<Desc/Clms Page number 1>
BOITE A SUP APE EST AMPEE, EN PARTICULIER POUR- SOUPAPES A PRESSIONS :MOYENNES ET ELEVEES,, ET 'PROCEDE 'POUR. SA FABRICATION.
Linvention est relative à une boite de soupape estampées parti- culièrement pour des soupapes à pressions moyennes et élevées ainsi qu'à un procédé pour sa fabrication.
Il est connu de fabriquer par forgeage, des corps de soupape à partir de blocs pleins rectangulaires dans lesquels on fore ensuite les ca- naux nécessaires. Il est également connu de forger ces corps par estampage et de leur donner ainsi une forme analogue à celles fabriquées jusqu'à pré- sent par coulée d'acier ou de fonte. Dans ce cas également, les espaces creux côniques et les espaces de passage sont obtenus par forage En outre il a été nécessaire d'enlever mécaniquement les bizeaux produits par l'es- tampage. Les canaux devaient avoir également un parcours entièrement droite pour permettre le forage.
On a d'ailleurs bien également essayé de forger dans des corps de soupape, pour autant que leur construction le permette, au moins une partie de l'espace conique, mais l'inconvénient persiste, cependant;, que les canaux,, par suite des forages, ont un parcours en ligne droite et très défavorable au point de vue technique dynamique.
Une forme de soupape forgée développée actuellement., possède un passage dans lequel la pénétration du courant est inclinée de 160 à 1650 par rapport à l'axe de la conduite tubulaire, ,pour s'incurver ensuite dans l'es- pace creux conique sous un angle aigu par rapport à la surface du siège, et déboucher en traversant le cône suivant un angle également aigu, dans la con- duite d'échappement de la soupape.Ces soupapes peuvent être fabriquées au point de vue technique, mais cependant pas économiquement.; mais elles ont 1' inconvénient important que leurs conditions d'écoulement des courants sont très défavorables., et que les espaces creux doivent être forés dans la pièce brute de fonderie massive.
Dans des soupapes à largeur nominale faible,ces conditions d'écoulement ne présentent pas un rôle aussi important que dans
<Desc/Clms Page number 2>
les soupapes plus grandes,, et., du fait qu'on a construit jusqu'à présent des soupapes forgées de cette forme que jusqu'à des ouvertures'de 65 mm.,ces con- ditions découlement défectueuses ne pouvaient avoir d'action par trop défa- vorable. Il en est autrement cependant au point de vue de la fabrication de ces soupapes dont la construction est trop coûteuse à cause du forage et de l'emploi de pièces estampées relativement compliquées.
L'invention a pour but de rendre moins coûteuses et de perfecti- onner des soupapes forgées, et, suivant l'invention, on propose de munir la boite à soupape lors de l'estampage.9 d'un fond incliné favorisant l'écoulement du courante du genre de soupape à siège incliné d'où s'élève, libre de tous les côtés, le siège conique d'une soupape à siège droit, de manière qu'elle réunit les avantages d'une soupape à siège oblique à ceux d'une soupape à siège droit, mais en évite en revanche les inconvénients.
Tandis que la soupape à siège oblique à ouverture d'écoulement entièrement libre présente des conditions très favorables au point de vue de la technique dynamique, dans la plupart des cas la position oblique de sa ti- ge est très nuisible.\! et pour cette raison, on n'utilise pas volontiers ces soupapes.
Des soupapes à siège droit estampées normalement ne présentent de nouveau pas cet inconvénient. Elles donnent cependant lieu à des critiques au point de vue de la technique dynamique parce que chez elles? 19,écoulement du courant s'effectue par le'coté en dessous du cônes de sorte que le cou- rant d'écoulement butte d'abord contre le cône¯, pour s'ééouler ensuite vers l'ouverture d'échappement, de sorte que, de toute la périphérie du siège cônique, environ, lA sert à l'écoulement du courant? ce qui est peu favorable au point de vue technique dynamique.
Par la solution de compromis proposée conformément à l'invention, entre une soupape à siège oblique et une soupape normale à siège droit, donc par la création d'un plan de fond incliné par rapport à l'axe de la tige de la soupape munie d'un siège conique pour soupape à siège droit, partant de ce plan, le milieu qui s'écoule trouve à peu près tout autour de l'anneau de siège complet une possibilité immédiate de s'échapper dans la direction de 1-'ouverture d'échappement car le siège conique s'élevant à partir du plan oblique et étant libre tout autour, laisse passer le milieu le long de la périphérie complète du siège et ensuite le long du plan incliné vers le ca- nal d'échappement,
ce qui procure des conditions particulièrement favorables au point de vue de la technique dynamique.
Pour la fabrication d'une boite à soupapes suivant l'invention, on opère en estampant à l'intérieur ou sur une pièce coulée brute un plan de fond incliné par rapport à l'axe de l'écoulement ultérieur, formant avec lui un angle d'environ 30-45 ,duquel on refoule ensuite lors de la construction du canal d'entrée et du refoulement des collets lors du mandrinage ou respec- tivement du refoulement$ un siège conique approprié à une soupape à siège droit en utilisant la matière retirée par mandrinage ou respectivement refou- lée.
Lors de la construction de la boite à partir d'une pièce de coulée bru- te, on utilise pour le pressage de l'espace conique creux et le refoulement des collets une mâchoire de machine à forger de construction annulaire en for- me de noyau dont Panneau est découpé obliquement de façon correspondante à la position oblique du fond. Les canaux d'admission et d'échappement sont man- drinés en ligne droite, et ce mandrinage s'effectue après ou en même temps que le refoulement des collets.
Comme autre procédé de fabrication de la boi- te à soupape conformément à 1-'invention, on propose de construire la boite en deux pièces pressées, qu'on unit ensemble par une soudure à arc (soudure automatique) suivant le plan déterminé par le fond oblique, après leur avoir donné la forme voulue par estampage et finissage à la machine à forgero Dans ce cas? la pièce pressée portant le canal d'échappement reçoit lors de l'es- tampage, par forgeage pénétrant et forgeage creux un support de couvercle, un espace creux recevant le siège conique faisant partie de l'autre pièce ores- sée, et un bord de limitation qui s'adapte au fond oblique de 1-'autre pièce pressée, de manière que, lors du soudage,
il se produise un joint soudé fer- mé sur lui-même? annulaire ou approximativement circulaire, pouvant être ob- tenu par soudure automatique.
<Desc/Clms Page number 3>
On représente sur les dessins le but de 19 invention sous deux
EMI3.1
formes dgexécution9 à titre d'exemples,, où les figures 1 à 4 représentent la fabrication de la nouvelle bcite à soupape à partir deu-ne pièce brute de cou- lée unique, à ses différents étages de fabrications et les figures 5 à 10, la fabrication de la nouvelle boite à soupape en deux pièces pressées, aux différents étages de sa fabrication.
Les boites à soupape représentées sur les figures 1 et 5 mon-
EMI3.2
trent les formes terminées, possédant un fond oblique 6 favorisant 19écou- liement, du genre de soupape à siège oblique, doù s'élève le siège conique 15 ou respectivement 21 d'une soupape à siège droit. Les deux espaces de- vant et derrière le cône 15 ou respectivement 21, ne sont donc pas séparés
EMI3.3
par un plan horizontal, mais bien par un plan oblique incliné dgenviron 30 à 45 sur 1?axe du courant. On peut forger sur le côté de ces boites de sou- pape des saillies ou mentonnets à 1?aide desquels on peut fixer la monture de la soupape (boite à bourrage, collier de la tige de soupapes, etc.).
Dans l'exemple de construction suivant les figures 1 à 4. la boite à soupape est construite à partir d'une pièce brute de coulée.On es-
EMI3.4
tampe d'abord cette pièce de manière à produire un amas de matière en quanti= té voulue pour la formation des deux collets., les sections 7 et 8 de ces mas- ses correspondant à la section de la soupape à lendroit du siège 9-9, Les tubulures entre le collet et l'espace cônique reçoivent ainsi des sections
EMI3.5
rectangulaires à coins arrondis.
L9espace cônique de la soupape, 5. est dé- jà préparé lors de l'estampage de manière que le plan oblique ultérieur 6 se forme sans aucun dépassanto Cet état de construction est représenté sur la figure 2. On refoule alors sur le corps conforme à la figure 2 les collets 1 et 2 dans cet ordre ou dans 1?ordre inverse. Dans le cas où on refoule d'a- bord le collet 1, on produit par mandrinage simultané 1?espace creux de pas- sage 3 jusqu'en dessous de la¯surface du siège cônique 15, ce qu'on repré- sente sur la figure 3. Dans cette opération de mandrinage, on maintient la boite brute dans la machine à forger de manière que ses machoires se serrent
EMI3.6
dans la direction x xde 1-'axe de la tige de soupape.
Pour la modification du corps estampé antérieurement suivant.la figure 2, la mâchoire porte à la partie inférieure de la pente 6 une formation annulaire 11 en forme de noyau., taillé obliquement de façon correspondant à la pente de la paroi de sépara- tion entre la face supérieure et la face inférieure de la surface du siège
EMI3.7
conique, de manière que., par la fermeture des mâchoires, Panneau s9appli- que sur le plan oblique 60 Pendant le mandrinage, la matière enlevée du ca- nal 3 pénètre à 19 intérieur du noyau et conformément à la figure 3, se dé- place du plan oblique 6 dans la direction 12 de l'axe de la tige Ce menton-
EMI3.8
net qui se forme ainsi à partir du plan oblique 69 reçoit plus tard la cui- rasse en acier antirouille servant à l'obtention de la surface de joint cä- nique.
Quand cette opération de refoulement est terminée, on refoule le col- let 2 en même temps qu'on mandrine en creux le canal de passage 4 (figure 4).
EMI3.9
Il se forme alors un corps sur lequel il n9a plus qu9à percer un passage sur la partie située en 14.Le montage d'une soupape de ce genre peut s'effectuer
EMI3.10
de façon connue au moyen d9up- couvercle à brides, d'une monture en colonne ou également au moyen dune monture dans laquelle la boite à bourrage sert en même temps de joint de la monture. Les canaux d.9écoulement d'entrée et de sortie 3 et 4.sont mandrinés en ligne droite, et ce mandrinage peut s'ef- fectuer après le refoulement des collets 1 et 20
Ce mode de construction de la boite à soupape conformément à
EMI3.11
l9inuention9 aboutit à une face de fermeture au sommet de la soupape de dia- mètre relativement grand.
Il existe la possibilité, de souder à la saillie en forme de couronne K par soudage par juxtaposition ou à l'arc ou par un procédé de soudage appropriée une pièce intermédiaire quelconque permettant
EMI3.12
l'emploi d9ure monture à bride normale. En outre, il est possible de forger sur la face extérieure de la boîte conique que traverse le fond incliné, trois ou quatre saillies de chaque côté, à 1.'aide desquelles une fixation directe des montures est possibleo Ces saillies ont le grand avantage que, pour la fixation du couvercle, on peut utiliser des vis et écrous normauxo
EMI3.13
La deuxième forme de construction du but de invention prévoit
<Desc/Clms Page number 4>
la fabrication de la boite à soupape en deux pièces pressées a et b, qui,
après avoir reçu la forme désirée par estampage et finissage à la machine à forger,
EMI4.1
sont unies 19aQ6 à l'autre par soudure à 1?arc (soudure automatique) suivant le plan détermine par le fond oblique 60
Dans ses détails, la construction s'exécute comme suit
Pour fabriquer la pièce pressée a, on forge exactement comme au- paravant pour le refoulage ultérieur du collet 16, une masse de matière,\) dont la section correspond à la section la plus grande du reste de la construction.
De cette masse part la tubulure 17 de section carrée,\) qui aboutit à une surfa- ce approximativement circulaire 18 placée obliquement par rapport à la tubulu- re. Le corps ainsi estampé (figure 6) est placé dans la machine à forger,de manière que les mâchoires saisissent la pièce estampée suivant 1-'axe c-c, com- me c'était le cas dans la machine à estamper., seulement avec cette différence que le canal 19 reçoit extérieurement une forme arrondie, correspondant à la forme finale, et que? à partir de la plaque oblique 18, au centre? on laisse dans les deux mâchoires un espace creux 20, dans lequel pénètre la matière lors du mandrinage du canal de passage 19, de manière à former les saillies devant recevoir la surface ultérieure du siège cônique 21 (figure 7).
Pour la construction de la seconde pièce de presse b, telle que représentée sous forme terminée sur la figure 8, on construit dabord une piè- ce forgée estampée correspondant à la figure 9, dans laquelle on forge un es- pace creux 22, qui se termine du côté de 1 ouverture de la tige du siège de soupape.9 en un support de couvercle 23, et qui s9adapte exactement, par son bord extérieur 28 au lobe 18 décrit précédemment (figure 6) de la première pièce pressée a, de manière à produire, par soudage un joint de soudure à peu près circulaire.
La paroi de cet espace creux 22 est forgée sur la tubulure de collet 24 à section carrée, à laquelle se raccorde une masse de matière 25, dont la section correspond à la section la plus grande de la pièce forgée restante, et qui sert au refoulement ultérieur du collet 26, On place cette pièce estampée conforme à la figure 9 dans les mâchoires de la machine à for- ger dans la même position que pour l'estampage. La pièce forgée ainsi saisie est mandrinée en creux sur la tubulure à brides 24 et mandrinée en creux au
EMI4.2
collet 269 de manière à créer ainsi le canal déchappement 27, en refoulant en même temps le collet 26.
Les deux pièces estampées sont alors unies 1?une à l'autre suivant le plan oblique par soudure à l'arco Le joint soudé oblique ainsi formé est quelque peu recourbé aux endroits e-f, g-h (figure 5) de ma- nière quil se forme un joint soudé annulaire fermé sur lui-même? qui peut être soudé par un automates sans que de cette manière les électrodes ne tou- chent les collets refoulés 16 et 26.
Pour de plus grandes ouvertures de soupapes, en particulier quand les collets ne se laissent plus refouler., parceque cela nécessiterait des unités de refoulement trop grandes, 1?in.iention propose de souder les collets 1,2 ou respectivement 16,26 aux endroits 28 et 29 (figure 1) électri- quement par juxtaposition ou à *';.-arc aux tubulures mandrinées en creux.
EMI4.3
R E i E r D I C T I 0 N S
EMI4.4
10= Boite de soupape estampée particulièrement pour soupapes va pressions moyennes et 'élevées, caractérisée en ce qu'elle possède un fond obli- que 6 favorisant Lgécoulement:9 du genre d91h"'1e soupape à siège oblique, d'où siJélève.9 de façon libre de tous les c8tés, le siège conique (159 respective- ment 2.) d-uiie soupape à siège droit.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.