FR2788810A1 - Dispositif de culbuteur pour moteur a explosion - Google Patents
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Abstract
Le dispositif de culbuteur pour la commande de soupapes d'un moteur à explosion, est du type comprenant un corps 101 formant levier pourvu d'un galet 108 monté libre en rotation sur un axe 107 monté entre deux parois latérales 102 dudit corps, le galet étant prévu pour coopérer avec une came 116 de l'arbre à came du moteur, de façon que la rotation de l'arbre à came 116 entraîne le pivotement périodique du levier et l'actionnement de la soupape. Le dispositif comprend au moins une buse de lubrification 122 apte à diriger un jet de lubrifiant vers l'axe 107 du galet 108 dans une zone comprise entre l'une des parois latérales du corps de culbuteur 102 et une face latérale du galet 108, ladite face latérale étant disposée du côté de la dite paroi latérale.
Description
l
DISPOSITIF DE CULBUTEUR POUR MOTEUR A
EXPLOSION.
La présente invention concerne le domaine des culbuteurs
utilisés pour la commande de soupapes dans les moteurs à explosion.
Généralement, un culbuteur comporte un corps en forme de levier reposant par une première extrémité, munie d'un élément de pivotement, sur un élément d'appui fixe sur lequel le levier peut pivoter, et venant coopérer par une seconde extrémité, opposée à la première et
munie d'un élément de poussée, avec une tige de soupape.
Un galet est disposé entre les deux extrémités du levier et monté fou sur ledit levier. Le galet est en contact permanent avec une came de l'arbre à came du moteur, de telle sorte que la rotation de la came provoque
le pivotement périodique du levier et l'actionnement de la tige de soupape.
Le galet se présente généralement sous la forme d'un rouleau cylindrique monté en rotation sur un axe fixe par l'intermédiaire d'aiguilles ou d'un coussinet lisse. L'axe fixe supportant le galet est monté dans des ouvertures aménagées dans les parois latérales du corps de culbuteur et solidarisé audit corps par des moyens appropriés, tels qu'un montage par ajustement serré et/ou par repoussage de matière (bouterollage). Le corps de culbuteur pivote sur l'élément d'appui fixe au moyen d'une calotte sphérique, l'extrémité dudit élément d'appui étant également de forme
sphérique.
Un culbuteur peut également être pourvu d'un élément de pivotement disposé entre le galet et l'élément de poussée. Dans ce cas, le galet occupe une position d'extrémité tandis que l'élément d'appui occupe
une position centrale.
Le document EP-A-0831206 décrit un culbuteur pourvu d'un galet supporté par un coussinet dont les bords d'extrémités sont arrondis
pour favoriser la formation d'un film de lubrifiant.
Le document US-A-5325825 décrit un culbuteur pourvu d'un système de lubrification dans lequel l'huile sous pression est acheminée, via l'élément d'appui, à travers une buse aménagée sur la calotte sphérique de la surface d'appui, ladite buse projetant le lubrifiant sous pression vers
la zone de contact entre le galet de culbuteur et la came de l'arbre à came.
Un des problèmes à résoudre dans ces dispositifs est de garantir
une lubrification satisfaisante à l'intérieur du galet.
La présente invention a pour objet de proposer un culbuteur dans lequel le lubrifiant est convenablement réparti et parvient à pénétrer entre les parois latérales du culbuteur et les faces latérales du galet, et à l'intérieur du galet pour une lubrification interne satisfaisante entre les
surfaces cylindriques en mouvement relatif.
Le dispositif de culbuteur pour la commande de soupapes d'un moteur à combustion interne, selon l'invention, est du type comprenant un corps formant levier pourvu d'un galet monté libre en rotation sur un axe monté entre deux parois latérales dudit corps. Le galet est prévu pour coopérer avec une came de l'arbre à came du moteur, de façon que la rotation de l'arbre à came entraîne le pivotement périodique du levier et l'actionnement de la soupape. Le dispositif comprend au moins une buse de lubrification apte à diriger un jet de lubrifiant vers l'axe du galet dans une zone comprise entre l'une des cloisons latérales du corps du culbuteur et une face latérale du galet, la dite face latérale étant disposée du côté de
la dite cloison.
Avantageusement, le corps comprend un élément de pivotement apte à coopérer avec un élément d'appui, et une surface de commande apte
à actionner une soupape.
Avantageusement, chaque buse est formée dans l'élément de pivotement et traverse le dit élément de pivotement pour recevoir le
lubrifiant en provenance de l'élément d'appui fixe.
Avantageusement, le dispositif comprend un canal formé sur au moins une cloison latérale, dans une zone de réception du lubrifiant, et s'étendant le long du corps de culbuteur au moins entre une zone de réception du lubrifiant et l'axe du galet. Le canal facilite l'arrivée de 1 'I lubrifiant entre la paroi latérale du corps de culbuteur et la face latérale du
galet, ainsi qu'à l'intérieur du galet.
Dans un mode de réalisation de l'invention, le canal est formé par estampage. Avantageusement, le dispositif comprend au moins une buse de lubrification apte à diriger un jet de lubrifiant vers l'axe du galet dans une zone comprise entre l'autre paroi latérale et l'autre face latérale du galet, la dite autre face latérale étant disposée du côté de la dite autre paroi latérale. Dans un mode de réalisation de l'invention, le dispositif comprend au moins une buse de lubrification apte à diriger un jet de
lubrifiant vers une surface extérieure du galet et vers la came.
Avantageusement, le corps de culbuteur est réalisé en tôle emboutie. Dans un mode de réalisation de l'invention, le galet est disposé
entre l'élément de pivotement et la surface de commande de soupape.
Dans un mode de réalisation de l'invention, le galet est monté sur
son axe par un coussinet lisse.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le galet est
monté sur son axe au moyen d'éléments roulants.
L'invention permet d'améliorer considérablement la lubrification entre le galet et le tourillon qui le supporte ainsi qu'entre le galet et les parois latérales du corps de culbuteur. On peut utiliser en toute sécurité des galets à coussinet lisse sans craindre de problèmes de lubrification. L'utilisation de galets à coussinet lisse permet, pour une même capacité de charge que des galets à aiguilles, de pouvoir réduire le diamètre extérieur du galet avec les avantages qui en découlent, à savoir une aptitude à suivre avec précision la surface de contact de la came même lorsque celle-ci comporte des portions légèrement concaves. En effet, un coussinet peut être de faible épaisseur par rapport au diamètre des aiguilles que l'on utiliserait dans un galet à aiguilles, ce qui permet de réduire le diamètre extérieur du galet tout en conservant un axe de même section ou d'utiliser un axe de diamètre légèrement supérieur, ce qui améliore la rigidité de l'ensemble, ou encore de combiner ces deux
avantages.
La présente invention sera mieux comprise à l'étude de la
description détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre
d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un culbuteur, selon l'art antérieur, monté dans son environnement; la figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'un culbuteur conforme à l'invention; la figure 3 est une vue en coupe selon III-III du corps de culbuteur de la figure 2; et
la figure 4 est une vue en coupe selon IV-IV de la figure 2.
Comme on peut le voir sur la figure 1, un culbuteur selon l'art antérieur comprend un corps 1 de forme allongée et comportant deux parois latérales, seule la paroi 2 étant visible sur la figure 1. A une extrémité, le corps 1 comprend un élément de pivotement 3 disposé entre les deux parois latérales et les réunissant. L'élément de pivotement 3 est pourvu d'une calotte 4 hémisphérique. A l'extrémité opposée du corps 1, est prévu un élément de poussée 5 sous la forme d'une traverse réunissant
les deux bras et pourvu d'une surface inférieure 6 légèrement convexe.
Entre les deux extrémités, un axe 7 est disposé entre les deux parois latérales et est solidaire de chacune d'elle. L'axe 7 supporte un galet 8 par l'intermédiaire d'une pluralité d'aiguilles 9 disposées entre la surface cylindrique extérieure de l'axe 7 et l'alésage cylindrique du galet 8. Le galet 8 est ainsi libre en rotation autour du tourillon 7 et disposé entre les
deux cloisons.
L'élément de pivotement 3 coopère avec un élément d'appui 10 comprenant une surface d'appui 1 1 convexe et de forme sphérique adaptée à la calotte sphérique 4. L'élément d'appui 10 est monté sur d'autres parties, non représentées, du moteur. L'élément d'appui 10 est traversé par un conduit de lubrifiant 12 qui débouche au sommet 13 de la surface d'appui 1 1, pour amener du lubrifiant sous pression en provenance, par exemple, d'une pompe à huile, non représentée, du moteur. Au débouché du conduit de lubrifiant 12, la calotte sphérique 4 est pourvue d'un creux 14 de dimension supérieure à celle du conduit 12, de façon que le lubrifiant puisse passer du conduit 12 au creux 14 lors de variations d'inclinaison du culbuteur par rapport à l'élément d'appui 10. A partir du creux 14, un conduit 15 formant une buse s'étend en direction du point de contact entre le galet 8 et la came et débouche à l'extérieur entre les deux
cloisons latérales.
Une came 16 montée à rotation autour d'un arbre 17 est pourvue d'une surface de commande 18 en contact avec la surface extérieure cylindrique 8a du galet 8. La rotation de la came 16, lors de la rotation du moteur, provoque le déplacement du galet 8 et le pivotement du culbuteur autour de l'élément d'appui 10. Le conduit 15 de l'élément de pivotement 3 projette un jet de lubrifiant vers le point de contact entre la surface extérieure cylindrique 8a du galet et la surface de commande 18 et permet à un film de lubrifiant de se former entre la surface de commande 18 de la came 16 et la surface extérieure cylindrique 8a du galet 8, permettant ainsi un bon fonctionnement et évitant les risques de grippage ou d'usure
prématurée des surfaces.
La surface convexe 6 de l'élément de poussée 5 est en contact avec une tige de soupape 19 dont seule la partie supérieure a été représentée sur la figure 1. La tige de soupape 19 est pourvue d'une surface supérieure 20 arrondie et convexe, de forme adaptée à celle de la surface convexe 6. La tige 19 est apte à se déplacer en translation dans le sens de la flèche référencée 21. En fonctionnement, la rotation de la came 16 provoque le pivotement régulier du culbuteur autour de l'élément d'appui et l'actionnement de la tige de soupape 19 en translation. Le galet 8 est
en conctact de roulement avec la surface de commande 18 de la came 16.
Sur les figures 2 à 4, les références des éléments semblables à ceux de la figure 1 ont été augmentées du nombre 100. Les figures 2 à 4
illustrent un mode de réalisation d'un culbuteur selon l'invention.
L'élément de pivotement 103 est percé de trois trous formant des buses de projection de lubrifiant et qui s'étendent depuis la calotte sphérique 104 en traversant l'épaisseur de l'élément de pivotement 103. Le trou 115 est semblable à celui illustré sur la figure 1. Deux trous 122 sont prévus, symétriques par rapport au plan de symétrie longitudinale du culbuteur. L'un des trous 122 est orienté vers l'interstice qui sépare la paroi latérale 102 et le galet 108. L'autre trou 122 est orienté vers l'interstice qui sépare l'autre cloison 125 et le galet 108. Chaque trou 122 est orienté sensiblement en direction de l'axe 107, de façon que le lubrifiant pénètre entre chaque cloison 102, 125 et le galet 108 et à
l'intérieur du galet 108.
Plus précisément, on voit que chaque paroi latérale 102, 125 est pourvue d'une surface intérieure 102a, 125a plane et perpendiculaire à l'axe géométrique du galet 108. Le galet 108 comprend également deux faces latérales radiales 108b et 108c. Les surfaces 102a, 125a font respectivement face aux surfaces radiales 108b, 108c. Chaque paroi latérale 102, 125 est pourvu d'un dégagement en creux 124 sur sa surface intérieure 102a, 125a. Le dégagement, de faible profondeur, présente une forme allongée entre l'axe 107 et l'élément de pivotement 103. Chaque dégagement 124 s'étend au moins depuis l'axe 107 jusqu'au-delà de la périphérie du galet 108, de façon qu'il forme un canal permettant au lubrifiant projeté par un trou 122, d'une part de se répartir plus facilement entre la surface interne 102a, 125ade la paroi 102, 125 et la face radiale 108b, 108c du galet 108, et d'autre part de se répandre dans l'alésage du galet 108. A cet effet, on voit sur la figure 4, que chaque trou 122 est orienté de façon que le jet de lubrifiant issu dudit trou 122 soit projeté dans
le canal 124.
Un coussinet lisse 123 monté dans le galet 108 et solidaire de celui-ci permet la rotation libre dudit galet par rapport à l'axe 107. Le galet 108 peut ainsi être de diamètre réduit par rapport à celui de la figure 1, dans la mesure o un coussinet lisse occupe un espace radial inférieur à celui occupé par un jeu d'aiguilles. Cette réduction du diamètre extérieur du galet 108 lui permet de suivre mieux le contour 118 de la came 116, notamment si celui-ci comporte des portions concaves. Le remplacement des aiguilles par un coussinet lisse 123 est autorisé par l'amélioration de la
lubrification qu'assurent les trous 122 et les canaux 124.
Le corps de culbuteur est avantageusement réalisé en tôle emboutie. Les canaux 124 seront réalisés de façon économique par
déformation locale des surfaces 102a, 125a par estampage.
Bien entendu, la présente invention pourrait être utilisée avec un
galet monté sur l'axe par l'intermédiaire de tout type d'élément roulant.
Le culbuteur selon l'invention peut également être dépourvu de trou 115 servant à la lubrification came/galet, cette fonction pouvant être
assurée par d'autres moyens indépendants.
Grâce à l'invention, on dispose d'un culbuteur économique, de rigidité élevée, de masse faible et dont l'excellente lubrification permet l'utilisation de coussinets lisses qui eux-mêmes autorisent une réduction du diamètre extérieur du galet et un meilleur suivi du contour de la came.
Claims (10)
1. Dispositif de culbuteur pour la commande de soupapes d'un moteur à explosion, du type comprenant un corps (101) formant levier pourvu d'un galet (108) monté libre en rotation sur un axe (107) monté entre deux parois latérales(102, 125) dudit corps, le galet étant prévu pour coopérer avec une came (116) de l'arbre à came du moteur, de façon que la rotation de l'arbre à came entraîne le pivotement périodique du levier et l'actionnement de la soupape, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins une buse de lubrification (122) apte à diriger un jet de lubrifiant vers l'axe (107) du galet dans une zone comprise entre l'une des parois latérales du corps de culbuteur (102, 125) et une face latérale (108b, 108c)
du galet, ladite face latérale étant disposée du côté de la dite paroi latérale.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le corps comprend un élément de pivotement (103) apte à coopérer avec un élément d'appui, et une surface de commande (106) apte à coopérer avec une soupape, et que chaque buse est formée dans l'élément de pivotement et traverse ledit élément de pivotement pour recevoir le lubrifiant en
provenance de l'élément d'appui fixe.
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il comprend un canal (124) formé sur au moins une paroi, et s'étendant le long du corps de culbuteur au moins entre une zone de réception du
lubrifiant et l'axe du galet.
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que
le canal est formé par estampage.
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications
précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins une buse de lubrification apte à diriger un jet de lubrifiant vers l'axe du galet (107) dans une zone comprise entre l'autre paroi latérale du corps de culbuteur et l'autre face latérale du galet, ladite autre face latérale étant disposée du
côté de la dite autre paroi paroi latérale.
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications
précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins une buse de lubrification apte à diriger un jet de lubrifiant vers une surface extérieure
(108a) du galet et vers la came.
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications
précédentes, caractérisé par le fait que le corps de culbuteur est réalisé en
tôle emboutie.
8. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la galet est disposé entre l'élément de pivotement et la surface de
commande de soupape.
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications
précédentes, caractérisé par le fait que le galet est monté à rotation sur son
axe par un coussinet lisse (123).
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8,
caractérisé par le fait que le galet est monté à rotation sur son axe au moyen
d'éléments roulants.
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