Brevet FR2285555A1 — publié le 19760416

La présente invention concerne une bague d'étanchéité à lé- vre, en gomme élastique, en particulier pour ltétanchéisation et la lubrification dosée des guides de soupapes, comprenant une partie de fixation emmanchable sur lwextrémité du guide de soupape et comportant une bague de renfort métallique incorporée par vulcanisation et présentant un flasque de montage recourbé radialement vers l1extérieur, et une lèvre d'étanchéité chargée élastiquement, jointe d'une seule pièce avec la partie de fi ration, Pour l'étanchéisation des guides de soupapes des moteurs à combustion interne, on connaît des bagues d'étanchéité en gomme élastique composées, d'après le Modèle allemand 1 871 039, d'une partie de fixation emmanchable sur l'extrémité d'un guide de sou- pape et d'un anneau râcleur d'huile s'appliquant à la surface da guide de soupape. Une bague de renfort métallique à flasque de montage recourbé radialement vers l'extérieur est incorporée par vulcanisation à la partie de fixation. Dans l'étanchéisation des guides de soupape selon le Nodèle d'utilité allemand 6 600 458, on prévoit, au lieu de l'anneau râcleur d'huile, une lèvre d'étanchéité chargée élastiquement et jointe d'une seule pièce à la partie de fixation. L'effort radial de la lèvre d'étanchéité est soutenu par un ressort hélicoïdal annulaire de traction. Le brevet E.U.A. 3 625 525 décrit déjà un autre genre de joint étanche pour guide de soupape essentiellement constitué par une pièce de fixation métallique. L1étanchéisation du guide de soupape est assurée par un disque de caoutchouc assez mince comprimé par des languettes élastiques de la pièce métallique sur le guide de soupape. Ces languettes élasu'ques sont formées par des entailles axiales dans la pièce de fixation prolongée en conséquence. L'inconvénient de cette solution pour un joint d'é tanchéité de guide de soupape est l'obligation d'opération spéciales effectuées sur la pièce métallique pour garantir un ajustement serré suffisant sur, ou dans, l'extrémité du guide de soupape.En outre, le disque de caoutchouc assez mince s'use vite dans la zone de contact avec la surface du guide de soupape, dn fait des contraintes de frottement. Avec des éléments élastiques agissant de l'extérieur sur la lèvre d'étanchéité, des dérangements fSnotionnels se produisent souvent après un usage prolongé et des particules d'impuretés provenant de l'agent à arrêter se déposent entre les spires d'un ressort hélicoïdal de traction en anneau ou entre les languettes élastiques d'une douille métallique et gênent ainsi la mobilité des pièces élastiques. il arrive également que des ressorts hé licoldaux annulaires de traction s'échappent de la lèvre d'étanchéité du joint de guide de soupape avant ou pendant le montage ou même pendant le fonctionnement ultérieur.Un autre problème est que les bagues d'étanchéité à lèvre montées spécialement comme joints d'étanchéité de guides de soupapes doivent assumer une double fonction à actions diamétralement opposées.D'une part l'enceinte d'huile doit être isolée de l'enceinte des gaz et d'autre part une lubrification suffisante de la tige de soupape se déplaçant d'un mouvement alternatif dans le guide de soupape doit être assurée. Pour la lubrification dosée on contact déjà plusieurs projets comportant une non-étanchéité déterminée de la bague d'étanchéité. La présente invention a pour objet d'améliorer les fonctions de la bague d'étanchéité à lèvres par insertion complète de l'élément élastique dans la matière gommeuse de la lèvre d'étanchéité et, simultanément, de simplifier la fabrication d'une telle bague d'étanchéité en utilisant un autre élément élastique sans devoir renoncer aux facilités de montage précédemment connues. Ce but est atteint, conformément à l'invention, par un dispositif dans lequel la bague de renfort prolongée axialement jusqu'à la lèvre d'étanchéité est divisée, par des entailles axiales, de façon connue en soi, en languettes séparées, radialement élastiques, dont plusieurs, réparties sur la périphérie, sont écourtées et recourbées radialement vers l'extérieur. La conformation spéciale de la bague de renfort permet de renoncer à ltemploi d'un ressort hélicoïdal annulaire de traction supplémentaire pour presser la lèvre d'étanchéité, sans perdre la possibilité de prise d'un outil de montage pour placer le joint. Un autre avantage est la position des languettes de montage du côté de la lèvre d'étanchéité, dispensant de devoir d'abord faire passer l'outil de montage sur toute la longueur axiale de la bague d'étanchéité. En outre, l'insertion totale par vulcanisation de la bague de renfort à languettes élastiques renforçant la pression d'étanchéisation a une grande importance pour le fonctionnement de la bague d'étanchéité du fait que des dépôts charbonneux ou autres particules dtimpuretés provenant de l'agent à arrêter ne peuvent plus se déposer dans les intervalles ouverts vers l'extérieur de l'élément élastique à lèvre d'étanchéité et en dininuer l'élasticité .La fabrication de la bague combinés de renfort et d'élasticité selon l'invention est d'autant plus sinople que la pièce métallique peut titre réalisée dans une pièce tabulaire trçonnée. L'élasticité radiale de la lèvre d'étanchéité peut être modifiée, même après fabrication de la bague d'étanchéité, par légère déformation plastique des languettes élastiques, Ceci permet d'arriver à une non-étanchéité voulue, individuellement réglable en fonction du cas d'application, pour obtenir l'effet indispensable de lubrification. Un développement de l'invention prévoit qu'une languette sur deux sera recourbée vers l'extérieur donnant ainsi, dans la lèvre d'étanchéité, une répartition assez régulière de la pression avec un nombre suffisamment élevé d'entailles axiales. Qn pourra également concevoir de donner aux languettes de montage recourbées vers l'extérieur une largeur moindre que celle des languettes élastiques restantes pour maintenir aussi petits que possible les points périphériques à effet de pression radiale réduite à l'intérieur de la lèvre d'étanchéité. Les points pé riphériques de la lèvre d'étanchéité à effet de pression radiale réduite pourront ainsi assurer une non-étanchéité déterxi- née, donc une lubrification dosée du guide de soupape dans le guidage. L'invention propose en outre d'orienter les entailles axisles, formant les languettes dans la bague d 'étanchéité, obli quement sur l'axe du joint alternativement dans un sens et dans l'autre de façon que les languettes présentent des surfaces pé- riphériques trapézoïdales.Les languettes allant en s'élargis sant en direction de l'extrémité de la bague de renfort contiguë à la lèvre d'étanchéité serviront alors de préférence à appuyer ce dernière tandis que les languettes restantes in termédiaires allant en s'nincissaxrt et se recourbant vers l'ex trieur présenteront leur largeur maximale dans la zone de texion. On pourra recourber obliquent vers l'intérieur les languettes élastiques jusqu'à ce que les extrémités axiales des languettes se touchant presque. On obtiendra ainsi d'une part une répartition aussi régulière que possible de la pression dans la lèpre d'étanchéité et d'autre part une meilleure égalisation de la différence des diamètres extérieurs entre le guidage de soupape et la tige de soupape. I1 y aura en outre avantage à recourber aussi radialement vers l'extérieur les extrémités axiales des languettes élasti ques pour combattre l'effet de cisaillement des arêtes de découpe, assez vives, des extrémités des languettes. On peut enfin concevoir de cintrer de façon concave ou convexe les languettes élastiques dans le sens axial afin d'exercer une influence déterminée sur l'effet d'étanchéité et de lubrification de la lèvre d'étanchéité. D'invention est décrite ci-après en détail en se référant à quelques exemples préférés, non limitatifs, de réalisation repré sentés sur les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une coupe axiale d'un guide de soupape sur lequel est montée une bague d'étanchéité à lève selon l'invention - les figures 2 et 3 sont des coupes axiales de divers pro fils annulaires de joints à lèvre selon l'invention ; et - les figures 4, 5 et 6 sont des vues partielles de dessus des faces frontales des bagues d'étanchéité des figures 1, 2 et 3, respectivement. Sur la figure 1 on voit le guide de soupape i et la tige de soupape 2. L'extrémité du guide de soupape 1 comporte une partie en retrait 3 sur laquelle est emmanchée une bague d'étanchéité à lèvre 5 au moyen d'un outil de montage 4 indiqué en points et traits. Cette bague est constituée par un corps en caoutchouc 6 à bague de renfort tubulaire 7 incorporée par vulcanisation. Alors que la moitié inférieure du corps en caoutchouc 6 constitue la partie de fixation 8, sa moitié supérieure constitue la lèvre d'étanchéité 9.Pour appliquer radialement la lèvre d'étanchéité 9 contre la surface 10 de la tige de soupape, la moitié de la bague de renfort 7 située du côté de la lèvre d'étanchéité est découpée, par plusieurs entailles axiales Il réparties sur sa périphérie, en languettes élastiques indépendantes 12 (cf. figure 4) de façon qu'entre deux languettes élastiques 12 il se trouve toujours une languette 13 écourtée axialement et recourbée radialement vers l'extérieur pour servir d'appui à l'outil de montage 4. Dans l'exemple de réalisation selon les figures 2 et 5, les languettes élastiques 14 sont inclinées vers l'intérieur jus qu'à ce que leurs extrémités frontales 15 viennent presque en contact les unes avec les autres. Dans l'exemple de réalisation selon les figures 3 et 6, les entailles axiales 16 sont dirigées obliquement sur l'axe 17 du joint de façon que les surfaces périphériques 18, 19 des languettes élastiques 20 aient une forme trapézoSdale de largeur croissant en direction du coté frontal 21. Les languettes élastiques 20 présentent une section axiale cintrée de façon concave et sont recourbées radialement vers l'extérieur dans la zone de leurs extrémités frontales 22. R E V E N D I C A T I O N S 1.- Bague d'étanchéité à lèvre, en gomme élastique , en particulier pour l'étanchéisation et la lubrification dosée des guides de soupapes comprenant une partie de fixation emmanchable sur l'extrémité du guide de soupape et comportant une bague de renfort métallique incorporée par vulcanisation et présentant un flasque de montage recourbée radialement vers l'extérieur, et une lèvre d'étanchéité chargée élastiquement, jointe d'une seule pièce avec la partie de fixation, caractérisée en ce que la bague de renfort, prolon gée axialement jusqu'à la lèvre d'étanchéité, est divisée par des entailles exiales, de façon connue en soi, en languettes séparées, radialement élas tiques, dont plusieurs, réparties sur la périphérie, sont écourtées et recour bées radialement vers l'extérieur. 2.- Bague d'étanchéité à lèvre selon la revendication 1, caractérisée en ce que la bague de renfort est constituée par une pièce tubulaire tronçonnée. 3.- Bague d'étanchéité à lèvre selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'une languette sur deux est recourbée vers l'extérieur. 4.- Bague d'étonchéité à lèvre selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la largeur des languettes recourbées vers l'extérieur est plus faible que celle des languettes produisant une action élastique. 5.- Bague d'étanchéité à lèvre selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les entailles axiales de la bague de renfort sont orientées obli quement, alternativement dans un sens et dans l'autre, sur l'axe du joint. 6.- Bague d'étanchéité à lèvre selon l'une des revendications 1 à 5, caracté risée en ce que les languettes plus étroites à l'extrémité de la bague de ren fort sont écourtées et recourbées vers l'extérieur. 7.- Bague d'étanchéité à lèvre selon l'une des revendications 1 à 6, caracté- risée en ce que les languettes produisant une action électrique sont inclinées vers l'intérieur jusqu'à ce que leurs extrémités viennent presque en contact mutuel. 8.- Bague d'étanchéité à lèvre selon l'une des revendications 1 à 7, caracté risée en ce que les extrémités axiales des languettes produisant une action élastique sont cintrées radialement vers l'extérieur. 9.- bague d'étanchéité à lèvre selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que les languettes produisant une action élastique présentent une section incurvée concave ou convexe en direction axiale.