Brevet FR2716234A1 — publié le 19950818

L'invention concerne un procédé pour minimiser le jeu dans un mécanisme de commande de soupape, avec un premier culbuteur monté à rotation sur un axe et coopérant directement avec une came d'un arbre à came d'une part et avec une soupape de changement de gaz d'autre part et avec un deuxième culbuteur, également monté à rotation sur l'axe et coopérant avec une deuxième came de l'arbre à came et qui en cas de besoin, dans la phase dans laquelle les deux culbuteurs défilent sur une zone de cercle de base de la came respective, est couplé cinématiquement au premier culbuteur par l'intermédiaire d'un boulon de couplage, pénétrant dans un premier perçage de couplage disposé dans le premier culbuteur et dans un deuxième perçage de couplage disposé dans le deuxième culbuteur, au moins le deuxième culbuteur étant pourvu d'un galet d'appui destiné à assurer l'appui sur la deuxième came. Par le EP-PS-267 687 est connu un mécanisme de commande de soupape pour un moteur à combustion interne, mécanisme dans lequel une soupape d'admission est actionnée selon la vitesse de rotation instantanée du moteur à combustion interne, par l'intermédiaire d'une came de basse vitesse de rotation ou d'une came de haute vitesse de rotation. Pour ce faire, deux culbuteurs disposés voisins l'un de l'autre sont montés sur un arbre commun et, lorsque l'actionnement de la soupape d'admission doit s'effectuer par l'intermédiaire de la came de vitesse élevée, ils sont couplés cinématiquement ensemble par l'intermédiaire d'un boulon de couplage. Dans le cas d'un couplage cinématique des deux culbuteurs ou leviers d'actionnement de soupape, le boulon de couplage pénètre tant dans un perçage de couplage ménagé dans un premier culbuteur qu'également dans un perçage de couplage ménagé dans l'autre culbuteur. Suite aux tolérances venant de la fabrication, sur l'arbre à came, les culbuteurs, leurs axes de palier, le boulon de couplage, ainsi que sur les perçages de couplage recevant ceux-ci il peut se produire un jeu relativement grand à l'emplacement o se trouve le boulon de couplage entre les deux culbuteurs. Un tel jeu exerce une influence négative sur l'allure de la courbe de levée de soupape ainsi que sur le chevauchement entre l'admission et l'échappement et, ainsi, sur le taux de remplissage du moteur à combustion interne, ainsi que sur le comportement des gaz résiduels lors de la marche à vide ou du ralenti. La conséquence en est une moins bonne marche à vide et une réduction de la puissance. L'invention a de ce fait pour but d'indiquer un procédé du type décrit dans le préambule de la revendication principale, procédé à l'aide duquel on puisse réduire à un minimum ces inconvénients. Ce problème est résolu selon l'invention par le fait que les deux culbuteurs sont montés, à l'état couplé, sur un axe commun d'un dispositif de mesure, que, dans une deuxième étape, le premier culbuteur est serré par application d'une force de faible valeur agissant dans la direction de fermeture, sur son extrémité située coté soupape, contre le cercle de base d'une came de précision, que, dans une troisième étape le deuxième culbuteur est soutenu, avec application d'une force de faible valeur agissant dans la direction de la levée, sur son extrémité située du coté du galet d'appui, par l'intermédiaire du boulon de couplage, contre le premier culbuteur et que, dans une quatrième étape, est associé de façon appairée au deuxième culbuteur un galet d'appui, correspondant sensiblement à la distance entre le cercle de base, d'une came de précision associée au deuxième culbuteur, et l'axe de rotation du galet d'appui du deuxième culbuteur. Avec le procédé selon l'invention, on obtient, que suite au serrage du premier culbuteur contre le cercle de base d'une came de précision, on élimine d'abord l'ensemble du jeu rencontré du coté du premier culbuteur qui est provoqué par des tolérances de fabrication sur l'axe de tourillonnement de culbuteur, sur le perçage d'axe du premier culbuteur et, le cas échéant, par les tolérances sur un galet d'appui, monté de facon à pouvoir tourner sur le culbuteur et coopérant avec la came. Du fait de l'application s'effectuant à présent d'une force, dans la direction de la levée, sur la partie située coté galet d'appui du deuxième culbuteur, faisant que le deuxième culbuteur est soutenu par le premier culbuteur contre le premier culbuteur qui est déjà serré, sans jeu, l'ensemble du jeu existant encore dans la zone du plan de couplage est pour ainsi dire supprimé et ainsi éliminé. Par suite de ces dispositions on a à présent un espacement tout à fait déterminé entre le cercle de base d'une came de précision associée au deuxième culbuteur et l'axe de rotation du galet d'appui du deuxième culbuteur. C'est dans cet espacement qu'est contenu l'ensemble du jeu qui est éliminé par le serrage de part et d'autre des deux culbuteurs, à partir des différents points de tourillonnement et d'appui. Du fait que, selon l'invention, est associé, respectivement appairé, au deuxième culbuteur un galet d'appui correspondant sensiblement à cette distance, ainsi ce jeu est éliminé de l'ensemble du dispositif. Si, comme il est proposé par la revendication 2, lors de l'association appairée du galet d'appui est préservé un jeu nominal défini, faible, il est assuré que le boulon de couplage peut être manoeuvré facilement et de façon sfire. En outre, par cette disposition on compense les tolérances qui ne peuvent être éliminées. Si à présent ce dispositif est intégré dans le moteur à combustion interne avec un galet d'appui lui étant affecté de façon appairée et précise, le jeu résiduel subsistant encore est réduit à un minimum. L'invention est expliquée plus en détail dans le dessin, à l'aide d'un exemple de réalisation. Dans le dessin: * la figure 1 représente un mécanisme de commande de soupapes d'un moteur à combustion interne en vue de dessus, * la figure 2 représente une illustration en coupe transversale suivant la ligne II-Il de la figure 1, * la figure 3 représente le procédé selon l'invention, mis en oeuvre à l'aide de deux culbuteurs associés à une soupape d'admission, couplés cinématiquement ensemble par le boulon de couplage et disposés dans un dispositif de mesure, * La figure 4 est une représentation en coupe transversale de la figure 3 suivant la ligne IV-IV, et * la figure 5 est une représentation en coupe transversale de la figure 3 le long de la ligne V-V. Les figures 1 et 2 représentent un mécanisme de commande de soupape, disposé dans la culasse 1 d'un moteur à combustion interne, pour l'actionnement des soupapes d'admission 3 et d'échappement 4 commandant le changement de gaz du moteur à combustion interne. Les soupapes d'admission 3 sont alors actionnées par le premier culbuteur 5 (levier primaire), qui est monté à rotation sur un arbre 6 et entraîné par une première came 9 disposée sur un arbre à came 8. Directement à coté du levier primaire 5 est monté à rotation sur l'arbre 6 un culbuteur 10 (levier secondaire), qui est actionné par un galet d'appui 11 supplémentaire, par une came 12 supplémentaire de l'arbre à came 8. La courbe enveloppe 13 de la came 9 actionnant le levier primaire 5 est alors située à l'intérieur de la courbe enveloppe 14 de la deuxième came 19 actionnant le levier secondaire 10. Les deux culbuteurs 5 et 10 présentent sur chacune de leurs faces tournées l'une vers l'autre un perçage de couplage 15, respectivement 16, qui, ensuite, sont alignés lorsque les deux culbuteurs 5 et 10 défilent par leurs galets d'appui 7, respectivement 11, simultanément sur le cercle de base 30, respectivement 31 de la came 9, respectivement 12 afférente. Pendant cet intervalle de temps, en cas de besoin, un boulon de couplage 17, disposé dans le perçage de couplage 15 du levier primaire 5, peut être déplacé axialement, par application d'une force de réglage Fs agissant en direction axiale (ici du fait du ressort 23), de manière à ce qu'il pénètre tant dans le perçage de couplage 15 du levier primaire 5 qu'également dans le perçage de couplage 16 du levier secondaire 10 (position représentée sur la figure 1), faisant que les deux culbuteurs 5 et 10 sont couplés ensemble cinématiquement. Dans ce cas, la soupape d'admission 3 est actionnée suivant une courbe de levée de soupape, prédéterminée par la courbe enveloppe 14 de la deuxième came 12. Si le boulon de couplage 17 par contre est ramené par poussée, au moyen de la force de rappel FR, pour arriver complètement dans le perçage de couplage 15 du levier primaire 5, les deux culbuteurs 5 et 10 sont découplés cinématiquement l'un de l'autre, de sorte que la soupape d'admission 3 est actionnée suivant une courbe de levée de soupape prédéterminée par la courbe enveloppe 13 de la première came 9. (La force de rappel FR peut, par exemple, être produite par un boulon de rappel, non représenté de façon explicite dans le dessin, soumis à une sollicitation hydraulique et guidé dans le perçage de couplage 16). La courbe enveloppe de la came actionnant le levier primaire peut naturellement également être limitée à celle du cercle de base, de sorte que, dans le cas d'un découplage cinématique entre les leviers primaires et secondaire, la soupape d'admission 3 reste à sa position de fermeture sur la totalité de la rotation d'un tour de l'arbre à came. Dans ce cas une disposition identique peut également être prévue pour assurer la commande des soupapes d'échappement (mise hors service à dessein de cylindres déterminés). Pour empêcher, dans le cas o les culbuteurs 5 et 10 sont découplés cinématiquement, toute levée incontrôlée du galet d'appui 11 du levier secondaire 10 de la surface de glissement de came, le levier secondaire 10 est soutenu, sur sa face opposée au galet d'appui 11, par un élément élastique 18, ceci avec une compensation de jeu. Selon l'invention à présent avant montage du mécanisme de commande de soupape dans la culasse 1, les deux culbuteurs 5 et 10 sont montés à l'état couplé sur un arbre 19 commun d'un dispositif de mesure non représenté en détail sur le dessin (voir figure 3), le levier primaire 5 étant déjà pourvu du galet d'appui 7 prévu pour le fonctionnement ultérieur, alors que, sur le levier secondaire 10 par contre, il n'est encore monté aucun galet d'appui. L'arbre commun 19 peut être également l'arbre 6, sur lequel les deux culbuteurs 5 et 10 tourillonnent lorqu'ils sont montés dans la culasse 1. A l'étape subséquente à présent est appliquée sur l'extrémité coté soupape du levier primaire 5 une force F1 de faible valeur et agissant en direction de la soupape, force au moyen de laquelle le levier primaire 5 est serrée contre le cercle de base 20 de la came de précision 21 du dispositif de mesure, avec suppression de l'ensemble du jeu imputable aux tolérances de fabrication, le serrage se faisant dans les différents points de tourillonnement (voir figure 4). La force F1 est alors portée à une valeur telle que l'ensemble du jeu est éliminé, toute déformation élastique notable des différents éléments de construction étant cependant exclue. A présent, en face inférieure 22 de l'extrémité située du coté du galet d'appui du levier secondaire 10 (voir figure 5) est appliquée une autre force F2 agissant dans la direction de la levée. Du fait que les deux culbuteurs 5 et 10 sont couplés ensemble cinématiquement par le boulon de couplage 17, le levier secondaire 11 prend appui, par suite de la force F2, par le levier de couplage 19 sur le levier primaire 5 déjà serré. De nouveau, l'ensemble du jeu existant dans la zone du boulon de couplage 17, entre les leviers primaire et secondaire (le jeu entre le boulon de couplage 17 et les perçages de couplage 15, respectivement 16, est éliminé). La force F2 est également d'une valeur faisant que l'ensemble du jeu est éliminé, une déformation élastique notable d'un élément de construction quelconque étant cependant exclue. Après application de la force F2 s'établit à présent, entre le cercle de base 23 d'une autre came de précision 25 associée au levier secondaire 10 et l'axe de rotation 24 du galet d'appui sur le levier secondaire 10, un espacement a déterminé, dans lequel pour ainsi dire est contenu le jeu ayant été éliminé par le serrage des deux leviers d'actionnement 5 et 10 (forces F1 et F2), en particulier dans la zone du plan de couplage. On associe de façon appairée au levier secondaire 10 à présent un galet d'appui 11' correspondant sensiblement à cet espacement a, c'est-à-dire un galet d'appui 11' ayant un diamètre faisant deux fois l'espacement a, diminué d'un faible jeu nominal, défini avec précision (dans le dessin ceci n'étant pas représenté de façon explicite, par souci de clarté) pour assurer une manoeuvre sûre du boulon de couplage 17 et une compensation des tolérances ne pouvant être éliminées. Avec ce galet d'appui 11', ayant été associé de façon appairée sur le levier secondaire 10, le dispositif complet, composé du levier primaire 5, du galet d'appui 7, du boulon de couplage 17 et du levier secondaire 10, est intégré dans la culasse 1 du moteur à combustion interne. L'ensemble de ce processus est répété pour chaque appairage de leviers primaire et secondaire associé à une soupape d'admission. Le levier primaire ne doit pas absolument coopérer par un galet d'appui avec la came, ceci peut également s'effectuer par l'intermédiaire d'une surface de glissement usuelle prévue sur le levier primaire. REVENDICATIONS i.Procédé pour minimiser le jeu dans un mécanisme de commande de soupapes, avec un premier culbuteur monté à rotation sur un axe et coopérant directement avec une came d'un arbre à came d'une part et avec une soupape de changement de gaz d'autre part et avec un deuxième culbuteur, également monté à rotation sur l'axe et coopérant avec une deuxième came de l'arbre à came et qui en cas de besoin, dans la phase dans laquelle les deux culbuteurs défilent sur une zone de cercle de base de la came respective, est couplé cinématiquement au premier culbuteur par l'intermédiaire d'un boulon de couplage, pénétrant dans un premier perçage de couplage disposé dans le premier culbuteur et dans un deuxième perçage de couplage disposé dans le deuxième culbuteur, au moins le deuxième culbuteur étant pourvu d'un galet d'appui destiné à assurer l'appui sur la deuxième came, caractérisé en ce que les deux culbuteurs (5, 10) sont montés, à l'état couplé, sur un axe (19) commun d'un dispositif de mesure, en ce que, dans une deuxième étape, le premier culbuteur (5) est serré par application d'une force (Fl1) de faible valeur agissant dans la direction de fermeture, sur son extrémité située coté soupape, contre le cercle de base (20) d'une came de précision (21), en ce que, dans une troisième étape le deuxième culbuteur (10) est soutenu, avec application d'une force (F2) de faible valeur agissant dans la direction de la levée, sur son extrémité située du coté du galet d'appui, par l'intermédiaire du boulon de couplage (17), contre le premier culbuteur (5) et en ce que, dans une quatrième étape, est associé de façon appairée au deuxième culbuteur (10) un galet d'appui (11), correspondant sensiblement à la distance (a) entre le cercle de base (23), d'une came de précision (25) associée au deuxième culbuteur (10), et l'axe de rotation (24) du galet d'appui du deuxième culbuteur (10). 2.Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le galet d'appui (11') est associé de façon appairée en conservant un jeu nominal de faible valeur, défini de façon exacte.