Brevet FR2578579A1 — publié le 19860912

La présente invention concerne un dispositif de verrouillage de coupelle de ressort de soupape utilisable pour des soupapes de moteurs. De tels dispositifs se compo- sent d'une coupelle de ressort de soupape qui sert à soutenir le ressort de soupape et qui est fixée à l'extrémité de la tige de soupape au moyen d'un organe de verrouillage. L'organe de verrouillage comporte une surface cylindrique de contact avec la tige de soupapeet il est en outre pourvu intérieurement d'au moins un bourrelet ou nervure qui s'accroche dans une gorge correspondante de l'extrémité de la tige de soupape. L'organe de verrouillage comporte en outre au moins une surface extérieure conique. La coupelle de ressort de soupape comporte au moins une surface intérieure conique correspondant à la surface extérieure conique de l'organe de verrouillage,et elle s'appuie contre l'organe de verrouillage. Par coopération des deux surfaces coniques, l'organe de verrouillage est appliqué contre l'extrémité de la tige de soupape et il verrouille ainsi cette tige. De tels dispositifs de verrouillage de coupelle de ressort de soupape sont connus sous de nombreuses formes, par exemple d'après les demandes de brevets allemands DE-OS 15 76 421 ou DE-OS 25 21 395. A cause des forces élevées qui sont exercées, le dispositif de verrouillage est classiquement réalisé en métal, ce qui donne lieu cependant à la création de grandes masses oscillantes par suite du poids spécifique élevé du métal. L'invention a pour but de créer un disposi- tif de verrouillage de coupelle de ressort de soupape qui puisse être fabriqué de façon peu coûteuse,et qui permette de réaliser une réduction importante de poids par rapport aux dispositifs de verrouillage classiques. Ce problème est résolu selon l'invention au moyen d'un dispositif de verrouillage de coupelle de ressort de soupape qui est caractérisé en ce que l'organe de verrouillage est agencé en forme d'ombrelle,et porte la surface extérieure conique sur la périphérie extérieure de la partie en forme d'ombrelle,et en ce que la coupelle de ressort, s'appuyant contre la partie en forme d'ombrelle de l'organe de verrouillage, se compose d'une matière plastique renforcée par des fibres, qui comporte dans la zone de la surface extérieure conique de la partie en forme d'ombrelle un décrochement conique modifiant également le profil des fibres et constituant la surface intérieure conique. Selon d'autres particularités de l'invention: - la surface cylindrique de contact de l'organe de verrouil- lage dépasse de la surface extérieure conique en direction de l'extrémité de la tige de soupape; - la surface extérieure conique de l'organe de verrouillage et la gorge de la tige de soupape sont disposées axialement dans des positions sensiblement identiques. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin unique annexé qui représente en vue en coupe simplifiée le dispositif de verrouillage de tige de soupape conforme à l'invention. Sur le dessin sont représentés en coupe l'extrémité de la tige de soupape 1, l'organe de verrouillage 2 et la coupelle 3 du ressort de soupape dans une condition assemblée. L'extrémité 1 de la tige de soupape comporte une gorge 5 dans laquelle s'accroche le bourrelet ou nervure 4 de l'organe de verrouillage. L'organe de verrouillage est en outre pourvu d'une surface extérieure conique 7 et égale- ment, sur le côté de la gorge qui est tourné vers l'extrémité libre de la tige de soupape, d'une surface cylindrique de contact 6. La coupelle de ressort 3 s'appuie contre la surfa- ce correspondante 8, en forme d'ombrelle, de l'organe de verrouillage et, sous l'action du ressort 10, elle appuie par sa surface intérieure conique 9, en coopération avec la surface extérieure conique 7 de l'organe de verrouillage, ce dernier contre l'extrémité de la tige de soupape. Le moment de basculement produit par la coupelle de ressort dans l'organe de verrouillage est transmis à l'extrémité de la tige de soupape par l'intermédiaire de la surface cylindri- que de contact 6, agencée sous forme d'une collerette, de l'organe de verrouillage. A cet égard-il est particulièrement 2S78579 avantageux et particulièrement efficace que la surface cylindrique de contact 6 de l'organe de verrouillage 2 dépasse de la surface extérieure conique 7 en direction de l'extrémité de la tige de soupape. Il est en outre avantageux que la surface extérieure conique de l'organe de verrouillage et la nervure ou bourrelet pénétrant dans la gorge soient disposés axialement sensiblement dans des positions identi- ques, car cela est avantageux pour obtenir une structure permettant de réaliser notamment une économie de place et par conséquent de poids. La coupelle de ressort 3 se compose d'une matière plastique renforcée par des fibres et elle comporte, dans la zone de la surface extérieure conique de la partie en forme d'ombrelle de l'organe de verrouillage un décrochement conique constituant la surface intérieure et modifiant égale- ment le profil des fibres. Comme fibres de renforcement pour la coupelle de ressort, on peut utiliser des fibres de carbone, des fibres de verre, des fibres d'oxyde, comme des fibres d'oxyde d'aluminium ou également des fibres synthé- tiques, comme des fibres d'aramide, etc. La matrice en matière plastique dans laquelle ces fibres sont noyées peut se présenter sous la forme de duroplastes ( résines époxyde, de polyimide, phénolique, etc.), mais on peut aussi utiliser également des matières thermoplastiques pour températures élevées comme: polysulfone, téréphtalate de polybutylène) sulfure de polypropylène, polyéther cétone, polyéther imide, polyéther sulfone, polyamidimide,etc.. Les fibres de renforcement intervenant dans la coupelle de ressort sont avantageusement disposées sous forme de couches, et notamment avec un décalage angulaire déterminé entre les différentes couches de fibres. Des décalages angulaires classiques sont de l'ordre de 30 . Un tel décalage angulaire est connu lors de la fabrication d'objets renforcés par des fibres,et permet d'obtenir une possibilité de charge très uniforme du composant. Le décrochement formé dans la coupelle de ressort est déjà produit lors de la fabrication par le fait qu'un corps fibreux (Prepeg) imprégné d'un pré-polymérisat de matière plastique est comprimé en correspondance dans un moule et est soumis à une dépolymérisation, ou bien par injection d'une matière plastique dans un moule correspon- dant. Il est également possible de faire polymériser une grande nappe de Prepeg dans un moule sous la forme d'un grand nombre d'ébauches de coupelles de ressort correspon- dantes et ensuite de sectionner les coupelles de ressort correspondantes à partir de cette nappe moulée en utilisant des procédés connus comme par exemple un découpage aux rayons laser ou un poinçonnage. Lors de la fabrication, il est à cet égard extrêmement important que le décrochement qui forme la surface intérieure conique de la coupelle de ressort modifie également le profil des fibres. Du fait que la transmission d'une force servant à appliquer l'organe de verrouillage contre la tige de soupape s'effectue par l'intermédiaire de cette surface intérieure conique, on obtient ainsi que l'application de la force soit réalisée perpendiculairement aux fibres orientées parallèlement car seulement ainsi les fortes contraintes de pression engendrées peuvent être absorbées en permanence. Pour la même raison également, les deux surfaces coniques formées directement sur le bourrelet s'accrochant dans la gorge sont profilées de telle sorte quedans cette zoneil ne se produise aucune force de pression s'exerçant entre l'organe de verrouillage et la coupelle du ressort de soupape. Le chanfrein prévu sur l'organe de verrouillage a simplement pour but de créer dans cette zone une plus grande résistance par une augmentation de l'épaisseur de matière, et le chanfrein prévu sur la coupelle du ressort de soupape établit le volume nécessaire à cet égard. En principe ces deux chanfreins sont cependant superflus,car ils ne servent pas à l'application de l'organe de verrouillage contre la tige de soupape. L'organe de venDuillage est réalisé, bien que cela ne soit pas représen- té sur le dessin, d'une manière classique en deux parties. On peut cependant envisager également des réalisations o l'organe de verrouillage est monobloc, cet organe étant engagé sur l'extrémité de la tige de soupape par un trou excentrique de grandeur correspondante,et étant fixé dans la gorge par translation latérale. Du fait du trou comparative- ment grand qu'il est nécessaire de réaliser, les structures monoblocs ne sont cependant pas mécaniquement aussi stables que les organes de verrouillage classiques réalisés en deux parties. Les avantages pouvant &tre obtenus grâce à l'invention consistent dans une nette réduction de poids pour le dispositif de verrouillage de coupelle de ressort de soupape, cette réduction pouvant atteindre jusqu'à 75 % par rapport aux réalisations classiques formées intégralement de métal. Grâce à cette réduction de poids, les masses oscillantes sont considérablement diminuées, ce qui permet d'une part de plus grandes vitesses de rotation et d'autre part également une réduction du niveau de bruit pendant le fonctionnement de la soupape, ou bien également, suivant la conception du moteur, également des profils de cames à pentes plus fortes ". REVENDICATIONS 1. Dispositif de verrouillage de coupelle de ressort de soupape, se composant d'un organe de verrouillage comportant au moins une surface extérieure conique, qui s'accroche dans au moins une gorge périphérique de l'extrémité de tige de soupape et qui comporte une surface cylindrique de contact avec la tige de soupape sur le côté de la gorge qui est tourné vers l'extrémité libre de la tige de soupape, ainsi que d'une coupelle de ressort de soupape, qui s'appuie contre l'organe de verrouillage et qui comporte au moins une surface intérieure conique assurant, en coopération avec la surface extérieure conique, l'application de l'organe de verrouillage contre l'extrémité de la tige de soupape, caractérisé en ce que l'organe de verrouillage (2) est agencé en forme d'ombrelle et porte la surface extérieure conique (7) sur la périphérie extérieure de la partie en forme d'ombrelle (8) et en ce que la coupelle de ressort (3) s'appuyant contre la partie en forme d'ombrelle de l'organe de verrouillage, se compose d'une matière plastique renforcée par des fibres, qui comporte dans la zone de la surface extérieure conique de la partie en forme d'ombrelle un décrochement conique modifiant également le profil des fibres et constituant la surface intérieure conique (9). 2. Dispositif de verrouillage de coupelle de ressort de soupape selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface cylindrique de contact (6) de l'organe de verrouillage (2) dépasse de la surface extérieure conique (7) en direction de l'extrémité de la tige de soupape. 3. Dispositif de verrouillage de coupelle de ressort de soupape selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la surface extérieure conique (7) de l'organe de verrouillage (2) et la gorge (5) sont disposées axialement dans des positions sensiblement identiques.