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BREVET D'INVENTION Hugo Johannes LENTZ Commande de soupape par levier à rouleau pour loco- Natives et maohines' à vapeur de bateau
Cette invention concerne les réalisations particulières d'une commande de soupape par levier à rouleau pour locomotives et machines à vapeur de navires, dans laquelle les axes des soupapes d'entrée et de sortie d'un côte du cylindre se trouvent axialement l'un au-dessus de l'autre et dont les extrémités aboutissent dans une chambre, traversée par l'axe de commande) ces tiges de soupapes sont commandées en cet endroit par une came oscillante par l'intermédiaire de leviers intercalaires.
A cet effet, cette came et les leviers intercalaires sont dirigés mutuellement en sens opposés l'un à l'autre et sont façonnés dans le genre d'un levier à rou- leau avec surface cintrée.
La présente invention a pour but de perfectionner les pièces de commande de telle sorte que d'un coté le soulèvement se fasse rapidement, et que d'un autre côté les forces d'accélération dues à une ouverture rapide des soupapes soient facilement absorbées par de larges surfaces, de telle
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sorte que pour des machines à grande vitesse de rotation une marche plus douae avec un meilleur rendement de la commande soit réalisée.
En conséquence, les surfaces de guidage de la came de commande pour admission et sortie sont construites moins larges vers l'axe d'oscillation de l'arbre à oame, tandis que la surface de contact des leviers intercalaires travaillant ensemble est large à proximité de l'axe d'oscillation et maintenue moins large à ses extrémités libres. Les surfaces moins larges ne travaillent que pour soulever les soupapes tandis que les surfaces plus larges servent à 1 élever.
Pour la commande des soupapes on emploie conformément au but à atteindre une came-levier triple, cette came de commande de l'entrée (de la vapeur) se termine vers l'axe oscillant par une partie moins large portant au bout une partie plus amincie, tandis que la oame de commande de sortie forme une double came se dirigeant de chaque côté de la nervure ci-dessus mais située de l'autre côté de l'arbre à cames, ces parties doubles étant dirigées vers l'axe d'oscillation et l'extra- mité formant une partie effilée destinée au soulèvement de la soupape de sortie.
Sur le dessin on a donné à titre d'exemple, plusieurs réalisations différentes de l'objet de l'invention. Notamment :
Fig. 1 une vue de côté d'un cylindre à vapeur avec la botte de commande des soupapes.
Fig. 2 une coupe verticale au travers de la boite des soupapes.
Fig. 3 une vue terminale de l'axe creux de la soupape d'évacuation.
Fig. 4 une coupe suivant la ligne IV-IV de la fig. 2, vue à droite.
Fig. 5 la même coupe vue à gauche.
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6 une vue perspective de l'arbre à cames.
Fig. 7 représente une disposition où la commande des soupapes par leviers à rouleaux se trouverait au milieu du cylindre.
Fig. 8 représente une disposition d'un organe de commande avec cames d'entrée et de sortie réglables l'une par rapport à l'autre.
Fig. 9 représente la même disposition avec cette difréronce que chacune des cames possède une commande spéciale.
Fig. 10 est une coupe suivant la ligne X-X de la fig. 8, resp. ,fige 9.
En 1, est un cylindre d'une machine à vapeur avec parallèle à l'axe du cylindre une botte la avec les soupapes;de chaque coté du cylindre . est monté: dans ce bottier un groupe de commande qui se compose de deux pièces rapportées 11 et 14 qui contiement la soupape d'entrée 2 et la soupape de sortie 3. Ces soupapes sont commandées par les axes 4 et 5, l'un placé à L'Intérieur de l'autre et mis en fonctionnement par l@ dispositif de commande. Les pièces rapportées 11 et 14 sont glissées dans le bottier de commande la et maintenues en place par le couvercle 25 qui ferme le bottier.
Le dispositif de commande pour les soupapes de chaque groupe de commande consiste, dans le cas présent, en une came d'admission 7 fixée sur l'axe 6 et une came de sortie 8 fixée sur le même axe. Par leur mouvement d'oscillation ces cames viennent buter à la surface inférieure des leviers 9 resp. 10. L'extrémité du levier intercalaire d'admission 9 actionne l'extrémité de la tige de soupape 4. L'extrémité du levier intercalaire de sortie 10 forme fourche qui entoure l'extrémité du levier intercalaire 9 et saisit sur le côté le bord de la tige de soupape de sortie 5. D'autre part pour que par la commande du levier intercalaire d admission 9,la tige de soupape de sortie 5 ne soit pas influencée,
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cette dernière est munie d'une échancrure 5a.
Par le mouvement oscillant des cames la soupape d'admission 2 commande un courant de vapeur de la chambre de vapeur fraîche 15 au canal d'évacuation 12 conduisant la vapeur au cylindre, et la soupape d'échappement 3, la sortie de la vapeur du canal 12 vers le collecteur d'échappement 13.
Les soupapes sont maintenues sur leurs sièges par la pression de la vapeur. Dans ce but le panier à soupape 14 de la soupape d'entrée 2 a été conçu en forme de corps creux 17 dont la chambre intérieure 18 est raccordée à la conduite de vapeur (qui n'est pas représentée) par des forages 19 dans le siège de soupape 14 et le corps additionnel 11 ainsi que par une pièce filetée vissée dans le forage 19.
Dans la chambre de vapeur se termine la tige creuse de soupape de sortie 5 de sorte que la vapeur puisse influencer cette soupape et que celle-ci (soupape d'échappement 3) est pressée sur son siège. Et comme de plus la soupape d'admission est aussi maintenue fermée par la pression de la vapeur, la tige de la soupape d'admission 4 qui passe à travers de la tige creuse 5 de la soupape d'échappement 3 a été tournée sur un diamètre plus petit là où. elle se prolonge dans la ahanbre 18. La vapeur peut pour cela agir sur la surface annulaire libre 4a. Cette surface annulaire a été étudiée de telle sorte que lorsque l'arrivée de vapeur est coupée la soupape d'admission 2 est maintenue sur son siège par la vapeur de fermeture. En service, la vapeur se trouve dans la chambre de vapeur fraîche 15 et agit de plus sur la fermeture de la soupape d'admission.
Les soupapes sont commandées, ainsi qu'il a déjà été dit, par les cames 7 et 8 agissant sur les leviers interaa- laires et 10. Les surfaces agissantes de ces organes de commande sont, conformément à cette invention, exécutées de -telle manière que d'un côté elles. réalisent un soulèvement
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rapide dea soupapes de leur siège d'un autre côté pendant l'élévation des soupapes, alors que des forces d'accélérations sont à vaincre,des surfaces aotionnantes plus larges viennent en aide.
On obtient par cela même pour des machines à grande vitesse une meilleure utilisation pour la marche des commandos. Bans ce but la came 17 de la soupape d'admission porte un prolongement en forme de nervure 7a suivant son axe de rotation et formant vers son extrémité libre la came de soulèvement 7b qui en arrivant contre l'extrémité du levier intercalaire 9 soulève légèrement la soupape. Par contre, pendant la période d'accélération, la large surface 7 de la oame vient se mettre en action.
La came d'évacuation 8 par contre est constituée par une double came dont chacune des parties se place à côté de la nervure 7a, la partie dirigée vers l'axe allant en s'aminclosant 8a et qui commence le travail de soulèvement de la soupape d'évaouation avant de la soulever complètement.
En collaboration avec les cames de commande, les leviers intermédiaires 9 et 10 ont été conçus de telle sorte que pendant la période d'accélération les plus larges surfaces des cames de commande viennent en contact avec les leviers interoalaires. Ainsi aussi le levier intercalaire d'admission 9 se termine en forme de doigt 9a qui se place contre l'extré- mité de la tige de soupape d'admission et travaille ensemble avec le dos de la nervure 7a et la came d'admission, tandis que pendant la période d'accélération c'est la large surface 7 de la came qui travaille avec la large surface 9 du levier intercalaire.
Le levier intercalaire 10 pour la soupape d'évacuation possède deux surfaces qui se placent de chaque côté du doigt 7a de la came d'admission et qui agissent à l'extrémité de la tige creuse de la soupape de sortie 5.
Cette exécution de commande à levier à rouleau est spé-
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étalement désignée pour des machines à grande vitesse étant donné la possibilité de supporter les plus grandes pressions d'accélération.
Ce genre de commande par levier à rouleau peut, comme il est indiqué aux fig. 1 et 2, être employé pour des machines à vapeur dans lesquelles se trouve, à chaque extrémité du cylindre, un axe de commande agissant sur un groupe de commande placé dans la botte à soupape. Pour ceci, les cames peuvent être conditionnées de telle sorte qu'elles soient symétriques a un diamètre perpendiculaire à l'axe de la tige des soupapes, il est alors possible, après usure d'un coté des surfaces actives, de retourner les cames pour user les autres surfaces. Ces surfaces de commande se trouvant de chaque c8té du diamètre peuvent être exécutées de façon différente, de sorte que d'un côté les surfaces de commande correspondent pour une machine à marahe lente, tandis que l'autre côté du diamètre soit pour une machine à grande vitesse.
Par cela, les possibilités d'emploi de ces cames sont encore agrandies. cette nouvelle commande par levier à rouleau peut aussi être employée pour des machines, qui, comme le montre la fig.7, ont leur axe de commande dans une chambre à cames située au milieu du cylindre et où les soupapes de chaque coté du cylindre sont commandées par les mêmes cames de commande.
Dans la fig. 8 est montrée une autre exécution du dispositif de commande où les cames sont construites en deux pièces de telle sorte que les surfaces pour commande d'entrée peuvent être déplacées par rapport aux surfaces de sorties.
L'une des parties 7, qui porte la surface de commande d'admission, est fixée sur 1, axe 6 au moyen d'une cale 21. Cette partie est logée par une partie cylindrique 22 dans une excavation cylindrique de la partie 8 qui porte la surface de commande de sortie, cette partie forme' un @
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ensemble avec un axe creux 6a au milieu duquel a été introduit l'axe 6 dont il est question plus haut.
Cet axe 6 est muni à son extrémité d'un pas de vis 24; sur ce pas de vis est fixé un écrou 26 qui se place contre l'extrémité de l'axe creux 6a. ou éventuellement contre le levier de commande 29a qui est raccordé à cet axe. Si les surfaces de commandes pour entrée et sortie sont fixées convenablement dans leurs positions requises, il suffit alors de serrer l'écrou 26 pour maintenir le tout dans cette position.
Le fonctionnement des deux surfaces de commande se fait ensuite par le bras de levier 29a, à l'extrémité libre duquel il est raccordé une tige articulée qui n'est pas mentionnée sur le dessin et qui part du dispositif de commande.
La position des cames de commande peut être assurée lorsqu'après leur fixation on fore un trou à travers les deux axes et aussi à travers du levier de commande 29a, ce trou étant ensuite bouché par une cala-!1 et comme il est montré en pointillé dans la fig. 8.
Cette exécution en deux pièces des cames de commande permet aussi la commande séparée de l'entrée et de la sortie.
Bans ae but, il est nécessaire, fige 9, de prolonger l'axe 6 et d'y fixer un levier de commande spécial 29. Les tiges de commande fixées à l'extrémité des leviers de commande et qui ne sont pas montrées sur le dessin peuventêtre raccordées à différents points mobiles du dispositif de commande. On peut aussi trouver une multitude de possibilités d'adaptation de cette commande à chaque disposition d'emploi différent.