<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
Bù±9W D' ZnNï'I(3T.
"Perfectionnements apportés aux soupapes creuses, notamment à celles pour moteurs à combustion interne".
L'invention est relative aux soupapes creuses, notamment à celles pour moteurs à combustion interne, du genre de celles dans la tête desquelles est ménagée une cavité de section supérieure à celle de la cavité ménagée dans au moins partie de la tige de la soupape, . l'espace laissé vide dans l'intérieur de la soupape étant, ainsi que partiellement connu, rempli/d'un agent de refroidissement (sel ou métal) se liqué- fiant aux températures qu'atteint la soupape lors du fonctionnement du moteur sur lequel elle est montée.
Jusqu'à présent, pour réaliser, dans la tête de la soupa- pe., une cavité de diamètre supérieur à celui de la cavité que l'on ménageait dans la tige, ou bien on avait recours à un usinage compliqué pour lequel on utilisait un outil dont la tête augmentait de dimensions une fois l'outil enfoncé dans un alésage que l'on avait réalisé dans l'ébau- che de la soupape, ou bien, ayant ménagé dans ladite ébauche un alésage cylindrique
<Desc/Clms Page number 2>
on remplissait cet alésage d'une matière incompressible, par exemple d'un métal fondant à basse température (tel que du cuivre) et on forgeait la tête de la soupape de manière telle que l'extré- mité du noyau de matière incompressible ainsi réalisé s'évasât, ce grâce à quoi, après enlèvement de ladite matière, on obtenait,
élan la tête de la soupape, par suite de l'éwasement de la susdite ex- trémité, une cavité de section transversale plus grande que celle de l'alésage dont on avait percé l'ébauche.
L'invention a pour but, surtout, de simplifier l'établis- sement des soupapes du genre en question tout en leur conférant davantage de qualités que lorsqu'elles sont établies par les procé- dés jusqu'ici utilisés.
Elle consiste, principalement, pour établir lesdites sou- papea,à réaliser, tout d'abord, une sorte de tube borgne de diamè- tre intérieur substantiellement égal au plus grand diamètre de la cavité intérieure à ménager dans la tête de la soupape à obtenir, puis à retreindre ce tube, à l'exception de son extrémité fermée, de manière à obtenir la tige creuse de la soupape.
Elle consiste, mise à part cette disposition principale, en certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement parlé ci-après.
Elle vise plus particulièrement un certain mode d'appli- cation (celui où. on l'applique aux soupapes pour moteurs à combus- tion interne à grand rendement, tels que ceux pour aéronefs), ainsi que certains modes de réalisation (ceux au! seront indiqués ci-après), desdites dispositions; et elle vise plus particulièrement encore, et ce à titre de produits industriels nouveaux, les soupapes du gen- re en question comportant application desdites dispositions, les éléments et outils spéciaux propres à leur établissement, ainsi que les ensembles fixes ou mobiles, notamment les moteurs à combustion interne, comportant de telles soupapes.
Et elle pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit ainsi que des dessins ci-annexés,
<Desc/Clms Page number 3>
lesquels complément et dessins sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indication.
Les figures 1 à 10, de ces dessins, montrent dix des états par lesquels passe le bloc de métal dont on veut faire une soupape au cours d'un processus d'établissement conforme à l'invention.
Les figures 11 à 20, enfin, montrent de même dix phases d'une variante de ce processus.
Selon l'invention, et plus particulièrement selon celui de ses modes d'application. ainsi que ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, auxquels il semble qu'il y ait lieu d'ac- corder la préférence@ se proposant d'établir une soupape creuse, pour moteur à combustion interne, on s'y prend comme suit ou de fa- çon analogue.
On choisit un métal susceptible de résister dans de bonnes conditions aux températures auxquelles doit être soumise la soupape pendant le fonctionnement du moteur et de se prêter sans inconvé- nient aux opérations de forgeage qui vont être décrites ci-après.
A titre d'exemple. on peut indiquer comme métaux suscepti- bles d'être utilisés dans certains cas particuliers ceux ayant les compositions précisées par le tableau ci-après dans lequel chaque colonne verticale correspond à un métal donné A, B, C, etc.,
EMI3.1
Conati tuants A B C D E Carbone..... 0,9 à 0,45 <0,5 1 0,2 à 0,4 1,2 à 1,5 Nickel...... ### 25 à 31 -------- 7 à 9 0,65
EMI3.2
<tb> Chrome,..... <SEP> 8,5 <SEP> à <SEP> 12 <SEP> 11 <SEP> à <SEP> 15 <SEP> 20 <SEP> 11,5 <SEP> à <SEP> 14 <SEP> 11,5 <SEP> à <SEP> 14
<tb>
<tb> Silicium.... <SEP> # <SEP> 0,03 <SEP> 1 <SEP> à <SEP> 2 <SEP> 0,05 <SEP> 0,65 <SEP> 0,65
<tb>
EMI3.3
Manganèse... -------- 1 à 2 0,56 -0,40 L 0,40 lolybdêne, , , 0, 7 â 2,3 -------- 1 0,45 à , 95 0, 45 à 0, 95 Cobalt...... -¯¯¯¯¯¯¯ -------- 2 à 3 2,5 à 3,5 2,5 à 3,5 Tungstène...
-------- 2,5 ..¯¯¯¯¯¯¯ .#.-.## --------
Bien entende, tous autres Métaux appropriés pourraient être utilisés et il n'est ni possible ni nécessaire d'énumérer tous ceux pouvant convenir.
<Desc/Clms Page number 4>
Avec l'un des métaux susindiqués, ou un métal analogue, on réalise, tout d'abord, une sorte de tube borgne présentant une cavité intérieure cylindrique de diamètre substantiellement égal au plus grand diamètre de la cavité intérieure que l'on désire ménager dans la tête de la soupape à obtenir.
A cet effet, par exemple, on procède de la manière qui va être indiquée, à supposer qu'il s'agisse d'obtenir une soupape dont la tête présente un diamètre de 75 millimètres environ pour une lon- gueur totale de la soupape de l'ordre de 140 millimètres.
Bien entendu; toutes les dimensions qui vont être données ci-après se rapportent à l'exemple en question et qui fait l'objet des figures 1 à 10, ces dimensions pouvant varier à l'infini selon celles que doit présenter en définitive la soupape terminée.
De cerne les températures qui vont être indiquées ne le sont qu'à titre d'exemple et pourront varier suivant le métal uti- lisé.
On part d'une barre de 50 millimètres de diamètre que l'on chauffe aux environs de 1000 .
On coupe cette barre en lopins de longueur convenable (dé- pendant notamment de la longueur que doit présenter la tige de sou- pape), la longueur du lopin étant de 75 millimètres dans l'exemple considéré (figures 1 et 11).
Par une première opération d'estampage dans une presse ap- propriée, on écrase les lopins ainsi obtenus et préalablement chauf- fés, par exemple à 1000 , de manière à en augmenter légèrement le diamètre (jusqu'à 60 millimètres) tout en réalisant, à l'une de leurs extrémités, un tronc de cône de centrage de 10 millimètres de hauteur et d'angle au centre de 60 (figures 2 et 12).
Par une seconde opération d'estampage dans une presse où le lopin est centré par son susdit cône de centrage, on vient creuser l'intérieur du bloc ainsi réalisé d'un trou borgne de diamètre inté- rieur de 40 millimètres, tandis que le diamètre extérieur du bloc est ramené à environ 55 millimètres et sa longueur à environ 77 mil- limètres et que l'épaisseur du fond de l'espèce de coupelle ainsi
<Desc/Clms Page number 5>
réalisée est laissée égale à environ 23 millimètres (figures 3 et 13).
Par une troisième opération d'estampage, de préférence précédée d'un réchauffage à 1000 , on vient étirer les parois la- térales de ladite coupelle de manière à lui donner une longueur totale d'environ 120 millimètres, son diamètre extérieur étant très légèrement réduit et ramené, par exemple à 52 millimètres, tandis que l'épaisseur de son fond a et le diamètre de sa cavité inté- rieure b restent inchangés (figures 4 et 14).
On obtient ainsi le tube borgne dont il a été question plus haut et qui pourrait d'ailleurs être établi de toute autre ma- nière, par exemple en partant d'un tube dont on aurait refoulé l'une des extrémités de manière à constituer un bouchon d'épaisseur con- venable.
Avant de passer à la suite du façonnage de la cavité in- terne de la soupape, on ébauche avantageusement la tête de ladite soupape, par exemple en ayant recours à un poinçon s'enfonçait dans la cavité a et refoulant le métal contre les patois de matrices appropriées comportées par la presse. On profite également de cette opération pour faire venir, au centre de la tête, un teton a (figu- res 5 et 15).
Cela fait, on rétreint,en l'étirant,le tube borgne réalisé ainsi qu'il vient d'être indiqué, à l'exception de son extrémité fermée, de manière à obtenir la tige creuse de la soupape.
Cette opération se fait avantageusement en deux passes entre lesquelles on procède à un réchauffage à 1000 environ.
Par la première passe on ramène la tige de la soupape à un diamètre extérieur d'environ 55 millimètres, la longueur to- tale passant à 150 millimètres (figures 6 et 16).
Et, par la seconde, on la ramène à un diamètre d'environ 27 millimètres, la longueur restant sensiblement la même (figures 7 et 17).
Ces opérations de retreint accompagnées d'un étirage se font par exemple dans une machine à retreindre d'un type courant
<Desc/Clms Page number 6>
comportant deux mâchoires hémicylindriques entre lesquelles la pièce à façonner est forcée de pénétrer par un orifice en forme d'en%on- noir, en mono temps que ladite pièce tourne selon son axe.
On a ainsi obtenu une ébauche de soupape dont la tige est percée d'une cavité cylindrique d de 10 millimètres environ de dia- mètre, aboutissent à l'extrémité de ladite tige et se terminant, dans l'intérieur même de la tête, par un évasement e en forée de champignon.
Bien entendu, une fois cette ébauche réalisée, on peut terminer la soupape en ayant recours à tout mode de réalisation approprié.
A cet effet, par exemple, on calibrera la tête par une opération d'estampage convenable (figures 8 et 18), puis, au tout, on viendra diminuer le diamètre extérieur de la tige de soupape de manière à lui donner partout le même diamètre, sauf dans une zone bien déterminée (qui pourra être située en tout endroit convenable de la tige, par exemple à son extrémité libre, figure 9, ou en son milieu, figure 19) où l'on laissera subsister un bourrelet extérieur f dont les dimensions seront déterminées de manière à permettre, lorsqu'on refoulera. ainsi que connu, ce bour- relet vers l'intérieur de la tige (figures 10 et 20) après avoir, de préférence.
usiné l'intérieur de la cavité cylindrique d, de réaliser, dans cette dernière, une sorte de bouchon la fermant complètement à l'exception d'un passage h par lequel sera intro- duit par la suite l'agent refroidisseur.
On terminera alors la soupape, d'une manière appropriée quelconque, notamment en l'usinant extérieurement, en la traitant thermiquement de la façon appropriée, en y. introduisant l'agent refroidisseur et en fermant le passage h,
En suite de quoi, on aura réalisé une soupape dont tout le façonnage aura été effectué par des opérations de forge, donc qui sera très économique à établir, surtout stil s'agit de fabri- cation en grande série.
<Desc/Clms Page number 7>
Il y:, a lieu de remarquer que, dans la tête de la sou- pape, les fibres du métal ne seront nulle part interrompues ainsi que cela est lé cas pour les soupapes à cavité interne usinée. Ainsi la parol faisant face à la chambre de compression du moteur ris- quera moins de se détacher que si les fibres du métal étaient in- terrcmpus.
Comme il va de soit et comme il ressort d'ailleurs déjà
EMI7.1
do te qui procède, lt1nvention ne eb limite aUCUMMent à celui de ab* des dtappl1cation, non plue qu.à *eux des modes de réalisa- tion de ses diverses parties, ayant plue particulièrement été en-
EMI7.2
visagéet elle en embreaae au contraire toutes les variantes.