Brevet FR2708037A1 — publié le 19950127

- 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 douille périphérique. 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 fixée une bague d'étanchéité à lèvre. 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 sur la tige de la soupape qui est axialement mobile dans le guide de soupape. 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 douille cylindrique. Cet emmanchement à force s'effectue en exerçant des efforts de l'ordre de 1.000 N à 2000 N, pour un jeu de serrage de 30 à 60 pm. 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, précision qui ne peut être obtenue que par usinage ou par calibrage. 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 blocage de la bague dans la douille. En outre, le joint de tige de soupape selon l'invention autorise des tolérances de fabrication plus importantes que dans la technique antérieure. Par ailleurs, le joint de tige de soupape selon l'invention est d'une réalisation particulièrement simple et économique. 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 - 2 - 2708037 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 bague d'étanchéité dans la douille. 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 d'étanchéité à l'intérieur de la douille. 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 de l'emmanchement de la bague dans la douille. Avantageusement, on détermine l'épaisseur des nervures de sorte que l'emmanchement de la bague dans la douille s'effectue avec un serrage de quelques dizaines de micromètres. 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 saillante des nervures. 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 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. - 3 -2708037 -- 3 -- La partie supérieure 3 de la coupelle présente une forme cylindrique terminée en partie haute par un rebord 4 dirigé vers l'intérieur de la douille. 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 6, de sorte que la douille 1 présente une forme générale évasée vers le bas. Une bague d'étanchéité à lèvre 7 est logée, selon l'invention, à l'intérieur de la douille 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 lèvre 8 pour en améliorer l'étanchéité. La partie inférieure 10 de la bague d'étanchéité 7 est surmoulée sur une armature rigide 11 qui peut être réalisée dans le même métal que la douille 1 du joint de tige de soupape. L'armature rigide 11 comporte une paroi cylindrique 12 qui fait radialement saillie vers l'extérieur de la bague 7. Le diamètre extérieur de la paroi 12 est inférieur au diamètre intérieur de la partie cylindrique supérieure 3 de la douille 1. Conformément à l'invention, des nervures 13 sont réalisées sur la portion de la paroi interne de la partie supérieure cylindrique 3 de la douille 1, en regard de la paroi 12 de l'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 étant espacée, dans l'exemple illustré, d'un angle de 72 . Conformément à une variante préférée de l'invention, la section transversale des nervures 13 est triangulaire. 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 l'armature 11. Dans l'exemple illustré, cette différence est de 100 micromètres. L'emmanchement à force de la bague 7 à l'intérieur de la douille 1 s'effectue de bas en haut suivant l'axe la de la douille 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 efforts de frottement entre ces deux pièces. - 4 - 2708037 Les nervures 13 exercent un effort de serrage sur la bague 7 pour la maintenir en position dans la douille 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 supérieure pour la bague d'étanchéité 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 12 en regard de ces sommets entrent en contact mutuel. 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 et présentait un diamètre plus petit. Il est bien entendu que le mode de réalisation qui vient d'être décrit ne présente aucun caractère limitatif et qu'il pourra recevoir toute modification désirable sans sortir pour cela du cadre de l'invention. - 5 - 2708037 REVENDICATIONS 1 - 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 (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 (la) 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). 2 - Joint de tige de soupape selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les nervures (13) sont régulièrement réparties autour de l'axe (la) dudit joint de tige de soupape. 3 - Joint de tige de soupape selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les nervures (13) présentent une section transversale triangulaire. 4 - Joint de tige de soupape selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'épaisseur des nervures (13) est supérieure de quelques dizaines de micromètres à la différence entre le rayon externe 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).