Brevet FR2441054A1 — publié le 19800606

L'invention concerne le réglage des culbuteurs d'un moteur, réglage qui consiste a faire appaxattre un jeu précis déterminé dans l'ensemble de la culbuterie, came, culbuteur, soupape, ce jeu étant mesuré entre la vis de réglage du culbuteur et la queue de la soupape. Habituellement, ce réglage est effectué å la main et le jeu est mesuré a l'aide d'une cale d'épaisseur glissée entre la vis et la queue de soupape. Pour cela l'opérateur débloque le contre-écrou et desserre la vis pour pouvoir introduire la cale d'épaisseur, puis resserre la vis a l'aide d'une tournevis jusqu'S ce que la cale d'épaisseur puisse coulisser à frottement gras ou légèrement serré entre la vis et la queue de soupape, après quoi l'opérateur rebloque le contreécrou, cette dernière opération ayant le plus souvent pour effet de modifier le réglage ce qui impose des tâtonnements et de nombreuses opérations manuelles qui sont répétées autant de fois qu'il y a de soupapes. De plus, la fiabilité du réglage n'est pas absolue. Le but de l'invention est d'éliminer les inconvénients précédents en réalisant une machine qui effectue automatiquement toutes les opérations de réglage, sans tâtonnement et d'une manière parfaitement fiable. L'invention consiste a combiner un ensemble mécanique concentrique, comprenant une douille a écrou et un tournevis, avec chacun son moyen d'entraînement en rotation indépendant et un vérin commun de déplacement axial, avec des capteurs de déplacement angulaires des deux moyens d'entraînement en rotation et un capteur linéaire solidaire d'un doigt élastique appuyant directement sur la queue de la soupape ou sur la coupelle d'arrêt du ressort correspondant, et un ensemble électronique relié à ces trois capteurs et à l'alimentation des moteurs des deux entraînements de manière à réaliser le cycle d'opérations suivant approche de l'ensemble concentrique sur l'ensemble visécrou d'un culbuteur, desserrage de l'écrou de culbuteur par entratnement du moteur correspondant avec contrôle de l'existence d'un couple par mesure du courant d'alimentation, puis arrêt du moteur lorsque le capteur correspondant a détecté une rotation d'un angle désiré, dévissage de la vis de culbuteur par alimentation du moteur de la yis jusqu'à détection d'une rotation déterminée destinée à assurer la fermeture de la soupape, et mémorisation de la position finale du capteur linéaire, vissage de la vis par entraînement du meme moteur en sens inverse jusqu'à ce que le capteur linéaire ait détecté un enfoncement de la soupape d'une valeur fixe à partir de la valeur mémorisée, dévissage de la vis de culbuteur par une nouvelle inversion du meme moteur et arrêt après détection d'une rotation angulaire déterminée qui correspond au rattrapage de la valeur fixe précédentemajorée de la valeur du jeu nécessaire, serrage de l'écrou par action sur le moteur de la douille tout en maintenant la vis dans sa position angulaire contrôlée par son capteur, le couple de serrage étant détecté par mesure de l'intensité circulant dans le moteur de la douille, enfin retour de la broche par action inverse sur le vérin, Naturellement tout ce cycle est précédé par le positionnement de l'ensemble de vissage sur le moteur, et par le calage angulaire de l'arbre à cames en position convenable. Ce dernier peut être obtenu d'une manière classique ou, en cas de doublage du dispositif, en prévoyant un motoréducteur supplémentaire d'entrainement du vilebrequin dont l'arrêt est corandE par le capteur linéaire de la soupape opposée à celle en cours de réglage, c'est-à-dire la soupape d'echappement pour le réglage de l'admission ou la soupape d'admission pour le réglage de l'échappement du même cylindre, ledit capteur linéaire détectant l'ouverture maximum de ladite soupape opposée ce qui entraine nécessairement le calage de la came en position de fermeture pour la soupape considérée . D'autres particularités de l'invention apparaîtront dans la description qui va suivre d'un mode de réalisation pris Coince exemple et représente sur le dessin annexé sur lequel la figure unique est une coupe axiale de l'ensemble du dispositif On reconnaît sur cette figure la queue de soupape 1 coulissant dans le bloc moteur 2 et comportant au voisinage de son extrémité la coupelle d'arrêt 3 pour le ressort non représenté, ainsi que le culbuteur 4 agissant sur cette soupape par l'intermédiaire d'une vis fendue 5 se vissant dans le culbuteur avec une extrémité inférieure 6 s'appuyant sur la queue de la soupape 1. Un contre-écrou 7 assure d'une manière classique le blocage de cette vis. On voit d'autre part l'ensemble concentrique 8 constitué par un tournevis 9 dont l'extrémité vient s'introduire dans la fente de la vis 5 et une douille de vissage 10 venant s'emboîter sur l'écrou 7. Le tournevis 9 est solidaire d'une broche 11 dont l'extrémité supérieure 12 est clavetée coulissante dans un dispositif d'entraînement en rotation comprenant une roue 13 à vis tangente; la vis tangente, non représentée, est paral lèle au plan devfigure mais en arrière de ceXui-ci et entrai- née par un moteur de vis 14 à courant continu. La roue 13 est montée sur des paliers à roulement 15 avec joints d'étanchéité, et son extrémité supérieure est solidarisée par un manchon d'accouplement flexible 16 avec l'axe 17 d'un capteur de déplacement angulaire incrémental 18 de type connu. A l'intérieur de l'axe de la roue 13 est disposé un ressort 19 repoussant l'ensemble de la broche 11 en direction de la vis 5. Sensiblement au milieu du corps 20 servant de support aux paliers 15 est prévu un vérin axial constitué par une chambre cylindrique 21 à l'intérieur de laquelle coulisse un piston 22 avec joint d'étanchéité, ce piston 22 étant prolongé par deux tiges creuses 23 et 24 traversant les deux extrémités du cyclindre 21 avec d'autres joints d'étanchéité. A l'intérieur de cet ensemble creux est disposée, tourillonnant sur des roulements 25, une pièce tubulaire 26 qui se trouve ainsi solidarisée en translation mais désolidarisée en rotation d'avec le piston 22. De cette manière, lorsque le piston 22 est actionné ers le haut par une amenée d'huile non repréaentée il entraîne dans ce déplacement la pièce tubulaire 26, qui a son tour entrasse la broche Il lorsque son extrémité supérieure vient en butée sur une collerette 27 séparant la broche 11 de son extrémité supérieure 12. En même temps la pièce tubulaire 26 est clavetée coulissante dans un autre ensemble tournant 28 monté sur d'autres paliers à roulement 29 avec joints d'étanchéité et comportant une roue & ravis tangente dont la vis tangente, disposée également en arrière du plan de figure, est entraînée par un moteur d'écrou 30 également à courant continu, D'autre part la partie inférieure 31 de l'ensemble tournant 28 comporte à sa périphérie une denture 32 agissant sur un capteur d'impulsions 33 placé en position convenable pour détecter la rotation de la douille. L'extrémité inférieure de la pièce tubulaire 26 est clavetée coulissante dans une pièce intermédiaire 34 solidaire de la douille de vissage 10 de manière à entraîner celle-ci en rotation. En même temps, la course relative de l'ensemble 34-10 et de la pièce 26 est limitée par un doigt 35 se débattant dans une fraisure 36 à l'extrémité de la pièce 26. Enfin, un ressort 37 permet de repousser l'ensemble 34-10 vers le bas en prenant appui sur la pièce tubulaire 26. L'actionnement du vérin vers le haut produit donc l'entraînement vers le haut de la douille 10 après rattrapage du jeu entre 35 et 36, et indépendamment de cette opération, l'entraînement de la broche 11 après rattrapage du jeu entre la pièce 26 et la collerette 27. Inversement, l'actionnement du vérin vers le bas libère les deux pièces 10 et 9 qui viennent se positionner d'elles-mêmes respectivement sur l'écrou 7 et sur la vis 5 sous l'action de leurs ressorts respectifs 37 et 19 par des mouvements indépendants. Tout le support 20 est rendu solidaire du bloc moteur 2 par un bras support 38 qui porte également le support 39 du capteur linéaire. Celui-ci est constitué par un doigt de palpage 40 venant s'appuyer sur la queue de soupape ou sur la coupelle 3 en étant solidaire d'une broche 41 montée dans le support 39 pour un coulissement axial sur douilles à billes 42, avec butée de limitation de course et ressort 43 de rappel élastique vers le bas. En outre cette broche 41 est rendue solidaire par un bras latéral 44 de la tige axiale 45 d'un capteur linéaire de déplacement de type connu monté parallèlement à la broche 41 dans le support 39-. Les deux capteurs de déplacement angulaire 18 et 33 et le capteur de déplacement linéaire 46 ainsi que les alimenta tions des moteurs 14 et 30 sont réunis à un dispositif électronique d'alimentation non représenté qui réalise automatique l'enchaînement des opérations, Apres avoir positionné l'ensemble sur le bloc moteur 2 par son support 38, et avoir calé l'arbre à cames dans une position angulaire convenable, par exemple par un moyen classique, on démarre le cycle automatique qui comprend les opérations suivantes a) descente de l'ensemble concentrique 8 par alimentation du vérin 21-22 dans le sens de la descente, ce qui comme on l'a vu précédemment produit la mise en place du tourvenis 9 et de la douille à écrou 10 sur la vis 5 et sur l'écrou 7, cette mise en place étant élastique pour intervenir dès le début de la rotation, le tournevis et l'empreinte de la douille 10 ne tombant pas forcément en place convenable dès sa descente. Le vérin 22 s'arrête en butée en fin de course basse. b) Desserrage de l'écrou de culbuteur par alimentation du moteur 30 dans le sens du desserrage avec contrôle qu'un couple existe par mesure de l'intensité traversant le moteur. Ensuite, le dispositif alimente ce moteur pour vaincre le couple de desserrage et en même temps compte les impulsions du capteur 33 pour arrêter le moteur 30 après un angle de déblocage prédéterminé jugé largement suffisant. L'arrêt est assuré par comparaison du nombre d'impulsions avec une valeur affichée prédéterminée. c) Desserrage de la vis de culbuteur par alimentation du moteur 14 dans le sens du dévissage. I1 n'y a pas ici de mesure du couple mais seulement d'une rotation déterminée, détectée par le capteur de déplacement angulaire 18 à une valeur affichée déterminée comme étant suffisante pour assurer la position fermée de la soupape correspondante.Le capteur de déplacement angulaire 18 est constitué de préférence par un codeur incrémental dont les impulsions sont comptées et leur nombre comparé à une valeur affichée afin d'arrêter le moteur 14 AprèS cet arrêt on mémorise la valeur de la position électrique de la soupape donnée par le capteur inductif 46, cette valeur.étant considérée ultérieurement comme un zéro électrique, d) Serrage de la vis par alimentation du moteur 14 dans le sens du vissage, c'est-à-dire le sens opposé au précédent. Cette alimentation a lieu jusqu'à un enfoncement déterminé de la soupape dont la yaleur n'est pas critique et qui peut être par exemple de 0,1 mW, En effet, grace au jeu ménagé précédemment entre l'extrémité inférieure 6 de la vis 5 et la queue-de la soupape, le mouvement de vissage rattrape ce jeu puis produit l'enfoncement de la soupape, et la détection par le capteur de déplacement linéaire 46 de l'enfoncement indiqué, évalué par différence avec la valeur mémorisée précédemment, commande l'arrêt du moteur 14. e) Desserrage de la vis. Cette opération est essentielle car c'est précisément celle qui détermine le réglage du jeu du culbuteur. Pour cela le dispositif électronique alimente le moteur 14 dans le sens du desserrage, c'est-à-dire le même que c) et ceci de manière à obtenir successivement le rattrapage de l'enfoncement précédent, puis l'établissement du jeu désiré. Le pas de la vis de réglage 5 étant conventionnellement de 1 mm, il faut donc en principe une rotation de 360 pour rattraper les 0,1 mm indiqués précédemment. Ensuite, et sans marquer d'arrêt, le moteur continue à entralner le tournevis de l'angle de rotation nécessaire pour assurer le jeu voulu avant d'arrêter le moteur 14. Comme précédemment, cet arrêt est commandé par comptage des impulsions du capteur 18 et comparaison avec une autre valeur affichée. A titre d'exemple, pour un moteur déterminé, les valeurs des jeux sont les suivantes A l'admission 0,10 à 0,15 mm, soit 0,125 mm + 0,025. A l'échappement 0,25 à 0,30 mm, soit 0,275 mm + 0,025. Dans les deux cas la tolérance angulaire mesurée au capteur 18 est donc de + 0,025 x 3600 = + 9 . Un calcul simple montre que la rotation totale, y compris les 360 de la première phase, est la suivante Pour l'admission 36Q + (3600 x 0,125)+ 90 = 810 + 90. Pour l'échappement 360 +(360 x 0,275)+ 90 = 1350 t 99, Ces deux valeurs angulaires déterminent les nombres affichés, f) Serrage de l'écrou par alimentation du moteur 30 dans le sens du yissage jusqu'à ce que l'intensité parcourant le moteur atteigne la valeur prédéterminée qui correspond au couple de serrage voulu, lequel couple est dans l'exemple choisi compris entre 1,5 et 2 mdaNt Pendant ce serrage, le tournevis 9 agit pour maintenir la yis 5 dans la position précédente, ce qui est obtenu soit par l'irréversibilité de la roue à vis tangente 13, soit éventuellement par un positionnement dynamique actionnant le moteur 14 sous le contrôle du capteur incrémental 18 pour s'opposer à toute rotation. g) Retrait de l'ensemble coaxial 8 par action sur le vérin 22 qui retourne à l'extrémité supérieure de sa course. A titre de perfectionnement, on peut également prévoir un calage angulaire automatique de l'arbre à cames en entraî- nant le vilebrequin par un moto-réducteur également sous le contrôle du dispositif électronique. Dans ce cas, après la mise en place de l'ensemble sur le moteur et avant le cycle d'opérations a) à g) qui vient d'être exposé, se place l'opération supplémentaire de calage angulaire qui consiste à alimenter le moteur d'entraînement du vilebrequin jusqu'd ce que la soupape opposée à celle en cours de réglage, c' est-à-dire la soupape d'échappement si l'on regle l'admission ou la soupape d'admission si l'on règle l'échappement, soit arrivée au maximum d'ouverture.Pour cela on a alors avantage à accoupler sur le même support 38 deux ensembles identiques, de positionnement et d'inclinaison convenables pour correspondre respectivement à la soupape d'admission et à la soupape d'échappement d'un même cylindre, et à se servir du capteur linéaire de déplacement 46 d'un des dispositifs pour commander l'arrêt du moteur d'entraînement du vilebrequin en vue du calage angulaire de la came précédant le cycle d'opérations de réglage de l'autre dispositif. Dans le même ordre d'idée et pour un moteur à plusieurs cylindres, on peut également, si l'encombrement le permet, disposer autant de paires de dispositifs qu'il y a de cylindres afin d'assurer un positionnement initial unique, les divers dispositifs agissant naturellement successivement pour réaliser chaque fois le cycle complet d'opérations, y compris celle de calage angulaire de l'arbre à came qui est à recommencer pour chaque soupape. De la sorte, le réglage complet des soupapes d'un moteur peut être réalisé sans aucun tatonnement d'une manière absolument automatique et entièrement fiable. REVENDICATIONS It Dispositif pour le réglage automatique des culbuteurs d'un moteur à combustion interne du type dans lequel chaque culbuteur comporte une vis de réglage à extrémité fendue s'appuyant sur la queue d'une soupape et bloquée par un contre-écrou, caractérisé par le fait qu'il comporte en combinaison un support pouvant être fixé sur le bloc moteur; deux ensembles tournant solidaires de ce support et comportant chacun un motovréducteur d'entraînement et un capteur de déplacement angulaire, un ensemble concentrique composé d'un tournevis destiné à la vis de réglage et d'une douille à écrou destinée au contre-écrou, chacune de ces parties étant portée par une pièce clavetée coulissante dans un des ensembles tournant et rappelée élastiquement vers l'organe concerné vis ou écrou, avec un vérin axial susceptible de retirer l'ensemble concentrique ou de laisser ces deux organes venir en position sous l'effet des rappels élastiques respectifs; un capteur de déplacement linéaire également solidaire du support et entraîné par un palpeur venant appuyer élastiquement sur la queue de soupape ou un organe équivalent; et un ensemble de commande électronique réalisant pour chaque cycle d'opérations les commandes suivantes actionnement du vérin dans le sens de l'approche jusqu'à la fin de course; alimentation du moteur d'écrou dans le sens du desserrage avec contrôle de l'existence d'une intensité déterminée puis comptage des impulsions du capteur de déplacement associé, comparaison du nombre compté avec une valeur affichée et arrêt de l'alimentation lors de l'égalité; alimentation du moteur de la vis dans le sens du desserrage avec comptage des impulsions du capteur angulaire associé, comparaison avec une valeur affichée et arrêt de l'alimentation pour l'égalité; mise en mémoire de la valeur fournie par le capteur linéaire de déplacement à la fin de l'opération précédente; alimentation du moteur de la vis dans le sens du serrage, maintenue jusqu'S ce que le capteur linéaire ait détecté un enfoncement déterminé évalué par comparaison avec la valeur Rise en mémoire; alimentation du moteur de la vis dans le sens du desserrage avec comptage des impulsions du capteur angulaire correspondant et arrêt de l'alimentation lorsque ce comptage comparé à une valeur affichée accuse l'égalité, cette valeur affichée tenant compte de la somme de la rotation nécessaire pour rattraper l'enfoncement déterminé précédent et de celle nécessaire pour ménager le jeu voulu avec la tolérance imposée; alimentation du moteur de l'écrou dans le sens du serrage jusqu'à ce que l'intensité qui le parcours atteigne une valeur correspondant au couple de serrage voulu; enfin alimentation du vérin dans le sens du retour, 2. Dispositif de réglage automatique comportant deux dispositifs de réglage selon la revendication 1, associés sur le même support en position pour agir sur les deux culbuteurs d'un même cylindre, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre un moto-réducteur d'entraînement du vilebrequin de ce moteur et que la commande électronique commune aux deux dispositifs commande chacun de ceux-ci selon deux cycles successifs chacun de ces cycles correspondant à un type de soupape et étant précédé par l'alimentation dudit moto-réducteur d'entraînement du vilebrequin jusqu'à ce que le capteur linéaire de déplacement associé au dispositif de l'autre type de soupape accuse l'enfoncement maximum de celle-ci.