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Perfectionnements à la commande de soupapes mutuellement divergentes
L'invention est relative à la commande des soupapes prévues à plusieurs dans la tête d'un cylindre de moteur et dont les axes divergent entre eux, par exemple du genre de celles employées dans certains moteurs à combustion interne équipés de soupapes en tête.
Le but de l'invention est de prévoir un agencement perfection- né de culbuteurs ou de leviers pour actionner ces soupapes.
L'invention consiste en une commande de levée de soupapes dans , laquelle chaque élément oscillant, actionné par des moyens tels par exemple qu'une tige poussoir, came ou-l'équivalent communique le mouvement à un certain nombre de culbuteurs,de manoeuvre de soupapes,et tous les culbuteurs se meuvent dans les mêmes plans que; les tiges des soupapes, tiges-poussoirs, cames et organes analo- gues auxquels ils communiquent ou dont ils reçoivent le mouvement.
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. L'invention consiste également à actionner simultanément une paire de queues ou tiges de soupapes divergentes situées dans un plan commun, par deux bras éloignés appartenant à une paire de leviers à deux bras ou de culbuteurs se déplaçant dans et; ou dont les pivots d'articulation sont disposés perpen- diculairement au dit plan, et dont l'un d'eux actionne ].'autre par engagement de leurs deux bras voisins.
L'invention consiste en outre dans la commande de soupapes telle qu'elle est définie dans l'un ou les deux paragraphes précédents, et qui comprend l'emploi d'un culbuteur se déplacant dans le même plan qu'une soupape qu'il actionne, et qui reçoit sson mouvement d'un autre culbuteur se déplacant dans un plan incliné par rapport au premier.
L'invention consiste en outre en une paire de soupapes simultanément actionnées par une paire de leviers à. deux bras, comme indiqué plus haut, dans laquelle le côté supérieur de l'une des extrémités éloignées des leviers est attaquée par une ,came tournant autour d'un axe. disposé perpendiculairement à, et éloigné d'une distance convenable de l'a,xe du cylindre, la dite came présentant une surface de contact déterminée par des lignes convenablement inclinées sur l'axe de l'arbre de came.
L'invention consiste en outre en une commande de mouvement de soupapes, conforme au paragraphe précédent, dans laquelle deux paires de leviers à deux bras sont disposées des côtés opposés d'un cylindre de moteur, dans des plans mutuellement inclinés sur l'axe du cylindre, et dans laquelle l'arbre à cames possède à chaque extrémité une came telle que définie pour actionner l'une des paires de leviers.
L'invention consiste en outre, en une commande de mouvement de soupapes conforme à l'un'ou plus d'un des paragraphes précédents dans laquelle le pivot ou point d'appui d'un culbuteur ou levier est formé d'une surface d'appui réglable plus ou moins suivant la ligne de résistance de l'effort appliqué, et dans laquelle entre cette surface et une surface du levier se produit un mouvement de¯ roulement-durant le mouvement d'escillation. -
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L'invention consiste encore en les perfectionnements la commande de soupapes mutuellement divergentes, comme ci- après décrits.
En se référant aux dessins annexés:
Figs 1, 2, 3,4 et 5. montrent respectivement en plan, en élévation et en coupes suivant les lignes A-A, B-B et C-C, une tête de cylindre équipée d'une commande de mouvements de soupapes conforme à l'invention.
Fig 6 montre une variante de montage d'un culbuteur;
Les Figs 7 et 7a montrent une autre'variante de montage d'un culbuteur ;
Figs 8 et 9 montrent en plan et en élévation une variante dans laquelle on a recours à des cames pourvues de surfaces inclinées;
Figs 10 et 11 montrent, quelque peu schématiquement, en plan et en élévation comment, d'une autre façon, peut s'exécu- ter l'invention; et,
Figs 12 et 13 sont d'autres vues de la variante représentée aux fig 10 et 11;
Suivant un mode approprié d'exécution de l'invention, ainsi qu'il est représenté à titre d'exemple dans les figures 1, 2, 3, 4 et 5, un cylindre de moteur peut être pourvu d'un espace ou chambre de combustion hémisphérique ou en forme de dôme, ainsi qu'il est indiqué en a à la fig 3, équipé de quatre oupapes renversées, b, b1, b2, b3, également espacées autour de l'axe , et dont les axes sont uniformément inclinés sur l'axe du cylindre, suivant un angle de 45 , de manière que les axes de deux soupapes diamétralement opposées, comme par exemple les soupapes b, bê sont inclinés de 90 entre eux et les axes de deux soupapes voisines quelconques occupent le même plan et sont Enclines à 60 entre eux.
Les soupapes peuvent alors être considérées comme ayant leurs axes disposée suivant les arêtes d'une pyramide renversée à quatre côtés.
Les soupapes b, b3 situées dans un plan formant le côte gauche de la pyramide en regardant la fig 1, sont utilisées comme
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soupapes d'aspiration, et les soupapes b1, bê occupant le plan situé du coté opposé de la pyramide sont utilisées comme soupapes d'é- chappement, et les soupapes de chaque paire,-- aspiration ou échappement-- sont actionnées simultanément par une paire de culbuteurs ou de leviers à deux bras,..±, ..±3 pour l'aspiration et c1, cê pour l'échappement, ces culbuteurs se déplacant dans le plan qui contient dans chaque cas les axes des soupapes respectifs.
Chaque paire de leviersà deux bras, tels que ci-dessus, ont leurs axes de pivotement ou d'oscillation d, d1, dê, d3 située perpendiculairement au plan contenant les axes des deux soupapes qu'ils actionnent, et les leviers sont établis avec les faces inférieures e, e1, eê, e3 de leurs extrémités divergentes de profil approprié arrondi ou roulant, afin de prendre appui sur les sommets des tiges de soupapes, à la manière usuelle bien connue,le mouvement s'exécutant de préférence avec une amplitude égale de part et d'autre d'une ligne perpendiculaire à. l'axe d'une soupape et passant par l'axe autour duquel oscille le levier. Les extrémités e, el peuvent comporter des dispositifs de réglage comme il est indiqué en e à la fig 4.
Les leviers c et c3, c1 et cê sont en engagement mutuel leurs deux extrémités voisines, également par de surfaces de contact de roulement appropriées, e4, e, e , e7 formées sur la face inférieure d'un bras de levier et la face supérieure de l'autre bras de levier, les surfaces de contact étant telles que dans la position moyenne de déplacement,la ligne de contact occupe le milieu entre les deux articulations ou pivots, et recoupe perpendiculairement une ligne qui joint ces articulations ou pivot'se L'agencement d'une paire de leviers à deux bras est le même-des deux côtés du cylindre, la paire de gauche étant destinée à actionner les soupapes d'aspiration et la paire de droite à actionner les soupapes d'échappement, ainsi qu'il est représenté à la fig 1,
L'extrémité externe da levier ± 3 du côté de l'aspiration du moteur, et du levier ± 2 du côté de l'échappement, fait saillie vers
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le haut afin de former une portée comme il est représenté en e8 ou e9, et, pour actionner les leviers de soupape par contact avec ces portées e8,e9, on prévoit une autre paire de culbu- teurs ou leviers à deux bras, f, f1, commandé par des poussoirs' ou taquets et disposés fortement inclinés sur les leviers de soupape, et les extrémités des deux bras externes de ces culbuteurs sont propres à prendre appui sur les surfaces supé- rieures e8, e9 des extrémités des leviers d'aspiration et d'échap- pement c3 et cê.
Les extrémités internes ou voisines des deux leviers f, f1 sont disposées de manière à se placer côte à côte et, avantageuse- ment , à être actionnés par une paire de tiges poussoirs (non représentées ) qui peuvent être disposées côte à c8te dans un plan contenant l'axe du cylindre, les tiges étant avantageusement parallèles au dit axe et prenant contact avec les dispositifs de réglage fê, f3.
Les axes d'articulation ou de pivotement de ces deux leviers f, f1 peuvent avantageusement se trouver chacun dans un plan contenant les axes de pivotement de l'une des paires des leviers. d'aspiration et d'échappement c, c1, cê,c , et les axes peuvent être orientés entre eux perpendiculairement ou suivant tout autre angle très ouvert dans ces plans. Dans chaque cas ce plan peut avantageusement aussi déterminer les surfaces de contact entre les extrémités éloignées des leviers ac'tionnés par les tiges- poussoirs et des leviers de commande des soupapes dans la position médiane de déplacement , les surfaces de contact entre les deux leviers recevant un profil courbe approprié au mouvement qui s'exécute entre eux.
On pourrait également interposer entre ces deux surfaces de contact une pièce d'écartement capable d'un certain mouvement d'oscillation ou bien encore une bille travail- lant dans une paire de gorges ou rainures en V, l'une formée' au dessus,dans l'alignement du culbuteur actionné par le poussoir, et l'autre en dessous dans l'alignement du culbuteur de commande. de la soupape.
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- La disposition des tiges-poussoirs peut être modifiée, au mieux, et par exemple les tiges-poussoirs peuvent être situées à une distance convenable entre elles dans un plan perpendiculaire à l'axe de l'arbre manivelle et parallèle ou non à l'axe du cylindre
Dans ce cas, les leviers actionnés par les tiges-poussoirs peuvent se trouver dans le même plan et être analogues entre eux, ou bien on peut prévoir toute modification appropriée des extrémi- tés voisines de ces deux leviers s'adaptant à l'agencement utilisé .de tiges-poussoirs.
Ainsi qu'il est représenté à la fig 4, les culbuteurs peuvent
1 2 3 être articulés ou pivoter sur les axes ou chevilles d, d1, d, d équipés,de coussinets à billes ou à rouleaux g, ou bien ils peu- vent être pourvus d'un type .de palier à roulement, analogue en fonctionnement à celui d'une chaise à bascule, décrit dans le brevet anglais 232.333. Suivant un agencement approprié de ce genre, représenté à la fig 6, les leviers h traversent, à leur partie médiane, des ouvertures h1 parallèles à leurs côtés, de -longueur suffisante à permettre l'oscillation complète du levier, et prévues dans le manchon ou douille hê et le plongeur h3. Dans le levier, on prévoit une ouverture h4, et dans celle-ci et le plongeur h3 est engagée une butée h5 contre laquelle ent appuyé le levier.
Cette butée présente une face plane h6 de préférence normale à la résultante des forces qui agissent, aux extrémités des leviers, et la face h6 de la butée est en contact avec la surface de roulement h7 formée à la partie inférieure de l'ou-vertu- re h4 du levier h, en sorte que la butée agit pour le levier à la manière d'un appui et d'un organe de mise en position dans l'ou- verture, et un chapeau h , prenant appui sur le plongeur h3 et présentant une liaison de vissage avec la douille hê dont il traverse l'extrémité,peut être réglé par un mouvement de rotation et bloqué en toute position.voulue par un écrou de blocage appro- prié h9 ou l'équivalent.
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Figures 7 et 7a montrent une variante du mode de montage représenté à la fig 6, dont l'agencement est tel que le réglage s'obtient entre le levier et le cylindre au lieu de s'effectuer derrière ou au delà du levier.
Dans cette disposition, le levier i est maintenu par
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l'intern18JLÜre d'une butée i traversant un plongeur engage dans une douille iê fixée à la tête du cylindre, le levier étant mis en place dans une ouverture pratiquée dans le plongeur et la douille, comme dans la disposition décrite en dernier lieu.
Le plongeur est également pourvu, à son extrémité interne, d'une cheville ou axe transversal i8, se prolongeant de part et d'autre du plongeur dans des ouvertures i10 pratiquées dans le côté du manchon suivant un diametre perpendiculaire à la rainure ou fente dans laquelle Lravaille le levier.
Les extrémités de la cheville ou axe i8 forment des touril-
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lons se pr'olor0eant au delà de la périphérie externe du manchon et le manchon BAt extérieurement fileté et pourvu d'un écrou i9 qui se visse contre les tourillons et, ce faisante entraine le plongeur i et rle la pos ition dj levier i La base de 1'(,crou i9, qui p orte contre les tourillons, peut être pourvue d'une série
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d'encoches -7epotiFant la surface arrondie des tourillons et em- péchant après rfryiaqe la rotation accidentelle de l'écrou i9.
L'ouvetur6 14 dans le ] évier et les surfaces coopérantes 16 et i7 de la butée et de l'ouverture sont, dans cette disposi- tion, les mêmes que dans la disposition précédente.
Le mécanisme conforme à l'invention bien que décrit concur- remment à un agencement comprenant deux soupapes d'aspiration et deux soupapes d'échappement pourrait également bien être utilisé pour un plus grand nombre de soupapes, et par exemple trois soupa-
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pes x':3piration et trois soupapes d'échappement, le talon ou coin (e8-e9)étintotient4, ainsi que décrit, entre le culbuteur actionné par le poussoir et le premier culbuteur de soupape, et ensuite orienté 'de la même manière entre le second et le troisième culbuteurs de soupape.
La disposition peut également être utilisée dans un système à trois soupapes, dans lequel une soupape serait
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actionnée comme décrit par un culbuteur influencé par un poussoir
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attaquant un culbuteur de soupape et. ce dernier ne présentant pas de prolongément, tandis que dans le cas de deux soupapes le culbu- teur actionné par le poussoir attaque de culbuteur de la première
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soupape, lequel.at±Îé1=e et actionne le culbuteur de la seconde soupape
Un moteur peut, compte variante de la commande des paires de leviers de soupapes par tiges-poussoirs, être pourvu, comme il est
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représenté amx figs 8 et 9, d.'un arbre à c3.]1]es1 din-posé branaver- salement à l'axe du cylindre,
perpendiculairement aux deux paires
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de culbuteurs respectivement kl, k 2 et k, k , et aans un plan contenant les axes des doux soupapes 1.2 et 1.3 du ::1êJ.,.e coté au cylindre.
Cet arbre à comes j peut être entraîné par un arbre vertical j1 commandant 'l'arbre à cames par un système d'engrenage cônes ou hélicoïdes.12, j3, et les extrémités éloignées des bras de culbuteurs k'È, k3 sont puur'vues, sur keurs faces supérieures,
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de surfaces cames, m, lJ1l appropriées à prendre uuiivact ive;
uL être actionnées IJd.r aox uaifloex l, 15, montées sur l'arbre à cames au dessus des extrémités en saillie dos leviers, les profils des par
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cames étant. engendrés/de2igiieo d'inclinaison tE-2.J.G ...)U¯' ',xe de rotation que pratiquement on réalise une ligne de contact entre les surfaces des cames et les surfaces-caTIJ613 m , ml aux extrémités des leviers, des côtés opposés aux soupapes.
Bien que le dernier mécanisme défini ait été décrit concur- remment à des machines mono-cylindre il peut naturellement aussi bien,s'appliquer à des machines poly-cylindres, et dans une disposition de commande par arbre à camesen tête, ainsi que décrit en dernier lieu, les cames peuvent' à volonté, soit attaquer direc- tement les culbuteurs de commande des soupapes ou soit les ac- tionner par l'intermédiaire de culbuteurs supplémentaires inter- posés.
Une autre méthode de montage du mécanisme de commande de soupapes est représentée aux figs 10, 11, 12 et 10 et dans cet agencement une paire de culbuteurs n, n3- n1, nê est montée entre deux plaques latérales o, o une extrémité des plaques latérales
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. étant reliée à la tête de cylindre par. dei' sortes de consol es p d'une manière telle que les plaques latérales puissent pivoter
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autour de l'axe au culbuteur !], 2, tandis que les autres extrémi- tés des plaques se prolongent au delà d'un pivot destiné au culbuteur n1, et sont reliées, par une tige à oeillet et un prisonnier q1, respectivement pourvus de filetages gauche et droit, ainsi qu'un écrou double qê, et un écrou de blocage q3 à chaque extrémité, à la tête du cylindre d'une manière telle que le réglage puisse s'effectuer.
Dans cet agencement, des culbuteurs r, r1 actionnés à la manière déjà aécrite par des tiges-poussoirs sont également montés entre des paires de plaques s et s1 fixées aux bossages t et t1 de la tête de cylindre. On pourrait également, au lieu des consoles p, avoir recours à une chape p1 fixée à la tête du cylindre par une vis pê.
Dans la dernière disposition décrite, les montages à douille et plongeur, tels que représentés à la fig 6, 7 ou 7a peuvent, si on le désire, être employés en remplacement des plaques:
Il doit. être entendu que les dispositions constructives décrites ne sont données qu'à titre d'exemple et que des additions et modifications pourraient être apportées sans se départir de l'esprit de l'invention.