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MEMOIRE; DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une demande de BREVET D'INVENTION "Distribution à soupapes à commande oscillante".
Dans les moteurs réversibles à fluide élastique sous pres- sion devant marcher à régimes variables,l'adoption de distribu- tions à soupapes commandées par un mécanisme oscillant tel que la coulisse ou tout dispositif cinématique équivalent, a apporté comme avantages seulement ceux qui proviennent de la suppression de surfaces de tenue glissantes,principalement une réduction des frais d'entretien et la possibilité d'augmenter la surchauffe sans inconvénients de lubrification.
Les phases de la distribu- est tien n'ont pas été améliorées,et,ce qui/pis , les sections de passage pour l'entrée du fluide aux petites admissions ont été appréciablement réduites par rapport à celles des tiroirs bien dimensionnés, en déterminant de la sorte, aux petites ad-
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missions, un laminage du. :fluide.
Pour réduire autant que possible ce laminage,résultant, comme on l'a dit, de la réduction des sections de passage lors de la marche au petite degrés d'admission,les constructeurs n' ont songé, jusqu'à présent,qu' à étudier,dans les différentes réalisations,les profils et les proportions relatives des cr- ganes oscillants (cames,leviers de roulement accouplés ou non avec descames, systèmes de leviers, etc.), qui transforment le mouvement harmonique du tiroir dans le mouvement approprié au fonctionnement des soupapes. Mais par une telle voie le problème ne peut pas se résoudre.
En effet,oonme on le sait, à l'instant où débute le mou- vement d'une soupape d'admission,la vitesse instantanée des pièces encore douées du mouvement de tiroir qui engendrent le mouvement de soupape (par exemple les cames oscillantes), est très différente aux différents degrés d' admission,pendant que les accélérations imprimées à la soupape varient en raison du carré de ces vitesses. Il s'en suit que,si on établit un profil de came ou un système de leviers propre à fournir une ouverture suffisante aux petites admissions avec des accélérations admis- sibles et même modestes,ce profil ou ce système de leviers dé- terminera, aux grandes admissions, des accélérations excessives, telles à causer un ébranlement inadmissible du mécanisme, et donc ne pourra pas être adopté.
Four éviter cet ébranlement, il fau- @ drait adoucir le mouvement de la soupape et pour cela en réduira la course ce qui toutefois rendrait à nouveau celle-ci ion- suffisante aux petits degrés d'admission.
Le problème est par contre résolu d'une manière complète et générale par la distribution qui forme l'objet de la présente invention.
En principe, l'invention consiste en .ce que la chaîne ci- nématique, jusqu'à présent invariable, reliant la soupape au
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premier organe du système oscillant qui posséda un mouvement similaire à celui de la soupape, est rendue variable et régla- ble suivant le degré d'admission, de sorte que le rapport entre la course- de la soupape et celle dudit organe n'est plus con- stant,mais peut être modifié convenablement d'après le degré d'admission.
A cet effet,la chaîna cinématique en question est coupée après ledit premier organe qui possède le mouvement
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oscillant caraetéristique de la soupape,c'est-à-dire l'organe qui pourrait, directement ou à travers da simplesrenvois ne modifiant pas la type de mouvement, actionner la soupape; et les deux bouts de la coupure sont réunis l'un à l'autre par des moyens méoaniques réglables, dont chaque position de réglage détermine un rapport différent entre les amplitudes des mou- vements des deux bouts de chaîne qu'ils relient,donc précisé- ment un rapport différent entre la course de la soupape et la coursa du dit premier organe.
Si, en outra, on désire'que le réglage de ce rapport ait liau automatiquement avec celui de la marche, les dits moyens réglables sont alors convenablement reliés au levier de chan- gement de marche, lequel da cette manière ,les règle en morne temps qu'il varie le degré d'admission. Ce rapport peut être varié dans des limites assez -amples sans inconvénients méca- niques aux petites admissions,puisque dans les distributions connues l'accélération d'ouverture aux petites admissions ne dépasse ordinairement pas un vingtième de l'accélération aux maximum d'admission, et l'augmentation du rapport des courses obtenue par l'invention entraîne simplement une augmentation linéaire de l'accélération.
On conçoit aisément que,mécaniquement, cette idée fonda- mentale peut se traduire pratiquement de maintes manières sui- vant les différents cas d'application; il est toutefois évident et bien entendu que toutes ces réalisations rentrent dans le cadre et sous la protection du présent brevet.
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A titre démonstratif non limitatif, on. décrira ci-après un exemple de réalisation de l'invention .pour le bas d'une commande par came oscillante actionnée par coulisse.
Dans le dessin annexé, la figure 1 représente d'une manière schématique précisément cet exemple de réalisation; la figure 2 représente une variante d'un détail; la figure 3 représente un dispositif de sûreté.
La came 1,montée sur l'arbre à, cames 2, est actionnée, à ltaide de la tige 3, par un mécanisme à coulisse quelconque de type connu, et reçoit le mouvement oscillant combiné, autre- fois transmis au tiroir. Cette came agit sur un levier à deux bras 4-4', qui oscille sur un axe 5 et s'appuie par galet 6 con- tre la came .' A la suite de ce levier est disposé, oscillant sur un axe 7, un deuxième levier à deux bras 8-8'.qui aboutit finalement à la soupape 9.
Suivant l'invention,le bras 4;' du levier 4-4' et le bras 8 du levier 8-8' - lesquels bras constituent précisément,dans le cas actuel, les deux bouts de chaîne cinématique dont il a été question plus haut - agissent l'un sur l'autre à travers une liaison variable qui,dans le cas représenté, est constituée par une noix (10) déplaçable, dont l'effet est précisément de modifier réciproquement les longueurs actives de ces bras, et, par là,le rapport entre les courses du galet @ 6 et de la sou- pape 9.
Dans l'exemple représenté,le rapport sera maximum (course maxima de la soupape pour une course donnée du galet) lorsque la noix 10 sera le plus rapprochée possible de l'axe 7; dans la position dessinée,près de l'axe 5,le rapport est par contre minimum (course minima de la soupape pour la même course donnée du galet).
La position de la noix 10 est réglée à l'aide d'un levier 11 préférablement relié à l'organe de réglage du régime de mar- ohe, de manièra que le rapport en question varie automatiquement
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avec ce régime. Dans le cas représenta,se levier 11 est relié à l'arbre 12 de renversement de marche à travers une bielle 13, un levier à deux bras 1414', une bielle 15 et enfin, un bras de manivelle 16. L'arbre 12 commande en même temps,par un bras de manivelle 17 et une bielle 18, la position du coulisseau 19 dans la coulisse oscillante 20 d'un mécanisme de distribution de type connu, celui de Walsohaerts dans le cas actuel.
Dans la position dessinée,l'arbre 12 garde le coulisseau 19 à l'une des positions extrêmes de la ooulisse; on est donc en position de degré maximum d'admission pour la marche dans un sens déterminé,par 3: exemple la marche avant. En même tempe, la noix 10 est gardée dans sa position la plus rapprochée de l'axe 5, donc dans la position de rapport miniumum, c'est-à-dire de course minima de la soupape par rapport à celle du galet.
Si, maintenant, pour diminuer de degré d'admission, on fait tourner l'arbre 18, de manière à, faire rapprocher le cou- lisseau 19 de la position de milieu 19', le bras 14' du levier 14-14' se rapproche lui-aussi de sa position de milieu suivant la droite X-X, de sorte que la noix 10 s'éloigne de l'axe 5 pour se rapprocher de l'axe 7. Les dimensions des différentes pièces sont établies précisément de manière que,lorsque le ooulisseau 19 atteint sa position de milieu 19'', le bras 14' at- teint sa position moyenne de coïncidence avec la droite X-X, et la noix 10 atteint sa position la plus rapprochée de l'axe 7, A ce moment d'admission minima,la rapport entre la course de la soupape et celle du galet atteint sa valeur maxima.
En poursuivant la rotation de l'arbre la,le sens de marche se renverse,et,au fur et à mesure que le coulisseau approche de l'extrémité inférieure de la coulisse en augmentant progres- sivement l'admission,la noix 10 abandonne l'axe 7 pour revenir auprès de l'axe 5, en diminuant ainsi progressivement le rap- port de la course de la soupape à celle du galet, car alors le bras 14' dépasse son point mort suivant la droite X-X et pousse
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a nouveau sur la tige 13.
Ici encore lea proportions des organes sont établies de manière que le bras 14' parvenant à la limite inférieure de sa course au moment où le oulisseau 19 parvient à. la limite inférieure de la sienne,la noix 10 se trouve alors dans sa position la plus rapprochée de l'axe 5.
Au lieu de la conneation formée par la barre 13 et les deux leviers 11 et 14' , laquelle fournit pour le rapport de multiplication une loi de variation qui ne peut être établie à. volonté mais dépend du système manivelle,bielle, on. pourra adopter une connection par came, qui,par contre, est susceptible de fournir toute loi de variation que l'on voudra pour le rap- port en question.
La figure 8représente d'une manière schématique un diapo.. sitif de ce genre.
Sur l'axe du levier 14 est calée une came 21, sur le profil 22 de laquelle appuie un galet 23 appartenant à un levier 24 relié rigidement avec le levier 11, qui actionne la noix 10. Un ressort 25, ou autre moyen convenable; retient le galet 83 contre la came. Le profil 22 est établi d'après la loi désirée de variation du rapport de multiplication en fonction du degré d'ad- mission.
Pour mesure de précaution il sera très utile de prévoir un dispositif de contrôle, en vue d'éviter les inconvénients qui pourraient se produire si,pour une cause quelconque (défaut de montage,rupture,erreur ou autre),la marche s'effectuait avec la commande de réglage du multiplicateur mal réglée ou désaccou- plée. Dans un tel cas, en effet, il pourrait se faire que la noix 10 approche de l'axe 7 plus qu'il ne faut au degré d'admis- sion auquel on marche, ce qui déterminerait pour la soupape une augmentation de course pouvant devenir mécaniquement dangereuse.
La figure 3 représente schématiquement un dispositif appro- prié à ce service,contrôlant la position de la noix 10 à chaque cycle et pour tout degré d'admission.
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Au levier 11 est ajouté un autre bras 26,dont la position est contrôlée par un galet 27 à l'aide d'une tige 28. Sur l'axe 2 de la oame oscillante 1 est monté un bras 29, lequel bute contre le galet 27 lorsque la oame a osoillé d'un angle tel que la soupape est partiellement ouverte. La position et la lon- gueur du bras 26 ainsi que les positions relatives du galet 27 et du bras 29 sont telles que,si la position de la noix 10 était erronée, telle à déterminer une course de soupape dangereuse, le bras 29 pousseraitle galet 27 et éloignerait la noix 10 de l'axe 7 en mesure suffisante pour réduire la oourse de soupape à une valeur acceptable non dangereuse.
L'action du bras 29 tendant à rappeler la noix 10 auprès de l'axe 5 peut opérer librement si on adopte le dispositif de figure 2, le galet 23 pouvant très bien se détacher du profil 22 de la came 21 en vainquant l'action du ressort 25. Dans le cas de figure l,par contre, la rigidité de la barre 13 s'y oppo- serait ; dans ce cas, il conviendra de rendre extensible cette barre,par exemple en conformant en oeillet 13' son extrémité d'attache au bouton du levier 14,de manière que ce bouton puisse glisser longitudinalement, Ce glissement sera toutefois normale- ment obstaculé par un ressort 13" disposé dans l'oeillet.
Ainsi qu'il a été dit au début,lesrésultats mentionnés peuvent s'obtenir quel que soit le système adopté au lieu d'un couple came-galet, pour passer du mouvement oscillatire harmonique, utilisable par un tiroir, au mouvement oscillatoire d'un levier, tel qu'il convient pour la commande directe d'une soupape. La même réserve est à faire au sujet du mécanisme qui sert à créer le mouvement oscillatoire harmonique dont on vient de parler,et qui,dans le cas décrit, était une distrioution de Walschaerts, mais qui peut tout aussi bien être n'importe quel autre.
L'invention s'applique de même également bien aux soupapes à double et à simple siège, à tige horizontale,verticale ou inclinée et aux soupapes glissantes sur une glace,tale les robi-
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nets et Les soupapes-pistons.
REVENDICATIONS.
1.- Distribution à soupapes a. commande oscillante, caractérisée en ce que la chaîne cinématique, jusqu'à présent invariable,reliant la soupape au mécanisme oscillant chargé de l'actionnera est coupée après le premier organe possédant le mouvement osoillant caractéristique de la soupape, et les deux bouts de la coupure sont reliés l'un à l'autra par un accouplement réglable, qui permet de modifier le rapport entre les courses des deux bouts susdits de la chaîne,aboutissant l'un au dit premier organe, et l'autre à la soupape,pendant qu'un dispositif éventuel de contrôle assur& la régularité de l'accouplement.
2.- Distribution selon 1), caractérisée en ce que l'accou- plement réglable unissant les deux bouts de la coupure de la chaîne cinématique est mécaniquement relié à l'organe de manoeu- vre qui règle le régime de marche,de sorte que le rapport entre les courses des deux bouts de la coupure de la chaîne varie automatiquement avec le degré d'admission.
3.-Distribution selon 1-2), caractérisée en ce que,dans un exemple de réalisation les deux bouts de la coupure de la chaîne cinématique sont constituée par deux bras de- levier dis- posés vis-à-vis l'un de l'autre et oscillant, en sens contraires, autour d'axes d'oscillation situés chacun près de l'extrémité du bras de levier porté par l'autre, ces bras de levier étant parallèles entre aux quand la soupape est fermée, et se trans- mettant l'un l'autre le mouvement par l'intermédiaire d'une noix interposée entre eux et déplaçable le long d'eux, sur laquelle ils agissent en s'y appuyant.
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