Brevet FR2593229A1 — publié le 19870724

La présente invention concerne une machine permettant le montage et le démontage des soupapes de moteurs à combus tion interne. On connaît déjà plusieurs dispositifs permettant de réaliser ces opérations; ceux-ci sont décrits dans les brevets fran çais 1.368.244, 1.382.081 et 1.398.822 Suivant les principes d'utilisation de ces appareils, ceuxci exigent de réaliser un positionnement adéquat de la culasse porteuse des soupapes avant le montage ou le démontage de ces dernières. Le dispositif de retenue universelle décrit dans le brevet allemand 2.075.795 permet de maintenir la culasse dans une position de travail plus confortable pour l'utilisateur, mais augmente considérablement le temps imparti à ces opérations de montage ou de démontage des soupapes puisqu'il faut adapter l'appareil à chaque type de culasse. En effet les appareils existants dans ce domaine n'utilisent aucun référentiel par rapport à la culasse obligeant l'utilisateur à repositionner l'appareil par rapport à l'axe de chaque soupape. Suivant les brevets 1.368.244 et 1.382.081, l'effort de compression du ressort est assuré par un levier ou une came. Ces techniques présentent l'intérêt d'etre rapides mais elles posent le problème du maintien en position de l'appareil durant l'application de l'effort, l'utilisateur devant simultanément maintenir l'appareil et agir sur le levier ou la came pour comprimer le ressort. De plus, ces techniques exigent de la part de l'utilisateur un effort musculaire important lorsque ceXui,-,ci est en présence de ressorts puissants. Suivant le brevet 1.398.822 l'effort de compression est assuré par une vis, ce système a entre autres avantages celui de ne pas influencer le positionnement de l'appareil lors de l'application de l'effort, mais présente l'inconvénient d'être beaucoup plus lent d'action et ne résoud pas le problème de la fatigue de l'utilisateur dans le cas évoqué précédemment. En conséquence, l'invention se propose de réaliser une machine simple, permettant un démontage et un montage rapide des soupapes tout en offrant à l'utilisateur un minimum d'effort physique. Le dispositif selon l'invention comporte une table à laquelle est fixée latéralement une potence. Le plateau de cette table présente une ouverture autorisant le passage d'une vis implantée dans un écrou central fixé sous la table de telle sorte que l'axe de la vis soit perpendiculaire au plateau de la table. Cette table munie de sa vis centrale va permettre le positionnement de la culasse suivant le mode d'utilisation de la machine décrit ci-après. Selon une autre caractéristique le plateau est mobil en translation suivant la largeur de la table grâce à un montage sur glissières, un dispositif de serrage sur les glissières permet d'immobiliser le plateau dans la position désirée. Cette caractéristique fait appel à une technique d'utilisation de la machine qui n'est mise en oeuvre que pour le montage ou le démontage des soupapes sur les grosses culasses de moteurs diésel. Selon une autre caractéristique l'actionneur servant à comprimer le ressort de soupape est constitué par un vérin pneumatique rendu solidaire de la potence et dont l'axe coincide avec celui de la vis implantée dans la table. Selon une autre caractéristique le vérin est réglable en hauteur et immobilisable en position par rapport à la potence. Selon une autre caractéristique l'outil fixé à l'extrémité de la tige du vérin est remarquable par le fait qu'il comporte une butée réglable qui limite la compression du ressort en venant en contact avec la queue de soupape et par le fait également que le corps de cet outil est interchangeable afin de s'adapter aux différents diamètres de coupeiles de soupapes existants. Selon une autre caractéristique la commande du vérin est actionnée au pied, laissant l'utilisateur libre de ses mains. Selon une autre caractéristique une masse montée glissante le long de la tige du vérin peut être utilisée pour décoller la coupelle de la soupape à démonter. En effet le montage le plus fréquemment utilisé pour lier le ressort à la soupape est constitué d'une coupelle et de deux demi-cônes. Ce montage provoque souvent un phénomène de coincement entre la coupelle et les demi-cônes qui nécessite une force supérieure à celle nécessaire à la simple compression du ressort si bien que le vérin devient insuffisant pour déclancher la compression du ressort de soupape. La masse mobile citée précédemment permet grâce à son inertie, lorsqu'elle vient percuter l'outil, d'ajouter à la force du vérin l'effort nécessaire au décollage de la coupelle. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre et des dessins annexes concernant un mode de réalisation préférentiel, en référence aux figures, où: - la figure 1 représente, en perspective, la machine selon l'invention dans son ensemble (échelle 1/10) - la figure 2 représente, en coupe, la machine avec, sur le plateau, une culasse de moteur diésel prête à être démontée (échelle 1/10) - la figure 3 représente la machine dans le même état que dans la figure précédente, mais vue de face (échelle 1/10) - la figure 4 représente, en coupe, la machine avec, sur le plateau, une culasse de moteur à essence prête à être dé montée (échelle 1/10) - la figure 5 représente, en coupe, le montage du vérin sur la potence (échelle 1/3) - la figure 6 représente, selon la coupe A-A indiquée sur la figure 5, le- système d'immobilisation (échelle 1/3) - la figure 7 représente, sous le même plan de coupe que les figures 2 et 4, le détail du montage de la vis centrale - la figure 8 représente, vue en bout, la première des deux glissières permettant la translation du plateau - la figure 9 représente, en coupe, l'outil avec sa butée arri vant en appui sur la queue de la soupape et avant que l'uti- lisateur ait retiré le second demi-cône de fixation - ia figure 10 représente le schéma pneumatique de la machine Le chassis de la machine constitué de la table (2) et de la potence (3) est réalisé en profilé carré assemblé par soudage. La table a des dimensions de l'ordre de 100 centimètres pour la longueur, 50 cm pour la largeur et 80 cm pour la hauteur. La potence est construite indépendamment de la table puis fixée sur cette dernière par soudure sur les traverses (4) et (5) L'extrémité supérieure de la potence a une hauteur d'environ 140 cm par rapport au sol. Le montage du vérin (6) sur la potence est plus spécialement décrit sur la figure 5. Le vérin (6) est monté à l'intérieur du foureau cylindrique (7) sur lequel est soudée tangentiellement une crémaillère (8). Les flasques (9) et (10) présentent à leurs extrémités deux usinages permettant le passage du foureau et de sa crémaillère, celle-ci faisant également office de clavette interdisant la rotation du fourreau. Le flasque (10) comporte une fente (11) et un trou taraudé (12) permettant d'immobiliser par pincement le fourreau sous l'action de la manette(13). Le système de pignon crémaillère assurant la translation du fourreau est composé du pignon (15) s'engrénant sur la crémaillère (8) et claveté sur l'axe (16). Cet axe est tournant dans les paliers (17) et (18), il est entraîné en rotation par l'intermédiaire de la manivelle (19) et présente à son autre extrémité un ressort spiroidal (20).Ce ressort a pour fonction d'éviter la chute du vérin et du fourreau lorsque la manette (13) est desserrée en applicant à l'axe (16) un couple antagoniste à celui créé par le poids du vérin, du fourreau, de l'outil et de la masse mobile La figure 9 donne une illustration de l'outil destiné à venir comprimer le ressort (21)de soupape (22), celui-ci,composé du corps amovible (23) est évidé dans sa partie basse pour permettre à l'utilisateur de régler la butée (27) et de mettre ou enlever les demi-cônes (24) et (24') dont un seul est ici représenté,il comprend également la noix (25) vissée à l'extrémité de la tige (26) du vérin et prolongée par la butée réglable (27) remplissant, sur cette figure, ses fonctions en venant en contact sur la queue de la soupape (22). L'anneau extensible (28) porté par la noix (25) permet un montage et un démontage rapide du corps amovible (23) choisi en fonction du diamètre de la coupelle (29). La figure 9 montre également la masse mobile (30) en position basse, cette masse étant destinée, comme cité précédemment, au décollage de la coupelle lorsqu'un phénomène de coincement se pro- duit au niveau des demi-cônes. L'utilisateur doit, dans ce cas, saisir la masse (30), puis la monter jusqu'au niveau du nez de vérin et la laisser tomber de telle sorte que celle-ci vienne percuter la noix (25) et cela tout en maintenant la pression de l'outil sur la coupelle. La figure 7 montre le détail du montage de la vis centrale (31). Cette vis est guidée en position verticale par l'écrou (33) d'une part et le palier lisse (34) d'autre part respectivement montés à l'extrémité des bras (35) et (36) et de telle sorte que leurs axes soient confondus. Le volant à inertie (37) est monté goupillé sur la partie lisse de la vis. La vis est coiffée d'une pastille (38) en plastique de type TEFLON (marque déposée) et cela afin d'éviter de rayer le plan de joint des culasses et plus particulièrement de celles en alliages légers. La longueur de la vis est telle que lorsque celle-ci est en position maxi-basse, c'est-à-dire lorsque la face (37') du volant (37) est en contact avec la face (34') du palier (34).La face (38') de la pastille (38) se trouve dans le plan (1') du plateau (1) et cela afin de pouvoir démonter ou monter les soupapes de moteurs diésel dont la particularité est d'avoir l'extrémité de la tête de soupape dans le même plan que le plan de joint de la culasse, un exemple d'un tel montage est représenté sur la figure 2. La figure 8 représente une des deux glissières servant au déplacement du plateau (1), celles-ci ont été choisi dans la gamme des produits STAR (marque déposée) est sont-composées chacune d'un arbre (39) maintenu sur toute sa longeur par un support (40) à profil en "T" fixé sur la table (2). Deux douilles à billes fendues à 600 et montées dans les paliers (41) et (42) glissent sur l'arbre (39), un montage identique sur l'autre arbre permet en combinaison avec le premier de réaliser un guidage et une translation aisés du plateau (1). Un système de blocage solidaire du plateau (1) venant serrer l'arbre (39) par l'intermédiaire du mini-volant (43) permet d'immobiliser le plateau dans position désirée. Les butées (44) et (45) représentées sur la figure 3 limitent la course du plateau (1) à gauche et à droite. La pédale constituée d'un tube (46) aux extrémités duquel sont soudés deux flasques (47) et (48) peut pivoter autour des axes (50) et (51) de telle sorte que suivant le principe du levier le flasque (47) appuie sur la commande du distributeur pneumatique (52) déclanchant ainsi la descente de l'outil (23) lorsque l'utilisateur appuie sur la pédale. Les différents organes pneumatiques sont représentés schématiquement sur la figure 10. Deux des ces organes sont indispensables au fonctionnement de la machine selon l'invention, il s'agit du vérin simple effet (rappel par ressort) (6) et du distributeur pneumatique 3/2 (trois orifices, deux positions) (52), cependant l'insertion dans ce circuit pneumatique du robinet d'isolement (53), du régulateur de pression (54) et du manomètre de contrôle (55) de préférence en amont du distributeur (52) par rapport à la source de pression (56) ainsi que d'un régulateur de débit (57) en aval du distributeur apporte un confort d'utilisation et une sécurité pour les organes principaux (vérin, distributeur) pratiquement indispensable à une application industrielle ou arti- sanale de la dite machine. Le tableau suivant donne l'utilisation et la fonction des différents organes représentés sur le schéma de la figure 10 dans l'ordre où ils interviennent dans le circuit et en partant de la source de pression (56). n-- Sy;nboles Fonction et utilisation pi::;:;:tio;soîement Comme son nom l'indique, il per met selon qu'il est ouvert ou fermé de couper la pression sur l'ensemble de la machine lors qu'elle n'est pas utilisée ou d'etablir la pression avant l'utilisation. Cette précaution permet d'augmenter la longévité E &verbar; - - =&verbar;: des autres organes. O CD a3 cn J de pression Sa fonction C u) Q sa est E O F-i O -I- > > 3- a, O c > O u) (6 a a, p CO J-' 30) omn co -Cpl Q) I C > m nr d c > O -I (U C m o, o o I C cl C a,o c > o a, cc -I acr n;: cuU: a: 0 3 0 '= a,- a, cuEi O c m > m c- nr kPi a,4- x c-r \a) ao ci a, o u,m O a oc > o a, c m > an m Fo v, tT O F Ç ri t V) O C Y- c a, ao-c-l o a, co v, ri c r m C cn o J D-cJ D 9dc, [1rl tD k cio oo o cn F-ld E 1 m c vt ca E cn c, F-i cn ci ci a, (6 m \a, o a, a, u a, cc ' cn a,ar a, o ri - c E c > a,- 73 rf\(U-l Fc nt > pl - Q) U o C C- > O cn o c > -i r r > a > a 'ri r nr r c ri r-i r ri nr r a, a, ri a, a, c rI a > n e, oi k- Oc > 11 3 cr (UX -I k f3 -I C Le .e Q) Q distributeur 3/2 à O ;;) a a-r- > est ca actionné, m com o o cn co o rno U)C O a, cn u,o a, -a, k C > a commande mécanique o o) o la c o oo D u) du jazzFez z a, vérin, Fez au W C tJ O il H nr c cu- à o é r h B G) 4 h al'échappement le CC ri (U k u c > ri c > t E c C I C z O ~l Q.) h ,(U W r1 v1 W C F . ~ h C o O t) n qui reprend sa C F-i a r1 D r T) Q) C h a, a, position O rn ri n E a, c > oc, haute. ri a, cu -I o cr o 3 c -I- > ro k Cr rl r( 3 m r nr-r 3, Le limiteur de m débit Il permet dé régler la c - (D a,m jazz u, vitesse O E E C ) 4 W E W E I o) Q 0O C) X n O d w QZ 4 S1 > I C T) de ER 1 h e1) du h (t) d) le a (n 0 m Z 0 - n0 c > monté en cu- - D - - a > ç X a) X a) H 9 ~l o U z parallèle c H a > sur l'étrang leur C) E W t1 une H QR 0 Q4 > > h H Q O J E Fl > rapide du vérin. . vérin Il est l'organe ~ .... ~~.~.~ ----ma chine. C'est un vérin simple effet à rappel par ressort. C o ,sa 4 ~t N w C t1) o tD D a) o tA D va) B h h- n o B a) U n 87 &commat; z &commat; 4 C) O ~ h 4 0 F h .Y n D ,n) .~1 &commat; 4 > 11) E h G) w C as 4J 4 o X r .. d ~l , X C 0 C = FQ 5 C o1 X os U ~i s o} . D E n E H > tD G lU {U O Q) C:] CY a: J J t) J J Un diamètre d'environ 40 mm peut être envisagé pour le piston du vérin puisque, pour une pression d'utilisation maximum de 12 bar, on obtient une force d'environ 150 daN qui est largement suffisante pour comprimer les plus gros ressorts de soupape de moteurs de camion. Cette dimension de vérin n > est citée qu'à titre d'exemple. I1 est bien évident que si la machine est destinée à démonter des soupapes dont les ressorts exigent une force de démontage plus importante ou si la pression dont dispose l'utilisateur est plus faible, il faudra envisager un diamètre de piston différent. La formule suivante qui permet de déterminer le diamètre du vérin est issue de la formule de PASCAL Force Pression = Surface et donne directemenmt le diamètre du vérin à choisir en fonction de la force à exercer et de la pression d'air disponible. avec D = diamètre du piston en cm F = force à exercer en daN P = pression disponible en bar Pour être plus exact et dans le cas d'un vérin simple effet comme dans la réalisation proposée, il conviendra d'ajouter à la force à exercer celle du ressort de rappel du vérin. I1 convient d'insister sur une différence essentielle d'utilisation de l'invention par rapport aux appareils jusque là employés. En effet selon le principe d'utilisation de cette machine c'est la culasse qui doit être déplacée par rapport à la machine pour monter ou démonter la soupape suivante et non l'appareil par rapport à la culasse. Cette inversion de la relativité du déplacement entre la culasse et le dispositif de démontage expliquent les deux modes d'utilisation de la machine suivant les deux types de culasse rencontrés. On distingue, par rapport au problème du démontage ou du montage des soupapes, les culasses pour moteurs à essence d'une part qui possèdent toutes une chambre de combustion dans la culasse au fond de laquelle sont disposées plus ou moins inclinées les soupapes et d'autre part les culasses pour moteurs diésel dont le plan de joint entièrement plat tangente avec la tete des soupapes qui sont implantées perpendiculairement au plan de joint. Lorsque l'utilisateur doit démonter les soupapes d'une culasse pour moteurs à essence, il n'emploie pas la translation du plateau (i) qui est immobilisé en position milieu comme représenté sur la figure 1; par contre il doit monter la vis centrale (31) jusqu'à ce qu'il puisse mettre en appui plan la tête de la soupape à démonter sur l'extrémité de la vis (31), deux points de la culasse au moins étant en contact avec le plateau (1).Il doit ensuite, après avoir desserré la manette (13), descendre le fourreau (7) à l'aide de la manivelle (19) jusqu'à ce que le corps (23) de l'outil soit à environ 5 cm de la coupelle de la soupape (ce réglage de la machine et représenté sur la figure 4), puis, après avoir resserré la manette (13), il appuie du pied sur la barre (46) de la pédale pour commander la compression du ressort, s'aidant éventuellement de la masse mobile (30) pour déclancher cette compression. Les demi-cônes (24) et (24') étant dégagés, l'utilisateur peut alors les enlever de la gorge de la soupape, puis relâcher la pédale afin de libérer le ressort. I1 doit ensuite soulever légèrement la culasse et positionner la soupape suivante sur la vis (31), appuyer sur la pédale et procéder ainsi pour toutes les soupapes de la culasse. Si, par contre, l'utilisateur est en présence d'une culasse pour moteurs diésel, il doit régler la vis (31) en position maxi-basse (tête de la vis (31) tangente avec le plateau (1)), décaler le plateau (1) jusqu'à ce qu'il vienne en contact sur sa butée droite par exemple, placer la culasse de telle sorte que les soupapes soient dans l'axe de la fente du plateau (1), mettre la première soupape en position de démontage (ainsi que représenté sur les figures 2 et 3), démonter la soupape suivant le processus décrit précédemment et faire simplement translater le plateau (1) pour passer à la soupape suivante. La translation du plateau est particulièrement utile pour les culasses de camions très lourdes à manoeuvrer. Le processus de montage est respectivement identique pour les deux modes d'utilisation aux processus de démontage à ceci près qu'il faut préalablement mettre en place; soupapes, ressorts et coupelles et placer les demi-cônes au lieu de les déposer. D'autres sécurités ou commandes ou accessoires divers peuvent naturellement être prévus afin de compléter l'équipement de la machine dont le mode de réalisation qui vient d'être décrit ne représente qu'un exemple. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation représenté, mais englobe toute variante reprenant avec des moyens équivalants les caractéristiques essentielles figurant aux revendications. En particulier la structure des moyens de réglage et des moyens d'application de l'effort peut subir des variations sans que l'on sorte de l'invention, dès lors que la fonction afférente à ces moyens est remplie. REVENDICATIONS 1. Machine pour le démontage et le remontage des soupapes de moteurs à combustion interne, constituée d'un élément rigide comportant une butée sur laquelle vient en contact la tête de soupape et un dispositif mobil en regard de la butée, exerçant une pression sur le ressort de soupape; caractérisée en ce que llélé- ment rigide est un chassis constitué d'une table (2) et d'une potance (3) et e ce que la butée est réglable en hauteur afin d'assurer à la culasse, en combinaison avec le plateau (1) de la table (2), un référentiel de position adéquat pour le démontage ou le remontage des soupapes; caractérisée également par le fait que le dispositif mobil (6) est commandé au pied par lgutilisa- teur et que la course dudit dispositif est limitée par la sou pape elle meme. 2. Machine selon la revendication 19 caractérisée en ce que la butée est constituée par une vis (31) qui, par rotation dans l'écrou fixe (33), adopte la position désirée par 19utili- saveur et à une longueur telle qu'en position maxi-basse son extrémité supérieure (38') est dans le plan (1') matérialisé par la face supérieure du plateau (1)o. 3. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que la vis (31) est entraînée en rotation par l'intermédiaire du volant à inertie (37). 4. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le plateau (i) est mobile en translation suivant la longueur de la table (2) et immobilisable par rapport à ladite table en tout endroit de cette translation. 5. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le plateau (1) comporte une ouverture permettant le passage de la vis (31) quelle que soit la position du plateau (1). 6. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif mobil (6) est un vérin pneumatique. 7. Machine selon l'une quelconque des revendications rotes, caractérisée en ce que la butée réglable (27) vient prenure appui sur la queue de soupape (22) pour limiter la course ou verin 8. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le vérin (6) est réglable en hauteur et immobilisable en position par rapport à la potence (3).