Brevet FR2425914A1 — publié le 19791214

La présente invention concerne les dispositifs pour le rechargement de la surface de pièces, et a notamment pour objet un dispositif destiné au rechargement des surfaces de travail des soupapes de moteurs à combustion interne0 On connait des dispositifs pour le rechargement des surfaces de travail des soupapes (voir par exemple le brevet anglais NO 743582 de Grande 3regagne), dans lesquels l'assemblage de la soupape avec la bague de rechargement, c'est-àdire la mise en place de la bague en alliage réfractaire sur la teste de la soupape et la mise en place de l'ensemble ainsi obtenu se font à la main, Les importantes dépenses de temps et de main-d'oeuvre qutentratnent ces opérations auxiliaires sont la cause du faible rendement de ces dispositifs. On connait aussi un dispositif de rechargement des soupapes de moteurs à combustion interne (voir la description afférente au certificat d'auteur d'Invention NO 292400 de ltURSS), dans lequel l'assemblage bague-soupape, le transport de cet assemblage au réchauffeur et, enfin, son positionnement dans ce dernier, se font automatiquement, Ce dispositif comprend un système de mise en place de la bague de rechargement sur la soupape et de positionnement de celle-ci tette en bas, un réchauffeur se présentant sous la forme d'un inducteur, un poussoir à plateau pour 1ramenée de l'ensemble bague-soupape dans le réchauffeur et un mécanisme de maintien de la soupape dans le réchauffeur0 Le système de mise en place de la bague de réchargement sur la tige de la soupape et de positionnement de cette dernière t e hsut gt constitué de deux mécanismes liés ciné- matiquement, Ce sont : le mécanisme de mise en place de la bague sur la tige et le mécanisme de positionnement de l'ensemble bague-soupape tige en haut et de transport de cet ensemble à l'inducteur. Le mécanisme de mise en place de la bague sur la tige de la soupape comprend un support servant à la réception de la bague et se présentant sous la forme d'un tambour monté fou sur un arbre vertical avec, à sa base, un rouleau coopérant avec un palpeur fixe, Sur le même axe est rigidement fixé un autre tambour servant à la réception de la soupape qui arrive suivant des guides tige en bas, Lors de la rotation de l'arbrg le support, grâce à sa coopération avec le palpeur par l'intermédiaire du rouleau, monte et enfile la bague qusil porte sur la tige de la soupape Le mécanisme de positionnement de la soupape tige en haut et de transport de ltensemble bague-soupape jusqu'à l'inducteur se présente sous la forme d'un manipulateur.Le manipulateur comprend un arbre vertical portant à sa partie supérieure un palier dans lequel est monté un arbre horizontaL Sur une extrémité de cet arbre sont fixées des pattes de sert rage, et sur l'autre, un pignon conique0 Ce pignon conique est engrené avec une roue conique fixe0 L'arbre vertical du mécanisme de mise an place de la bague sur la tige de la soupape est fixé parallèlement à ltarbre vertical du manipulateur et lui est cinématiquement lié, de façon à assurer une rotation synchrone des deux arbres en vue de faire co!acider en opposition la soupapes sur la tige de laquelle est enfilée la bague, et les pattes de serm rage. Malgré le fait que le dispositif décrit permet d'effectuer automatiquement l'assemblage de la soupape avec la bague de rechargement et le transport de l'ensemble au réchauffeur, 1utilisation dudit dispositif est liée à cerm taines difficultés. La présence de deux mécanismes pour la mise en place de la bague sur la soupape, pour le positionnement de cette dernière tige en haut et pour le transport de l'ensemble au réchauffeur, complique notablement la construction du dispositif. Il en résulte que toutes ces opérations doivent se faire successivement, ce qui, évidemment abaisse le rendement du rechargement des soupapes, De plus, pour assurer la liaison cinématique entre l'arbre vertical du mécanisme de mise en place de la bague et l'arbre vertical du manipulateur, il est prévu, dans le dispositif décrit, des mécanismes à cro1st de Malte, ce qui, en fin de compte, complique la construction de tout le dispositif, ainsi que son système de commande. Il faut également tenir compte du fait que l'importance de la chatne de mécanismes entraxe d'une part une augmentation importante du prix de ce dispositif, et d'autre parts une diminution de sa fiabilité0 On s'est proposé de créer un dispositif pour le rechargement des soupapes de moteurs à combustion interne, qui serait de conception simple et dans lequel la mise en place de la bague de rechargement sur la tige de la soupape et le positionnement de cette dernière tête en bas se feraient avec utilisation de forces de gravité de la bague de rechargement et de la soupape. Ce problème est résolu du fait que dans le dispositif pour le rechargement des soupapes de moteurs à combustion interne par fusion d'une bague en alliage réfractaire sur leur surface de travail, comprenant un système de mise en place de la bague sur la soupape et de positionnement de cette dernière tête en bas, un réchauffeur, un poussoir à plateau pour l'amenée de l'ensemble bague-soupape au réchauffeur et un mécanisme de maintien de la soupape dans le réchauffeur, suivant l'invention le système de mise en place de la bague sur la soupape et de positionnement de cette dernière tête en bas, constitué par un corps tubulaire vertical muni d'une fente transversale dans sa paroi et de deux goulottes d'alimentation inclinées sous un certain angle vers le corps tubulaire, dont l'une aboutit à l'extrémité supérieure de ce corps pour lui amener les soupapes tête en haut, tandis que l'autre aboutit à la paroi du corps tubulaire pour amener les bagues de rechargement dans le corps tubulaire à travers la fente transversale, une butée montée dans la partie supérieure du corps tubulaire agissant sur la tige de la soupape pour son retournement tête en bas à son arrivée dans le corps tubulaire, et le poussoir étant disposé sous le corps tubulaire de façon qutil puisse effectuer un mouvement de va-et-vient lui permettant de prendre alternativement place sous le corps tubulaire et sous le réchauffeur. Pour une mise en place plus certaine de la bague de rechargement sur la soupape, c'est-à-dire pour que l'engage- ment de la bague sur la soupape se trouvant en position proche de la verticale ne puisse être raté, il est utile de ménager dans le corps tubulaire, au-dessous de la fente transversale, une fente horizontale et de placer dans cette fente un petit volet en forme de plaque relié à une commande de va-et-vient ; ce volet sert à recevoir et à maintenir la bague en position horizontale, puis, lorsqu'il est retiré du corps, il faut laisser tomber la bague à sa place Pour être certain que la bague se place bien sur la soupape, du bon c8té, par exemple sur celui qui a un chanfrein, il est utile de pratiquer dans le corps tubulaires au-dessus de la fente transversale, une fente horizontale, et de placer dans cette fente un autre volet, relié au premier volet et se trouvant à une distance de celui-ci, inférieure au diamètre extérieur de la bague de rechargement, ce qui empêche son retournement à l'intérieur du corps tubulaire. Il est avantageux que le poussoir, se présentant sous la forme d'un vérin pneumatique monté verticalement, soit disposé sur un coulisseau qui est monté sur des glissières et est relié à un vérin pneumatique afin de lui assurer un mouvement de va-et-vient dans le plan horizontal. Il est utile de pratiquer dans la partie inférieure du corps tubulaire, à partir de son extrémité, une fenêtre destinée à permettre la sortie de la soupape du corps tubulaire quand le poussoir va au réchauffeur. Il est possible, afin que le positionnement vertical de la soupape soit plus fiable dans le corps tubulaire, de monter sur le poussoir une douille, de façon que son extrémité supérieure se trouve au-dessus de la surface d'appui du plateau à une distance suffisante pour que son arête inté rieure limite l'inclinaison-de la soupape à un angle tel que la projection du centre de gravité de la soupape se trouve à l'intérieur du plan horizontal délimité par la surface d'appui de la soupape. Ainsi, la réalisation du système pour la mise en place de la bague sur la soupape et le positionnement de cette dernière tête en bas sous la forme d'un corps tubulaire avec les deux goulottes amenant respectivement les soupapes et les bagues assure l'assemblage bague-soupape en utilisant les forces de gravité de ces pièces tout en simpliçfiant le dispositif, ce qui a permis de réduire sensiblement le temps nécessaire à ces opérations auxiliaires et d'élever le rendement. Dans ce qui suit 11 invention est expliqué#e par la description de différents exemples de réalisation non limitatifs illustrés par les dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente un dispositif de rechargement des soupapes de moteurs à combustion interne, conforme à l'invention (vue d'ensemble avec coupe partielle); - la figure 2 montre comment s'effectue la mise à la verticale d'une soupape sur le plateau placé dans la douille - la figure 3 représente une variante de réalisation du corps tubulaire avec un volet de réception et de maintien de la bague de rechargement en position horizontale ; et - la figure 4 représente une autre variante de réalisation du corps tubulaire avec deux volets pour la prévention du retournement de la bague de rechargement. Le dispositif pour le rechargement des soupapes de moteurs à combustion interne comprend, comme le montre la figure i, un bâti 1 Sur ce bâti 1 est monté le système 2 de mise en place de la bague de rechargement 3 sur la soupape 4 et de positionnement de celle-ci tête en bas, formé par le corps tubulaire 5 et les deux goulottes 6 et 7 qui y aboutissent. La goulotte 6 aboutit à 1'extrémité supérieure du corps tubulaire 5 et sert à y amener les soupapes 4 positionnées tête en haut. La goulotte 6 est formée de deux plaques parallèles de guidage 8 faisant avec le corps 5 un angle suffisant pour que les soupapes s'y déplacent par gravité jusqu'à ce corps, Dans la paroi du corps 5 est ménagée une fente transversale 9. La goulotte 7 est profonde, avec une section qui épouse la forme de la bague 3 placée sur champ. Afin que des bagues roulent par gravité, la goulotte 7 est inclinée par rapport à l'horizontale. Au voisinage du corps 5, la goulotte 7 s'incurve en descendant verticalement et, à l'endroit où elle se raccorde à la fente transversale 9 (figures 1, 2 et 3), elle devient presque horizontale, Sur le bâti 1 (figure 1), sous le corps tubulaire 5, il y a des glissières 10 sur lesquels est monté un coulisseau Il portant le poussoir 12o Le poussoir 12 est un vérin pneumatique 13 sur la tige 14 duquel est montée un plateau 15 muni d'un boudin conique circulaire destinée à recevoir la soupape 4 tette en base Le coulisseau Il est accouplé à la tige 16 du vérin pneumatique 17 fixé sur le bE 1. Afin de prévenir l'inclinaison de la soupape ou sa chute sous lveffet des forces d'inertie au cours de son déplacement sur le coulisseau 11, ou bien directement sur le poussoir 12, on a monté dans l'alignement du vérin pneumatique 13, une douille 18 dans laquelle est engagée la tige 14 avec le plateau 15. La douille 18 (figures 1 et 2) a des dimensions telles que son extrémité supérieure se trouve à une distance suffisante de la surface d'appui du plateau (en position basse) pour que son arête intérieure limite l'inclinaison de la soupape 4 de façon que la projection du point C representant le centre de gravité de la soupape se trouve à l'intérieur du plan délimité par la surface d'appui de tête de la soupape. On est ainsi certain qu'en cas d'oscillation ou d'écart par rapport à la verticaleela soupape prendra la position verticale. Sur le bâti 1 (figure 1) du dispositif pour le soudage des bagues il y a un réchauffeur qui se présente sous la forme d'un inducteur à haute fréquence 19. Au dessus de l'inducteur 19 se trouve un mécanisme de maintien de la soupape 4, qui se présente sous la forme dtun mandrin de serrage 20 muni de commandes (non montrées) pour son serrage et sa rotation. Ce mandrin serre la soupape 4 par le bout de sa tige et la fait tourner autour de son axe0 Dans sa partie supérieure, le corps tubulaire 5 comporte une butée 21 fixée, en l'occurrence, directement sur le corps tubulaire 5. Dans la partie inférieure du corps tubulaire est ménagée une fenêtre 22 commençant à son extrémité et servant à l'évacuation de la soupape avec sa bague. Les goulottes 6 et 7 ont chacune un système 23 et 24 destiné à séparer des files de bagues et de soupapes une bague et une soupape respectivement. Les systèmes de ce genre sont très connus dans la technique et, pour l'utilisation de l'invention, ils peuvent être choisis parmi les distributeurs connus, par exemple comme dans le cas présent, du type à leviers oscillants 27 et 28 montés sur des axes 25 et 26 Pour mieux montrer le fonctionnement du dispositif pour le rechargement des soupapes de moteurs à combustion interne, faisant lssobjet de l'invention, ce fonctionnement est décrit ci-après en régime automatique, bien que ce régime ne soit pas examiné dans la présente description et illustré dans les dessins annexés, afin de ne pas surcharger le texte et de ne pas compliquer la mise en évidence du fond de l'invention. Dans l'exemple de fonctionnement du dispositif cité, ledit moyen est désigné par le terme système de commande. Le dispositif pour le rechargement des soupapes de moteurs àoembustion interne fonctionne comme suit. A la réception de l'ordre de libération d'une soupape 4, le levier 28 bascule;l'un de ses bras liche la soupape 4 maintenue, tandis que son second bras ferme la goulotte 6 et empoche ainsi les autres soupapes d'avancer. La soupape libérée glisse avec sa tOte sur les plaques de guidage 8 par gravité en direction du corps tubulaire 5. A son arrivée à ce corps 5, la soupape 4 rencontre la butée 21, se retourne tête en bas et tombe à ltintérieur du corps tubulaire 5 pour venir s'appuyer par sa tette sur la surface d'appui du plateau 15. A ce moment arrive l'ordre de libérer la bague de rechargement 3; le levier 27 bascule à son tour, liche la bague maintenue par l'un de ses bras, en faisant pénétrer en même temps son second bras dans la goulotte 7 et en empochant ainsi le mouvement des autres bagues. Ensuite, en basculant en sens contraire, le levier fait sortir son second bras de la goulotte 7 et y introduit à nouveau son premier bras. Les bagues avancent et viennent buter contre le premier bras, et restent dans cette position jusqu'au cycle suivant, La bague libérée, en avançant vers le corps tubulaire 5, prend, grâce à la forme de la goulotte 7, une position presque horizontale.Sous l'effet de son propre poids et des forces d'inertie, la bague de rechargement 3 entre dans le corps tubulaire 5 en passant par la fente transversale 9 et, dans sa chute, elle s'enfile sur la tige de la soupape, Lors de sa mise en place sur la tête de la soupape 4, la bague de rechargement 3 est guidée par le boudin conique du plateau 15, afin qu'elle prenne la position qu'elle doit avoir pendant la fusion. L'ordre de présenter la soupape 4 avec la bague 3 sous le réchauffeur est alors donné0 Le vérin pneumatique 17 entre en action ; sa tige 16 déplace le coulisseau 11 avec le poussoir 12 suivant les glissières 100 Dans son déplacement vers le réchauffeur 19, le poussoir 12 fait sortir l'ensemble soupape-bague du corps tubulaire 5, le passage de la tige de la soupape 4 étant possible grâce à la fenêtre 22. Lorsque le poussoir 12 atteint la position dans- laquelle son axe coïncide à peu près avec celui du réchauffeur 19, l'ordre de faire avancer la soupape 4 dans le réchauffeur 19 est émis, Le vérin pneumatique 13 entre en action ; sa tige 14 monte et amène la soupape 4 avec la bague 3 se trouvant sur le plateau 15 au réchauffeur 19 et au mandrin de serrage 20e Lorsque le bout de la tige de la soupape entre dans l'orifice (non montré) du mandrin de serrage 20, et que sa ttte s'engage dans l'inducteur à haute fréquence 19, le bout de la tige de la soupape appuie sur un interrupteur de fin de course (non montré) situé dans l'orifice du mandrin 20.A ce moment, en accord avec la séquence de commande, arrivent les ordres suivants : serrage et mise en rotation du mandrin 20, branchement de l'inducteur à haute fréquence 19, descente de la tige 14 avec le plateau 15, mise en action du vérin pneumatique 17, pour retirer le coulisseau Il avec le poussoir 12 de dessous le réchauffeur 19O La bague en matière réfractaire 3 fond dans le champ à haute fréquence et recharge la tette de la soupape 4 mise en rotation pour que le métal en fusion soit distribué uniformément sur la surface de travail. Le système de commande fait avancer dans le corps tubulaire une nouvelle bague et une nouvelle soupape0 Lorsque l'opération de rechargement de la soupape précédente est terminée, tordre de desserrage du mandrin est émis, la soupape est éjectée du mandrin, et la soupape suivante, avec sa bague de rechargement, est présentée au réchauffeur, Le cycle recommence en régime automatique, Suivant une variante d'exécution de l'invention (figure 3), on a ménagé dans le corps tubulaire 5 au-dessous de la fente transversale 9, une fente horizontale 29, dans laquelle est monté un volet 30 en forme de plaque. Pour l'exécution d'un mouvement de va-et-vient, le volet est relié à la tige 31 du vérin pneumatique 32, qui est monté sur un support 33 fixé au corps tubulaire 5 Cette variante du dispositif fonctionne de la façon suivante.Au départ le volet 30 est sorti du corps tubulaire 5o L'ordre de fonctionnement du système 24 faisant avancer les soupapes une à une est émis ; une soupape 4 séparée de la file arrive par la goulotte 6 au corps tubulaire 5e Lorsque la soupape atteint le corps 5, elle rencontre la butée 21 avec sa tige, se retourne tette en bas et tombe à l'intérieur du corps tubulaire 5, où sa tete vient porter sur la surface d'appui du plateau 15. En accord avec la séquence de commande, le vérin pneumatique 32 entre en action ; sa tige introduit le volet 30 à l'intérieur du corps tubulaire 5. L'ordre de présentation d'une bague de rechargement 3 arrive au système 23. Sous l'effet de son propre poids et des forces d'inertie, la bague 3 arrive par la goulotte 7 dans le corps tubulaire 5, à travers la fente transversale 9. A l'intérieur du corps tubulaire 5 (figure 3) la bague 3 se place horizontalement sur le volet.30. L'ordre d'enfiler la bague de rechargement 3 sur la soupape 4 est émis. Le vérin pneumatique 32~entre en action sa tige 31 fait sortir le volet 30 du corps tubulaire 5. La bague de rechargement 3 tombe du volet 30, s'enfile sur la tige de la soupape et se place sur la tête de celle-ci. Ensuite le dispositif fonctionne comme décrit plus haut, La variante décrite ci-dessus est recommandée dans les cas où le diamètre extérieur de la bague de rechargement est notablement inférieur à celui de la soupape. Dans ce cas, le diamètre de l'alésage du corps tubulaire peut être trop grand pour la bague de rechargement, ce qui lui assurerait une grande liberté de déplacement.Il s'ensuivrait que la bague de rechargement arrivant dans le corps tubulaire et tombant sur la soupape, pourrait prendre#une position presque verticale et passer à c8té de la tige de la soupape0 Suivant une autre variante deexécution de l'invention (figure 4) on ménage une fente horizontale 34 dans le corps tubulaire 5 au-dessus de la fente transversale 9 et on y monte un deuxième volet 35. Le volet 35 est relié au volet 30 et se trouve au-dessus de lui à une distance inférieure au diamètre extérieur de la bague de rechargement 3O Le dispositif pour le rechargement des soupapes de moteurs à combustion interne décrit suivant cette autre variante fonctionne de la façon suivante. Au départ, les volets 30 et 35 sont sortis du corps tubulaire 5. Comme il a été dit plus haut, la soupape 4 arrive dans le corps tubulaire 5 et, en s'appuyant sur la plate-forme 15, elle prend une position verticale, c'est-à-dire tige en haut. A la réception de l'ordre de mise en action du vérin pneumatique 32, sa tige 31 introduit le volet 30 et le volet 35 dans le corps tubulaire 5. Suivant les ordres du système de commande, la bague de rechargement 3 arrive au corps tubulaire 5 comme décrit plus haut, Passant par la fente transversale 9 pour entrer à l'intérieur du corps tubulaire 5, la bague de rechargement 3 se trouve dans ltespace limité par les volets 30 et 35. Comme la hauteur disponible y est inférieure au diamètre extérieur de la bague de rechargement 3, celle-ci, indépendamment des forces d'inertie, se place sur le volet inférieur 30 sur sa face présentée ou sur la face voulue. Un ordre met en action le vérin pneumatique 32, dont la tige 31 fait sortir du corps tubulaire 5 les volets 30 et 35. La bague de rechargement 3 posée sur le volet 30 tombe et s'enfile sur la soupape 4; Ensuite le dispositif fonctionne comme décrit plus haut. Cette variante d'exécution de l'invention est recommandée dans le cas où, en plus de la cause nécessitant l' remploi d'un volet inférieur, il faut engager la bague sur la soupape par une face déterminée. C'est le cas, par exemple, des bagues de rechargement à chanfrein s'avançant dans la goulotte en étant orientées d'après ledit chanfrein. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentes qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple.En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 10 Dispositif pour le rechargement des soupapes de moteurs à combustion interne par fusion sur leurs surfaces de travail de bagues en alliages réfractaires, du type comprenant un système de mise en place de la bague de récharge- ment sur la soupape et de positionnement de celle dernière tête en bas, un réchauffeur, un poussoir à plateau pour l'amenée de l'ensemble bague-soupape dans le réchauffeur et un mécanisme de maintien de la soupape dans le réchauffeur, caractérisé en ce que le système de mise en place de la bague sur la soupape et de positinnnement de cette dernière tate en bas est constitué par un corps tubulaire vertical comportant une fente transversale dans sa paroi, et par deux goulottes d'alimentation inclinées sous un certain angle vers le corps tubulaire, dont l'une aboutit à l'extrémité-supérieure de ce corps pour amener à celui-ci les soupapes tête- en- haut, tandis que l'autre aboutit à la paroi du corps tubulaire pour amener les bagues de rechargement dans le corps tubulaire à travers la fente transversale, et en ce qu'une butée est montée dans la partie supérieure du corps tubulaire de façon à agir sur la tige de la soupape pour son retournement tette en bas à son arrivée dans le corps tubulaire, tandis que le poussoir est disposé sous le corps tubulaire de façon qu'il puisse effectuer un mouvement de va-et-vient lui permettant de prendre alternativement place sous le corps tubulaire et sous le réchauffeur. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, dans la paroi du corps tubulaire, au-dessous de la fente transversale, est ménagée une fente horizontale dans laquelle est installé un volet en forme de plaque, relié à une commande de va-et-vient et servant à la réception de la bague de rechargement à l'intérieur#duoerps tubulaire et au maintien de celle-ci en position horizontale. 3, Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, dans la paroi du corps tubulaire, au-dessus de la fente transversale, est ménagée une fente horizontale où se trouve un autre volet, ce dernier étant relié au premier volet et étant placé au-dessus de celui-ci à une distance inférieure au diamètre extérieur de la bague de rechargement afin dtemptcher le retournement de cette dernière dans le corps tubulaire. 4 Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le poussoir, se présentant sous la forme d'un vérin pneumatique disposé verticalement, est monté sur un coulisseau qui est placé sur des glissières et est relié à un vérin pneumatique pour assurer le mouvement de va-et-vient du poussoir. 5. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, dans la partie inférieure du corps tubulaire, il y a une fendre pratiquée à partir de son extrémité pour la sortie de la soupape du corps tubulaire quand le poussoir va au réchauffeur. 6. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, pour assurer un positionnement vertical fiable de la soupape, sur le poussoir est montée coaxialement une douille dont l'extrémité supérieure se trouve audessus de la surface d'appui du plateau à une distance suffisante pour que son arête intérieure limite l'inclinaison de la soupape à un angle tel que la projection du centre de gravité de cette dernière se trouve à l'intérieur du plan horizontal délimité par la surface d'appui de la soupape,