Brevet FR2232725A1 — publié le 19750103

La présente invention est relative à un dispositif de commande de tige de soupape destiné à provoquer l'ouverture et la fermeture de la soupape. On a déjà proposé une grande variété de dispositifs de commande de tige de soupape et l'un des plus répandus comporte un cylindre fixe, dans lequel est logée une tige de piston effectuant par rapport au cylindre un mouvement qui se communique à la tige de soupape. Néanmoins, dans le dispositif de commande de ce type, la transmission du mouvement du piston à la tige de la soupape s'effectue par l'intermédiaire d'éléments, tels qu'un levier, qui compliquent la construction du dispositif. De plus, la tige de piston étant prévue pour se déplacer par rapport au cylindre fixe, l'installation du mécanisme de commande occupe un emplacement relativement étendu. En conséquence, l'un des buts de la présente invention est de réaliser un dispositif de commande de tige de soupape perfectionné, de construction et de fonctionnement simplifiés et pouvant être installé dans un espace relativement limité. Un autre but de l'invention est de réaliser un dispositif de commande de tige de soupape dans lequel des cylindres sont mobiles par rapport à leur tige de piston respective, ces tiges de piston étant fixées à des supports, montés sur le chassie du mécanisme, afin de transmettre le mouvement des cylindres à la tige de soupape pour mettre cette tige en rotation de manière à provoquer l'ouver- ture et la fermeture de la soupape. La transmission par le nouveau dispositif de commande de la tige de soupape peut s'effectuer efficacement et sans à-coup. Le dispositif de commande de tige de soupape selon la présente invention comprend un chassies ; une paire de blocs-supports fixes à une certaine distance l'un de 1'autre, parallèlement, sur le chassis ; une barre de guidage s'étendant entre les blocs-supports et fixée sur ces blocs ; une paire de cylindres mobiles, disposés de part et d'autre de la barre de guidage de manière à se déplacer le long de cette barre ; des tiges de pistons fixes, traversant chacune leur cylindre respectif pour se fixer sur les blocs-supports entre lesquels elles s'étendent, chacune portant un piston placé à égale distance des extrémités opposées de manière à partager le cylindre correspondant en deux chambres pour l'agent de pression, pour lequel sont prévus des éléments assurant son passage entre la première et la seconde chambre ; des éléments de transmission, fixés aux cylindres pour se déplacer avec ceux-ci ; un levier de commande en prise avec les éléments de transmission pour être mis par eux en rotation quand les cylindres se déplacent, et une tige de commande, reliée au levier pour être rattachée à la tige de soupape à actionner, de manière à la faire tourner quand le levier de commande effectue un mouvement de rotation. Les détails qui précèdent ainsi que d'autres aspects et avantages inhérents à l'objet de la présente invention apparattront facilement aux spécialistes à la lecture de la description qui va suivre en référence aux dessins -annexés qui représentent, uniquement à titre indicatif et sans limiter le domaine de la présente invention, une forme de réalisation pratique préférée de cette invention.Dans ces dessins La Figure 1 est une vue en élévation-coupe de cette forme de réalisation du dispositif de. commande de tige de soupape, construit conformément à l'invention La Figure 2 est une vue en plan du dispositif de la figure 1, capot enlevé pour faire apparattre l'intérieur du mécanisme La Figure 3 est une vue en coupe transversale, à plus grande échelle, montrant la relation entre un cylindre et les éléments de commande de la tige de soupape La Figure 4 est une vue en coupe longitudinale, à plus grande échelle, d'un cylindre du dispositif de commande La Figure 5 est une vue de profil, en coupe partielle, du dispositif de la figure 1 La Figure 6 est une vue partielle, en coupe longitudinale, à plus grande échelle, du même dispositif de la figure 1, montrant particulièrement les éléments qui assurent le passage de l'agent de pression relatifs à l'une des chaMbres d'un cylindre La Figure 7 est une vue perspective, à plus grande échelle, d'un elément de transmission pourvu d'un épaulement La Figure 8 est une vue perspective, à plus grande échelle, du levier de commande La Figure 9 est une vue perspective, à plus grande échelle, d'une vis tubulaire destinée à assembler une tige de piston sur son bloc d'appui et La Figure 10 est une vue schématique en plan représentant le fonctionnement du dispositif de commande de tige de soupape selon 1' invention Le dispositif de commande de tige de soupape conforme à la présente invention comporte généralement un chassies 1, au centre duquel est montée verticalement, rotative, une tige 2 de commande de tige de soupape, dont les extrémités supérieure et inférieure dépassent respectivement au-dessus et au-dessous d'une toile horizontale 1' du chEssis. Un bras de commande 3, fixé à l'extrémité supérieure de la tige 2, s'étend horizontalement à angle droit sur cette tige, en présentant à ses extrémités opposées des fentes 4, dirigées en sens contraires.Ainsi, le levier de commande 3 est solidaire en rotation de la tige 2. Une paire de blocs-supports 5, 5', sont montés sur la toile 1' du ch ssis, aux extrémités opposées, et une paire de cylindres 6, 6' s'étendent parallèlement, à une certaine distance l'un de l'autre entre les blocs- 5, 5'. Les cylindres 6, 6' sont placés de manière à pouvoir-coulisser sur leurs arbres respectifs 7, 7' qui les traversent pour se fixer en bout sur les blocs 5, 5'. Les arbres 7, 7' servent de tiges de pistons à leurs cylindres respectifs en vue des opérations détaillées ci-après. Chacun de ces arbres ou tiges de pistons 7, 7' porte un piston S, 8' qui lui est fixé à mi-longueur, de manière à partager le cylindre correspondant en deux chambres, A et B, A' et B', respectivement, où~ se trouve 1 agent de pression. Chaque cylindre est monté, étanche à 1' air, sur l-'arbre, ou la tige de piston, fixe, correspondant, en étant déplaçable le long de cet arbre de manière à faire varier en proportion inverse les volumes des deux chambres.Les cylindres 6, 6', sont adaptés pour se déplacer dans les sens opposés sous l'action de l'agent de pression, de la façon suivante : une barre de guidage horizontale 9 s'étend-entre les cylindres 6, 6', parallèlement à ceux-ci et ses extrémités sont fixées aux blocs 5, 5' de sorte que la barre 9 peut guider les cylindres se dépia çant le long de la tige de piston correspondante 7 ou 7',fixe. Des vis i' fixent la barre de guidage 9 sur les blocs de support 5, 5'. Une plaque 10 de transmission du mouvement est fixée sur la face inférieure de chacun des cylindres 6, 6' et présente un épaulement 11. La plaque de transmission de l'un des cylindres est identique à celle de l'autre cylindre et il est entendu que l'explication donnée du mouvement de l'une de ces plaques sera applicable au mouvement de 11 autre. L'épaulement 11 d'une plaque de transmission 10 s'engage dans l'une des fentes 4 du levier 3, l'épaulement 11 de l'autre plaque 10 s'engageant dans l'autre fente 4' du même levier 3, de sorte que lorsque les cylindres 6, 6' se déplacent en sens contraire soùs l'action de l'agent de pression, de la ma manière qui va être indiquée, les plaques de transmission 10 font tourner le levier3 et, en conséquence, la tige 2. Selon la présente invention, des éléments de passage de l'agent de pression sont prévus pour provoquer le déplacement des cylindres 6, 6' en sens contraires Comme les éléments de passage associés à l'un des ensembles de cylindres sont identiques aux éléments de passage associés à l'autre ensemble, la description de ces éléments de passage qui va suivre vaut pour l'un comme pour l'autre. De même, les repères numériques des éléments relatifs à l'un des ensembles de cylindres seront- les mêmes que pour l'autre, mais complétés d'un "prime" ('). En se reportant à la Figure 6, on voit qu'un élément 12 d'entrée d'agent de pression, normalement fermé, est. vissé dans le bloc-support 5 horizontalement, et est- en communica- tion à l'extérieur avec une source convenable (non représentée) d'agent de pression et, à son extrémité intérieure, avec un conduit vertical 13, ménagé dans le bloc 5 de manière à rencontrer le passage de l'élément 12. Le conduit vertical 13 communique à son tour par son extrémité inférieure avec la partie verticale d'un passage angulaire 15 formé dans une vis tubulaire 14, vissée dans le blocsupport 5, parallèlement et en dessous de l'élément 12. La vis 14 sert à fixer la tige de piston 7 su-r le bloc 5. La partie horizontale du passage angulaire 15 communique à son extrémité intérieure avec l'extrémité extérieure d'un conduit axial 16 prévu dans la tige de piston correspondante-(tige 7 pour le cylindre 6 comme représenté dans la Fig. 6).Ce conduit axial 16 se termine par un autre conduit 16a perpendiculaire à 1' axe de la tige de soupape pour que l'agent de pression débouche dans la chambre A du cylindre 6 correspondant. La tige de piston 7 est également pourvue d'un second conduit axial 17 (voir Fig. 4) se terminant à peu de distance du conduit axial 16 et présentant un branchement 17a, débouchant dans le sens diamétralement opposé au conduit 16a, dans la chambre B de l'agent de pression du même cylindre 6. Un joint creux 18 est vissé dans le haut du bloc-support 5, en communication avec le conduit vertical 13 ménagé dans le bloc et une conduite 19 en diagonale est branchée à 1' extrémité supérieure du joint 18.Cette conduite 19 s'étend au-dessus des cylindres 6, 6' suivant un certain angle par rapport aux axes parallèles des cylindres 6, 6' de manière que son autre extrémité vienne se brancher sur l'extrémité su périeure d'un joint creux 18', dont l'extrémité inférieure est vissée dans le haut du bloc-support 5' pour communiquer avec un conduit vertical (non représenté, mais semblable au conduit 13) formé dans le bloc-support 5'. Le passage vertical communique à son tour avec un conduit angulaire 15' dans une vis 14', semblable à la vis 14, et ce conduit angulaire dans un conduit axial 17', débouchant dans le cylindre 6'. Le conduit axial 17' présente également un branchement (non représenté) à angle droit pour communiquer avec la chambre B' de l'agent de pression dans le cylindre 6'.Un élément d'entrée 12', normalement fermé, est vissé horizontalement dans le bloc-support 5', à la même hauteur et à la même distance de l'élément d'entrée 12 dans le bloc-support 5, et communique à son extrémité extérieure avec la même source d'agent de pression, tandis que sont extrémité intérieure aboutit à un conduit vertical (non représenté, mais semblable au conduitmertical 13) formé dans le bloc-support 5. Ce conduit vertical communique à son tour par son extrémité inférieure avec la partie verticale d'un passage cou dé 15' formé dans une vis 14' semblable à la vis 14, vissée dans le bloc-support 5 à la même hauteur et au même écartement latéral que la vis 14 dans le bloc-support 5. La vis tubulaire 14 présente une gorge dans une position intermédiaire 14a en vue de l'emploi indiqué ci-après.La partie horizontale du conduit angulaire 15' communique par son extrémité intérieure avec l'extrémité extérieure d'un conduit axial 16J ménagé dans la tige de piston 7' associée au cylindre 6'. A son extrémité intérieure, le conduit axial 15' se poursuit à angle droit de manière à constituer un branchement (semblable au branchement 16 dans la tige de piston 7). Ce branchement débouche dans la chambre A'd'agent de pression du cylindre 6'. Un joint tubulaire 18' est vissé dans le haut du bloc-support 5', à la même hauteur et au même ecartement latéral que le joint 18 dans le bloc-support 5, et communiquant par son extrémité inférieure avec un conduit vertical, semblable au conduit vertical 13, et par son extrémité supérieure avec une conduite 19'.La conduite 19' s'étend en diagonale au-dessus de la conduite 19, en faisant un certain angle avec celle-ci de manière à venir se brancher à l'ex tremité supérieure du joint tubulaire 18 vissé dans le bloc-support 5' au même écartement du joint tubulaire 18' que les joints tubulaires 18, 18' le sont sur le bloc-support 5. Par son extrémité inférieure, le joint 18 du bloc 5' communique avec-un conduit vertical pratiqué dans ce bloc et semblable au conduit vertical 13 du bloc 5, le conduit vertical communique à son tour par son extrémité inférieure avec la partie verticale d'un conduit angulaire 15 d'une vis 14, vissée dans le bloc-support 5'. La partie horizontale du conduit coudé 15 est en communication par son extrémité inté- rieure avec le conduit axial 17 de la tige de piston 7. Un élément d'entrée 12 est pareillement vissé dans le bloc-support 5', à la même hauteur et à la même distance latérale de- l'élément d'entrée 12' du bloc-support 5, dans le bloc-support 5' pour communiquer avec le passage angulaire 15 dans la vis tubulaire vissée dans ce bloc-support 5'. Tous les éléments d'entrée 12 et 12' des blocssupports 5 et 5' sont raccordés à la même source d'agent de pression. Toutes les pièces se trouvant au-dessus de la toile 1' du châssis, à l'exception des éléments d'entrée sont recouvertes par un capot 20, qui les protège contre l'action de l'agent de pression mis en oeuvre. En fonctionnement, quand l'élément d'entrée 12 s'ouvre et l'a- gentde pression est autorisé à pénétrer dans le bloc-support 5, par exemple, une partie de cet agent, traversant le conduit vertical 13, le conduit cpudé 15 dans la vis 14 et les conduits 16, 16a dans la tige de, piston 7, parvient dans la chambre A du cylindre 6 pour déplacer ce cylindre dans la direction indiquée par la flèche dans la figure 10 ; en même temps, le reste de l'agent de pression ayant pénétré par l'élément 12 passe par le conduit 13 du bloc-support 5, le joint 18 vissé dans ce bloc, la conduite 19, le joint 18r du bloc-support 5', le conduit vertical dans ce bloc, le conduit coudé 15t dans la vis 14' et le conduit 17' dans la tige de piston 7' pour arriver dans la chambse'B' du cylindre 6' pour déplacer ce cylindre dans la direction, indiquée par la flèche correspondante dans la figure 10, opposée à la direction du mouvement du cylindre 6.Quand Iléément d' entrée 12' s'ouvre et que l'agent de pression est autorisé à pénétrer par cet élément dans le blocsupport 5, une partie de cet agent de pression passe par le conduit vertical correspondant, semblable au conduit 13 du même bloc 5, le conduit coudé 15' de la vis associée à la tige de piston 7' et le conduit 16' de cette tige pour pénétrer dans la chambre A' du cylindre 6' pour déplacer ce cylindre dans la direction indiquée par la flèche en trait plein correspondant au cylindre 6' dans la figure 10 , en même temps, le reste de 1 agent de pression qui est entré par l'élément 12', passe par le conduit vertical communiquant, le joint 18' du bloc-support 5, la conduite 19', le joint 18 du bloc-support 5', le passage Vertical qui suit, le conduit coudé 15 dans la vis vissée dans le bloc-support 5' et le conduit 17 dans la tige de piston 7, pour arriver dans la chambre B du cylindre 6 et déplacer ce cylindre dans la direction opposée à celle du mouvement du cylindre 6'. En service, la tige 2 est reliée à la tige de commande d'une soupape montée dans un système de distribution d'agent de pression. Quand on désire que la soupape s'ouvre, on fait entrer l'agent de pression dans la chambre A du cylindre 6 et dans la chambre B' du cylindre 6' par le dispositif de conduits précité afin de provoquer le déplacement des cylindres en sens inverses l'un de l'autre. Un tel mouvement des cylindres 6 et 6' entraine en rotation la tige 4 dans le sens de l'ouverture de la soupape par l'intermédiaire des plaques de transmission 10 et du levier 3.D'autre part, quand on désire que la soupape se ferme, on inverse le sens de l'écoulement de l'agent de pression, c'est-à-dire, qu'on fait entrer cet agent par le même dispositif de conduits dans la chambre A' du cylindre 6' et dans la chambre B.du cylindre 6 pour que les cylindres se déplacent, au moyen des plaques 10 et de la tige 2, toujours en sens contraires, mais aussi-de manière opposée à l'ouverture de la soupape, c'est-à-dire pour provoquer la rotation de la tige de soupape dans le sens de la fermeture de la soupape.Comme indiqué précédemment, chacune des vis 14, 14' étant pourvue d'une gorge annulaire 14a, le conduit coudé peut toujours être maintenu en communication avec le conduit vertical et le conduit axial dans la tige de piston correspondante, indépendamment du degré de serrage de la vis sur le bloc-support associé Comme le montré la description qui précède, quand la tige 2 est reliée à la tige de soupape, elle sert d'élément simple de commande et peut éliminer tout genre de levier, qui était classiquement nécessaire pour actionner une soupape en agissant sur sa tige. Quand on veut que la soupape s'ouvre, on fait s'ouvrir l'élément d'entrée 12, vissé dans le bloc-support 5, de. manière que l'agent de pression, tel que l'air ou un gaz, par exemple, pénètre par cet élément 12, que les cylindres 6 et 6' se déplacent en sens contraires, le long de-leur tige de. piston relative fixe et par rapport à celle-ci, comme l'indiquent les flèches de la figure 10, pour faire tourner le levier de commande 3 de l'angle voulu pour produire l'ouverture de la soupape.D'autre part, quand on veut que la soupape se ferme, on fait s'ouvrir l'élément d'entrée 12' du blocsupport 5, de manière que l'agent de pression pénétrant par cet élément entraîne les cylindres 6 et 6' à se déplacer dans les directions opposées à celles indiquées par les flèches dans la figure 10, ce qui provoque la rotation du levier de commande 3 dans le sens contraire à celui de ltouverture de la soupape et, par conséquent, fermant cette soupape. En comparaison à tout dispositif de commande de tige de soupape classique, comportant un groupe cylindre-piston, dans lequel le piston se déplace par rapport au cylindre fixe, le dispositif de commande de tige de soupape selon 1'invention est de dimensions plus petites et son installation demande moins de place. De plus, le fonctionnement de ce dispositif est efficace et sans-à-coup. Il est bien entendu que des changements et des modifications peuvent autre apportés à l'invention sans sortir de son cadre. Il est également convenu que la réalisation spécifique exposée cidessus ne doit pas entre interprétée comme limitant le domaine de l'invention, qui doit seulement être conforme aux revendications qui suivent, à la lumière de la description qui précède. Revendications 1. Dispositif de commande de tige de soupape comprenant un ch ssis, une paire de blocs-supports fixes à une certaine distance l'un de l'autre parallèlement sur le châssis ; une barre de guidage s'étendant entre les blocs-supports et fixée sur ces blocs ; une parts de cylindres mobiles, disposés de part et d'autre de la barre de guidage, de manière à se déplacer le long de cette barre ; des tiges de pistons fixes, traversant chacune leur cylindre respectif pour se fixer sur les blocs-supports entre lesquels elles s'étendent, chaque tige portant un piston à égale distance des extrémités opposées de manière à partager le cylindre correspondant en deux chambres pour l'agent de pression, pour lequel sont prévus des éléments de passage entre la première et la seconde chambre ; des éléments de transmission, fixés aux cylindres pour se deplacer avec ceux-ci ; un levier de commande en prise avec les éléments de transmission pour être mis par eux én rotation quand les cylindres se déplacent, et une tige de commande, reliée au levier, pour être rattachée à la tige de soupape, de manière à la faire tourner quand le levier de commande effectue un mouvement de rotation. 2. Dispositif de commande suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les cylindres se déplacent en sens opposés l'un à l'autre. 3. Dispositif de commande suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les éléments de passage associé à chacune des chambres d'agent de pression comportent un élément d'entrée, un conduit vertical dans l'un des blocs-supports communiquant avec l'élément d'entrée, une vis tubulaire, vissée dans le même blocsupport, présentant un conduit coudé communiquant avec le conduit vertical d'un côté et avec un conduit prévu dans la tige de piston correspondante de l'autre côté, le conduit de la tige de piston débouchant dans la chambre du cylindre correspondante. 4. Dispositif de commande suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les éléments de passage comportent en outre -des conduites reliant entre elles, d'une part, la première chambre d'un cylindre à la seconde chambre de l'autre et, d'autre part, la seconde chambre du premier cylindre à la première chambre du second cylindre. 5. Dispositif de commande suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les conduites s'étendent en diagonale et en se croisant sous un certain angle, l'une au-dessus de l'autre. 6. Dispositif de commande suivant l'une quelconque des revendications I à 5, caractérisé en ce que le levier de commande présente, à chacune de ses extrémités opposées, une fente ouverte recevant l'élément de transmission de mouvement correspondant. 7. Dispositif de conmande suivant la revendication 6, caractérisé en ce que chaque élément de transmission fixé à un cylindre affecte la forme d1 une plaque avec un épaulement se logeant dans la fente correspondante du levier de-comande.