Brevet FR2573478A1 — publié le 19860523

L'invention est relative aux dispositifs utili- sés dans certains moteurs à combustion interne pour ac- tionner simultanément deux soupapes à tige au moyen d'un seul culbuteur. Dans un tel agencement,les deux tiges étant parallèles entre elles ou peu inclinées l'une par rapport à l'autre,le culbuteur pivote autour d'un axe à peu près orthogonal aux deux tiges et prend appui sur la face ex- trême de chacune d'elles par deux bossages situés respec- tivement à l'extrémité de deux bras juxtaposes du culbu- teur. Pour que l'appui de chaque bossage sur la tige as- sociée s'effectue convenablement quand le culbuteur oscil- le, ladite face extrême étant plate et perpendiculaire à l'axe de la tige, la face coopérante du bossage est bom- bée,généralement en forme de calotte sphérique. Chaque soupape est poussée vers le bossage cor- respondant par un ressort qui tend à appliquer la tête de la soupape sur un siège délimitant un conduit d'admission ou d'échappement,et le culbuteur oscille sous l'action d'une came rotative dont le contour,muni d'une portion circulaire et d'un lobe,agit sur le culbuteur directement ou par l'intermédiaire d'un poussoir coulissant. Quand le culbuteur est en contact avec le lobe de la came, ses deux bossages poussent les deux tiges à l'encontre des ressorts,provoquant la levée des deux sou- papes sur leurs sièges respectifs,donc l'ouverture des conduits correspondants. Quand le culbuteur ou le pous- soir coopère avec la portion circulaire de la came,cha- que soupape repose sur son siège,fermant le conduit cor- respondant.Pour que le contact de chaque soupape avec son siège soit bien assuré,il est prévu le plus souvent un jeu de fonctionnement réglé généralement par un moyen fileté agencé au droit de chacun des deux bossages,ce qui est relativement coûteux, encombrant et présente une iner- tie nuisible au fonctionnement du moteur; en variante un dispositif de rattrapage de jeu est prévu entre le culbuteur et la came ou au droit de l'axe du culbuteur, mais alors,du fait des tolérances de fabrication du cul- buteur,des soupapes et des pièces qui les supportent,à moins de procéder à un coûteux appariement de pièces ou à un ajustage par cale d'épaisseur, le jeu de fonctionnement est supprimé seulement pour l'une des soupapes; il en ré- sulte,pour l'autre soupape,une perte de course de levée et un surcroît de bruit et d'usure. L'invention a pour but de réaliser,par des moyens simples et légers,un dispositif propre à actionner avec des jeux de fonctionnement égaux,voire nuls,deux soupapes à tige associées à un seul culbuteur. L'invention a donc pour objet un dispositif d'ac- tionnement pour deux soupapes à tige,comprenant un culbu- teur qui est monté oscillant sur un axe et comporte deux bras terminés par des bossages en appui,respectivement, contre l'extrémité de tiges de soupapes associées, carac- térisé en ce que le culbuteur est monté coulissant sur son axe et en ce que au droit de chaque bossage l'une des deux surfaces en contact,du bossage ou de l'extrémité de la tige,est bombée en forme de calotte sensiblement sphé- rique,l'autre surface étant plane ou cylindrique,les deux surfaces planes ou cylindriques étant inclinées et dis- posées de façon à peu près symétrique par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe du culbuteur. Suivant d'autres dispositions avantageuses de l'in- vention: - les tiges des soupapes étant inclinées symétri- quement par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe du culbuteur,et leur surface d'extrémité (ou celle d'un embout rapporté) étant perpendiculaire à leur axe,la sur- face du bossage est bombée en forme de calotte sensible- ment sphérique; - les tiges des soupapes étant à peu près paral- lèles entre elles et orthogonales à l'axe du culbuteur, leur surface d'extrémité est bombée en forme de calotte sensiblement sphérique, et les surfaces respectives des deux bossages sont planes ou cylindriques; - le dispositif est muni d'un seul moyen de réglage ou de rattrapage automatique du jeu de fonction- nement, par exemple associé à un poussoir interposé entre le culbuteur et une came rotative d'actionnement. - Deux exemples de réalisation d'un dispositif de commande selon l'invention sont décrits ci-après, avec référence aux dessins annexés parmi lesquels: - La figure 1 est une vue simplifiée du dispo- sitif selon un premier mode de réalisation, avec coupes partielles par des plans perpendiculaires à l'axe des cul- buteurs; - La figure 2 en est une vue de dessus; - La figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 1, - et la figure 4 est une vue analogue à celle de la figure 3 pour un second mode de réalisation. On voit sur les figures un culbuteur 1 qui est monté oscillant sur un axe 2 porté par deux paliers 3, 3a et qui coopère d'un côté avec une came 4 par l'intermé- diaire d'un poussoir 5 et del'autre côté avec deux soupa- pes 6, 7 à tige 8, 9. L'ensemble est porté de façon usuel- le par une culasse 10 d'un moteur à combustion interne, la came 4 étant solidaire d'un arbre à cames 11 parallèle à l'axe 2, et le poussoir 5 coulissant dans un guide per- pendiculaire à l'arbre 11. Les deux tiges 8, 9, à peu près orthogonales à l'axe 2, coulissent dans la culasse 10 et chacune des soupapes est susceptible d'obturer l'un de deux conduits 12, 13 d'admission ou d'échappement par mi- se en appui de leur tête évasée 14, 15 sur un siège 16, 17 par lequel le conduit correspondant débouche dans une chambre de combustion 18. De manière classique, des ressorts (non repré- sentés) exercent respectivement sur chacune des soupapes une poussée axiale permanente tendant à les placer dans leur position de fermeture, position qu'elles atteignent quand le poussoir 5 coopère avec une portion circulaire 4a de la came, tandis qu'elles s'éloignent de leurs siè- ges en ouvrant les conduits associés 12, 13 quand le pous- soir 5 coopère avec un lobe 4b de la came. Le culbuteur 1 est monté coulissant sur l'arbre 2 et un espace notable El, E2 le sépare de chaque palier 3, 3a en direction axiale. Il comporte deux bras 19, 20 à l'extrémité de chacun desquels est formé un bossage 21, 22 (figure 3) ou 23, 24 (figure 4) coopérant avec la face extrême 25a, 26a de chacune des tiges (figure 4) ou avec une face 27a, 28a d'un embout 27, 28 rapporté sur l'extré- mité 25, 26 de la tige correspondante (figure 3). Selon le mode de réalisation de la figure 3, o les soupapes 6 et 7 sont légèrement inclinées symétrique- ment par rapport à un plan PP perpendiculaire à l'axe 2, les faces 27a, 28a des embouts sont plates et perpendicu- laires chacune à l'axe de la tige correspondante, et les faces correspondantes respectives des deux bossages sont bombées par exemple en forme de calotte sphérique. Selon le mode de la figure 4, o les tiges 8a, 9a des soupapes sont à peu près parallèles entre elles et orthogonales à l'axe 2, la face extrême 25a, 26a des tiges est bombée en forme de calotte sphérique ou à peu près sphérique, et les bossages 23, 24 coopèrent avec celles-ci respectivement par deux faces planes 23a, 24a symétrique- ment inclinées par rapport au plan PP précité. Au lieu d'être planes, ces deux faces 23a, 24a peuvent en variante être formées de p:ortions de cylindres ayant leurs généra- trices respectives symétriques par rapport au plan PP. Le poussoir 5 comporte un dispositif connu, non représenté ici, de rattrapage de jeu tendant à l'allonger quand il n'est pas soumis à un effort axial notable, en particulier lorsqu'apparait un jeu de fonctionnement en- tre le culbuteur et les pièces coopérantes quand les sou- papes reposent sur leurs sièges respectifs. En variante, o05 au lieu d'être associé au poussoir 5, le dispositif de rattrapage peut être, de façon connue, interposé entre l'axe 2 et la culasse 10. Grâce à l'inclinaison symétrique des faces 27a, 28a ou 23a, 24a, et grace au montage coulissant du culbu- teur 1 sur son axe 2, le rattrapage de jeu s'effectue pour les deux soupapes à la fois, malgré les imperfec- tions inévitables de fabrication de celles-ci, du culbu- teur et des pièces qui les supportent. En effet, si un jeu J de fonctionnement apparaît au droit de l'un 21, 23 des bossages (culbuteur tracé en trait mixte aux figures 3 et 4), la poussée exercée par l'autre bossage 22, 24 sur la face extrême associée 28a, 26 a produit, du fait de l'inclinaison de l'une des deux faces coopérantes par rapport à l'axe 2, un glissement du culbuteur sur cet axe jusqu'à ce que le bossage 21; 23 entre en contact avec la face associée 27a, 253 Il se produit ainsi un auto-centra- ge du culbuteur par rapport aux soupapes. En variante, le poussoir ne comporte pas de dispositif de rattrapage de jeu mais coopère avec le cul- buteur par l'intermédiaire de moyens classiques de régla- ge de jeu. Ce seul moyen de réglage suffit pour assurer des jeux de fonctionnement égaux pour les deux soupapes puisque si ces deux jeux différaient, le bossage corres- pondant au plus faible de ces jeux entrerait avant l'au- tre bossage en contact de la tige associée, provoquant comme indiqué cidessus l'auto-centrage du culbuteur par glissement sur son axe jusqu'à ce que l'autre bossage at- teigne la face coopérante. Cette disposition présente moins d'inertie et est moins onéreuse que celles qui comportent un moyen de réglage au droit de chacun des deux bossages, et elle assure une égalité des deux jeux de fonctionnement même après une éventuelle usure diffé- rente des faces coopérantes puisque la correction par auto-centrage du culbuteur s'effectue en permanence pen- dant le fonctionnement du moteur. REVENDICATIONS 1.- Dispositif d'actionnement pour deux soupapes (6, 7) à tige (8, 9 - 8a, 9a) comprenant un culbuteur (1) qui est monté oscillant sur un axe (2) et comporte deux bras (19, 20) terminés par des bossages (21,22; 23, 24) en appui, respectivement, contre l'extrémité (25, 26 a, 26a) de tiges de soupapes associées, caractérisé en ce que le culbuteur (1) est monté coulis- sant sur son axe (2) et en ce que au droit de chaque bos- sage l'une des deux surfaces en contact, du bossage ou de l'extrémité de la tige, est bombée en forme de calotte sensiblement sphérique, l'autre surface étant plane ou cy- lindrique, les deux surfaces planes ou cylindriques étant inclinées et disposées de façon à peu près symétrique par rapport à un plan (PP) perpendiculaire à l'axe du culbu- teur. 2.- Dispositif suivant la revendication 1, dans le- quel les tiges de soupapes (8, 9) sont inclinées à peu près symétriquement par rapport à un plan (PP) perpendicu- laire à l'axe (2) du culbuteur (1), caractérisé en ce que les faces d'extrémité (27a, 28a) des tiges en contact avec les bossages (21, 22) sont perpendi- culaires à leurs axes, et la surface de chaque bossage (21, 22) est bombée, à peu près en forme de calotte sphé- rique. 3.- Dispositif suivant la revendication 1, dans le- quel les tiges (8a, 9a) des soupapes sont à peu près pa- rallèles entre elles et orthogonales à l'axe(2) du culbu- teur (1), caractérisé en ce que la surface d'extrémité (25a, 26a) de chaque tige (8a, 9a) est bombée à peu près en forme de ca- lotte sphérique et les surfaces respectives (23a, 24a) des bossages (23, 24) sont planes ou cylindriques. 4.- Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 3, caractérisé en ce que les tiges des soupapes portent des embouts d'extrémité (27, 28). 5.- Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend un seul OS moyen de réglage ou de rattrapage automatique du jeu de fonctionnement, associé, par exemple, à un poussoir (5) in- terposé entre le culbuteur et une came rotative d'action- nement (4).