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PERFECTIONNEMENTS AUX SOUPAPES DE MOTEURS A COMBUSTION INTERNE.
Cette invention est relative aux soupapes utilisées dans les moteurs à combustion interne, les compresseurs et machines analogues.
Après un long usage, les tiges de soupape, par exemple dans un moteur à combustion interne, s'usent et il apparaît du jeu dans les alésages des guides de soupape, ce qui provoque des fuites. On remédie normalement à ce défaut en réparant ou en remplaçant la tige de soupape et/ou le guide, ce qui implique habituellement le démontage de la culasse du moteur, et prend beaucoup de temps et de travail.
Le but de l'invention est de fournir un moyen permettant d'éviter d'une manière simple la fuite des gaz et/ou de l'huile entre la surface usée de la tige de soupape et le guide de soupape.
Suivant l'invention,on prévoit une rondelle de feutre ou d'une autre matière élastique appropriée à ajustage serré sur la tige de soupape et un dispositif introduit pour la' maintenir fortement contre la tête du guide de soupape dans le but de rendre étanche l'espace annulaire autour de la tige de soupape. Dans la plupart des moteurs à combustion interne, compresseurs et machines de ce genre, il n'y a qu'un très petit jeu entre la tete du guide de soupape et le disque formant siège pour le ressort de soupape fixé à l'extrémité extérieure de la tige de soupape, lorsque la soupape est complètement ouverte et pour cette raison il est nécessaire que la rondelle de feutre et son dispositif de retenue n'aient qu'une faible épaisseur dans le sens de l'axe de la tige de soupape.
Suivant une forme d'exécution de l'invention, le dispositif de retenue de la rondelle de feutre comporte un anneau métallique destinsà s'adapter sur la rondelle de feutre et pourvu de pattes sur lesquelles le ressort de soupape agit pour maintenir l'anneau en place. Ces pattes peuvent avoir une longueur suffisante pour descendre à l'extérieur du guide de soupape et avoir les extrémités repliées vers l'extérieur radialement pour étre prises entre la spire inférieure du ressort de soupape et le pied du guide
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de soupapeEn variante, les pattes peuvent être en métal élastique et s'éten- dre radialement de l'anneau de métal, jusqu'en dessous d'une spire adjacente du ressort de scupape qui les maintient abaissées.
Si on le désire, on peut insérer une rondelle élastique entre l'anneau de métal et la rondelle de feutre pour appliquer cette dernière en tous temps fortement contre la tête du guide de soupape. Il est à remarquer que le dispositif d'étanchéité conforme à l'invention peut être facilement monté en enlevant le chapeau de retenue du ressort de soupape et en le replagant ensuite, opération beaucoup plus rapide, plus simple et moins coûteuse que d'enlever la culasse.
On comprendra clairement l'invention grâce à la description suivante de formes qu'elle peut prendre (données cependant simplement à titre d'exemple) avec référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 représente en élévation de côté, partie en coupe, la soupape d'un moteur à combustion interne munie du dispositif obturateur suivant l'invention; , les figures 2, 3 et 4 sont respectivement des vues de côté, en bout et en coupe verticale, d'une forme de joint utilisé suivant l'invention; la figure 5 représente en plan une ébauche de dispositif de retenue du joint suivantl'invention; la figure 6 représente en élévation de côté une variante de l'invention et les figures 7 à 12 représentent encore d'autres variantes de joints et de dispositifs de retenue suivant l'invention.
Dans une forme d'exécution de l'invention appliquée, comme le montrent les figures 1 à 5, dans le but de rendre leur étanchéité à une tige et un guide usés de soupape d'admission de moteur à combustion interne, on prévoit une rondelle circulaire en feutre 1 de diamètre approprié pour couvrir l'extrémité extérieure du guide de soupape et d'une épaisseur de 3/16 de pouce (4,8 mm) par exemple. D'un côté, on peut prévoir un bossage central 2 faisant corps avec la rondelle et ayant la moitié ou le tiers du diamètre du corps et une épaisseur de 1/8 pouce (3,2 mm) par exemple. De l'autre côté de la rondelle il peut y avoir un creux circulaire 3 destiné à s'adapter sur la partie supérieure du guide de soupape du moteur.
Ce disque 1 est percé d'un alésage central axial 4 de diamètre approprié pour s'ajuster étroitement sur la tige de soupape avec laquelle il doit servir. Comme le montre la figure 1, l'alésage 4 de ce disque 1 forme un ajustage serré sur la tige de soupape 5 et le creux 3 s'adapte exactement sur la partie supérieure du guide de soupape 6.
Pour maintenir la rondelle de feutre 1 dans sa position active, il est prévu un dispositif de retenue qui, dans une forme de réalisation représentée sur les figures 1 et 5,comporte un anneau métallique estampé 7 pourvu de deux pattes 8 radiales et diamètralement opposées. Le trou central de l'anneau 7 encercle la tige de soupape 5 et il est suffisamment grand pour s'adapter autour du bossage 2 de sorte que l'anneau appuie sur la surface supérieure du corps 1 de la rondelle de feutre.
Pour monter le dispositif obturateur décrit ci-dessus, il faut enlever le chapeau 9 de retenue du ressort de soupape de la tige de soupape et soulever le ressort de soupapeo On place la rondelle de feutre 1 sur la tige de soupape de manière à appuyer sur la tête du guide de soupape, avec le bossage vers le hauto L'anneau de métal 7 est placé par dessus la rondelle de feutre, les pattes 8 tournées vers le bas contre la paroi extérieure du guide de soupape et les extrémités libres tournées vers l'extérieur pour former des crochets dépassant radialement le pied du guide de soupape (figure 1).
On replace le ressort de soupape de manière qu'il appuie sur les extrémités tournées vers l'extérieur des crochets des pattes 8 en maintenant le système de retenue fortement appliqué sur la rondelle de feutre et on replace le chapeau de retenue 9 du resscrt de soupape pour maintenir le ressort comprimé de sorte que la rondelle de feutre est ainsi pressée dans sa position d'étanchéité sur la tête du guide de soupape. On peut replier ou couper les morceaux des pattes
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qui dépassent.
Si on le désire, on peut placer une rondelle élastique de petite dimension (non représentée) entre la rondelle de feutre et son anneau de retenue. Le dispositif d'étanchéité décrit ci-dessus peut être utilisé sur le guide de soupape d'échappement aussi bien que sur le guide de soupape d'admission. A cause de la température de la soupape d'échappement, on peut remplacer la rondelle de feutre par une rondelle d'une autre matière, par exemple de l'asbeste.
Dans une variante de l'invention, les pattes 8 de l'anneau de retenue peuvent être plus courtes et plus raides et avoir les caractéristiques d'une lame de ressort. Dans ce cas, lorsque l'anneau de retenue est placé audessus de la rondelle de feutre, les pattes ou saillies (qu'on laisse dépasser radialement au lieu de les replier autour du guide de soupape) sont insérées en dessous d'une spire adjacente du ressort de soupape légèrement en dessous du niveau de la tête du guide de soupape. Il est clair que lorsque le ressort de soupape est finalement mis en place, les pattes ou saillies sont légèrement cintrées et grâce à leur élasticité elles assurent toujours le maintien de la rondelle d'étanchéité contre la tète du guide de soupape sous l'action du ressort.
Les figures 6 à 12 représentent des variantes du dispositif d'étanchéité qui peuvent être utilisées suivant l'invention.
Dans la disposition représentée sur la figure 6, la rondelle de feutre et son anneau de retenue sont en substance les mêmes que ceux représentés sur les figures 1 à 5 saufque les pattes 8 sont plus courtes et sont maintenues fortement contre le guide de soupape 6 par un ressort à boudin 10 qui maintient le rétenteur fortement en place de manière à assujettir la rondelle sur le dessus du guide de soupape.
Les figures 7 et 8 représentent des variantes du rétenteur qui peuvent être utilisées. Sur la figure 7, les pattes 8 sont estampées avec'des extrémités en forme de T 11 et lorsqu'on replie ces pattes 8, on courbe les branches des pièces en T pour les conformer à la surface extérieure du guide de soupape. On utilise de l'acier à ressort pour ce rétenteur de sorte que les pattes 8 et les bras courbés des pièces en T saisissent fortement comme un ressort le guide de soupape et maintiennent de cette façon l'anneau 7 et la rondelle en dessous de lui.
Dans la forme de rétenteur représenté sur la figure 8, également en acier à ressort, les bras de la pièce en T de la figure 7 sont supprimés mais les pattes 8 sont courbées vers l'intérieur pour fournir la prise adéquateo
Dans une autre variante encore de l'invention représentée sur la figure 9, la rondelle de feutre 12 peut être hémisphérique tout en restant d'ailleurs en substance la même que celle représentée sur les figures 2 à 4 et elle peut être tenue en place par un ressort à boudin 13 dont les spires supérieures forment un chapeau hémisphérique destiné à recevoir la rondelle 12 tandis que les spires inférieures sont rapprochées pour faire prise sur le guide de soupape 6.
Une variante de rétenteur est représentée sur la figure 10 et elle comprend un chapeau 14 pourvu de pattes opposées 15 attachées à un anneau. de pied 16. Le chapeau 14 est représenté ici hémisphérique pour recevoir la rondelle 12 représentée sur la. figure 9, mais il peut être annulaire, comme sur les figures 1 et 5 pour recevoir une rondelle du type représenté sur les figures 2 à 4. L'anneau 16 est tiré vers le bas par la spire inférieure du ressort de soupape, pratiquement de la même façon que les crochets d'extrémité des pattes 8 sur la figure 1.
En variante, les pattes 15 peuvent rejoindre le bord extérieur de l'anneau 16 et dans un cas comme dans l'autre.. l'anneau peut être forcé sur la partie conique du guide de soupape et si c'est nécessaire, replié contre lui pour serrer à frottement dur. Dans toutes ces formes de rétenteur, on peut prévoir une seule patte 15 ou plus de deux pattes, de préférence équidistantes, à la place des deux pattes représentées sur la figure 10.
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Dans une autre variante encore de l'invention, la rondelle d'étanchéité, qu'elle soit hémisphérique comme sur la figure 9 ou un disque comme sur les figures 2 à 4, peut être maintenue par un chapeau ou une rondelle (par exemple semblable à la rondelle 16 de la figure 10) maintenue en dessous du ressort de soupape.
Dans une autre variante de l'invention, le rétenteur d'étanchéité peut avoir la forme d'une spirale en fil à ressort conique ou concave fagonnée pour recevoir une rondelle de feutre dans le cône et être pourvu de pattes radiales espacées autour de la spire inférieure de la spirale, ces pattes pouvant être en fil de même diamètre (et faire corps avec la spirale) ou si on le désire de diamètre plus fort. Ces pattes radiales viennent en prise avec la spire inférieure ou avec une spire intermédiaire du ressort de soupape afin de maintenir le rétenteur et le joint fermement dans leurs positions actives.
Dans les moteurs modernes à grande vitesse, on a constaté que les ressorts de soupape suffisamment forts pour satisfaire aux exigences sont incapables de suivre la très haute fréquence de déplacement de la soupape, ce qui a pour résultat que parfois le ressort reste comprimé après que la soupape a été libérée de l'action de la came, de sorte que la soupape est libre dans le guide et ne se ferme pas convenablement. Afin de remédier à ce défaut, on peut amortir la fréquence naturelle du ressort de soupape et le dispositif de retenue du joint conforme à cette invention peut avantageusement être modifié pour atteindre ce but.
Une forme ainsi modifiée de l'invention est représentée sur la figure 11 qui montre un rétenteur en substance le même que celui représenté sur les figures 1 à 5, sauf que les pattes 8 sont plus longues et sont pliées vers l'extérieur pour former des sections coudées 17 qui appuient légèrement sur les surfaces intérieures des spires du ressort de soupape ce qui a pour résultat de les amortir.
Bien qu'un tel rétenteur puisse être utilisé avec des rondelles comme celle représentée sur les figures 1 à 4 ou la figure 9, il est préférable de bourrer les espaces compris entre les parties coudées 17 et le guide de soupape d'une matière élastique qui peut être un cylindre de feutre séparé de la rondelle d'étanchéité et enfilé sur le guide de soupape ou, de préférence, des parois latérales cylindriques 18 faisant corps avec la rondelle 1, comme le montre la figure 12, fagonnées de manière appropriée pour s'adapter dans les coudes 17 des pattes.
Dans toutes les formes d'exécution de l'invention, la rondelle de feutre peut être remplacée par une rondelle d'une autre matière appropriée, par exemple une résine synthétique, comme la résine de chlorure de polyvinyle dénommée (Néoprène)Dans une variante de l'invention, on peut supprimer le rétenteur car les résines synthétiques peuvent posséder de l'élasticité et la rondelle elle même peut être pourvue de languettes radiales faisant partie intégrante de la rcndelle et s'engageant dans le ressort de soupape pour maintenir la rondelle. Les résines synthétiques ne sont pas sérieusement affectées par l'huile ou les températures raisonnablement élevées et elles sont donc avantageuses lorsque le guide de soupape d'échappement laisse fuire de l'huile, qui en plus des gaz est retenue par le joint conforme à l'invention.
Dans une autre forme encore d'exécution de l'invention, le réten- teur de rondelle peut avoir la forme d'un chapeau ou capot pourvu de deux ressorts latéraux extensibles, par exemple des ressorts à boudin qui sont munis à leurs extrémités libres de crochets ou d'un autre système d'attache au ressort de soupape. Cette forme de l'invention assure une augmentation de pression sur la rondelle d'étanchéité dans toutes les positions de la soupape et à tous les degrés de compression du ressort de soupape.
Il ressort de la description ci-dessus, que dans toutes les formes d'exécution de linvention, le dispositif de retenue s'étend vers le bas sur les côtés du guide de soupape et ne prend pas de place entre la partie supérieure du guide de soupape et le chapeau de retenue 9 du ressort de soupape.
En outre, il est à remarquer que le dispositif de retenue de la rondelle est maintenu fortement contre une surface rigide, par exemple le pied ou les cótés du guide de soupape et qu'il assure donc en substance une pression constante de maintien de la rondelle dans la position d'étanchéité. C'est une carac-
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téristique importante de l'invention.
La description ci-dessus montre clairement que l'invention procure un moyen simple et bon marché d'assurer l'étanchéité d'un guide de soupape tel qu'utilisé dans un moteur à combustion interne, un compresseur ou une machine analogue et que non seulement ce moyen convient en substance à tous les types de soupapes de moteur à combustion interne et machines analogues, mais qu'il ne prend aucune place appréciable entre la tête du guide de soupape et le chapeau de retenue du ressort de soupape. Il est bien entendu toutefois que l'invention n'est pas limitée aux détails et formes de réalisation décrits ci-dessus, mais qu'on peut y apporter des modifications pour satisfaire les exigences et les conditions rencontrées, sans aucunement sortir du cadre de l'invention.
REVENDICATIONS.
1. Dispositif d'étanchéité pour guide de soupape, caractérisé en ce qu'il comprend une rondelle en feutre ou autre matière élastique appropriée montée à ajustage serré sur la tige de soupape et un dispositif destiné à maintenir la rondelle fortement appliquée contre la tête du guide de soupape dans le but d'obturer l'intervalle autour de la tige de soupape.
2. Dispositif d'étanchéité suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de retenue de la rondelle, engageant celle-ci et s'étendant le long des surfaces de la paroi extérieure du guide de soupape.
3. Dispositif d'étanchéité suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un anneau ou chapeau pour tenir la rondelle et une ou plusieurs pattes s'étendant de l'anneau ou chapeau le long des parois du guide de soupape.
4. Dispositif d'étanchéité suivant la revendication 3,caractérisé en ce que l'extrémité de chaque patte est engagée en-dessous de la spire inférieure ou d'une spire intermédiaire du ressort à boudin de la soupape.