Brevet FR2623850A1 — publié le 19890602

La présente invention est relative à un joint d'étanchéité de tige de soupape. Les moteurs à combustion interne comprennent une pluralité de soupapes d'admission et d'échappement comportant chacune une tête reçue dans un siège définissant un conduit d'admission ou d'échappement et une tige allongée animée d'un mouvement alternatif de va-et-vient dans un guide formé dans la culasse. Pour réaliser une étanchéité, notamment vis-à-vis de l'huile, entre la tige de soupape et le guide qui l'entoure sur une partie de son trajet de déplacement, on utilise dans la pratique un joint d'étanchéité comportant une lèvre ou portée d'étanchéité apte à venir au contact de la tige de soupape et une portée de plus grand diamètre engagée sur la périphérie d'un bossage d'extrémité du guide de tige de soupape. Il existe de nombreuses configurations de tels joints de tige de soupape. Ces joints d'étanchéité doivent fonctionner à des températures de service très élevées pouvant atteindre 1800 et parfois meme jusqutà 220 et doivent être très résistants à l'usure pour avoir une durée de vie élevée (temps de service correspondant à 150 000 km parcourus par le véhicule). -De plus, du fait des tolérances de fabrication en ce qui concerne le guide de tige de soupape, il existe souvent dans la pratique un désaxage entre la périphérie extérieure du bossage du guide de tige de soupape sur laquelle doit être engagée l'une des portées du joint et l'alésage intérieur du guide de soupape; ce désaxage pouvant atteindre dans la pratique 0,3 mm ou plus. On a réalisé de tels joints de tige de soupape en des matériaux élastomères ou élastomères fluorés tels que par exemple le "Viton". On a également réalisé de tels joints de tige de soupape d'un seul tenant en matériaux présentant un faible coefficient de frottement, notamment des résines fluorées, et en particulier en polytétrafluoréthylène (PTFE). Ces matériaux, et en particulier le PTFE, présentent par rapport aux élastomères une meilleure résistance à a température et à l'huile, une meilleure résistance à l'usure et un prix nettement inférieur. Cependant, le PTFE présente une rigidité supérieure aux élastomères et de ce fait, malgré ses avantages, ne s'est pas totalement imposé du fait que, par suite de cette rigidité inhérente, le désaxage mentionné ci-dessus au niveau du guide de tige de soupape peut provoquer dans la pratique des casses de joints au montage et des fuites en fonctionnement. La présente invention se propose de réaliser un joint en matériau à faible coefficient de frottement, en particulier en résine fluorée telle que le PTFE, évitant notamment ces inconvénients. Le joint selon l'invention, réalisé d'un seul tenant, comporte deux tronçons sensiblement cylindriques, le tronçon supérieur de plus petit diamètre comportant une portée interne cylindrique apte à venir au contact de la périphérie d'une tige de soupape, le tronçon inférieur, de plus grand diamètre, comportant une portée interne cylindrique apte à venir au contact de la périphérie extérieure du bossage d'extrémité du guide de la tige de soupape, les deux tronçons étant réunis par une section de raccordement, caractérisé par le fait que l'extrémité inférieure du tronçon supérieur de plus petit diamètre est décalée axialement vers le bas par rapport à l'extrémité supérieure du tronçon inférieur de plus grand diamètre.La section de raccordement présente avantageusement une forme tronconique et, de préférence, l'épaisseur de paroi de la section de raccordement est inférieure à l'épaisseur de paroi des tronçons supérieur et respectivement inférieur du joint. On comprend qu'unie telle réalisation, malgré la rigidité inhérente du matériau constitutif du joint assure à celui-ci une certaine flexibilité entre le tronçon supérieur et le tronçon inférieur par un effet de "soufflet" permettant une certaine adaptation des portées intérieures des tronçons respectifs du joint permettant à celui-ci de s'adapter aux portées sur lesquelles il est monté malgré des défauts d'usinage pouvant exister sur ces portées et assurer une étanchéité optimale en cours de fonctionnement. Dans le but de mieux faire comprendre l'invention on va maintenant en décrire à titre d'exemple nullement limitatif un exemple de réalisation en se référant au dessin annexé dans lequel - la figure unique est une vue en demi coupe d'un joint selon l'invention à l'état monté sur une tige de soupape. On a illustré sur le dessin de manière fragmentaire une tige de soupape 1 et un guide de tige de soupape 2 comportant à son extrémité supérieure un bossage cylindrique 3. Le joint d'étanchéité selon l'invention, réalisé d'un seul tenant en PTFE par exemple par usinage, comporte un tronçon supérieur 4 de forme sensiblement cylindrique annulaire qui présente une portée interne cylindrique 5 constituant la portée d'étanchéité au contact de la périphérie de la tige de soupape 1. te joint selon l'invention comporte un tronçon inférieur 6 de plus grand diamètre présentant également une forme sensiblement cylindrique annulaire dont la portée cylindrique interne 7 constitue une portée d'appui et d'étanchéité sur la périphérie du bossage d'extrémité 3 du guide de tige de;*soupape 2. Comme on le voit sur le dessin, l'extrémité inférieure 8 du tronçon supérieur 4 du joint est décalée axialement vers le bas par rapport à l'extrémité 9 du tronçon inférieur 6 du joint. Ces deux parties d'extrémité 8 et 9 sont reliées par une section de raccordement 10, tronconique dans l'exemple illustré et qui, comme on le voit, présente une épaisseur de paroi inférieure à celle des tronçons supérieur 4 et inférieur 6 du joint. De manière classique, des ressorts 11 et 12, reçus dans des gorges extérieures 13 et 14 ménagées à cet effet dans les tronçons supérieur 4 et respectivement inférieur 6, assurent un appui à force des portées 5 et 7 du joint contre la tige de soupape 1 et respectivement la périphérie du bossage 3 du guide de tige de soupape. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec un mode de réalisation particulier, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut lui apporter de nombreuses variantes et modifications sans pour autant sortir ni de son cadre ni de son esprit. REVENDICATIONS 1. Joint d'étanchéité de tige de soupape réalisé d'un seul tenant en matériau à faible coefficient de frottement, comportant deux tronçons sensiblement cylindriques, le tronçon supérieur de plus petit diamètre comportant une portée interne cylindrique apte à venir au contact de la périphérie d'une tige de soupape, le tronçon inférieur, de plus grand diamètre, comportant une portée interne cylindrique apte à venir au contact de la périphérie extérieure du bossage d'extrémité du guide de la tige de soupape, les deux tronçons étant réunis par une section de raccordement, caractérisé par le fait que l'extrémité inférieure (8) du tronçon supérieur (4) de plus petit diamètre est décalée axialement vers le bas par rapport à l'extrémité supérieure (9) du tronçon inférieur (6) de plus grand diamètre. 2. Joint d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la section de raccordement (10) présente une forme tronconique. 3. Joint d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'épaisseur de paroi de la section de raccordement (10) est inférieure à l'épaisseur de paroi des tronçons supérieur (4) et respectivement inférieur (6) du joint. 4. Joint d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il est réalisé en résine fluorée, en particulier en polytétrafluoréthylène.