Brevet FR2643991A1 — publié le 19900907

Régulateur centrifuge de régime, notamment pour moteurs à combustion interne L'invention concerne un régulateur centrifuge de régime, notamment pour des moteurs à combustion interne, à fixer sur un arbre rotatif de machine, notamment un vilebrequin d'un moteur à combustion interne, et comprenant un support de masse centrifuge, qui peut être fixé sur l'arbre de machine, une masse centrifuge, montée pivotante sur le support de masse centrifuge autour d'un axe de pivotement s'étendant excentriquement et perpendiculairement à l'axe de rotation de l'arbre de machine, un ressort précontraignant la masse centrifuge en direction de l'axe de rotation de l'arbre de machine, et un dispositif de transmission de force, accouplé à la masse centrifuge et déplaçable le long de l'axe de rotation, de manière centrée par rapport à l'axe de rotation de l'arbre de machine. On connaît par la demande de brevet allemand St 55 983 un régulateur centrifuge pour des petits moteurs thermiques, dans lequel une masse centrifuge coudée est montée excentriquement sur le vilebrequin de telle sorte que, par un renversement radial de la masse centrifuge disposée à une extrémité du levier coudé par l'autre extrémité du levier coudé, un organe de réglage disposé en direction de l'axe du vilebrequin est déplacé de manière centrée par rapport à l'axe du vilebrequin, et agit alors sur un ressort agissant à l'extérieur du carter du moteur. L'inconvénient de cette structure de régulateur est l'espace relativement important qui est nécessaire pour le renversement de la masse centrifuge dans le carter et pour la disposition du ressort de rappel. L'invention a pour but de fournir un régulateur centrifuge de régime, notamment pour des moteurs à combustion interne, qui soit d'une structure simple, qui ait besoin d'un faible espace d'installation, et dont le coût de fabrication et de montage puisse être nettement réduit. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que la masse centrifuge présente une tête de palier qui s'engage avec jeu dans une coquille de palier du support de masse centrifuge et qui définit, conjointement avec la coquille de palier, l'axe de pivotement et que le ressort précontraint la tête de palier à l'intérieur de la coquille de palier. Une telle configuration permet de réduire nettement le coût de construction ainsi que le coût de montage, car il n'y a pas d'assemblages rotatifs avec des boulons de paliers, de sorte que les tolérances de pièces très strictes exigées par ces derniers ne sont plus nécessaires. L'invention va être maintenant décrite plus en détails à l'aide du dessin annexé qui représente un exemple de réalisation et ses possibilités de montage dans des moteurs à combustion interne ou autres dispositifs similaires à régime régulé, et dans lequel: la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un régulateur centrifuge de régime selon l'invention monté sur un côté d'un vilebrequin, en position de repos, la figure 2 est une vue en coupe transversale, selon la ligne de coupe II-II, du moyen de transmission selon la figure 1, la figure 3 est une vue en coupe transversale, selon la ligne III-III de la figure 1, de l'axe de pivotement de la masse centrifuge et du support de masse centrifuge selon la figure 1, et la figure 4 représente une autre possibilité de montage du régulateur centrifuge de régime sur une extrémité d'arbre, au moyen d'un support intermédiaire. Sur la figure 1, la référence I désigne un vilebrequin, par exemple d'un moteur à combustion interne, sur lequel repose la joue de vilebrequin 2 et sur cette dernière le tourillon de levage 3, dont l'axe médian E tourne excentriquement, sur le rayon r, autour de l'axe de rotation K du vilebrequin. Sur le tourillon de levage 3 est monté du côté frontal, sur une pièce de fixation 7 qui est représentée ici sous forme d'un boulon à tête, le régulateur centrifuge de régime 4, constitué du support de masse centrifuge 6, de la masse centrifuge 5 et du ressort 9; le régulateur 4 est monté en blocage axial par l'intermédiaire du disque serré 8, mais avec possibilité de pivote- ment autour de l'axe E. La masse centrifuge 5 est traversée par le moyeu 6b du support de masse centrifuge 6, et elle repose latéralement par sa tête de palier 5e dans une coquille de palier 6a en forme de poche du support de masse centrifuge 6, et elle peut basculer autour de l'axe de pivotement C. Cet axe de pivotement C se trouve sur une trajectoire de révolution excentrique de rayon R autour de l'axe de rotation K du vilebrequin, ce rayon R étant supérieur au rayon r de l'axe du tourillon de levage E, sur lequel est montée la fixation E du support de masse centrifuge 6, et qui tourne excentriquement autour de l'axe de rotation K du vilebrequin. Comme le montre la figure 3, pour s'opposer au déplacement latéral de la masse centrifuge 5 dans le support de masse centrifuge 6, des épaulements de délimitation 6c et 6d, entre lesquels est montée la tête de palier 5e, sont formés de part et d'autre dans la région de l'axe de basculement C sur la coquille de palier 6 en forme de poche. Sur la figure 1, le ressort 9 est représenté sous forme de ressort de compression hélicoïdal conique, mais il pourrait aussi être réalisé sous la forme d'un ressort de compression hélicoïdal cylindrique, ou d'un ensemble de rondelles-ressorts alternativement cylindriques et coniques. Le ressort 9 est monté concentriquement sur le moyeu 6b du support de masse centrifuge 6, et il est serré entre la face de soutien 16 du disque 8 et la face de soutien sur la masse centrifuge 5. Dans le mode de réalisation représenté, le ressort 9 s'appuie, par sa spire de plus grand diamètre, contre la face de soutien 15 de la masse centrifuge 5, tandis que la spire de plus petit diamètre s'appuie contre la face de soutien 16 du disque 8. Grâce à cette disposition, le ressort 9 remplit une double fonction. D'une part, à l'état statique comme représenté à la figure 1, la face de butée 13 de la masse centrifuge 5 est poussée contre les nervures de butée partielles 12, ou encore la tête de palier 5e est poussée dans la coquille de palier 6a en forme de poche prévue sur le support de masse centrifuge 6. En exploitation dynamique, qui sera explicitée plus en détails plus loin, le ressort 9 s'oppose au mouvement de basculement autour de l'axe C qui est exercé par la force centrifuge F sur la masse centrifuge 5, et, dans le même temps, il maintient, par une composante de sa force de ressort, la tête de palier 5e dans la coquille de palier 6a. Le mouvement de basculement de la masse centrifuge 5 en exploitation dynamique est limitée par l'application de la face de butée 14 contre la face de soutien 16 du disque 8, et détermine ainsi, par l'intermédiaire de l'angle de pivotement alpha, la course de réglage maximale X sur l'axe de rotation K du vilebrequin. Avec cette solution conforme à l'invention, on n'a plus besoin de boulon de palier pour l'assemblage de la masse centrifuge 5 et du support de masse centrifuge 6. Les éléments constructifs qui ont été décrits jusqu'ici, à savoir le support de masse centrifuge 6, la masse centrifuge 5 et le ressort 9, peuvent être pré-assemblées comme unité constructive sur la pièce de fixation 7 par une fixation imperdable du disque 8. Une possibilité de blocage est, par exemple, de rabattre ou d'enrouler le disque 8 dans une rainure pratiquée sur la pièce de fixation 7. Dans l'agencement du régulateur centrifuge de régime 4 selon la figure 1, le disque 8 constitue simultanément le disque de démarrage pour la bielle non représentée ici, par exemple sur un moteur à combustion interne. Un moyen de transmission 10 est disposé entre le régulateur centrifuge de régime 4 et le levier 1i1, qui agit sur le dispositif de réglage non représenté ici, par exemple le papillon d'un carbutrateur sur un moteur à combustion interne. Dans l'exemple de réalisation selon les figures 1 et 2, ce moyen de transmission 10 est réalisé avec une section rectangulaire ou carrée sur sa première partie de tige I0a, arrondi autour de l'axe A avec un rayon l0c, et monté solidairement en rotation, mais avec posibilité de basculement dans un logement de la masse centrifuge 5. L'assemblage en solidarité de rotation du moyen de transmission 10 avec la masse centrifuge 5 est réalisé par l'intermédiaire des épaulements latéraux c et 5d (représentés à la figure 2) prévus sur la masse centrifuge 5, tandis que le mouvement de basculement est rendu possible par les biseautages inférieur et supérieur 5a et 5b, comme le montre la figure 1. Comme le montre la figure 1, le centre de l'axe A se trouve, à l'état statique, exactement sur l'axe de rotation K du vilebrequin. La deuxième partie de tige lOb du moyen de transmission 10, de section ronde, est munie d'une partie de préhension 10d de forme sphérique, qui entre en contact avec le levier Il dans un renfoncement lb en forme de calotte au point B, qui se trouve également sur l'axe de rotation K du vilebrequin. Par un ressort non représenté prévu sur le dispositif de réglage (par exemple sur un réglage fin de régime additionnel), le levier Il est toujours précontraint contre le moyen de transmission 10, et il maintient fixement ce dernier dans la masse centrifuge 5, de manière imperdable. En exploitation dynamique, lorsque la masse centrifuge 5 a parcouru l'angle de pivotement alpha pour arriver en application, par sa face de butée 14, contre la face de soutien 16 du disque 8, l'axe médian de pivotement A du moyen de transmission 10 se déplace du montant du décalage médian "a" en A', et tourne sur une trajectoire circulaire excentrique autour de l'axe de rotation K du vilebrequin. Le point de contact B entre le moyen de transmision 10 et le levier Il se déplace simultanément de B en B', sa course de réglage X, par la fixation géométrique avantageuse du point de rotation D du levier 11, s'étendant - quasiment toujours de manière centrée par rapport à l'axe de rotation K du vilebrequin. Grâce à la partie de préhension l Od de forme conique prévue sur le moyen de transmission 10, et à la calotte sphérique I lb pratiquée dans le levier Il comme surface complémentaire, les deux pièces, quel que soit l'état d'exploitation, se centrent toujours au point de contact B ou B'. Comme le moyen de transmission 10 est par ailleurs monté dans la masse centrifuge 5, certes avec posibilité de basculement, mais sans possibilité de rotation, l'ensemble du régulateur centrifuge de régime 4, monté pivotant autour de l'axe E, est centré, en retour, chaque fois, dans la position d'exploitation la plus favorable. De la sorte, on n'a pas besoin, lors du montage, d'une position d'installation du régulateur centrifuge de régime 4 sur le tourillon de levage 3 ou un autre support intermédiaire 17 qui soit orientée par rapport à l'axe de rotation K du vilebrequin. L'extrémité libre la du levier Il est courbée à environ 1800 et munie d'un ajour rond I lc, dont le centre se trouve sur l'axe de rotation K du vilebrequin, et par laquelle passe la partie de tige ronde 10b du moyen de transmission 10. Cette mesure constructive empêche qu'en cas, par exemple, d'une augmentation rapide du régime de l'arbre entraînant le régulateur, la partie de préhension lOd de forme sphérique du moyen de transmission 10 puisse tourner ou basculer suffisamment fortement par rapport à la calotte sphérique Il b pratiquée dans le levier Il pour qu'il n'y ait plus de rappel automatique au point de contact centreur B sur l'axe de rotation K du vilebrequin. La masse centrifuge 5, le support de masse centrifuge 6 et le moyen de transmission 10 possèdent une configuration constructive telle qu'ils peuvent être économiquement réalisés sous forme de pièces moulées par injection. Comme matériau, pour cela, on utilise, de préférence, un matériau plastique, au besoin stabilisé à la chaleur et/ou contenant des matières de remplissage. Afin d'identifier d'une manière particulière ces pièces rotatives, le matériau plastique peut être coloré dans une couleur de sécurité claire. Mais les pièces précitées peuvent aussi être réalisées en un matériau métallique, par exemple en un alliage de zinc. Grâce à la possibilité de fixation, représentée à la figure 4, du régulateur centrifuge de régime 4 sur un support intermédiaire 17 fixé du côté frontal sur l'extrémité libre d'un arbre 1, on obtient des possibilités 264399.:1 d'application universelles, par exemple pour des vilebrequins plusieurs fois contrecoudés. Comme ce support intermédiaire peut être réalisé sous une forme quelconque (ronde, asymétrique, etc.), il peut également servir à un équilibrage des masses partiel ou total, par exemple pour un moteur à combustion interne. Ainsi, une poulie de courroie ou une roue dentée fixée du côté frontal sur l'arbre peut servir de support intermédiaire I17 pour le régulateur centrifuge de régime. REVENDICATIONS 1. Régulateur centrifuge de régime à fixer sur un arbre rotatif de machine (1), notamment un vilebrequin d'un moteur à combustion interne, comprenant un support de masse centrifuge (6), qui peut être fixé sur l'arbre de machine (1), une masse centrifuge (5), montée pivotante sur le support de masse centrifuge (6) autour d'un axe de pivotement (C) s'étendant excentriquement et perpendiculairement à l'axe de rotation (K) de l'arbre de machine (1), un ressort (9) précontraignant la masse centrifuge (5) en direction de l'axe de rotation (K) de l'arbre de machine (1), et un dispositif de transmission de force (10, 11), accouplé à la masse centrifuge (5) et déplaçable le long de l'axe de rotation (K), de manière centrée par rapport à l'axe de rotation (K) de l'arbre de machine (1), c a r a c t é r i s é en ce que la masse centrifuge (5) présente une tête de palier (5e) qui s'engage avec jeu dans une coquille de palier (6a) du support de masse centrifuge (6), et qui définit conjointement avec la coquille de palier (6a) l'axe de pivotement (C), et en ce que le ressort (9) précontraint la tête de palier (5e) à l'intérieur de la coquille de palier (6a). 2. Régulateur centrifuge de régime selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support de masse centrifuge (6) traverse la masse centrifuge (5) par une tige (6b), et le ressort (9) entoure la tige (6b) du support de masse centrifuge (6). 3. Régulateur centrifuge de régime selon la revendication 2, caractérisé en ce que le ressort (9) avec la masse centrifuge (5) est monté entre une butée (12) du support de masse centrifuge (6) et un disque (8) qui peut être fixé sur l'arbre de machine (1). 4. Régulateur centrifuge de régime selon la revendication 3, caractérisé en ce que la masse centrifuge (5), le support de masse centrifuge (6), le ressort (9) et le disque (9) forment une unité constructive pré-assemblée. 5. Régulateur centrifuge de régime selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le ressort (9) est réalisé sous forme de ressort de compression conique, qui s'appuie sur la masse centrifuge (5) par son extrémité de plus grand diamètre. 6. Régulateur centrifuge de régime selon l'une quelconque des revendications I à 5, caractérisé en ce que le ressort (9) est disposé à plus faible distance de l'axe de rotation (K) de l'arbre de machine (1) que l'axe de pivotement (C) de la masse centrifuge (5). 7. Régulateur centrifuge de régime selon l'une quelconque des revendications I à 6, caractérisé en ce que le dispositif de transmission de force (10, 11) présente un levier (11) monté pivotant autour d'un axe de basculement (D) solidaire de la machine, avec un renfoncement (lib) qui, lors du mouvement de pivotement, se déplace sensiblement de manière centrée par rapport à l'axe de rotation (K) de l'arbre de machine (1), ainsi qu'un moyen de transmission (10) qui s'engage de manière basculante dans le renfoncement (llb) du levier (11) par une extrémité (10d), et dans un renfoncement de la masse centrifuge (5) par son autre extrémité (IQa). 8. Régulateur centrifuge de régime selon l'une quelconque des revendications I à 7, caractérisé en ce que le support de masse centrifuge (6) peut être fixé sur l'arbre de machine (1), de manière pivotante autour d'un axe (E) parallèle à l'axe de rotation (K) de l'arbre de machine (1), en étant axialement bloqué. 9. Régulateur centrifuge de régime selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'axe de pivotement (E) du support de masse centrifuge (6) se trouve à plus faible distance de l'axe de rotation (K) de l'arbre de machine (1) que l'axe de pivotement (C) de la masse centrifuge (5). 10. Régulateur centrifuge de régime selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la masse centrifuge (5), le support de masse centrifuge (6) et le moyen de transmission (10) sont réalisés sous forme de pièces moulées par injection. 11. Régulateur centrifuge de régime selon l'une quelconque des revendications i à 10, caractérisé en ce que la masse centrifuge (5), le support de masse centrifuge (6) et le moyen de transmission (10) sont réalisés en un matériau plastique, notamment stabilisé à la chaleur, et notamment contenant une matière de remplissage. 12. Régulateur centrifuge de régime selon l'une quelconque des revendications I à 10, caractérisé en ce que la masse centrifuge (5), le support de masse centrifuge (6) et le moyen de transmission (10) sont réalisés en métal, notamment un alliage de zinc. 13. Régulateur centrifuge de régime selon l'une quelconque des revendications I à 12, caractérisé en ce que la masse centrifuge (5) et le support de masse centrifuge (6) sont colorées en une couleur de sécurité claire. 14. Régulateur centrifuge de régime selon l'une quelconque des revendications I à 13, caractérisé en ce que le support de masse centrifuge (6) peut être fixé sur l'arbre de machine (1) par l'intermédiaire d'un support intermédiaire (17) réalisé sous la forme d'un élément compensant au moins partiellement, un éventuel balourd de l'arbre de machine (1) et/ou sous la forme d'une poulie et/ou sous la forme d'une roue dentée.