FR2628813A1 - ASSEMBLY OF COMPOUND SEAL AND METHOD OF MANUFACTURE - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un joint d'étanchéité composé, ainsi que son procédé de fabrication. Il comprend un élément de retenue 16, un organe rapporté 18 de retenue et un bloc élastomérique 20 d'étanchéité. L'élément 16 de retenue est destiné à être fixé par une partie 66 de montage sur une pièce de machine associée et l'organe rapporté 18 est destiné à maintenir le bloc élastomérique d'étanchéité en contact avec une autre pièce de machine mobile par rapport à la première pièce. Cet organe rapporté 18 peut être fixé, notamment par soudage par ultrasons, à l'élément de retenue 16. Domaine d'application : joints entre vilebrequin et carter de moteur, etc.The invention relates to a compound gasket, as well as a method of making it. It comprises a retaining element 16, an insert 18 for retaining and an elastomeric sealing block 20. The retaining element 16 is intended to be fixed by a mounting portion 66 on an associated machine part and the insert 18 is intended to keep the elastomeric sealing block in contact with another machine part movable with respect to to the first piece. This insert 18 can be fixed, in particular by ultrasonic welding, to the retaining element 16. Field of application: joints between crankshaft and engine casing, etc.
Description
L'invention concerne d'une manière générale les joints d'étanchéité àThe invention relates generally to
l'huile, et plus particulièrement un assemblage d'étanchéité composé conçu pour des applications spécialisées. Conformément à la présente invention, il est proposé une nouvelle forme de joint d'étanchéité qui rend possible de supprimer certaines formes de réalisation antérieures encombrantes, relativement peu fiables, pour certaines applications spéciales. En particulier, la conception du joint d'étanchéité selon l'invention rend la pose de joints d'étanchéité arrière pour vilebrequin the oil, and more particularly a compound sealing assembly designed for specialized applications. In accordance with the present invention, there is provided a novel form of gasket which makes it possible to remove some cumbersome, relatively unreliable prior embodiments for certain special applications. In particular, the design of the seal according to the invention makes the installation of rear seals for crankshaft
beaucoup plus aisée et plus fiable. much easier and more reliable.
Bien que l'invention convienne à d'autres applications, l'application principale, celle d'un joint d'étanchéité arrière de vilebrequin, a traditionnellement posé un certain nombre de problèmes graves. Dans certaines conceptions de moteurs, le tronçon du vilebrequin sur lequel la lèvre du joint d'étanchéité à l'huile doit Although the invention is suitable for other applications, the main application, that of a crankshaft rear seal, has traditionally posed a number of serious problems. In certain engine designs, the section of the crankshaft on which the lip of the oil seal is to
s'étendre est un tronçon de diamètre réduit dudit vilebre- to extend is a section of reduced diameter of said crankshaft
quln. Par conséquent, il était parfois courant d'enrouler une garniture du type à cordelette autour de ce tronçon extrême de diamètre réduit du vilebrequin. Dans d'autres applications, le joint d'étanchéité était fabriqué en deux moitiés complémentaires et la pose demandait non seulement de mettre en place l'une des moitiés du joint d'étanchéité dans un évidement étroit s'étendant à l'intérieur d'une partie du bloc-moteur, au-dessus du palier lisse du vilebrequin, mais demandait aussi un accouplement précis de l'autre moitié du joint d'étanchéité avec la moitié supérieure afin que n'apparaisse aucune fuite le long des surfaces de jonction bout à bout des deux demi-joints d'étanchéité. De plus, il était souvent difficile d'aligner le joint d'étanchéité de façon que sa lèvre s'étende dans un plan unique pour assurer une étanchéité efficace. Dans de nombreux cas, ces problèmes étaient aggravés du fait que quln. Therefore, it was sometimes common to wind a string type lining around this extreme portion of reduced diameter of the crankshaft. In other applications, the gasket was made in two complementary halves and the application required not only to install one of the halves of the gasket into a narrow recess extending into the interior of the gasket. a portion of the engine block, above the crankshaft plain bearing, but also required precise coupling of the other half of the seal with the top half so that no leakage would occur along the butt joint surfaces at the end of the two half-seals. In addition, it was often difficult to align the seal so that its lip extends in a single plane to ensure an effective seal. In many cases, these problems were compounded by the fact that
la matière utilisée pour former la lèvre du joint d'étan- the material used to form the lip of the seal
chéité manquait de résistance mécanique et de ténacité; des caoutchoucs silicones, par exemple, étaient souvent utilisés dans cette application. Ceci donnait une bonne étanchéité entre les demi-joints, mais la matière manquait de dureté et risquait d'être endommagée pendant la pose. Un autre problème commun non seulement aux applications a l'extrémité arrière d'un vilebrequin, mais aux montages de joints d'étanchéité en général, porte sur le sur le contrôle de qualité dans des conditions o une partie de l'assemblage du joint d'étanchéité est produite par un fabricant et l'autre partie ou les autres parties sont produites par un ou plusieurs autres fabricants. Cette situation peut être aggravée lorsque le montage est effectuée par du personnel de chaîne de montage qui représente encore un autre élément dans le processus du montage. Les concepts modernes d'assurance de la qualité demandent de confier la responsabilité d'un élément monté à une seule personne ou à une seule source, lorsque cela est possible. Par conséquent, tout agencement dans lequel différents éléments d'une partie assemblée proviennent de différentes sources ou sont assemblés par des personnels différents, engendre des situations dans lesquelles il est difficile de maintenir la qualité et de déterminer la Chity lacked mechanical strength and tenacity; silicone rubbers, for example, were often used in this application. This gave a good seal between the half joints, but the material lacked hardness and could be damaged during installation. Another problem common not only to applications at the rear end of a crankshaft, but to seal assemblies in general, relates to the quality control in conditions where part of the seal assembly The seal is produced by one manufacturer and the other part or the other parts are produced by one or more other manufacturers. This situation can be aggravated when editing is done by assembly line personnel who represent yet another element in the assembly process. Modern quality assurance concepts call for responsibility for a single-person or single-source element, where possible. Therefore, any arrangement in which different elements of an assembled part come from different sources or are assembled by different personnel, creates situations in which it is difficult to maintain the quality and determine the
responsabilité en cas de défaillance. responsibility in case of failure.
Conformément & la présente invention, il est proposé un assemblage de joint d'étanchéité qui élimine la In accordance with the present invention, there is provided a seal assembly which eliminates the
nécessité d'usiner un lamage dans l'extrémité du bloc- need to machine a counterbore in the end of the block.
moteur. Cette opération peut donc être évitée. engine. This operation can be avoided.
L'invention propose un joint d'étanchéité composé qui assure un alignement aisé et une fixation simple sur une partie à face plane d'un bloc-moteur ou sur une partie associée. De plus, l'invention propose un élément de retenue qui peut être réalisé en une matière plastique synthétique à bon marché, dans des tolérances étroites, et qui peut recevoir et positionner avec précision un organe rapporté de retenue qui, lui-même, porte un corps d'étanchéité élastomérique. L'invention est particulièrement compatible avec les techniques modernes de fabrication et présente aussi un certain nombre d'avantages imprévus. Dans sa forme préférée de réalisation, l'invention propose un assemblage de joint d'étanchéité de vilebrequin qui comprend un élément de retenue moulé en matière plastique dans lequel sont reçus des organes rapportés de fixation, et qui comprend en outre un agencement à surface d'épaulement destiné à recevoir et positionner un organe rapporté de retenue qui peut être fixé par soudage aux ultrasons ou analogue de manière The invention provides a compound seal that provides easy alignment and easy attachment to a planar face portion of an engine block or an associated portion. In addition, the invention proposes a retaining element which can be made of a synthetic plastic material at a low price, within close tolerances, and which can accurately receive and position a retaining member which, itself, carries a elastomeric sealing body. The invention is particularly compatible with modern manufacturing techniques and also has a number of unexpected advantages. In its preferred embodiment, the invention provides a crankshaft seal assembly which comprises a molded plastic retainer into which fastener attachments are received, and which further comprises an airfoil arrangement. shoulder for receiving and positioning a retaining member which can be attached by ultrasonic welding or the like
étanche aux fluides sur l'élément de retenue. fluid-tight on the retainer.
L'organe rapporté porte un bloc d'étanchéité en élastomère fluoré ou en matière similaire dure, résistant aux températures élevées, qui porte directement contre une surface d'une partie du vilebrequin ou contre une surface similaire avec laquelle l'étanchéité doit être établie. En outre, conformément à l'invention, l'élément de retenue lui-même comprend, en plus d'une partie de montage, une partie entourant le prolongement arrière du vilebrequin, une surface extérieure conçue pour que le carter d'huile du moteur s'applique contre elle de façon étanche aux fluides, dans une disposition statique. Ceci signifie et améliore encore la fiabilité du montage. L'invention présente ces avantages ainsi qu'un certain nombre d'autres avantages, y compris la possibilité d'utiliser pour ce montage un corps The insert carries a fluorinated elastomer or similar hard, high temperature resistant seal block which bears directly against a surface of a portion of the crankshaft or against a similar surface with which the seal is to be established. In addition, in accordance with the invention, the retainer itself comprises, in addition to a mounting portion, a portion surrounding the rearward extension of the crankshaft, an outer surface adapted for the engine oil pan. applies against it in a fluid-tight manner in a static arrangement. This means and further improves the reliability of the assembly. The invention has these advantages as well as a number of other advantages, including the possibility of using for this mounting a body
de joint d'étanchéité en élastomère, de faible volume. Elastomer seal, low volume.
Etant donné l'incapacité de l'art antérieur à fournir un joint d'étanchéité arrière de vilebrequin qui donne entière satisfaction et qui soit économique et fiable, un objet de l'invention est de proposer un Given the inability of the prior art to provide a crankshaft rear seal which gives complete satisfaction and which is economical and reliable, an object of the invention is to provide a
assemblage de joint d'étanchéité composé perfectionné. advanced compound seal assembly.
Un autre objet de l'invention est de proposer un assemblage de joint d'étanchéité composé qui comprend trois éléments séparés qui sont combinés par le fabricant Another object of the invention is to provide a compound seal assembly which comprises three separate elements which are combined by the manufacturer
en un assemblage d'un seul bloc, aisé à monter. in an assembly of a single block, easy to assemble.
Un autre objet de l'invention est de proposer un assemblage de joint d'étanchéité composé qui comprend un élément de retenue moulé en une matière plastique, un bloc rapporté de retenue qui est fixé de façon étanche aux fluides à une ouverture centrale de l'élément de retenue, et un bloc d'étanchéité élastomérique qui est lié a une ou plusieurs surfaces choisies du bloc rapporté de retenue et qui porte contre une partie mobile de machine passant par Another object of the invention is to provide a compound seal assembly which comprises a molded retaining member of a plastics material, an insert retaining block which is fluidtightly attached to a central opening of the retainer, and an elastomeric sealing block which is bonded to one or more selected surfaces of the retaining block and bears against a moving part of a machine passing through
l'ouverture cenitrale du joint.the central opening of the joint.
Un autre objet de l'invention est de proposer un élément d'étanchéité composé dont les constituants peuvent être fabriqués avec une dépense d'outillage minimale et à bon marché par l'utilisation de techniques de Another object of the invention is to provide a compound sealing element whose constituents can be manufactured with a minimum expenditure of tools and at a low cost by the use of
moulage en grande série.mass-produced molding.
Un autre objet de l'invention est de proposer un joint d'étanchéité a pièces multiples dont les éléments Another object of the invention is to propose a multi-piece gasket whose elements
peuvent être assemblés sous la maîtrise d'un seul fabri- can be assembled under the control of a single manufacturer
cant. Un autre objet de l'invention est de proposer un assemblage de joint d'étanchéité composé qui est aisément aligné et positionné par rapport à un élément fixe de machine, une partie de l'assemblage entourant un élément cant. Another object of the invention is to provide a compound seal assembly which is easily aligned and positioned relative to a stationary machine member, a portion of the assembly surrounding an element.
relativement mobile de machine, et lequel joint d'étan- relatively mobile machine, and which seal of
chéité composé peut être monté de façon fiable, sans compound dryness can be mounted reliably without
détérioration, dans une position prédéterminée d'utilisa- deterioration, in a predetermined position of use
tion.tion.
Un autre objet de l'invention est de proposer un joint d'étanchéité qui s'ajuste aisément et de façon étanche aux fluides avec d'autres pièces, y compris un élément mobile de machine et deux éléments fixes de Another object of the invention is to provide a seal which easily and fluid-tightly adjusts with other parts, including a machine movable member and two stationary members of the invention.
machine.machine.
Un autre objet de l'invention est de proposer un assemblage de joint d'étanchéité dans lequel l'un des éléments peut être fixé dans une disposition précise par rapport à un autre élément, par des techniques de soudage aux ultrasons. Un autre objet de l'invention est de proposer un assemblage de joint d'étanchéité composé dans lequel deux des constituants sont réalisés à partir de matières thermoplastiques différentes, moulées par injection, dont l'une est aisément moulée sur prisonnier avec un bloc Another object of the invention is to provide a seal assembly in which one of the elements can be fixed in a precise arrangement with respect to another element by ultrasonic welding techniques. Another object of the invention is to provide a compound seal assembly in which two of the components are made from different thermoplastic injection-molded materials, one of which is easily molded onto a prisoner with a block.
élastomérique d'étanchéité auquel elle est liée. elastomeric sealant to which it is bonded.
Un autre objet de l'invention est de proposer Another object of the invention is to propose
un procédé de fabrication d'un joint d'étanchéité perfec- a method of manufacturing an improved seal
tionné pour produire un mécanisme étanche, qui comprend au moins une partie fixe et au moins un élément mobile de machine et dans lequel le fluide est confiné à l'intérieur du mécanisme étanche par un bloc d'étanchéité composé qui comprend deux éléments en matière plastique relativement to provide a sealed mechanism, which comprises at least one stationary portion and at least one movable machine member and wherein the fluid is confined within the sealed mechanism by a compound sealing block which comprises two plastics elements. relatively
rigide et un bloc d'étanchéité élastomérique lié. rigid and a bonded elastomeric sealing block.
Un autre objet de l'invention est de proposer un bloc d'étanchéité à éléments multiples qui résiste aux détériorations pendant le montage, qui résiste à la fatigue lors de l'utilisation et qui assure un alignement et un positionnement convenables par rapport & des éléments aussi Another object of the invention is to provide a multi-element sealing block which resists deterioration during assembly, which resists fatigue during use and which ensures proper alignment and positioning in relation to the elements. as well
bien fixes que mobiles.fixed rather than mobile.
Un autre objet de l'invention est de proposer un assemblage de joint d'étanchéité qui élimine la nécessité d'effectuer certaines opérations de finition sur Another object of the invention is to provide a seal assembly which eliminates the need to perform certain finishing operations on
la partie restante du bloc d'étanchéité. the remaining part of the sealing block.
Les objets et avantages précédents, ainsi que d'autres objets et avantages de l'invention sont obtenus, en pratique, au moyen d'un bloc d'étanchéité composé qui comprend un élément de retenue conçu pour être fixé à un élément de machine en contact étanche aux fluides, l'élément de retenue présentant une ouverture centrale possédant des moyens destinés à recevoir un organe rapporté de retenue, cet organe rapporté de retenue étant positionné à l'intérieur de l'ouverture, radialement et axialement dans une position souhaitée d'utilisation, un corps d'étanchéité élastomérique étant lié à une partie de l'organe rapporté, en relation d'étanchéité aux fluides avec cet organe, et le corps d'étanchéité présentant des surfaces tronconiques qui se rejoignent pour définir une bande d'étanchéité s'étendant suivant un lieu géométrique globalement circulaire pour former une bande d'étanchéité de contact prévue avec un élément relativement mobile de machine s'étendant vers l'extérieur à partir du premier bloc. L'invention vise également, en pratique, à proposer un tel assemblage dans lequel l'élément de retenue et l'organe rapporté de retenue sont réalisés en des matières plastiques synthétiques, et à proposer des procédés et des appareils pour la fabrication d'un tel assemblage de joint d'étanchéité. The foregoing objects and advantages, as well as other objects and advantages of the invention are obtained, in practice, by means of a compound sealing block which comprises a retaining element adapted to be attached to a machine member in accordance with the invention. fluid-tight contact, the retaining element having a central opening having means for receiving a retaining member, said retaining member being positioned within the opening, radially and axially in a desired position d use, an elastomeric sealing body being bonded to a portion of the insert, in fluid sealing relationship with that member, and the sealing body having frustoconical surfaces which join together to define a band of sealing extending in a generally circular locus to form a contact sealing strip provided with a relatively movable member e machine extending outward from the first block. The invention also aims, in practice, at providing such an assembly in which the retaining element and the retaining member are made of synthetic plastics, and to provide methods and apparatus for the manufacture of a such seal assembly.
L'invention sera décrite plus en détail ci- The invention will be described in more detail below.
après en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels les mêmes références numériques désignent des éléments correspondants: la figure 1 est une vue en perspective du joint d'étanchéité composé selon l'invention, le représentant FIG. 1 is a perspective view of the composite gasket according to the invention, the representative of which is given by way of non-limiting example and in which the same reference numerals denote corresponding elements;
dans une position d'utilisation en tant que joint d'étan- in a position of use as a gasket
chéité arrière de vilebrequin, cette vue montrant un carter-moteur et un fond de carter d'huile associés, en trait mixte; la figure 2 est une coupe verticale partielle d'un détail du bloc à joint composé d'étanchéité à l'huile crankshaft rear cheek, this view showing an associated crankcase and oil pan bottom, in dotted line; FIG. 2 is a partial vertical section of a detail of the oil seal joint block;
selon l'invention, montrant le joint en position d'utilisa- according to the invention, showing the seal in the position of use
tion et montrant les éléments fixes et mobiles de machine showing and showing the fixed and moving parts of
par rapport auxquels il doit constituer un joint d'étan- in relation to which it must form a seal of
chéité; la figure 3 est une vue analogue a celle de la figure 2, montrant les éléments de la figure 2 en éclaté ou dans une disposition préassemblée; chéité; Figure 3 is a view similar to that of Figure 2, showing the elements of Figure 2 exploded or in a pre-assembled arrangement;
la figure 4 est une coupe verticale, partielle- FIG. 4 is a vertical section, partially
ment schématique, montrant la fabrication de l'organe schematic, showing the production of the organ
rapporté de retenue et des blocs d'étanchéité élastoméri- retainer and elastomeric sealing blocks
ques selon l'invention; la figure 5 est une élévation de l'assemblage de joint d'étanchéité selon l'invention, montrant son association avec d'autres parties du mécanisme dont il assure l'étanchéité; la figure 6 est une vue en perspective d'une forme de réalisation modifiée du bloc à joint composé d'étanchéité selon l'invention; et la figure 7 est une élévation du joint d'étanchéité composé selon l'invention le montrant monté en according to the invention; Figure 5 is an elevation of the seal assembly according to the invention, showing its association with other parts of the mechanism which it seals; Figure 6 is a perspective view of a modified embodiment of the sealing compound seal block according to the invention; and FIG. 7 is an elevation of the compound seal according to the invention showing it mounted in
position d'utilisation.position of use.
Bien que l'assemblage selon l'invention puisse être utilisé dans un certain nombre d'environnements et qu'il soit conçu pour un certain nombre d'applications, on Although the assembly according to the invention can be used in a number of environments and is designed for a number of applications,
donnera une description détaillée de deux formes de will give a detailed description of two forms of
réalisation différentes du joint d'étanchéité selon l'invention, lesquelles versions diffèrent légèrement l'une de l'autre et sont toutes deux prévues pour une utilisation en tant qu'assemblage de joint d'étanchéité arrière de different embodiments of the seal according to the invention, which versions differ slightly from each other and are both intended for use as a rear seal assembly of
vilebrequin dans des applications à des moteurs d'auto- crankshaft in applications to self-propelled engines
mobiles. En référence à présent plus en détail aux dessins, la figure 1 est une vue en perspective d'un mobile. Referring now more in detail to the drawings, FIG. 1 is a perspective view of a
assemblage de joint composé d'étanchéité, désigné globale- sealing gasket assembly, designated overall-
ment en 10 et représenté pour être placé à proximité d'une surface 12 de montage faisant partie d'un premier élément 14 de machine auquel il est destiné à être associé lors de l'utilisation. L'assemblage 10 du joint composé d'étanchéité comprend trois éléments principaux qui sont représentés sur les figures 1 à 3; ces éléments comprennent un élément de retenue désigné globalement en 16, un organe rapporté de retenue désigné globalement en 18 et un bloc élastomérique d'étanchéité désigné globalement en 20. Dans l'application 10 and shown to be placed near a mounting surface 12 forming part of a first machine member 14 to which it is intended to be associated in use. The seal joint assembly 10 comprises three main elements which are shown in Figures 1 to 3; these elements comprise a generally designated retaining element 16, a retaining member generally designated 18 and an elastomeric sealing block generally designated 20. In the application
considérée, le premier élément 14 de machine est un bloc- considered, the first machine element 14 is a block
moteur d'automobile, la surface 12 de montage formant la automobile engine, the mounting surface 12 forming the
face extrême arrière du bloc.extreme rear face of the block.
Un prolongement arrière 22 du vilebrequin (figure 2) forme un second élément de machine et le prolongement 22 dépasse en passant dans une ouverture centrale désignée globalement en 24 et présentée par l'assemblage 10 du joint d'étanchéité. Un fond de carter d'huile de moteur, désigné globalement en 26, forme un troisième élément de machine; le fond de carter 26, comme représenté en trait mixte, présente des parties de surface A rearward extension 22 of the crankshaft (Fig. 2) forms a second machine member and the extension 22 protrudes through a central opening generally indicated at 24 and presented by the seal assembly 10. An engine oil pan bottom, generally indicated at 26, forms a third machine member; the housing base 26, as shown in phantom, has surface portions
28 qui s'appliquent contre une surface extérieure infé- 28 which apply against an outer surface of less than
rieure partiellement cylindrique 30 de l'élément 16 de partially cylindrical element 30 of element 16 of
retenue.detention.
Le vilebrequin ou son prolongement 22 présente une surface extérieure cylindrique 32 d'usure qui se déplace de manière étanche aux fluides par rapport à une partie du bloc élastomérique 20 d'étanchéité. Le bloc 20 d'étanchéité lui-même est de réalisation globalement The crankshaft or its extension 22 has a cylindrical outer wear surface 32 which moves fluid-tight with respect to a portion of the elastomeric sealing block 20. The sealing block 20 itself is of overall construction
classique dans la mesure o il comprend un corps élas- classic in that it includes an elastic body
tomérique 34 d'étanchéité présentant un côté air et un côté huile, des parties de surface globalement tronconiques 36, tomérique 34 sealing having an air side and an oil side, generally frustoconical surface portions 36,
38 qui se rejoignent suivant un lieu géométrique globale- 38 which come together according to a global geometric
ment circulaire pour former une bande 40 d'étanchéité; il s'agit de la partie qui porte contre la surface 32 qui forme ce qui est appelé un joint d'étanchéité dynamique, c'est-à-dire un joint d'étanchéité entre des éléments circularly to form a sealing strip 40; it is the part that bears against the surface 32 which forms what is called a dynamic seal, that is to say a seal between elements
mobiles entre eux.moving between them.
Le corps 34 du joint peut comprendre, faculta- The body 34 of the seal may comprise, optionally
tivement, une lèvre 42 d'exclusion ou anti-saleté, également de réalisation classique, connue de l'homme de l'art. Un ressort jarretière 44 est représenté logé dans une gorge 46 (figure 3) pour appliquer une charge radiale de compression à la lèvre ou bande 40 d'étanchéité. Le corps du joint 34 présente également deux surfaces de liaison 48, 50 de forme annulaire, espacées de la bande 40 - d'étanchéité et le long desquelles le corps 34 du joint est Finally, an exclusion or anti-dirt lip 42, also of conventional design, known to those skilled in the art. A garter spring 44 is shown housed in a groove 46 (Figure 3) to apply a radial compressive load to the lip or sealing strip 40. The seal body 34 also has two annular connecting surfaces 48, 50 spaced from the sealing strip 40 and along which the seal body 34 is
relié à l'organe rapporté 18 de retenue. connected to the retaining member 18 retaining.
Le bloc 18 de retenue, lui-même, est également - de forme globalement annulaire et comprend une partie de corps 52 ayant une aile 54 s'étendant axialement, une aile 56 de montage du corps du joint, s'étendant radialement vers l'intérieur, et une aile 58 de positionnement s'étendant radialement vers l'extérieur. L'aile axiale 54 et l'aile 58 s'étendant radialement vers l'extérieur présentent, respectivement, des surfaces 60, 62 qui sont The retaining block 18, itself, is also of generally annular shape and comprises a body portion 52 having an axially extending flange 54, a flange 56 for mounting the seal body, extending radially to inside, and a positioning flange 58 extending radially outwardly. The axial flange 54 and the radially outwardly extending flange 58 have, respectively, surfaces 60, 62 which are
conçues pour s'appliquer contre des surfaces correspon- designed to be applied against corresponding surfaces
dantes, directement opposées, de l'élément 16 de retenue, directly opposing elements of the retaining element 16,
dans un montage étanche aux fluides et mécaniquement fixe. in a fluid-tight and mechanically fixed mounting.
Comme décrit plus en détail ci-dessous, l'organe annulaire rapporté 18 de retenue est avantageusement réalisé en une As described in more detail below, the annular insert member 18 is advantageously made of a
matière plastique synthétique.synthetic plastic material.
En référence à présent à l'élément 16 de retenue, ce bloc comprend une partie de corps principale 64, également de préférence réalisée en une matière thermoplastique; l'élément 16 peut être considéré, d'un point de vue fonctionnel, comme comportant une partie de montage désignée globalement en 66 et une partie 68 de réception de l'organe rapporté. Le corps 64 comprend une aile axiale 70 présentant une surface cylindrique 72 tournée radialement vers l'intérieur pour porter contre la surface 60 de l'aile 54 de l'organe rapporté et une face extrême ou surface d'épaulement 74 prévue sur l'aile 70 pour porter contre la surface 62 de l'élément radial 58 de l'organe rapporté. Lors de l'utilisation, ces paires de surfaces en butée forment des joints étanches aux fluides Referring now to the retainer 16, this block includes a main body portion 64, also preferably made of a thermoplastic material; the element 16 may be considered, from a functional point of view, as having a mounting part generally designated 66 and a receiving portion 68 of the insert. The body 64 comprises an axial wing 70 having a cylindrical surface 72 rotated radially inward to bear against the surface 60 of the wing 54 of the insert member and an end face or shoulder surface 74 provided on the wing 70 to bear against the surface 62 of the radial element 58 of the insert member. In use, these pairs of abutting surfaces form fluid-tight seals
dans l'état monté de l'assemblage 10 de joint d'étanchéité. in the mounted state of the seal assembly 10.
Le corps 64 de l'élément 16 de retenue comporte en outre une aile 76 de protection s'étendant radialement vers l'intérieur, qui aboutit à trois pattes individuelles 78, ou plus. Cette aile 76 s'étend axialement vers l'intérieur du bloc 20 d'étanchéité, c'est-à-dire vers la zone protégée de façon étanche ou vers la droite sur les The body 64 of the retaining member 16 further includes a radially inwardly extending wing 76 which terminates in three or more individual tabs 78. This flange 76 extends axially inwardly of the sealing block 20, that is to say towards the protected zone in a sealed manner or towards the right on the
figures 2 et 3..Figures 2 and 3 ..
En référence à présent a la partie 66 de montage du bloc d'étanchéité composé 10, cette partie telle que représentée comprend un corps 80 de montage ayant une surface plane 82 à sa face extrême, conçue pour s'appliquer Referring now to the mounting portion 66 of the compound sealing block 10, this portion as shown comprises a mounting body 80 having a flat surface 82 at its end face, adapted to be applied
en butée contre la surface 14 de la face extrême du carter. in abutment against the surface 14 of the end face of the housing.
Une garniture "G" (figure 3) peut être prévue pour améliorer l'étanchéité dans cette zone. Le corps 80 de retenue comporte également plusieurs bossages espacés et façonnés 83 de fixation présentant chacun une ouverture 84 A seal "G" (Figure 3) may be provided to improve the seal in this area. The retaining body 80 also has a plurality of spaced apart and shaped mounting bosses 83 each having an opening 84
s'étendant axialement.extending axially.
Les ouvertures 84 reçoivent chacune un canon métallique 86 faisant partie de l'élément de retenue, en ajustement étroit; la forme préférée de réalisation du canon 86 de l'élément rapporté comprend une bride radiale 88 destinée à porter contre la surface inférieure 90 d'un The openings 84 each receive a metal barrel 86 forming part of the retaining element, in close fit; the preferred embodiment of the barrel 86 of the insert comprises a radial flange 88 intended to bear against the lower surface 90 of a
organe 92 de fixation à vis à tête qui passe dans l'ouver- 92 fastening member with a head screw which passes through the opening
ture centrale du canon 86. De cette manière, les organes de fixation 92 viennent "talonner" sur le canon métallique 86 de l'organe rapporté qui s'étend entre la surface extrême 14 du bloc-moteur 12 et la surface inférieure 90 de la tête In this way, the fastening members 92 come "heel" on the metal barrel 86 of the insert member which extends between the end surface 14 of the engine block 12 and the lower surface 90 of the head
des organes de fixation.fasteners.
Comme montré sur la figure 1, la partie 80 de montage comprend avantageusement une paroi périphérique de raidissement désignée globalement en 94 et subdivisée en un élément de paroi supérieur 95, deux parois latérales en As shown in FIG. 1, the mounting portion 80 advantageously comprises a peripheral stiffening wall generally indicated at 94 and subdivided into an upper wall element 95, two lateral walls in
saillie 97 et une paroi inférieure semi-circulaire 99. protrusion 97 and a semicircular lower wall 99.
Plusieurs voiles individuels 96 de raidissement s'étendent entre l'élément de paroi supérieur 95 et l'aile 70, ainsi qu'entre des parties de bossage 83 et de l'aile 70 ou de la paroi 95. Les parois 97 en saillie forment des parties, respectivement, de saillies transversales gauche et droite, désignées globalement en 98, 100, du corps de montage, chacune de ces saillies, comme montré sur la figure 1, A plurality of stiffening webs 76 extend between the top wall member 95 and the flange 70, and between boss portions 83 and flange 70 or wall 95. The projecting walls 97 form parts, respectively, of left and right transverse protrusions, generally designated 98, 100, of the mounting body, each of these projections, as shown in FIG.
présentant un passage 102, 104 s'étendant verticalement. having a passage 102, 104 extending vertically.
Les passages reçoivent des organes de fixation s'étendant, respectivement, dans les ouvertures 106, 108 du fond de The passages receive fixing members extending, respectively, in the openings 106, 108 of the bottom of the
carter d'huile 26.oil sump 26.
A cet égard et en référence de nouveau à la figure 1, il convient de noter qu'une fois que le bloc de retenue 16 est étroitement boulonné sur le carter d'huile, le fond du carter d'huile peut alors être fixé non seulement aux surfaces inférieures du carter de manière classique, mais que d'autres organes de fixation peuvent être passés dans les paires d'ouverture 106, 102, 100, 108 pour assujettir les pièces dans une disposition fixe. Dans ce cas, des écrous prisonniers ou d'autres organes de fixation peuvent être prévus pour les passages 102, 104, ou bien des organes rapportés filetés peuvent être utilisés In this regard and with reference again to Figure 1, it should be noted that once the retaining block 16 is tightly bolted to the oil sump, the bottom of the sump can then be fixed not only to the lower surfaces of the housing conventionally, but other fasteners may be passed through the opening pairs 106, 102, 100, 108 to secure the parts in a fixed arrangement. In this case, captive nuts or other fasteners may be provided for the passages 102, 104, or threaded inserts may be used.
comme indiqué.as indicated.
La figure 1 montre également que plusieurs voiles 112 s'étendent entre les surfaces inférieures de l'aile axiale 70 de l'élément de retenue et la paroi FIG. 1 also shows that several webs 112 extend between the lower surfaces of the axial wing 70 of the retaining element and the wall
inférieure semi-circulaire 99 de l'élément 16 de retenue. lower semicircular 99 of the element 16 retaining.
Ces voiles, parois et bossages donnent une réalisation rigide avec un poids minimal et sont compatibles avec une These sails, walls and bosses give a rigid realization with a minimum weight and are compatible with a
fabrication en grande série utilisant des moules relative- mass production using relative molds
ment simples.simply.
En référence a présent à la figure 5, le joint d'étanchéité composé 10 est représenté dans la position installée. Dans ce cas, un organe 92 de fixation est représenté s'étendant & travers le bossage 83 afin que les faces extrêmes 14, 82 du carter et de l'élément de retenue, respectivement, soient représentées dans la disposition en butée. Pour plus de clarté, la garniture "G" n'est pas représentée. La figure 5 montre l'un de deux organes de fixation 110 s'étendant verticalement, qui maintiennent le fond de carter 26 sur les parois en saillie 97 du bloc 18 Referring now to Figure 5, the compound seal 10 is shown in the installed position. In this case, a fastener 92 is shown extending through the boss 83 so that the end faces 14, 82 of the housing and the retainer, respectively, are shown in the abutting arrangement. For clarity, the trim "G" is not shown. FIG. 5 shows one of two vertically extending attachment members 110 which hold the housing base 26 on the protruding walls 97 of the block 18
de retenue.restraint.
En référence à présent à la figure 6, celle-ci montre une forme de réalisation légèrement modifiée de l'assemblage 10A du joint d'étanchéité. Cet assemblage est le même que celui montré sur les figures 1 à 3, sauf que l'élément de retenue désigné globalement en 16A sur la figure 6 diffère légèrement de l'élément de retenue 16 de la figure 1. Dans la forme représentée sur la figure 6, l'élément de paroi supérieur 95A est continu et s'étend en totalité radialement vers l'extérieur des divers bossages Referring now to Figure 6, this shows a slightly modified embodiment of the seal assembly 10A. This assembly is the same as that shown in FIGS. 1-3, except that the retainer generally designated 16A in FIG. 6 differs slightly from the retainer 16 of FIG. 1. In the form shown in FIG. 6, the upper wall element 95A is continuous and extends completely radially outwardly of the various bosses
83A pour organes de fixation.83A for fasteners.
D'autres voiles 96A de raidissement s'étendent entre des paires de parois latérales 97A en saillie et la paroi inférieure semi-circulaire 99A comporte des parties arrondies 101A de transition a ses extrémités supérieures au lieu d'avoir ses extrémités supérieures qui viennent buter perpendiculairement contre les parois en saillie. Il n'est donc pas nécessaire d'utiliser des organes de fixation ou des ouvertures auxiliaires ou verticaux pour fixer le fond de carter d'huile 26A. A cet égard, on notera que la surface de montage 28A du fond de carter d'huile 26A est profilée de façon à comporter des parties évasées 27A de transition destinées à s'accoupler avec les parties correspondantes 10lA situées sur les extrémités extérieures de la paroi extérieure inférieure 99A. Dans la forme de réalisation représentée, une gorge 29A est prévue dans la surface de montage 28A du fond de carter d'huile afin de recevoir une garniture 31A pour assurer l'étanchéité de Other stiffening webs 96A extend between projecting pairs of side walls 97A and the semicircular bottom wall 99A has rounded transition portions 101A at its upper ends instead of having its upper ends abutting perpendicularly. against the projecting walls. It is therefore not necessary to use fasteners or auxiliary or vertical openings to fix the oil sump 26A. In this regard, it should be noted that the mounting surface 28A of the oil pan bottom 26A is profiled so as to comprise flared transition portions 27A intended to mate with the corresponding portions 10LA located on the outer ends of the wall. lower outer 99A. In the embodiment shown, a groove 29A is provided in the mounting surface 28A of the oil sump to receive a seal 31A to seal the seal.
l'interface entre les surfaces 28A et 30A. the interface between the surfaces 28A and 30A.
La figure 7 montre l'assemblage 10A du joint d'étanchéité dans la position montée d'utilisation, montrant les positions relatives du bloc- moteur 12A, des surfaces en butée 14A, 82A du bloc-moteur ou du premier élément de machine 12A, le bloc de retenue 16A et la garniture "G". Des organes de fixation 92A sont représentés en trait tireté. Le fond de carter d'huile 26A du moteur et sa bride 28A qui porte contre la surface inférieure extérieure 30A de la paroi inférieure 99A du bloc 16A de retenue sont illustrés, de même que l'aile axiale 70A de l'élément 16A de retenue, l'aile radiale 58A de l'élément FIG. 7 shows the seal assembly 10A in the installed use position, showing the relative positions of the engine block 12A, the abutment surfaces 14A, 82A of the engine block or the first machine element 12A, the retaining block 16A and the packing "G". Fasteners 92A are shown in dashed line. The engine oil pan bottom 26A and its flange 28A which bears against the lower outer surface 30A of the lower wall 99A of the retaining block 16A are illustrated, as is the axial flange 70A of the retention member 16A. , the radial wing 58A of the element
rapporté 18A, par exemple.reported 18A, for example.
En référence & présent à la figure 4, celle-ci montre une étape de l'opération de fabrication du joint d'étanchéité composé, laquelle étape précède l'étape d'assemblage montrée sur la figure 3. Ici, sur la figure 4, l'organe rapporté 18 de retenue est représenté disposé à l'intérieur d'un moule désigné globalement en 200 et qui comprend, comme représenté, trois éléments principaux, à savoir une plaque inférieure 202 de moule, un noyau central 204 et un organe rapporté supérieur 206. Dans cette forme de réalisation de l'invention, l'organe rapporté 18 de retenue est réalisé en une matière plastique par moulage par injection dans un moule ayant une cavité convenablement façonnée pour réaliser le corps 52 avec l'aile axiaie 54, l'aile 56 de montage du corps du joint et l'aile 58 de positionnement. Après la formation de l'organe rapporté 18, les surfaces extérieures de l'aile 56 sont dégraissées et grenaillées afin d'acquérir un fini rendu légèrement rugueux. En variante, la rugosité de la surface peut être obtenue par une attaque chimique ou par la formation de surfaces rugueuses sur des parties choisies de l'intérieur du moule. Dans tous les cas, une fois que la préparation de la surface est achevée, on applique un adhésif d'un type connu de l'homme de l'art et on le laisse sécher. Ensuite, on met en place le corps 52 de l'organe rapporté de retenue dans le moule 200, comme illustré, et un caoutchouc peut être injecté, par exemple au moyen d'un passage 208, dans Referring now to FIG. 4, this shows a step of the manufacturing operation of the compound seal, which step precedes the assembly step shown in FIG. 3. Here, in FIG. the retaining member 18 is shown disposed inside a mold generally designated 200 and which comprises, as shown, three main elements, namely a lower mold plate 202, a central core 204 and an insert member upper 206. In this embodiment of the invention, the retaining member 18 is made of a plastic material by injection molding in a mold having a suitably shaped cavity for producing the body 52 with the axial flange 54, the wing 56 for mounting the seal body and the wing 58 for positioning. After formation of the insert member 18, the outer surfaces of the wing 56 are degreased and blasted to acquire a slightly rough finish. Alternatively, the roughness of the surface can be achieved by etching or by forming rough surfaces on selected portions of the interior of the mold. In any case, once the preparation of the surface is complete, an adhesive of a type known to those skilled in the art is applied and allowed to dry. Then, the body 52 of the retaining member is placed in the mold 200, as illustrated, and a rubber can be injected, for example by means of a passage 208, into the mold.
la cavité formée par les surfaces, tournées vers l'inté- the cavity formed by the surfaces, turned towards the
rieur, des parties 202, 204 et 206 du moule. La formation en position du corps 34 du joint d'étanchéité, son mûrissement initial et sa liaison sur l'aile radiale 56 sont effectués d'une manière connue de l'homme de l'art et qui, n'entrant pas dans le cadre de l'invention, ne sera parts, 202, 204 and 206 of the mold. The formation in position of the body 34 of the seal, its initial ripening and its connection on the radial flange 56 are carried out in a manner known to those skilled in the art and which, not falling within the scope of the invention, will not
pas décrite plus en détail.not described in more detail.
En supposant que le corps du joint d'étanchéité soit réalisé en une matière du type fluoro-élastomère, après l'ouverture du moule montré sur la figure 4 et l'enlèvement de la pièce, la pièce composée, comprenant le corps élastomérique 20 du joint d'étanchéité et l'organe rapporté 18 de retenue est soumise à une post-cuisson à Assuming that the body of the seal is made of a fluoroelastomeric material, after the opening of the mold shown in FIG. 4 and the removal of the workpiece, the composite part comprising the elastomeric body 20 of the seal and the retaining member 18 is subjected to post-bake
température élevée, par exemple 205 C, pendant 10 heures. high temperature, for example 205 C, for 10 hours.
Ceci produit un sous-ensemble mûri, achevé, montré sur la This produces a matured, completed subset, shown on the
figure 3.figure 3.
En référence à présent à la figure 3, celle-ci illustre l'alignement et le.positionnement de l'élément 16 de retenue et de l'organe rapporté 18 de retenue. Lorsque ces pièces sont alignées comme montré sur la figure 3 et qu'elles sont ensuite amenées dans une disposition Referring now to Figure 3, this illustrates the alignment and placement of the retainer 16 and the retainer 18. When these pieces are aligned as shown in Figure 3 and then they are brought into a layout
d'assemblage, les diverses paires complémentaires illus- of assembly, the various complementary pairs
trées de surface 60, 72 et 62, 74 sont en contact étroit, centrant ainsi l'organe rapporté par rapport à l'élément 16 de retenue et assurant le positionnement axial approprié de l'organe rapporté 18. Ensuite, les pièces peuvent être liées par des techniques bien connues de soudage aux ultrasons, avec ou sans l'aide d'adhésifs auxiliaires ou de matières similaires. Dans des cas appropriés, la liaison Surface trenches 60, 72 and 62, 74 are in close contact, thereby centering the insert member relative to the retainer member 16 and providing the appropriate axial positioning of the insert member 18. Thereafter, the parts can be connected by well known ultrasonic welding techniques, with or without the aid of auxiliary adhesives or similar materials. In appropriate cases, the link
peut être réalisée uniquement par des adhésifs. can be achieved only by adhesives.
Lorsque les opérations de moulage et d'assem- When molding and assembly operations
blage sont achevées, un joint d'étanchéité du type illustré sur la figure 2, par exemple, a été produit et il est apte à être transporté vers le constructeur. Comme indiqué précédemment, la pose du joint d'étanchéité est alors une affaire qui demande relativement peu d'expérience et aucune opération de post-finition ou de For example, a seal of the type illustrated in FIG. 2 has been produced and is suitable for transport to the manufacturer. As stated above, the installation of the seal is then a case that requires relatively little experience and no post-finishing operation or
post-usinage sur les pièces de machine concernées, c'est-&- post-machining on the machine parts concerned, this is - & -
dire le bloc-moteur, le carter, le fond de carter d'huile ou analogue. L'élément de retenue peut être positionné comme montré sur la figure 1, la garniture "G" étant disposée entre la face 14 du bloc-moteur et la surface frontale ou axialement intérieure 82 de l'élément 16 de say the engine block, the crankcase, the sump or the like. The retaining element can be positioned as shown in FIG. 1, the gasket "G" being disposed between the face 14 of the engine block and the front or axially inner surface 82 of the element 16 of the
retenue.detention.
Dans une forme de réalisation de l'invention, la garniture "G", bienqu'étant fabriquée séparément, peut être liée à la surface de l'élément de retenue dans l'usine de fabrication du joint d'étanchéité, et l'autre surface de la garniture peut alors être recouverte et protégée par un papier protecteur "R", par exemple, (figure 3) pour le transport. Une matière auto-collante peut également, ou non, être fixée sur la face extérieure recouverte. Dans ce cas, seule une préparation de la surface du bloc-moteur est nécessaire, car le joint d'étanchéité possède sa propre In one embodiment of the invention, the "G" gasket, although manufactured separately, may be bonded to the surface of the retainer in the seal manufacturing plant, and the other The surface of the liner can then be covered and protected by a protective paper "R", for example, (Figure 3) for transport. A self-adhesive material may or may not be attached to the covered outer surface. In this case, only a preparation of the surface of the engine block is necessary, because the seal has its own
garniture et l'adhésif pour cette garniture. trim and adhesive for this trim.
L'alignement et la fixation des vis à tête 92 ou analogues assurent un alignement approprié du joint d'étanchéité avec le prolongement arrière du vilebrequin, tandis que les pattes 78 de l'aile protectrice 76 assurent une limitation de l'excursion radiale du bloc élastomérique d'étanchéité et évitent ainsi sa détérioration pendant la pose. La surface extérieure plasstique 30 de la partie inférieure 99 établit un contact étanche aux fluides avec The alignment and attachment of the head screws 92 or the like ensure proper alignment of the seal with the crankshaft rear extension, while the legs 78 of the protective flange 76 provide a limitation of the radial excursion of the block. elastomeric sealing and thus prevent its deterioration during installation. The plassic outer surface 30 of the lower portion 99 makes fluid-tight contact with
la surface 28 du fond de carter d'huile 26, dont l'étan- the surface 28 of the sump 26, the sealing
chéité est habituellement établie par une partie de la loss is usually established by some of the
garniture du fond de carter.crankcase trim.
En raison de la rigidité d'ensemble de l'élément 16 de retenue, des forces statiques d'étanchéité relativement élevées peuvent être appliquées à l'assemblage sans effet nuisible; si ces forces étaient imposées sur le corps extérieur d'un joint d'étanchéité à l'huile ordinaire, il pourrait en résulter une déformation du corps du joint ou un autre défaut de montage. La pose du joint conformément à l'invention est notablement simplifiée et on Due to the overall rigidity of the retaining member 16, relatively high static sealing forces can be applied to the assembly without deleterious effects; if these forces were imposed on the outer body of an ordinary oil seal, this could result in deformation of the seal body or other mounting defect. The laying of the seal according to the invention is significantly simplified and
obtient une fiabilité notablement accrue. achieves significantly increased reliability.
Conformément à l'invention, il est préférable According to the invention, it is preferable
- d'utiliser des matières thermoplastiques pour la fabrica- - to use thermoplastic materials for the manufacture of
tion de l'élément de retenue et de l'organe rapporté de retenue de l'invention. Ces deux pièces peuvent être réalisées dans la même matière, ou bien elle peuvent comporter toutes deux des matières dissemblables. Bien que de nombreuses matières différentes conviennent, des résines thermoplastiques chargées, telles que du "Nylon" chargé de tion of the retaining element and the retention retaining member of the invention. These two pieces may be made of the same material, or they may both have dissimilar materials. Although many different materials are suitable, filled thermoplastic resins, such as "nylon" loaded with
verre ou d'autres résines du type polyamide, conviennent. glass or other resins of the polyamide type, are suitable.
Des matières thermoplastiques résistant aux températures élevées, telles que des polycarbonates, des acétals ou d'autres matières, peuvent également être utilisées avec succès. Bien que des élastomères ordinaires tels que des nitriles, des nitriles carboxylés ou des élastomères silicones puissent être utilisés pour la réalisation du bloc d'étanchéité 20, la présente invention utilise avantageusement des matières du type fluoro-élastomère qui sont très résistantes aux hautes températures. Par conséquent, lors de l'utilisation, le joint d'étanchéité est efficace lorsque des températures de fluides atteignent High temperature resistant thermoplastics, such as polycarbonates, acetals or other materials, can also be used successfully. Although ordinary elastomers such as nitriles, carboxylated nitriles, or silicone elastomers can be used for making the seal block 20, the present invention advantageously utilizes fluoroelastomer-like materials that are highly resistant to high temperatures. Therefore, in use, the seal is effective when fluid temperatures reach
en régime permanent 120'C et, à l'occasion, des tempéra- 120 ° C and, on occasion, temperatures
tures de 205 à 260'C.from 205 to 260 ° C.
L'utilisation de techniques de soudage par ultrasons constitue un moyen économique pour former un joint étanche statique ou secondaire, résistant, entre l'élément de retenue et l'organe rapporté. Ceci évite une source de problème antérieur, constituée par un joint The use of ultrasonic welding techniques is an economical way to form a static or secondary tight seal, between the retainer and the insert. This avoids a previous problem source, consisting of a joint
d'étanchéité secondaire défectueux, c'est-&-dire l'étan- defective secondary sealing, that is to say
chéité entre l'extérieur du corps du joint et le voile de palier principal ou une partie similaire de la structure du carter. Une autre particularité importante de la présente invention est qu'un alignement approprié peut être réalisé sans emmanchement à la presse. L'utilisation d'un profil en boulon sur une surface plane extérieure non seulement élimine le risque d'un tel défaut d'alignement, mais permet aussi une inspection visuelle pour vérifier l'ajustement approprié; ceci était difficile ou impossible avec gap between the outside of the seal body and the main bearing veil or a similar part of the crankcase structure. Another important feature of the present invention is that proper alignment can be achieved without press fit. The use of a bolt profile on an exterior flat surface not only eliminates the risk of such misalignment, but also allows visual inspection to verify the proper fit; this was difficult or impossible with
certains joints d'étanchéité de l'art antérieur. certain seals of the prior art.
Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées a l'assemblage de joint d'étanchéité composé décrit et représenté sans sortir du cadre de It goes without saying that many modifications can be made to the compound seal assembly described and shown without departing from the scope of the present invention.
l'invention.the invention.
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