Brevet FR2056924A1 — publié le 19710507

La présente invention concerne un procéde pour la fixation étanche à l'eau d'organes tubulaires insérés dans la culasse d'un cylindre de moteur à combustion interne, en particulier des injecteurs dans la culasse d'un moteur à combustion interne refroidi par eau, au moyen d'une déformation permanente d'une partie de l'organe inséré pour la réalisation d'une liaison étanche entre ledit organe et son logement formé par un perçage dans la culasse. La fixation étanche à l'eau des organes insérés dans la culasse, tels que les pipes des injecteurs est connue en soi. En principe, il s'agit ici de douilles en laiton, en cuivre ou en acier, qui doivent être fixées d'une manière étanche à l'eau aussi bien dans la cloison supérieure que dans le fond de la culasse, l'étanchéité devant être également assurée sous les charges thermiques apparaissant lors du fonctionnement.Sous l'action de la charge thermique à laquelle est soumise la culasse, ces douilles ne doivent subir aucun desserrage et aucune déformation de façon qu'au cas éventuel d'un démontage du port1njectwrne'cessaire par suite d'un dépit de calamine ou de coke entre le corps de l'injecteur et la pipe de l'injecteur, cette dernière puisse être retirée ensemble avec le porte-injecteur Une méthode connue pour fixer la pipe de l'injecteur consiste à munir le perçage formant logement de la pipe d'injec- teur d'une partie qui s'élargit vers le bas en forme de cônes à introduire la pipe de l'injecteur par le haut dans le perçage formant logementet-c sertir la partie de la pipe d'injecteur qui pénètre dans la partie conique du trou à l'aide d'un outil spécial. Il est en outre connu'de munir le logement percé dans la culasse, d'une ou de plusieurs gorges tournées à l'avance et de claveter dans celles-ci la pipe de l'injecteur par repoussage dans le but de réaliser une liaison par formes complémentaires avec ledit logement. Les procédés mentionnés présentent toutefois l'inconvénient de permettre l'apparition des efforts de traction dûe au repoussage, au sertissage ou au rivetage de la pipe d'injecteur dans le fond de la culasse et pouvant provoquer des fissures aux endroits critiques de la culasse soumise à la charge thermique,c 'est-à-dire dans les parties séparant les trous percés pour recevoir des sièges de soupapes et la pipe d'injecteur. D'autres procédés de fixation connus consistent à incorporer par pressage ou par collage de la pipe d'injecteur dans son logement perré dans la culasse. Enfin, il est également connu de munir la pipe de l'injecteur d'un filetage extérieur et de la visser dans des taraudages correspondants de la culasse. Cette méthode de fixation rend cependant impossible un posltionne- ment de la douille, nécessaire dans le cas des pipes d'injecteurs à double paroi comportant des ouvertures orientées pour l'entrée et la sortie de l'eau de refroidissements du fait de l'incertitude de l'orientation dans le cas du raccord fileté.Les pipes d'injecteurs vissées présentent en outre l'inconvénient de provoquer l'apparition des pointes de tension douez à l'effet d'entaillé dans les zones sensibles-de-la culasse. De plus, dans certains des procédés de fixation connus des pipes d'injecteurs, un usinage complémentaire est inévitable après l'insertion ou le pressage dans le fond de çulasse, dans la zone du siège du porte-injecteur et du perçage pour l'injec- teur. Grâce à la présente invention, on peut disposer d'un nouveau procédé pour la fixation étanche à l'eau d'organes tubulaires de ce genre insérés dans la culasse, qui évite les inconvénients des procédés de fixation connus et permet en particulier, un positionnement des organes insérés dans une position définie à volonté.Conformément à l'invention, ce but est atteint grce au fait que dans le perçage formant logement pourvu d'un tarau- dage présentant un filetage d'une profondeur sensiblement infé rieur à la profondeur du filetage normal, ou glisse l'organe à insérer qui estusiné extérieurement à la cote du diamètre du noyau du filetage, après quoi on le 'fixe dans sa position définitive et on le mandrine, à l'aide d'un poinçon calibré qui le traverse axialement, le-matériau constituant cet organe, sollicité au-delà de la limite de fluage pénètrant à sa périphérie dans les gorges du filetage du perçage formant, logement. Ce procédé présente du point de vue de la technique de fabrication des avantages considérables par rapport aux procédés de-montage employés jusqutici. Il-en résulte notamment une réduction considérable des frais d'usinage grâce à l'élimination de toute opération complémentaire ultérieure à l'usinage du pergage formant logement. L'ogane tubulaire inséré dans la culasse peut être fixé dans n'impor'te-quelie,pô"sition dans la culasse et l'usinage complément-aire' de la paroi'intérieure de l'organe inséré peut-être dans une large mesure éliminé, par suite du calibrage lors de son mandrinage. Du point de vue du fonctionnement, le procédé de montage conforme à l'invention présente l'avantage de pouvoir éviter l'apparition des tensions dûes au montage dans le fond de culasse, si on a choisi convenablement le matériau et l'épaisseur de paroi de l'organe inséré dans la culasse de même que la profondeur de la paroi du filetage et du diamètre du poinçon calibré. I1 s'est avéré que la jonction réalisée par le procédé conforme à l'invention entre l'organe tubulaire et la culasse satisfait entièrement aux exigences du fonctionnement également dans le domaine des charges thermiques élevées, aussi bien, du point de vue mécanique qu'en ce qui concerne l'étanchéité. Dans le cas éventuel d'un démontage des pièces disposées dans l'organe inséré dans la culasse, par exemple d'un porte-injecteur, aucun desserrage de l'organe inséré dans la culasse ne se produit dans le perçage formant son logement. Dans une variante du procédé conforme à l'invention, le filetage est réalisé exclusivement avec un avant taraud lorsqu'on utilise un jeu de plusieurs outils de taraudage. La possibilité de travailler avec des outils disponibles dans le commerce, présente un avantage économique important en particulier dans la fabrication en série de moteurs. De préférence, le filetage est réalisé conformément à l'invention avec une profondeur de gorge d'environ 0,3mm. Cette profondeur relativement faible évite l'apparition des pintes de tension dûes à l'effet d'entaille et peut être appliquée d'une façon générale dans les moteurs à combustion interne' de dimensions moyennes. A titre d'exemple, on a décrit ci-dessous et représenté au dessin annexé différents modes d'exécution du procédé conforme à l'invention. La figure 1 montre en coupe un exemple d'insertion d'une pipe d'injecteur dans une culasse. La figure 2 représente en coupe, d'une manière simplifiée, le procédé conforme à l'invention pour fixer une pipe d'injecteur dans le perçage d'une culasse formant logement. La figure 3 représente, à échelle agrandie un détail du procédé représenté en figure 2. La culasse 1 montrée en partie dans la figure 1 possède un perçage 3 formant logement qui est orienté obliquement par rapport au fond de culasse 2 et pourvu d'un filetage 'intérieur' 4 d'une profondeur de gorge relativement faible. Dans le logement 3 est inséré une pipe d'injecteur 5 qui présente dans la zone de la chambre d'eau de refroidissement 6 de la culasse 1, une transition de forme conique 7t entre une partie rétrécieetune partie cylindrique 8 de diamètre plus grand. La pipe d'injecteur 5 est entourée d'une gaine tubulaire 9 qui est tenue dans la partie du logement traversant la paroi supérieure de la culasse et est rendue étanche par une bague d'étanchéité 16. La pipe d'injecteur 5 et la gaine tubulaire 9 forment ensemble une chambre annulaire 10 qui communique, par l'intermédiaire-des échancrures 11 et 12 de la gaine 9, avec la chambre d'eau de refroidissement 6, en sorte que la pipe d'injecteur 5 arrosée extérieurement par l'eau froide est fortement re froide. La pipe d'injecteur 5, fixée d'une manière étanche à l'eau dans le logement 3, s'accroche sur sa -périphérie dans le filetage intérieur 4. La réalisation de cette jonction étanche à l'eau, conforme à-l'invention, ressort mieux de la-figure 2. Dans la culasse 1', suivant la figure 2, le logement 3 pourvu du filetage intérieur 4 est dispose perpendiculairement au fond de culasse 2'. Dans la phase de fabrication représentée, la pipe d'injecteur 5', est déjà introduite par son extrémité usinée et rétrécie pour correspondre au diamètre du noyau du filetage 4, dans ,le logement 3, et elle est fixée dans la position prévue' au moyen d'un mandrin tubulaire de serrage 13 qui s'applique sur'la surface intérieure de sa.partie conique 7.Ensuite, à travers 1'-ouverture intérieure du mandrin de serrage 13, on entre duit axialement un poinçon calibré 14 dont le diamètre extérieur maximul dépasse légèrement celui de l'alésage de la pipe d'injecteur 5". Le poinçon calibré 14 est alors poussé à travers la partie rétrécie di la pipe d'injecteur 5', le matériau de celle-ci sollicité au-delà de la limité de fluage pénètrant, sur sa périphérie, dans le filetage intérieur 4 du logement 3. En même temps l'alésage de la pipe d'injecteur 5' est calibré par le gabarit de centrale 14 à la cote préscrite, de façon que le tube porteinjecteur non représenté puisse être introduit, dans la pipe d'injecteur 5' avec un ajustement prévu, sans aucun usinage com plémentaire. Comme le montre la figure 3, les filets du taraudage 4 possèdent une profondeur sensiblement inférieure à celle du filetage standard complètement usiné 15 représenté en trait mixte et l'effet d'entaille du filetage intérieur 4 est fortement réduit par rapport au filetage normal 15. Le filetage intérieur 4 peut être réalisé exclusivement au moyen de l'avant taraud d'un jeu de trois outils de taraudage disponibles dans le commerce. REVEND ICAT IS 1. Procédé pour la fixation étanche d'organes insérés dans la culasse d'un moteur en particulier des pipes d'injecteurs dans la culasse d'un moteur à combustion interne refroidi par eau, au moyen d'une déformation permanente d'une partie de ltor- gane inséré pour assurer une jonction par formes complémentaires entre cette garniture et son logement percé dans la culasse, caractérisé en ce que dans le perçage formant logement, pourvu d'un filetage d'une profondeur de gorge inférieure à celle du filetage normal, on introduit l'organe à insérer qui est usiné extérieurement à la cote du diamètre du noyau du filetage; après quoi on la fixe dans sa position définitive à l'intérieur du logement et on la mandrine à l'aide d'un poinçon calibré qui la traverse axialement, le matériau de l'o'rgane'inséré qui est sollicité audelà de la limite de fluage pénêtrant alors, sur sa périphérie, dans les gorges du filetage dudit logement. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'usinage du filetage-s'effectue exclusivement au moyen de l'avant taraud lorsqu'on utilise un Jeu de plusieurs outils de taraudage. 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le filetage est réalisé avec une profondeur de gorge de 0,3mm environ.