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Soupape commandée par vis et munie d,un guide pour la formation de son siège par rodage.
La présente invention a pour but de fournir des formes cons- tructives de soupapes à pointe conique et commandées par vis soit pour les fermer soit pour les ouvrir, appropriées en première ligne pou-r 1* introduction de l'essence dans les moteurs à ombus- tion interne,telle qu'on la pratique pour faciliter la mise en marche spécialement par temps froid.
Les avantages envisagés sont ;
1) Possibilité de rétablir 1'eetanchéité de la soupape même pour des soupapes de petites dimensions par un moyen facile et sûr, cest à dire par le rodage effectué moyennant un guide formé dans un des organes de la soupape.
2) Possibilité de conserver l'étanchéité de la soupape pour une . dutée plus longue.
Par contre toutes les soupapes jusqu,ici en commerce ,ainsi que les robinets employés dans le même but, se dérangeant fort facilement à cause de la haute température à laquelle elles sont soumises et leur réparation est pratiquement impossible,de telle sorte que lorsque leur étanchéité devient défectueuse il faut les remplacer.
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Le rodage appliqué aux robinets ne donne pas de résultats satisfai- sants. Les soupapes employées pour l'introduction de l'essence servent parfois aussi pour empêcher la compression quand on fait tourner le moteur à lamain à l'aide de la manivelle prévue exprès dans ce but. Les soupapes en question sont de petites di- mensions,n'exigent aucun presse-étoupe et sont montées sur la tête ae chaque cylindre.Les moteurs à combustion qui en sont dépourvus ne représentent qu'une proportion minime. Certaines formes cons- tructives qui servant décrites ci-après pourront convenir aussi pour d'autres usages. La présente invention comporte aussi un type de soupape avec la caractéristique d'un système spécial pour la fixer au moteur (ou à un récipient).
Dans les dessins ci-annexés :
Les fig. 1,3,6,7,8 et 9 montrent, en coupe axiale,des formes constructives de la soupape.
La fig. 2 est unecoupe transversale par II-II de la fig. 1.
Fdigs 4 et 5 sont deux vues d'un organe de la soupape représen¯ tée à la fig. 3.
En se référant aux figs. 1 et 2,1 est la tige qu'on peut ima- giner comme étant formée par deux cylindres possédant un même axe et une base dans le même plan. Le cylindre de plus grand dia- mètre se termine par une coupe P; l'autre cylindre se termine par une pointe conique 3. La différence de diamètre entre les deux cylindres donne lieu à un épaulement 4. Un conduit axial 5 part de la coupe 2 et aboutit'à un conduit'radial 6. La tige 1.'est emboi-; tée dans un manchon de commande ? fileté extérieurement et muni d'un volant à main 8.
Une ¯bague 0,à section axiale rectangulaire, pourvue de deux saillies 91-92 (fig. 2)..et d'un pas fileté est vissée surle petit cylindre de la tige' 1 et serrée contre l'epaule ment 4. ¯ Le rebord 10 de la coupe s'appuielibrement sur le volant , à main 8,et le manchon 7 peut tourner sur la tige 1 même lorsque la bague 9 est vissée sur ladite tige. La cavité interne du corps
11 est cylindrique et filetée et dans lefond de cette cavité est ménagé le siège conique 12, d'où part le conduit 13 qui,lorsque le corps 11 est fixé par sa vis 14,sur la tête du moteur, aboutit à la chambre à explosions. La cavité du corps de soupape 11,le
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siège 12,le conduit 13 et la tige 1 sont alignés sur le même axe.
Pour visser le manchon 7 (avec la tige $ et sa bague.9 disposées de la manière décrite ) dans le corps 11, il faut d'abord intro- duire la tige 1 avec sa bague 9 dans le creux du corps de soupa- pe .Cela peut se faire parce que le diamètre de la bague 9 est moindre que celui delà cavité du corps 11 et parce que dans la paroi interne de ce corps sont ménagées deux rainures parallè- les à son axe et dans lesquelles les deux saillies 91-92 (fig.2) de la bague 9 peuvent coulisser. Après 1^introduction dela tige 1 avec sa bague 9, on visse le manchon 7 dans l'étui 11 en raisant tourner le volant 8. La partie terminale filetée du manchon 7 en butant contre la face supérieure de la bague 9,obli ge le cône 3 à se porter contre son siège 12 par un simple mou- vement de translation.
De cettemanière la communication qui auparavant existait entre le dehors et la chambre à explosion du moteur à traversles conduits 5-6-13 et la cavité interne du corps de soupape 11 reste interceptée. Pour rétablir cette com- munication il suffit de faire tourner le volant 8 en sens con- d'en bas traire. Alors le volant 8 en poussant/sur le rebord 10 de la coupe 2 vers le haut oblige le cône 3 à quitter son siège 12.
Les saillies 91-92 prévues sur la bague 9 (fig. 2) remplis- sent deux fonctions' : 1) la première c'est a,empêcher la bague 9 lorsqu'on ouvre ou ferme la soupape serrée contre l'épaulement 4,de se-dévisser de la tige 1,par suite des forces opposées qui,par l'effet de lafriction,se manifesteraient soit entre la bague 9 et la face terminale du manchon 7, soit entre le cône 3'et son siège
12.
2) La seconde fonction c'est d'obliger le cône 3 de se poser sui son siège 12 toujours dans la même position et de faciliter ainsi la conservation de l'étanchéité de ia soupape, carmles parties venant en contact @e variant jamais leur position réciproque,une adaptation utile pourra se produire entre le cône et son siège au fur et à mesure que leurs surfaces devien- nent irrégulièrespar suite de la friction ou d'autres causes et que leur contact-tend par conséquent à devenir imparfait.
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Cette adaptation est facilitée par la plasticité conférée à la matière par les hautes températures auxquelles elle est assujet- tie. Les saillies 91-92 peuvent se réduire à une seule. les deux saillies sont différentes entre elles afin d'empêcher en cas de démontage de la soupape ,que lors de l'assemblage suc- cessif de ses diverses parties on puisse disposer le cône 3 par rapport à son siège dans une position distincte de la positi tion primitive au détriment de l'étanchéité.
Au cas où pour un motif quelconque la fermeture opérée par la soupape n'est plus hermétique, pour ramener son siège dans des conditions parfaitement régulières,il suffit de procède] de la façon suivante ; On dévisse la bague 9 de la tige 1,on sert la tige 1 du manchon 7,en visse à fond le manchon 7 dans le corps de soupape et on enduit le cône 3 d'un mélange d'émeri'et d'huile. Cela fait,on remet la tige 1 dans le manchon 7 et en empoignant la coupe faisant saillie sur le volant S,on rode le siège de la soupape de la manière usuelle. Chaque fois qu'il faut renouveler l'enduit d,meri et d'huile sur le cône, on peut sortir la tige 1 sans difficulté.La tige 1 étant guidée dans le manchon 7 le siège sera rodé avec précision.
Normalement la coupe 2 sert pour l'introduction de l'essence dans le moteur.
Dans la solution illustrée par les fig. 3,4 et 5,la fonction . de guide pendant le rodage peut être remplie par le corps 11 qu' on fixe au moteur. Comme dans l'exemple précédent,la tige 1 est munie d'une coupe 2 à une extrémité et d'une pointe conique 3 à l'autre extrémité; elle possède aussi un épaulement 4,un con- duit axial 5 et un conduit transversal 6 à proximité de la pointe' conique 3. Le manchon fileté 7 est visse, non dans,mais sur le corps 11 et forme une saillie 14 en correspondance avec l'épaule- ment 4 de la tige 1. La tige 1 est emboitée dans le manchon 7 auquel elle est fixée par l'entremise de la bague 9 qui à son tour est serrée contre l'épaulement 4 de manière à permettre à la tige 1 de tourner par rapport au manchon 7.
La bague 9 est.munie de deux dents 93-94 (figs. 4 et 5) analogues aux saillies 91-92 de la fig. 2,mais de petite hauteur par rapport à sa hauteur pro- pre ; les dents 93-94 se trouvent près de la base de la bague oppo-
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sée à la base qui fait butée contre l'épaulement 4.
Dans la paroi interne du corps 11 sont ménagées deux rainui res dans lesquelles peuvent coulisser les dents 93-94. L'ou- verture et la fermeture de la soupape s'effectuent de la même manière que dans l'exemple précédent. Lorsqu'on fait tourner le manchon 7 dans un sens,sa saillie 14 pousse la bague 9 vers le bas et oblige le cône 3 à s'appliquer- contre son siège par un simple mouvement de translation;
-,lorsqu'on fait tourner le manchon 7 en sens opposé,la face supérieure du manchon pousse d'en bas vers le haut le rebord de la coupe 2 et détermine 1' ouverture de la soupape. cependant la caractéristique de cette seconde forme d'exécution consiste dans le procédé de rodage
Pour cette opération on dévisse le manchon 7 du corps 11,la bague 9 de la tige 1 et on sort la tige 1 du manchon 7. Cela fait on visse de nouveau la bague 9 sur la tige 1 mais en renv versant la bague (de façon que ses dents 93-94 se trouvent à proximité de l'épaulement 4) et on emboite la tige avec sa bague dans lacavité du corps de soupape 11. Les dents 93-94 se trouvent alors hors de la cavité du corps 11 et de ses deux rainures ; par conséquent on peut, non seulement enfiler et retirer la tige,mais aussi la faire tourner librement dans le corps de soupape.
En plus,la surface cylindriqae de la bague frotte doucement contre la surface interne du corps 11 qui par conséquent servira de guide pendant le rodage.
Si dans la fig. 1 on imagine la bague 9 comme formant une seule pièce avec la tige 1 au lieu d'être vissée sur celle-ci, et si en outre on suppose que la tige 1 soit rendue solidaire du volant à main 8, par un boulon taraudé (ou un écrou) de ma- nière que le volant puisse tourner par rapport à la tige,on a la construction de la fig. 6.
Pour roder,on commence par enle- ver le boulon taraudé 19 et le manchon 7; ensuite on sort la tige 1 du corps 11 et la cheville mobile 91 de la tige 1. la cheville 91 est perforée en correspondance'au conduit axial de la tige 1 afin de permettra le passage du fluide; cette cheville remplit les mêmes fonctions que remplissaient les saillies 91-92 à la fig. l,car ses extrémités font saillie sur
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la périphérie de la tige et coulissent en deux rainures longitu- dinales prévues dans la paroi du corps 11.
La tête du bouton taraudé 19 est préférablement formée en coupe afin de permettre de la saisir à la main plus aisément, comme on le voit à la fig.9 dans laquelle la soupape proprement dite ne diffère de celle suivant la fig. 6 que par le fait que le manchon est vissé extérieurement sur le corps de soupape .Maintenant on visse de nouveau le boulon fileté 19 sur la tige 1 et on peut roder avec toute facilité. Les soupapes décrites jusqu'ici doivent être mon tées verticalement ou presque verticalement sur le moteur. Au cas où il faudrait les disposer horizontalement le trou pour
1* introduction de l'essence devra être percé dans la paroi uylin drique du corps, comme on le voit aux figs. 7 et 8.
Dans la construction d'après la fige 7 l'organe de fermeture
1 est vissé dans un trou axial de la tige 2 portant le volante main.A son tour la tige 2 est vissée dans le manchon 4.et ce manchon est vissé sur le corps 5 qui porte latéralement la coupe
6. Pour procéder au rodage on dévisse le manchon 4 du corps 5 det la tige 2 du manchon 4. On enlève la cheville 7,dont les deux extrémités s'engagent dans deux rainures longitudinales prévues dans la paroi interne du corps 5, et l'on visse à fond l'organe de fermeture 1 dans le trou de la tige 2 afin d'empêcher qu'il puisse se dévisser avec facilité. On introduit la tige 2 (sans le manchon 4 mais avec l'organe de fermeture 1 en place) dans la cavité cylindrique dû corps 5 dans laquelle la tige en¯ tre à frottement modéré.
Maintenant on peut commencer à roder. pour fermer la soupape après son montage il suffit de faire tour! ner le volant à main dans le sens approprié. Etant donné que l'organe de zermeture 1 a tête conique ne peut pas tourner à cause de la cheville 7 dont les extrémités sont engagées dans le rainures longitudinales du corps 5 cet organe 1 se vissera dans le trou fileté de la tige 2 et tendra à s'écarter du siège de la soupape. Cependant,puisque le pas du filetage extérieur de la tige 2 est plus grand que celui de son propre trou filetée l'organe de'fermeture 1 sera en définitive porté contre son siège et fermera la soupape.
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L'organe de fermeture 1 avec la cheville 7,au lieu d'être vissé dans la tige 2,pourra être forcé dans le trou de la tige 2 ce trou étant alors sans filet et pourvu d'un étranglement et la pièce 1 étant munie d'une gorge. Au lieu de munir la pièce 1 d'une, gorge on pourra lui donner une forme légèrement conique.
Afin toutefois de permettre le rodage,il est toujours nécessaire dentaire adhérer la surface de la pièce 1'contre la surface du trou avec une certaine pression pour assurer la coïncidence de l'axe de l'organe de fermeturelavec l'axe de la tige 2 et par conséquent avec l'axe du siège. Pour roder il faut que toute ro- tation relative entre l'organe 1 et la tige 2 soit empêchée ce qu' on peut obtenir en coulant de l'etain entre les deux ; le rodage achevé on devra enlever cet étain. En examinant la fig. 7 on aperçoit que, si l'on renonce au rodage, on peut supprimer le manchon 4 et visser la tige 2 directement dans lè corps 5. Par contre si on renonce à la cheville 7 et si l'on se limite au rodé ge on pourra réunir la tige 2 et l'organe de fermeture 1 en une ur seule pièce.
Enfin la pièce 1 pourrait traverser toute la longue de la tige ?. et être fixée à celle-ci par un boulon.Entre la pièce de fermeture 1 et la tige 2 subsisterait alors la même disposition.qui subsiste dans la fig. 6 entre la tige 1 et le manchon 7.
Pour le rodage il peut convenir d'employer aussi un autre organe outre le manchon à volant et le corps de soupape.La fig.8 donne un exemple de cette disposition.Dans cette fig. 8 l'organe de fermeture 1 est vissé dans l'extrémité de la tige 2. Après l'épaulement 4,la tige 2 est cylindrique sur une certaine Ion.. gueur, puis conique, puis de nouveau cylindrique avec extrémité filetée ; sur cette dernière partie cylindrique est monté le volant à main 5 yfixé par l'écrou 3. La bague 6 interposée entre l'épaulement 4 et le manchon 7 empêche les déplacements de la tige 2 de gauche à droite;la bague 8 interposée entre le manchon
7 et le volant à main 5 empêche les déplacements-'de la tige 2 de droite à gauche.La tige 2 peut donc seulement tourner sur son axe.
Lorsqu'on fait tourner le volant à main 5,l'organe de ferme- ture 1 est empêché de tourner par la cheville 9 et par les deux
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rainures dans lesquelles les deux extrémités de la cheville sont sngagées;la pièce 1 est donc obligée de se visser dans le trou de la tige 2 ou de s'en dévisser et détermine par là l'ouver- ture ou la fermeture de la soupape. Pour roder on dévisse l'é- crou ';, puis on enlève successivement le volant 5,1a bague 8, lu manchon 7, la bague 6 et enfin la cheville 9. Âpres cela on fixe sur la tige 2 le volant 5 à l'aide de l'écrou 3 et l'organe de fermeture 1 de la manière expliquée '.propos de la fig. 7.
Enfin on fixe le manchon 7 sur le corps de soupape et on peut alors roder, il sera permis de sortir et de remettre en place la tige 2 autant de fois que cela peut être demandé pendant le rodage la tige étant guidée par la surface cylindrique du manchor contre laquelle elle frotte modérément. On voit aisément que, si 1; on veut,on peut utiliser comme guide également le corps de sou- pape. Alors il convient de supprimer les deux bagues 6 et 8, la fonction de la bague 6 pouvant être remplie par l'épaulement 4 et celle de la bague 8 par le volant 5. Pour cela il suffit d'assigner au manchon 7 un diamètre égal à celui de la portion de la tige 2 à droite de l'épaulement 4, et d'assigner au manchon forment le prolongement du volant 5 une longueur suffisante à faire buter légèrement ce manchon contre l'extrémité adjacente du manchon 7.
Les soupapes représentées aux figs. 7 et 8,mécessitent d'être montées sur le moteur avec leur axe disposé horizontalement. Au cas où ces soupapes devaient être montées en position verticale, elles seront mises en communication avec le dehors par un con- duit axial qui,parlant d'un conduit transversal communiquant avec la chambre de la soupape,aboutira au dehors par une coupe (ou évasement) d'une manière analogue à ce qui a été dit à propos des figs. 1,3 et 6.
Quand on veut fixer à un moteur (ou à un récipient) une sou- pape dont l'axe de rotation pendant le vissage effectué pour la fixer ne coincide pas avec l'axe du conduit qui met la soupape en communication avec l'atmosphère (ou avec un autre récipient) et ce conduit doit prendre une position déterminée comme c,est le cas par exemple dans la fig. 7 où la coupe après vissage de la
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soupape doit être tournée vers le haut,il faut en général pro-" céder par tâtonnements parce qu'il est presque toujours nécessaire de faire varier l'épaisseur de la garniture serrée entre la paroi du récipient etle corps de soupape.
En plus,il est difficile d'arriver à un serrage parfait et de porter le conduit exactement dans la position voulue. le dispositif de la fig. 9 qui est appliqué à une soupape pour moteur à explo- sion,élimine cet inconvénient. Le dispositif comporte un boulon 21 traversant un trou cylindrique ménagé dans la base du corps 5 et qu'on visse sur le moteur en sortant dans la posi- tion voulue, la soupape qui peut tourner sur ce boulon,Dans le boulon est percé un conduit axial 22 aboutissant par l'in- termédiaire d'un conduit radial,à une gorge périphérique 23 du boulon 21,cette gorge étant raccordée au siège de la soupape par le conduit 2.4.La gorge 23 peut être prévue aussi sur le corps 5 pourvu qu'elle soit constamment en communication avec les conduits 22 et 24.
De cette manière lorsque la soupape est ouverte ,la communication entre le moteur et le dehors reste assurée,quelle que soit la rotation qu'on aura imprimée au boulon 21 autour de son axe pour fixer la soupape. Les garni- tures 25 et 26 servent à éviter toute uite du fluide.
EMI9.1
REVEND I C A T I 0 N S .
1) Soupape à aiguille avec pointe conique et avec commande par vis soit ' pour son ouverture soit pour sa fermeture,carac- térisée en ce que pendant la rotation de son organe de commande (volant à manchon) la tige, et par conséquent aussi la pointe conique, subit seulement des déplacements axiaux, étant conve- nablement guidée le long du corps de la soupape et en ce que cette tige dégagée de l'organe de serrage, peut etre guidée par la paroi cylindrique 'nterne du manchon et servir pour le rodage du siège et de la pointe conique de la soupape.