Brevet FR2870297A1 — publié le 20051118

Domaine de l'invention La présente invention concerne une installation d'admission de moteur à combustion interne comportant un collecteur d'air, une entrée d'air reliée à celui-ci, une bride pour relier le collecteur d'air aux diffé- rentes tubulures d'admission conduisant vers les différents cylindres du moteur à combustion interne ainsi qu'un joint d'étanchéité installé entre le collecteur d'air et les différentes tubulures d'admission au niveau de la bride. L'invention concerne également un procédé de montage 10 d'une telle installation et un système d'assemblage de composants d'une telle installation. Etat de la technique Pour simplifier la fabrication, on réalise les systèmes d'admission habituels (ou installations d'admission) de préférence en plu- sieurs pièces. Le collecteur d'air est fabriqué de préférence en deux parties et on choisit la matière plastique du collecteur d'air pour permettre l'assemblage par soudage par vibrations. Les différentes tubulures d'admission qui relient le collecteur aux différents cylindres, sont en partie également réalisées sous la forme de deux coquilles assemblées chaque fois. Toutefois, ce procédé est coûteux car il faut veiller tout particulière-ment à l'étanchéité du système et la conception géométrique du système ou de l'installation doit être telle qu'elle permette ensuite facilement de souder les différentes pièces par vibrations. Le document DE 44 04 946 Al décrit une conduite d'admission d'air de moteur à combustion interne dont les différents ca- naux sont des coudes montés et serrés entre une barrette de bride et le collecteur d'air dans un perçage de réception de forme correspondante. Entre la barrette de bride et le collecteur d'air il y a des cloisons formant un châssis. La conduite d'admission d'air est réalisée dans ce cas sous la forme d'une pièce de fonderie qui se traduit par un poids trop important par rapport à la réalisation en matière plastique. On a ainsi d'une part l'inconvénient du poids important et d'autre part de faibles tolérances pour éviter tout défaut d'étanchéité au niveau de la jonction entre les dif- férentes tubulures d'admission et le collecteur d'air. Selon la solution pro- posée il faut que plusieurs pièces soient radialement tolérancées exactement. Un autre inconvénient est celui de la construction du châssis nécessaire à la solidité et qui occupe une partie non négligeable du volume du moteur à combustion interne. Un autre inconvénient est que la struc- ture en forme de châssis prédéfini engendre lors de l'insertion ou du montage du système d'admission sur le moteur à combustion interne, un encombrement toujours plus important du volume disponible. But de l'invention La présente invention a pour but d'éviter les inconvénients des solutions connues et se propose de développer un système d'admission économique à fabriquer, simple à monter et dont l'installation sur le moteur à combustion interne soit simple et puisse être adaptée à différents types de moteurs à combustion interne. io L'invention propose également de développer un procédé de montage d'un tel système d'admission ou un système d'éléments de construction pour un tel système d'admission. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, la présente invention concerne une installation caractérisée en ce que le joint comporte une lèvre d'étanchéité élastique prévue d'un côté sur une surface d'étanchéité périphérique de la bride, la lèvre d'étanchéité, élastique, étant injectée sur le bord extérieur d'un châssis de support de forme stable. En d'autres termes l'invention con-cerne une installation d'admission de moteur à combustion interne com- portant un collecteur d'air auquel est reliée une entrée d'air; le collecteur d'air comporte une bride pour être relié aux différentes tubulures d'admission conduisant aux différents cylindres du moteur à combustion interne. Le collecteur d'air est de préférence un boîtier de forme cylindrique et l'entrée d'air est prévue de préférence sur une face frontale; la bride pour la connexion des différentes tubulures d'admission s'étend de préférence sur la plus grande partie de la longueur du collecteur d'air. Une partie du boîtier est dégagée pour ouvrir le boîtier du collecteur d'air vis-à-vis des différentes tubulures d'admission. Le boîtier du collecteur d'air a non seulement une forme cylindrique mais ce boîtier peut avoir n'importe quelle autre forme dans la mesure où elle permet l'installation d'une bride de raccordement pour les différentes tubulures d'admission, installées l'une à côté de l'autre. La bride comporte une surface d'étanchéité située dans un plan et entourant l'ouverture de la bride; au niveau de la bride et de ma- nière correspondante à la surface d'étanchéité de la bride il y a un joint d'étanchéité. Le joint d'étanchéité comporte au moins une lèvre d'étanchéité alignée dans la direction de la surface d'étanchéité de la bride et qui s'applique complètement contre cette surface d'étanchéité ; la lèvre d'étanchéité, élastique, est injectée ou surmoulée sur la zone extérieure du bord d'un châssis de support de forme stable. Grâce au châssis de support de forme stable, la lèvre d'étanchéité, élastique, peut suivre exactement le tracé de la surface d'étanchéité périphérique de la bride au niveau du collecteur d'air et la stabilité de forme facilite la mise en place lors du montage par opposition aux difficultés d'un joint souple comme par exemple un joint torique. La forme géométrique préférentielle de la lèvre d'étanchéité vue en coupe est analogue à celle de deux trapèzes assemblés dont chaque fois la surface non tournée vers la lèvre d'étanchéité est la surface la plus petite. On peut toutefois envisager également une lèvre d'étanchéité ronde ou ovale ou se terminant en pointe et ayant par exemple la forme d'une lèvre de lame de balai d'essuie-glace. La forme de la lèvre d'étanchéité peut être adaptée à l'état de la surface d'étanchéité correspondante. Selon un développement avantageux de l'installation d'admission, le châssis de support du joint d'étanchéité comporte plu-sieurs cornets d'entrée ou d'admission d'air ouverts en direction du col-lecteur d'air. Le nombre de cornets d'admission d'air correspond au nombre de tubulures d'admission qui doivent être reliées au collecteur d'air et les cornets d'admission ou d'entrée d'air permettent de guider l'écoulement d'air comburant suivant un écoulement non turbulent du collecteur d'air vers les différentes tubulures d'admission d'air. De manière préférentielle, les cornets d'entrée d'air ont un diamètre qui augmente vers le bord périphérique en ayant ainsi une forme de cloche. En modifiant le diamètre et la longueur efficace des cornets d'admission d'air on adapte le passage d'air à la longueur et à la forme de chaque tubulure d'admission d'air en aval. Les cornets d'admission d'air sont reliés au châssis de support du joint d'étanchéité et l'espace entre les différents cornets est de préférence fermé par le châssis de support en forme de plaque. Les cornets d'admission d'air qui sont réalisés de préférence en matière plastique peuvent être fabriqués séparément et être reliés au châssis de support par collage ou soudage; ils peuvent également être réalisés en une seule pièce avec celui-ci. Il est avantageux de fabriquer la lèvre d'étanchéité en une matière plastique élastomère et le châssis de support en une matière thermoplastique. La partie élastomère peut être un caoutchouc de synthèse et la partie thermoplastique par exemple un polyamide. De manière préférentielle on utilise les matériaux habituels du spécialiste qui offrent une certaine résistance aux milieux agressifs comme par exemple les huiles, les graisses et les aérosols. Il faut également que les pièces présentent une certaine tenue en température. Grâce à la combinaison des matières du joint d'étanchéité il est particulièrement simple de réaliser par injection avec un outil approprié, les contours compliqués des surfaces d'étanchéité de la bride du collecteur d'air. Dans une première étape, on injecte dans le moule ou outil d'injection, le châssis de support thermoplastique, de forme stable; dans une seconde étape on injecte alors sur le bord extérieur du châssis de support la lèvre d'étanchéité élastique. On obtient ainsi un joint de forme stable et facile à appliquer muni d'une lèvre d'étanchéité souple, entourant toute la périphérie extérieure et assurant une bonne étanchéité. Selon un développement de l'invention, le châssis de sup- port a en grande partie une forme de plaque et la lèvre d'étanchéité en élastomère est prévue sur toute la périphérie du bord; le châssis de support n'est interrompu qu'au niveau des cornets d'admission d'air. La forme de plaque assure une bonne stabilité de forme pour une faible quantité de matière et un faible poids; de plus, les cornets d'admission d'air se réali- sent facilement avec le châssis de support. Selon un développement avantageux de l'invention, la lèvre d'étanchéité entoure radialement toute la périphérie du châssis de support et sa géométrie de joint donne deux surfaces d'étanchéité dont l'une est située en direction de la bride du collecteur d'air et l'autre en direction des tubulures d'admission. Toutes les géométries de l'état de la technique sont envisageables pour avoir l'étanchéité. Un développement intéressant de la caractéristique générale de l'invention consiste à réaliser dans la bride du collecteur d'air une rainure périphérique pour recevoir la lèvre d'étanchéité du joint dirigée vers la bride du collecteur d'air. Cette réalisation d'une rainure périphérique qui entoure toute la périphérie de l'ouverture de la bride du collecteur d'air est d'une part possible de manière simple en correspondance avec la lèvre d'étanchéité du joint pour avoir un bon effet d'étanchéité et de plus cela permet un positionnement simple du joint et du châssis de support ainsi que des cornets d'admission d'air qu'il équipe. Il est en outre avantageux de prévoir sur la bride du collecteur d'air des moyens pour assurer la liaison amovible aux différentes tubulures d'admission. La liaison amovible correspondante entre la bride du collecteur d'air et les différentes tubulures d'admission peut se faire de préférence par exemple par l'intermédiaire d'un système d'enclipsage, par des goupilles ou par des boulons, le système vissé étant choisi de préférence. Des tiges filetées peuvent être reliées à la bride ou être portées par la bride de sorte que les différentes tubulures d'admission seront montées séparément ou en combinaison sur une bride avec des vis correspondantes pour être assemblées au collecteur d'air; le collecteur d'air lui-même peut comporter une bride avec des tiges filetées et les pièces s'assemblant alors avec les vis correspondantes. Des systèmes d'enclipsage prévus sur le collecteur d'air permettent de relier le châssis de support du joint d'une manière imperdable, et amovible à la bride du collecteur d'air. Cette solution constitue ainsi une protection contre la chute pendant le transport et simplifie l'assemblage du collecteur d'air et des différentes tubulures d'admission en position exposée. Ainsi, en cas de position d'assemblage difficile, on ne risque plus que le joint glisse ou ne tombe juste avant l'assemblage. Selon un développement avantageux de l'invention, en modifiant le joint d'étanchéité et les cornets d'admission d'air, intégrés, on peut modifier le comportement d'admission du moteur à combustion in- terne. Grâce à différentes réalisations des modifications de diamètre des cornets d'admission d'air et de leur longueur on peut influencer le comportement aéraulique pour l'air qui passe du collecteur d'air dans les différentes tubulures d'admission. C'est ainsi qu'en fonction de la longueur et de la géométrie des différentes tubulures et des caractéristiques sou- haitées pour le moteur à combustion interne, en modifiant les cornets d'admission on peut tenir compte des paramètres. Cela permet également d'influencer d'une certaine manière le comportement acoustique du col- lecteur d'air. Un procédé de montage du système d'admission selon 30 l'invention se décompose suivant les étapes ci-après: * on installe le joint d'étanchéité sur la bride du collecteur d'air, les cornets d'admission d'air, ouverts, étant tournés vers le volume intérieur du collecteur d'air et le côté des lèvres d'étanchéité tourné vers le collecteur d'air étant prévu sur les surfaces d'étanchéité corres- pondantes du collecteur d'air, * les différentes tubulures d'admission, qui sont assemblées en un faisceau par une bride de fixation commune, comportent au niveau de leur bride de raccordement également une surface d'étanchéité de forme correspondant à celle du joint d'étanchéité et cette surface d'étanchéité est alors également assemblée de manière étanche à la seconde lèvre du joint d'étanchéité, * ensuite on fixe la bride de collecteur aux différentes tubulures d'admission par une liaison amovible, de préférence une liaison vissée. Le joint interposé entre le collecteur d'air et la bride des tubulures d'admission assure l'étanchéité des pièces vis-à-vis de l'environnement tout en comportant dans son châssis de support, les cornets d'admission d'air tournés vers le volume intérieur du collecteur d'air. Il importe peu que le joint soit d'abord installé sur le collecteur d'air ou sur chaque bride de tubulure d'admission. Seul importe pour avoir un montage correct que l'on assure la liaison des trois pièces. En modifiant la liaison des pièces de tenir compte de manière simple de la situation dans l'enceinte du moteur et de monter par exemple d'abord le collecteur d'air à l'emplacement qui lui est destiné puis de compléter la liaison par les différentes tubulures d'admission avec les cylindres du moteur à combustion in-terne. En revanche, dans le cas d'une installation d'admission dont le collecteur d'air et les différentes tubulures d'admission sont reliés solidairement, on n'a pas une telle possibilité de montage individuel. Il est également possible grâce à une sorte de système de construction de réaliser un système d'admission d'air ou installation d'admission d'air adapté aux différentes géométries des volumes et des conceptions de moteurs. Le collecteur d'air pourra être toujours le même ce qui a l'avantage d'une fabrication en série, économique. Le joint d'étanchéité en liaison avec les différentes géométries de cornets d'admission et des différentes tubulures d'admission qu'il faut relier et qui existent également en différentes longueurs et différentes courbures, on a ainsi la possibilité d'offrir un système d'admission individuel, adapté à chaque type de moteur et à chaque volume disponible, tout en bénéficiant de pièces fabriquées en grande série de manière économique. Précisément, la combinaison de cornets d'admission d'air et de la géométrie de la tubulure d'admission permet de conserver une qualité constante à la conduite de l'air d'alimentation des cylindres sans avoir à utiliser de nombreuses solutions spéciales coûteuses. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation représentés schématiquement dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective d'un collecteur d'air selon l'invention muni d'un joint d'étanchéité, - la figure 2 est une vue en perspective du joint d'étanchéité selon l'invention, - la figure 3 est une vue en coupe de détail à échelle agrandie du joint 10 d'étanchéité selon l'invention en position de montage. Description d'un mode de réalisation de l'invention La figure 1 montre le système d'admission 10 selon l'invention comportant un collecteur d'air 11 auquel est reliée une entrée d'air 12. Le collecteur d'air 11 qui a essentiellement une forme de cylindre creux, présente pratiquement sur toute sa longueur une bride de collecteur d'air 13; dans la zone extérieure il y a des logements 14 pour recevoir des moyens de fixation. Ces moyens de fixation peuvent être des éléments filetés ou des moyens analogues. La bride 13 du collecteur d'air comporte un joint 15 muni d'un châssis de support 16 et d'une lèvre d'étanchéité 17 extérieure, occupant toute la périphérie. Cette lèvre est injectée sur le châssis. Le châssis de support 16 comporte plusieurs orifices de passage 18 assurant la liaison entre le collecteur d'air 11 et les différentes tubulures d'admission non représentées débouchant chacune dans un cylindre du moteur à combustion interne. Le châssis de support 16 a une forme pratiquement de plaque et les intervalles entre les orifices 18 sont complètement fermés par le châssis de support 16. La bride 13 du collecteur d'air a une rainure 22 s'étendant sur toute sa périphérie pour recevoir la lèvre d'étanchéité 17 du joint d'étanchéité 15. La figure 2 est une vue en perspective du joint d'étanchéité 15 selon l'invention. Les éléments qui correspondent à ceux de la figure 1 portent ici les mêmes références. Le joint 15 est représenté avec son côté tourné vers le collecteur d'air 11. Apparaît là encore un châssis de support 16 et la lèvre d'étanchéité 17 extérieure, injectée sur le châssis. Des cornets d'entrée d'air 19 apparaissent également à l'extérieur des orifices de passage 18. Ces cornets d'entrée d'air 19 viennent en saillie dans le vo- lume intérieur du collecteur d'air 11 et favorisent l'écoulement de l'air du collecteur d'air 11 à travers les perçages 18 vers les différentes tubulures d'admission. Les cornets d'entrée d'air 19 peuvent être réalisés en une seule pièce avec le châssis de support 16 ou être reliés de manière amovible ultérieurement au châssis de support. La figure 3 montre une vue de détail à échelle agrandie d'une coupe du joint d'étanchéité 15 selon l'invention en position de montage. Les mêmes éléments que ceux des figures précédentes portent ici également les mêmes références. La lèvre d'étanchéité 17 s'appuie sur une surface d'étanchéité 20 de la bride de la tubulure d'admission 21 non représentée de manière plus détaillée et au niveau de la surface d'étanchéité 20 elle est légèrement comprimée contre la bride 21 de la conduite d'admission. De façon correspondante à la bride 21 de la con- duite d'admission, le collecteur d'air 11 est appliqué par sa bride 13 mu- nie d'une rainure de réception 22 sur la lèvre d'étanchéité 17. La lèvre d'étanchéité 17 est entourée au niveau de la rainure de réception 22 par celle-ci dans sa zone supérieure là où elle est légèrement comprimée con- tre la surface d'étanchéité 20 pour relier ainsi de manière étanche la bride 13 du collecteur d'air à la bride 21 de la conduite d'admission. Cette figure montre également que la lèvre d'étanchéité 17 s'étend par rapport au plan du joint d'étanchéité 15, axialement dans les deux directions en partant du châssis de support 16. De plus, on a représenté également ici un détail du début du cornet d'entrée d'air 19 dirigé vers le volume intérieur du collecteur d'air 11. REVENDICATIONS 1 ) Installation d'admission de moteur à combustion interne comportant un collecteur d'air, une entrée d'air reliée à celui-ci, une bride pour relier le collecteur d'air aux différentes tubulures d'admission conduisant vers les différents cylindres du moteur à combustion interne ainsi qu'un joint d'étanchéité installé entre le collecteur d'air et les différentes tubulures d'admission au niveau de la bride, caractérisée en ce que le joint (15) comporte une lèvre d'étanchéité élastique prévue d'un côté sur io une surface d'étanchéité périphérique de la bride, la lèvre d'étanchéité (17), élastique, étant injectée sur le bord extérieur d'un châssis de support (16) de forme stable. 2 ) Installation d'admission selon la revendication 1, caractérisée en ce que le châssis de support (16) de forme stable du joint comporte plusieurs cornets d'admission d'air (19) ouverts en direction du collecteur d'air (11), le nombre des cornets d'admission d'air correspondant au nombre de tubulures d'admission distinctes à relier et le châssis de support est fermé entre les différents cornets d'admission d'air (19). 3 ) Installation d'admission d'air selon la revendication 1, caractérisée en ce que la lèvre d'étanchéité (17) est en une matière plastique élastomère et le 25 châssis de support (16) est une matière thermoplastique. 4 ) Installation d'admission d'air selon la revendication 1, caractérisée en ce que le châssis de support (16) a principalement une forme de plaque et la lèvre d'étanchéité (17) en élastomère est prévue au bord de cette plaque, le châssis de support (16) n'étant interrompu qu'au niveau des cornets d'admission d'air (19). 5 ) Installation d'admission d'air selon la revendication 1, caractérisée en ce que la lèvre d'étanchéité (17) entoure radialement toute la périphérie du châssis de support (16) et sa géométrie d'étanchéité présente deux surfaces d'étanchéité, dont une surface d'étanchéité est tournée vers la bride (13) du collecteur d'air (11) et dont l'autre surface d'étanchéité est en direction des tubulures d'admission (21). 6 ) Installation d'admission d'air selon la revendication 5, caractérisée en ce que la bride (13) du collecteur d'air comporte une rainure périphérique (22) pour recevoir la lèvre d'étanchéité (17) du joint, tournée vers cette bride (13). 7 ) Installation d'admission d'air selon la revendication 1, caractérisée en ce que la bride du collecteur d'air comporte des moyens pour réaliser une liaison amovible avec les différentes tubulures d'admission. 8 ) Installation d'admission d'air selon la revendication 1, caractérisée en ce qu' une modification du joint d'étanchéité (15) avec les cornets d'admission d'air (19) intégrés permet de modifier le comportement d'admission du moteur à combustion interne. 9 ) Procédé de montage d'une installation d'admission selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu' on installe le joint d'étanchéité (15) avec une des lèvres d'étanchéité (17) périphériques contre les surfaces d'étanchéité correspondantes du collecteur d'air, avec des cornets d'admission d'air (19) dirigés vers l'intérieur du collecteur d'air (11), et les différentes tubulures d'admission ayant une bride de raccordement cohérente reliée au collecteur d'air (11) par un mode de liaison amovible, le joint d'étanchéité situé entre le collecteur d'air (11) et une bride de tubulure d'admission (21) assurant l'étanchéité des composants vis-à-vis de l'environnement, et la seconde lèvre d'étanchéité périphérique est appliquée contre des surfaces d'étanchéité correspondantes de la bride des différentes tubulures d'admission et cette bride est reliée au collecteur d'air (11) de façon amo- vible. 10 ) Système d'assemblage pour réaliser une installation d'admission selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu' il est adaptable aux différentes géométries des moteurs et aux géométries des espaces de construction et comporte les pièces suivantes: - un collecteur d'air (11) muni d'une entrée d'air et d'une bride de rac- cordement avec une rainure de surface d'étanchéité périphérique, - une sélection de joints ayant chaque fois différentes géométries de cor- net d'entrée de collecteur d'air se terminant directement à l'intérieur du collecteur d'air (11) en pénétrant profondément dans le collecteur d'air, - une sélection de conduites d'admission séparées, réunies en un fais- ceau de tubulures d'admission, comportant au moins une bride de tu- bulure d'admission, commune, permettant d'être installée de manière correspondante contre le collecteur d'air en recevant le joint, - les différents faisceaux de tubulures d'admission ayant des longueurs différentes et/ou des courbures différentes pour s'adapter aux condi- tions de construction et/ ou de morphologie du moteur, et - des moyens de liaison pour relier de manière amovible l'un à l'autre les trois composants.