Brevet FR2640692A1 — publié le 19900622

Carburateur & membrane comportant un papillon des gaz et un volet de départ couplés de façon à être interdépendants dans leur position La présente invention concerne un carburateur à membrane destiné au moteur thermique d'une machine-outil portable et guidée manuellement, comme par exemple une scie à moteur à chaîne, une débroussailleuse ou analogue, et comportant un volet de départ, ou étrangleur, et un papil- lon des gaz qui, disposés l'un à la suite de l'autre dans le sens d'écoulement à l'intérieur du canal d'aspiration, sont couplés entre eux, de façon à être interdépendants dans leur position, par l'intermédiaire d'un dispositif cinématique, de telle manière que dans la position de démarrage le volet de départ est fermé et le papillon des gaz partiellement ouvert et que dans la position de pleins gaz tant le volet de départ que le papillon des gaz sont grands ouverts. Des carburateurs de ce genre sont universellement connps et couramment utilisés dans des scies & moteur à chaine. Dans la position de départ & froid le volet de dé- part est fermé et le papillon des gaz partiellement ouvert, alors que dans la position de pleins gaz tant le volet de départ que le papillon des gaz sont complètement ouverts. Dès que le moteur a atteint sa température de fonctionne- ment normal le volet de départ est en principe retenu dans la position de mise hors d'action, ce qui peut se faire par des organes de manoeuvre manuels ou semi-automatiques. Des carburateurs à membrane de ce genre sont géné- ralement ajustés, en vue du réglage du mélange carburant/ air, dans leur position de ralenti et dans leur position de pleine charge. Cela peut conduire à ce que dans la plage de charge partielle du moteur thermique le carburateur à mem- brane procure un mélange relativement pauvre, ce qui con- duit à de mauvaises conditions de marche du moteur. Dans des moteurs à deux temps o la lubrification se fait au moyen de l'huile deux temps ajoutée au carburant, un mélan- ge trop pauvre peut en outre causer des dégâts au moteur qui risquent d'entraîner une panne totale du moteur thermi- que. Des mélanges pauvres conduisent en outre à des éléva- tions de température, qui peuvent être dommageables pour le moteur thermique. Un ajustage du carburateur à membrane dans la pla- ge de charges partielles par des mesures constructives, comme par exemple le fait de prévoir des trous additionnels ou analogues, conduit à un surenrichissement du mélange lorsqu'on passe d'une vitesse de rotation élevée à une vitesse basse, de sorte que le moteur risque de s'arrêter. Or la présente invention a pour objet de permettre à un carburateur à membrane pour le moteur thermique d'une machine-outil portable guidée manuellement d'être ajusté sur l'ensemble des conditions de charge du moteur et ce de telle manière que dans la plage de charges partielles un appauvrissement indésirable du mélange soit évité. Ce but est atteint selon l'invention, pour un car- burateur à membrane destiné au moteur thermique d'une ma- chine-outil portable guidée manuellement, comme par exemple une scie à moteur à chaîne, une débroussailleuse ou analo- gue, et comportant un volet de départ et un papillon des gaz qui, disposés l'un derrière l'autre dans le sens d'é- coulement à l'intérieur du canal d'aspiration, sont couplés entre eux, en fonction de leur position, par l'intermédiai- re d'un mécanisme cinématique, de telle façon que dans la position de démarrage le volet de départ est fermé et le papillon des gaz est partiellement ouvert et que dans la position de pleins gaz tant le volet de départ que le pa- pillon des gaz sont complètement ouverts, par le fait que le dispositif cinématique est un mécanisme de transmission qui dans la plage de charges partielles du moteur thermique règle la position du volet de départ en fonction de la position du papillon des gaz, et que le volet de départ peut, indépendamment de sa position prédéterminée par le mécanisme de transmission, être amené par pivotement dans une position de démarrage. L'utilisation du volet de départ, ou étrangleur, pour l'enrichissement du mélange dans la plage de charges partielles du moteur thermique en fonctionnement permet d'enrichir le mélange de manière dosable, de sorte que le moteur atteint une grande régularité de marche et des dé- gâts au moteur dus à des températures excessivement élevées ou à un grippage de pistons sont évités à coup sûr. Dans le domaine de charges partielles le mécanisme de transmission règle le volet de départ constamment en fonction de la po- sition du papillon des gaz de sorte que la position du vo- let de départ est amenée à varier d'après celle du papillon des gaz. Selon l'invention l'enrichissement du mélange s'effectue en particulier dans les intervalles inférieur et moyen du domaine de charges partielles en réglant la posi- tion du volet de départ en conséquence. Dans l'intervalle de charge partielle supérieur le volet de départ est main- tenu dans une position de mise hors d'action de sorte que la composition du mélange est déterminée exclusivement par le papillon des gaz. Dans une forme de réalisation de l'invention il est exercé sur le volet de départ une force de manoeuvre agissant dans le sens de sa position ouverte et-le mécanis- me de transmission déplace une butée montée sur le trajet de réglage de l'arbre portant le volet de départ. La force de manoeuvre agissant sur le volet de départ est avantageu- sement fournie par un ressort qui prend appui d'une part sur l'arbre du volet de départ et d'autre part sur la butée. Une caractéristique de l'invention consiste en ce que l'arbre portant le volet de départ peut, à l'encontre de la force de manoeuvre agissant sur lui, par l'intermédi- aire d'un entraîneur être amené, en pivotant, dans sa posi- tion de démarrage à froid. Dans une forme de réalisation avantageuse de l'in- vention la butée déplaçable par le mécanisme de transmis- sion est montée sur l'une des extrémités de l'arbre portant le volet de départ et l'entraîneur destiné à amener le volet de départ dans sa position de démarrage à froid est monté à l'autre extrémité de l'arbre portant le volet de départ. Suivant un développement de la présente invention il est prévu en tant que mécanisme de transmission un méca- nisme à leviers à quatre joints articulés qui est consti- tué par une manivelle fixée & l'arbre du papillon des gaz, un bras oscillant fixé à l'arbre du volet de départ et une barre d'accouplement reliant l'extrémité libre de la mani- velle à l'extrémité libre du bras oscillant. Un tel méca- nisme de transmission est exempt d'entretien et peut être facilement construit, les longueurs de bras de levier choi- sies pour le bras oscillant, la barre d'accouplement et la manivelle permettant d'établir un rapport de transmission fixe ou, en particulier, variable en fonction de la posi- tion angulaire. Une autre caractéristique de l'invention consiste en ce que dans la position de pleins gaz la manivelle se trouve sur l'axe longitudinal médian du canal d'aspiration en étant orientée en direction de l'arbre portant le volet de départ, et le bras oscillant est disposé à angle droit par rapport audit axe longitudinal médian, la manivelle et le bras oscillant présentant avantageusement un bras de levier sensiblement égal. Le mécanisme de transmission précité est avanta- geusement un mécanisme à engrenages ou un mécanisme à came. Avantageusement, le rapport de transmission varie avec la position angulaire de l'arbre portant le volet de départ ou de l'arbre portant le papillon des gaz. Dans une forme de réalisation particulière du car- burateur de l'invention le volet de départ peut être amené par pivotement dans sa position de départ à froid au moyen d'un organe de manoeuvre monté du côté du mécanisme de transmission précité, l'organe de manoeuvre pouvant à cette fin être déplacé de manière à se trouver sur le parcours de réglage d'un entraîneur relié au volet de départ et agis- sant alors sur ce dernier. L'invention est expliquée plus en détail ci-des- sous à l'aide d'un exemple de réalisation préféré illustré aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en coupe du canal d'aspi- ration d'un carburateur à membrane équipé d'un mécanisme de transmission; la figure 2 est une vue en coupe, suivant la ligne II-II de la figure 1, du canal d'aspiration équipé du pa- pillon des gaz; la figure 3 est une vue de dessus de l'extrémité de l'arbre du volet de départ, située du côté du mécanisme de transmission; la figure 4 est une vue de dessus de l'extrémité de l'arbre portant le volet de départ, éloignée du mécanis- me de transmission; la figure 5 est une coupe du canal d'aspiration d'un carburateur à membrane selon la figure 1, le volet de départ et le papillon des gaz se trouvant en position de ralenti; la figure 6 est une représentation analogue à la figure 5, le volet de départ et le papillon des gaz se trouvant dans la position de pleins gaz, et la figure 7 est une représentation analogue à la figure 5, le volet de départ et le papillon des gaz se trouvant dans la position de départ & froid. Le canal d'aspiration 1 représenté en coupe sur la figure 1 comporte une partie 2 formant.venturi au niveau de laquelle règne une dépression pour aspirer le carburant à partir du carburateur à membrane non spécialement représen- té. L'air comburant afflue dans le sens de la flèche 3 au canal d'aspiration 1, se mélange avec le carburant amené dans la partie 2 formant venturi et alimente en tant que mélange carburant/air, & la sortie 4 du canal d'aspiration 1, la chambre de combustion d'un moteur thermique, notam- ment un moteur à deux temps, non spécialement représenté. Le moteur thermique est monté en tant que moteur d'entra - nement dans une scie à moteur à chaîne portable et guidée à la main, une débroussailleuse, une tronçonneuse à meule ou analogue. Il peut également être utilisé avantageusement dans des tondeuses à gazon ou d'autres machines guidées manuellement. Sur le trajet d'écoulement du canal d'aspiration 1 sont disposés l'un derrière l'autre un volet de départ 5 et un papillon des gaz 6. Le volet de départ 5 se trouve, dans le sens d'écoulement 3, devant la partie 2 formant venturi, alors que le papillon des gaz se trouve derrière la partie 2 formant venturi. Le volet de départ et le papillon des gaz sont montés dans le canal d'aspiration 1 respectivement sur un arbre 7; 8 de façon & pouvoir tourner, les arbres 7 et 8 étant parallèles l'un & l'autre et perpendiculaires à l'axe longitudinal médian 9 du canal d'aspiration 1. L'arbre 7 portant le volet de départ et l'arbre 8 portant le papillon sont, dans l'exemple de réalisation représenté, couplés l'un avec l'autre en fonction de leur position par l'intermédiaire d'un mécanisme de transmission à leviers à quatre joints articulés. Le mécanisme de trans- mission à quatre joints articulés 10 est constitué par une manivelle 11 montée de manière fixe en rotation à l'arbre 8 portant le papillon des gaz, et par un bras oscillant 12 monté tournant sur l'arbre 7 portant le volet de départ, la manivelle 11 et le bras oscillant 12 ayant leurs extrémités respectives 13 et 14 reliées entre elles par l'intermédiai- re d'une barre d'accouplement 15 s'articulant sur ces der- nières. A son extrémité 17 faisant saillie à l'extérieur du bras oscillant 12 du côté du mécanisme de transmission 10 l'arbre 7 portant le volet de départ porte un entraî- neur 16 monté fixe en rotation. Entre l'entraîneur 16 et le bras oscillant 12 est monté un ressort de torsion 18 réali- sé sous la forme d'un ressort à branches. Le ressort de torsion 18 se trouve de préférence sur une saillie cylin- drique 19 du bras oscillant 12, laquelle saillie entoure la partie terminale 17a de l'arbre 7 portant le volet de dé- part et permet en même temps au bras oscillant 12 de pren- dre appui sur l'arbre 7 sans risque de basculement. Le res- sort de torsion 18 ou ressort à branches est assujetti par l'une de ses extrémités au bras oscillant 12 et s'engage avec son autre extrémité dans l'entraîneur 16. Le ressort de torsion 18 est soumis à une tension initiale de façon à exercer sur l'entraîneur 16 et, par suite, sur le volet de départ 5 dans sa position ouverte (figure 6) une force de manoeuvre agissant dans le sens de la flèche 20 (figure 1). Pour obtenir cette force de manoeuvre le ressort peut éga- lement être monté entre l'entraîneur 16 et le corps. La force de manoeuvre a pour effet que l'entraîneur 16 se trouve maintenu appuyé contre une butée 21 prévue sur le bras oscillant 12, de sorte que l'arbre 7 portant le volet de départ est relié, du point de vue de son entraînement, par l'intermédiaire du ressort de torsion 18 au mécanisme de transmission à quatre joints articulés 10. Sur la figure 3 est représentée, de façon agrandie, la manière dont l'en- traîneur 16 prend appui en liaison dynamique contre la bu- tée 21 du bras oscillant 12. A l'autre extrémité 23 du bras 7 portant le volet de départ est monté un autre entraîneur 24 qui s'étend également radialement sur le parcours de rotation d'une butée 25 (figure 4). La butée 25 est fixée à un levier de volet de départ, ou d'étrangleur, 26 ou réalisée en une pièce avec ce levier 26, lequel est maintenu, de façon à pouvoir tourner, sur une saillie de montage cylindrique 27 du corps 28 du carburateur à membrane. Pour permettre au levier d'étrangleur 26 d'être soutenu de façon à ne pas risquer de basculer celui-ci comporte une douille de monta- ge cylindrique 29 réalisée en une pièce avec lui. Le levier d'étrangleur 26 est retenu de façon imperdable sur la sail- lie de montage 27 par une bague de retenue 31. Dans l'exem- ple de réalisation l'arbre 7 portant le volet de départ est axialement assujetti par les entraîneurs 16 et 24 montés sur les extrémités 17 et 23, une rondelle 30 pouvant être montée entre l'entraîneur 24 et le côté frontal axial de la saillie de montage 27. Un ressort de torsion 32 monté entre le levier d'étrangleur et le corps 28 et qui est également réalisé sous la forme d'un ressort à branches, soumet le levier d'étrangleur à une force tendant à maintenir celui- ci dans une position de mise hors d'action. A cette fin le ressort à branches est assujetti de manière fixe en rota- tion d'une part dans le corps 28 et d'autre part dans le levier d'étrangleur 26. Grâce au couplage prévu selon l'invention entre le papillon des gaz 6 et le volet de départ 5 on obtient un enrichissement du mélange carburant/air dans le domaine de charge partielle. Une telle position de charge partielle du carburateur à membrane est représentée sur la figure 1. Un organe de manoeuvre non représenté fait pivoter le papillon des gaz 6 dans la position représentée o du fait du cou- plage par l'intermédiaire de la barre d'accouplement 14 et du bras oscillant 12 la butée 21 se trouve elle aussi ame- née par rotation dans une position correspondante. Du fait de l'action du ressort de torsion 18 l'entraîneur 16 prend appui contre la butée 21 de sorte que le volet de départ 5 est amené par pivotement dans une position ouverte mais active. Le mélange s'enrichit. Lorsque le papillon des gaz 6 tourne de façon à passer de la position de charge partielle représentée sur la figure 1 dans la position de ralenti représentée sur la figure 5 le volet de départ 5 tourne, grâce au mécanisme de transmission à quatre joints articulés 10, en conséquence, dans le sens de rotation opposé. Dans cette position de ra- lenti le bras oscillant 12 est coaxial à l'axe longitudinal médian 9 du canal d'aspiration 1 et est orienté en direc- tion de l'arbre 8 portant le papillon des gaz. La manivelle 11 se trouve alors à peu près à angle droit par rapport à l'axe longitudinal médian 9. Lorsque le papillon des gaz 6 est amené, en pivo- tant, dans la position de pleine charge représentée sur la figure 6 tant le papillon 6 que le volet de départ 5 sont complètement ouverts. Le mécanisme de transmission 10 est conçu de telle manière que dans la partie supérieure du régime de charge partielle le volet de départ 5 se trouve déjà amené, en pivotant, dans sa position complètement ouverte sur l'axe longitudinal médian 9. Cette position est déterminée par la butée 22. Entre la partie supérieure du régime de charge partielle et la position de pleine charge la butée 21 se soulève à présent de l'entraîneur 16, ce qui est possible en raison de la liaison élastique entre l'en- traîneur 16 et le bras oscillant 12. Dans la position de pleine charge représentée sur la figure 6 la manivelle 11 est disposée coaxialement à l'axe longitudinal médian 9 du canal d'aspiration 1 et le bras oscillant 12 s'étend à peu près perpendiculairement à cet axe longitudinal médian 9. Pour un démarrage à froid le levier de volet de départ, ou d'étrangleur, 26 est amené à pivoter dans le sens de la flèche 33 de sorte que l'entraîneur 24 est en- traîné dans le même sens 33 par l'intermédiaire de la butée 25. Ainsi l'arbre 7 portant le volet de départ est améné, en tournant dans le sens contraire de la flèche 20, dans la position de démarrage représentée sur la figure 7, l'en- tra;neur 16 étant soulevé de la butée 21 l'encontre de la force du ressort de torsion 18. Même si à présent le papil- lon des gaz 6 est manoeuvré et que la butée 21 soit amenée par l'intermédiaire du mécanisme de transmission 10 à tour- ner d'un intervalle angulaire correspondant, ceci n'a aucu- ne influence sur la position du volet de départ 5 puisque la position fermée de celui-ci est déterminée uniquement par la position angulaire du levier d'étrangleur 26, c'est- à-dire de la butée 25 de celui-ci. Le mouvement relatif entre le bras oscillant 12 et l'entraîneur 16 de l'arbre 7 portant le volet de départ est absorbé par le ressort de torsion 18. Du fait que selon l'invention la position du pa- pillon des gaz et celle du volet de départ sont couplées, indépendamment de l'utilisation du volet de départ pour un démarrage à froid, il est obtenu un enrichissement de mé- lange en particulier en régime de charge partielle, de fa- çon à créer de très bonnes conditions de marche du moteur et à éviter des dégâts causés au moteur du fait d'un mélan- ge trop pauvre. De plus, en vue de l'ajustage de la posi- tion du volet de départ dans le domaine du régime de charge partielle, le mécanisme de transmission peut présenter un rapport de transmission fixe ou, de préférence, un rapport de transmission variable en fonction de la position angu- laire, permettant ainsi d'établir le malange de manière finement sensible. A la place du mécanisme de transmission à leviers à quatre joints articulés représenté dans les exemples de réalisation peuvent également être utilisés avantageusement des mécanismes de transmission à engrena- ges, a roues de friction ou à organes de traction, un méca- nisme de transmission à came étant également particulière- ment approprié. Dans l'exemple de réalisation représenté le bras de levier de la manivelle 11 est légèrement plus grand que celui du bras oscillant 12. Il peut être utile de prévoir les bras de levier, en fonction du rapport de transmission désiré, avec des longueurs fort différentes. Le volet de départ 5 et le papillon des gaz 6 du carburateur représenté pivotent avec leurs arbres 7 et 8 dans des sens de rotation opposés; dans le cas d'un carbu- rateur dont le papillon des gaz et le volet de départ pivo- tent dans le même sens de rotation le mécanisme d'accouple- ment 10 doit être conçu en conséquence. Dans une variante de l'invention, il est prévu au lieu du mécanisme de réglage, monté sur l'extrémité 23 de l'arbre à volet de départ 7, pour la position de démarrage à froid de du volet d'air, ou étrangleur, sur le côté du mécanisme de transmission 10 un organe de manoeuvre bascu- lant 35. Lorsqu'on fait basculer cet organe de manoeuvre 35 dans le sens de la flèche 34 son extrémité libre est amenée sur le trajet de réglage de l'entraîneur 16 et entraîne celui-ci à l'encontre de la force du ressort 18 dans le sens contraire de la flèche 20, de sorte que l'étrangleur 5, en pivotant indépendamment de la position du papillon des gaz 6, est amené dans sa position de départ à froid représentée sur la figure 7. REVENDICATIONS 1 - Carburateur & membrane destiné au moteur ther- mique d'une machine-outil portable et guidée manuellement, comme par exemple une scie à moteur à chaine, une débrous- sailleuse ou analogue, et comportant un volet de départ, ou étrangleur, (5) et un papillon des gaz (6) qui, disposés l'un derrière l'autre dans le sens d'écoulement (3) à l'in- térieur du canal d'aspiration (1), sont couplés entre eux par l'intermédiaire d'un dispositif cinématique (10) de façon à être interdépendants dans leur position, de telle sorte que dans la position de démarrage l'étrangleur (5) est fermé et le papillon des gaz (6) partiellement ouvert et que dans la position de pleins gaz tant l'étrangleur (5) que le papillon des gaz (6) sont complètement ouverts, ca- ractérisé en ce que le dispositif cinématique est un méca- nisme de transmission (10) qui dans le domaine de charge partielle du moteur thermique règle la position du volet de départ, ou étrangleur, (5) en fonction de la position du papillon des gaz (6) et en ce que l'étrangleur (5) peut 6tre amené, en pivotant, dans une position de démarrage indépendamment de la position préétablie par le mécanisme de transmission (10). 2 - Carburateur à membrane selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étrangleur (5) est soumis à une force de manoeuvre tendant à amener celui-ci dans sa posi- tion ouverte et en ce que le mécanisme de transmission (10) met en mouvement une butée (21) placée sur la voie de ré- glage.de l'arbre (7) portant l'étrangleur. 3 - Carburateur à membrane selon la revendication 2, caractérisé en ce que la force de manoeuvre agissant sur l'étrangleur (5) est procurée par un ressort (18) qui prend appui d'une part sur l'arbre à étrangleur (7) et d'autre part contre la butée (21). 4 - Carburateur & membrane selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que l'arbre à étrangleur (5), en pivotant, peut, à l'encontre de la force de manoeuvre agis- sant sur lui, être amené par l'intermédiaire d'un entrai- neur (24) dans sa position de démarrage à froid. - Carburateur à membrane selon la revendication 2 ou 4, caractérisé en ce que la butée (21) déplaçable par le mécanisme de transmission (10) est disposée à l'une (17) des extrémités de l'arbre à étrangleur (7) et l'entraIneur (24) pour l'amenée de l'étrangleur (5) dans sa position de démarrage à froid est disposé à l'autre extrémité (23) de l'arbre à étrangleur. 6 - Carburateur à membrane selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mécanisme de transmission (10) est un mécanisme à leviers à quatre joints articulés et est constitué par une manivelle (11) fixée à l'arbre à étrangleur (8), un bras oscillant (12) fixé à l'arbre à étrangleur (7) et une barre d'accou- plement (15) reliant l'extrémité libre (13) de la manivelle (11) à l'extrémité libre (14) du bras oscillant (12). 7 - Carburateur à membrane selon la revendication 6, caractérisé en ce que dans la position de pleins gaz la manivelle (11) se trouve sur l'axe longitudinal médian (9) du canal d'aspiration (1) en étant orientée en direction de l'arbre à étrangleur (7) et en ce que le bras oscillant (12) est disposé perpendiculairement à l'axe longitudinal médian (9). 8 - Carburateur à membrane selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que la manivelle (11) et le bras oscillant (12) présentent un bras de levier sensiblement égal. 9 - Carburateur à membrane selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le mécanis- me de transmission (10) est un mécanisme de transmission à engrenages ou un mécanisme à came. 10 - Carburateur à membrane selon l'une quelconque des revendications précécentes, caractérisé en ce que le rapport de transmission du mécanisme de transmission varie avec la position angulaire de l'arbre à étrangleur (7) et/ou de l'arbre à papillon (8). 11 - Carburateur à membrane selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que dans la partie supérieure du régime de charge partielle l'étran- gleur (5) se trouve dans sa position de mise hors d'action déterminée par une butée (22). 12 - Carburateur à membrane selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'étrangleur (5) peut être amené, en pivotant, dans sa position de démarrage à froid par un organe de manoeuvre (35) disposé sur le côté du mécanisme de transmission (10), l'organe de manoeuvre (35) pouvant à cette fin être amené sur la voie de réglage d'un entraîneur (16) relié à l'étrangleur (5), et agissant sur cet entraPneur.