8 to improve the seal.
La partie inférieure 10 de la bague d'étanchéité 7 est surmoulée sur une armature rigide 11 qui peut être réalisée dans le même The lower part 10 of the sealing ring 7 is overmolded on a rigid frame 11 which can be made in the same
métal que la douille 1 du joint de tige de soupape. metal as the socket 1 of the valve stem seal.
L'armature rigide 11 comporte une paroi cylindrique 12 qui The rigid armature 11 has a cylindrical wall 12 which
fait radialement saillie vers l'extérieur de la bague 7. radially protrudes outwardly of the ring 7.
Le diamètre extérieur de la paroi 12 est inférieur au The outside diameter of the wall 12 is less than
diamètre intérieur de la partie cylindrique supérieure 3 de la douille 1. inner diameter of the upper cylindrical portion 3 of the sleeve 1.
Conformément à l'invention, des nervures 13 sont réalisées sur la portion de la paroi interne de la partie supérieure cylindrique 3 de According to the invention, ribs 13 are formed on the portion of the inner wall of the cylindrical upper part 3 of
la douille 1, en regard de la paroi 12 de l'armature 11. the sleeve 1, opposite the wall 12 of the armature 11.
Comme on le voit sur la section de la figure 2, les nervures 13 sont régulièrement réparties sur la paroi intérieure de la douille en As seen in the section of Figure 2, the ribs 13 are evenly distributed on the inner wall of the bushing.
étant espacée, dans l'exemple illustré, d'un angle de 72 . being spaced, in the illustrated example, by an angle of 72.
Conformément à une variante préférée de l'invention, la According to a preferred variant of the invention, the
section transversale des nervures 13 est triangulaire. cross section of the ribs 13 is triangular.
Les sommets des nervures 13 se situent tous sur un cercle, représenté en trait mixte 14 sur la figure 2, dont le rayon r est inférieur de quelques dizaines de micromètres au rayon extérieur de The vertices of the ribs 13 are all located on a circle, represented in phantom 14 in FIG. 2, whose radius r is a few tens of micrometers smaller than the outer radius of
l'armature 11.the frame 11.
Dans l'exemple illustré, cette différence est de 100 micromètres. L'emmanchement à force de la bague 7 à l'intérieur de la In the illustrated example, this difference is 100 micrometers. The press fit of the ring 7 inside the
douille 1 s'effectue de bas en haut suivant l'axe la de la douille 1. socket 1 is carried out from bottom to top along the axis la of the socket 1.
Lors de cet emmanchement, seuls les sommets des nervures 13 prennent appui contre la paroi 12 de l'armature 11, ce qui limite les During this fitting, only the tops of the ribs 13 bear against the wall 12 of the armature 11, which limits the
efforts de frottement entre ces deux pièces. friction forces between these two parts.
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Les nervures 13 exercent un effort de serrage sur la bague 7 The ribs 13 exert a tightening force on the ring 7
pour la maintenir en position dans la douille 1. to keep it in position in the socket 1.
Lesdites nervures 13 subissent à cette occasion une déformation plastique qui conduit à l'écrasement de leur sommet ainsi qu'à un fluage de matière à leur extrémité supérieure. L'excédent de matière forme un bourrelet 15, visible sur la figure 1, qui constitue une butée Said ribs 13 undergo on this occasion a plastic deformation which leads to the crushing of their top and a creep material at their upper end. The excess material forms a bead 15, visible in Figure 1, which constitutes an abutment
supérieure pour la bague d'étanchéité 7. upper for the sealing ring 7.
Il est clair que, grâce à l'invention, la douille et l'armature 1l peuvent tolérer quelques imperfections de surface dans la mesure o seuls les sommets des nervures 13 et les génératrices de la paroi It is clear that, thanks to the invention, the bushing and the frame 11 can tolerate some surface imperfections in that only the tops of the ribs 13 and the generatrices of the wall
12 en regard de ces sommets entrent en contact mutuel. 12 opposite these peaks come into mutual contact.
L'effort nécessaire à l'emmanchement de la bague d'étanchéité 7 illustrée est d'environ 600 N, ce qui correspond à environ la moitié de l'effort qui serait nécessaire si la douille 1 ne comportait pas de nervure The force required for fitting the illustrated sealing ring 7 is about 600 N, which corresponds to about half of the effort that would be necessary if the sleeve 1 did not include a rib.
et présentait un diamètre plus petit. and had a smaller diameter.
Il est bien entendu que le mode de réalisation qui vient d'être décrit ne présente aucun caractère limitatif et qu'il pourra recevoir It is understood that the embodiment that has just been described is not limiting in nature and that it can receive
toute modification désirable sans sortir pour cela du cadre de l'invention. any desirable modification without departing from the scope of the invention.
- 5 - 2708037- 5 - 2708037
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