FR2792679A1 - Dispositif reglable de commande de soupapes et procede de reglage d'un tel dispositif - Google Patents
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Abstract
Le dispositif de commande de soupapes à déplacement linéaire suivant un axe comprend des actionneurs en nombre égal à celui des soupapes. Chaque actionneur a une palette en matériau ferro-magnétique fixée à une tige de poussée de soupape et au moins un ressort de rappel dont une extrémité est en appui contre la tige et l'autre extrémité est en appui contre des moyens d'ancrage fixes, ajustables en position par rapport à un boîtier de l'actionneur. Les moyens d'ancrage comprennent une roue dentée rotative autour de l'axe de la tige et en appui contre le boîtier, ayant une partie filetée et une coupelle taraudée d'appui du ressort. La coupelle est immobilisée en rotation et elle a un taraudage de réception de la partie filetée. Un passage est ménagé entre les actionneurs de deux soupapes adjacentes pour livrer passage à un outil de réglage (42) comportant un secteur denté d'engrènement de la roue dentée (40).
Description
t
DISPOSITIF REGLABLE DE COMMANDE DE SOUPAPES ET
PROCEDE DE REGLAGE D'UN TEL DISPOSITIF
L'invention concerne les dispositifs de commande de soupapes à déplacement linéaire suivant un axe, comprenant des actionneurs en nombre égal à celui des soupapes, chaque actionneur ayant une palette en matériau ferro-magnétique fixée à une tige de poussée de soupape et au moins un ressort de rappel dont une extrémité est en appui contre la tige et l'autre extrémité est en appui contre des moyens d'ancrage fixes, ajustables en position par rapport à un boîtier de l'actionneur contenant des électro-aimants de commande linéaire de la palette de façon à fixer une
position de repos de la palette.
Les actionneurs de ce genre peuvent avoir deux ressorts de rappel antagonistes (brevet US 4 614 170 ou demande de brevet FR 98 12489) ou un seul ressort travaillant alternativement en traction et en compression (demande de brevet FR 98 11670). Ils peuvent avoir une seule bobine (demandes de brevet FR 98 12489 et 99 04472) ou deux bobines. L'invention vise notamment à fournir un dispositif de commande de soupapes dont les moyens de réglage sont compacts et permettent le réglage une fois le dispositif
monté sur la culasse d'un moteur et en un délai très court.
L'invention propose dans ce but un dispositif caractérisé en ce que les moyens d'ancrage comprennent une roue dentée rotative autour de l'axe de la tige et en appui contre le boîtier, ayant une partie filetée et une coupelle taraudée d'appui du ressort, immobilisée en rotation, et ayant un taraudage de réception de la partie filetée, le dit ressort maintenant la roue dentée en appui contre le boîtier, et en ce qu'un passage est ménagé entre les actionneurs de deux soupapes adjacentes pour un outil de
réglage rotatif destiné à faire tourner la roue.
Dans un mode particulier de réalisation, l'outil de réglage comporte un secteur denté d'engrènement de la roue dentée. Dans un autre mode de réalisation, un secteur ou pignon engrenant la roue est monté à demeure dans le boîtier. Il est prévu pour recevoir 1' outil. Pour cela il peut présenter une empreinte ou un trou polygonal de forme correspondant à celle de l'extrémité de l'outil. Dans cette réalisation un pignon ou secteur peut être prévu pour chaque roue. Les secteurs ou pignons de deux actionneurs adjacents peuvent être décalés l'un par rapport à l'autre dans le sens transversal à la direction d'alignement des actionneurs
pour réduire l'encombrement.
Les moyens de réglage peuvent ainsi être placés dans l'encombrement axial du ressort unique ou supérieur et n'augmentent pas l'encombrement axial du dispositif. Le réglage peut être effectué alors que l'actionneur est en place. Dans un mode avantageux de réalisation, la coupelle taraudée est immobilisée en rotation par une bague interposée entre le ressort et la coupelle, ayant des ergots en saillie dans le boîtier et un clavetage coulissant avec
la coupelle.
L'invention propose également un procédé de réglage d'un dispositif du genre ci-dessus défini. Suivant ce procédé: - (a) on insère un outil de réglage dans chaque passage et on engrène le secteur denté correspondant avec une roue dentée respective, - (b) on mesure la position axiale de repos de la tige de chaque actionneur, - (c) on fait tourner la roue de chaque actionneur jusqu'à amener la tige dans une position déterminée par rapport à la culasse ou au boîtier de l'actionneur respectif, et (d) on répète les opérations (b) et (c) après avoir déplacé latéralement 1' outil dans le passage pour que les secteurs dentés engrènent une autre roue,
placée de l'autre côté du passage.
Dans le premier mode de réalisation, on déplace latéralement l'outil après l'avoir inséré pour engrener son secteur denté sur une roue, puis sur l'autre. Dans le second cas, on l'engage d'abord dans un secteur ou pignon,
puis dans l'autre.
Il est possible d'effectuer le réglage de plusieurs roues à la fois en utilisant plusieurs outils que l'on insère simultanément et une électronique de réglage fonctionnant en temps partagé. Toutefois il sera généralement préférable d'effectuer des réglages successifs en introduisant manuellement un même outil successivement dans les différents passages, le réglage s'effectuant ensuite automatiquement à l'aide d'une électronique en
boucle fermée mise en action par une commande manuelle.
Dans tous les cas la durée de réglage du dispositif peut être très courte du fait que le réglage peut être automatisé en commandant l'outil à l'aide d'une électronique qui reçoit le signal de sortie d'un capteur de la position de la palette qui peut être du type décrit dans la demande de brevet déposée le même jour que la présente demande pour " Actionneur linéaire électromagnétique à capteur de position ". Il est possible de régler la moitié des actionneurs à la fois avec une électronique en temps partagé. Les caractéristiques ci-dessus ainsi que d'autres
apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit
d'un mode particulier de réalisation, donné à titre
d'exemple non limitatif. La description se réfère aux
dessins qui l'accompagnent, dans lesquels: - la figure 1 est une vue du dispositif en coupe suivant un plan passant par l'axe d'un actionneur et orthogonal à la direction d'une file d'actionneurs; - la figure 2 est une vue en coupe d'une fraction du dispositif de réglage, en coupe suivant un plan passant par l'axe d'un actionneur; - la figure 3 est une vue en perspective montrant la face inférieure d'un actionneur du dispositif, incomplet; - la figure 4 est une vue de dessous d'un jeu de quatre actionneurs, montrant l'engrènement des secteurs sur les roues; - la figure 5 est une vue de détail de dessous,
montrant un cliquet de blocage de roue.
Le dispositif suivant l'invention est destiné à être monté sur la culasse 12 d'un moteur. Il comporte par exemple une ligne de huit actionneurs disposés cote à cote et commandant chacun une soupape. L'actionneur montré en figure 1 a un boîtier constitué de plusieurs pièces 14, 16
et 18 empilées et assemblées par des moyens non représentés.
Ces pièces sont en matériau non ferromagnétique, par exemple
en alliage léger. Le boîtier est fixé sur la culasse 12.
L'actionneur comporte une palette 22 en matériau ferromagnétique fixée sur une tige 24 d'entraînement de la soupape 25. En général, plusieurs soupapes sont montées cote à cote et on ne dispose que d'une largeur faible pour chaque actionneur dans la direction perpendiculaire au plan de la figure 1. Cela conduit à donner à la palette une forme rectangulaire. La palette ne peut alors pas tourner dans la pièce 16 mais les moyens d'appui de la tige sur la queue de soupape permettent à celle-ci de tourner. Deux ressorts de rappel 28a et 28b sont prévus pour maintenir la soupape au repos dans une position sensiblement médiane entre la position de fermeture et la position de pleine ouverture. Un des ressorts 28a est comprimé entre un plateau 30 fixé à la tige 24 par des demi-lunes 32 et des moyens de réglage. L'autre ressort 28b est comprimé entre un plateau 31 fixé à la queue de soupape et le fond du puits de soupape ménagé dans la culasse. Le jeu de distribution entre la tige levée et la soupape fermée garantit l'étanchéité. L'actionneur peut aussi être utilisé avec un ressort unique travaillant en traction/compression et/ou complété d'un amortisseur élastique assurant l'étanchéité à la fermeture de la soupape, comme indiqué dans le brevet français No. 98 11 670, ce qui permet de constituer la tige et la queue de soupape d'une seule pièce. Une extrémité du ressort est fixée au boîtier par les - moyens d'ancrage autorisant sa rotation et l'autre extrémité est fixée à la tige, munie de moyens destinés à la solidariser en translation axiale de la queue de soupape, le dit ressort tendant à maintenir la soupape dans une position médiane entre une position de fermeture et une position de pleine
ouverture.
Un premier électro-aimant, destiné à provoquer la venue de la soupape en position de fermeture, est placé dans la pièce 14. Il comprend un noyau en matériau ferromagnétique,
avantageusement feuilleté, et une bobine.
Un second électro-aimant, destiné à amener la soupape en position de pleine ouverture, comporte un noyau ferromagnétique, également feuilleté en général, et une
bobine, placés dans la pièce 18.
Les noyaux ont, comme la palette, une forme générale rectangulaire. Les moyens de réglage, représentés à grande échelle sur la figure 2, constituent des moyens d'ancrage ou d'appui pour le ressort 28a. Ils comprennent une roue dentée 40 rotative autour de l'axe de la tige et en appui contre le boîtier. Dans le mode de réalisation illustré la roue tourne
sur un prolongement tubulaire ou cheminée 33 de la pièce 18.
La roue 40 se prolonge par une partie inférieure filetée sur laquelle est vissée une coupelle taraudée 34 d'appui du ressort 28a. La coupelle est immobilisée en rotation par rapport au boîtier. Dans le mode de réalisation illustré une bague 36 en matériau à faible coefficient de frottement est montée sur la coupelle taraudée 34 par des moyens de clavetage coulissant. Des ergots de la bague 36, non visibles sur la figure 2, immobilisent la bague en rotation par rapport au boîtier. Une rondelle 38 transmet la pression du ressort 28a à la coupelle et de là à la bague. Le ressort 28a maintient ainsi la roue dentée en appui contre
le boîtier.
Le mode de montage peut alors être le suivant. La coupelle taraudée 34 est vissée sur la roue dentée 40. Le
sous-ensemble ainsi formé est glissé sur la cheminée 33.
Puis la bague 36, la rondelle d'appui 38, le ressort 28a, son plateau d'appui 30 avec les deux demi-lunes sont successivement montés. La coupelle taraudée est bloquée en rotation. L'actionneur est monté sur la culasse équipée de
la soupape et du ressort 28b.
Une fois tous les actionneurs en place, le réglage du dispositif est effectué soit sur plusieurs actionneurs à la fois, soit successivement. Pour cela on utilise un outil 42 qui est introduit entre deux actionneurs adjacents dans l'espace entre deux cylindres, puis dans un passage délimité
par deux évidements en regard 44, de section semi-
circulaire, ménagées dans la pièce 18 des deux cotés du boîtier (fig. 4). Dans le cas illustré sur la figure 3, cet outil se termine par un secteur denté 46 destiné à s'engrener sur la roue dentée. L'outil est introduit entre deux actionneurs, puis déplacé latéralement. Il est ensuite tourné jusqu'à amener l'équipage mobile dans une position de consigne. Pour détecter la position instantané de l'équipage mobile, l'actionneur est muni d'un capteur tel qu'un capteur de Hall du genre décrit dans la demande de brevet français
98 12940.
Une fois le réglage effectué, la coupelle taraudée 34 peut être immobilisée. Pour cela on peut prévoir un cliquet élastique 48 (fig. 5) placé dans un évidement du boîtier et muni de dents qui s'engagent dans celles de la roue. Après réglage le cliquet est bloqué par déformation d'un ergot de ce cliquet dans une encoche 50 de la pièce 18. Cette déformation est réversible si on souhaite pouvoir reprendre
le réglage.
Comme indiqué plus haut, un banc de réglage peut comporter plusieurs outil introduits simultanément dans le dispositif, par exemple au nombre de cinq dans le cas d'un dispositif de commande d'une ligne de soupapes d'un moteur à seize soupapes. Dans ce cas, illustré sur la figure 4, les outils sont amenés d'abord dans la position indiquée en traits pleins. Quatre actionneurs sont réglés à la fois, à l'aide d'un circuit de commande des outils fonctionnant en boucle fermée et en temps partagé, ou successivement sans intervention d'un opérateur. Puis les outils sont amenés dans la position montrée en tirets et les quatre autres
actionneurs sont réglés.
Dans une variante, un seul outil est prévu et il est
engagé manuellement successivement dans cinq passages.
Dans une autre variante encore, non représentée, un secteur ou pignon engrenant la roue est monté à demeure dans le boîtier de chaque actionneur et est prévu pour recevoir l'outil. Le secteur ou pignon présente une empreinte ou un trou polygonal de forme correspondant à celle de l'extrémité d' un outil adapté, un pignon ou secteur étant prévu pour chaque roue dentée. Les secteurs ou pignons de deux actionneurs adjacents sont décalés l'un par rapport à l'autre dans le sens transversal à la direction d'alignement
des actionneurs pour éviter qu'ils n'interfèrent.
Claims (11)
1. Dispositif de commande de soupapes à déplacement linéaire suivant un axe, comprenant des actionneurs en nombre égal à celui des soupapes, chaque actionneur ayant une palette (22) en matériau ferro- magnétique fixée à une tige de poussée de soupape et au moins un ressort de rappel dont une extrémité est en appui contre la tige et l'autre extrémité est en appui contre des moyens d'ancrage fixes, ajustables en position par rapport à un boîtier de l'actionneur contenant des électro- aimants de commande linéaire de la palette de façon à fixer une position de repos de la palette, caractérisé en ce que les moyens d'ancrage comprennent une roue dentée (40) rotative autour de l'axe de la tige et en appui contre le boîtier, ayant une partie filetée, et une coupelle (34) d'appui du ressort, immobilisée en rotation, et ayant un taraudage de réception de la partie filetée, le dit ressort maintenant la roue dentée en appui contre le boîtier, et en ce qu'un passage est ménagé -entre les actionneurs de deux soupapes adjacentes pour livrer passage à un outil de réglage rotatif destiné à faire tourner la
roue.
2. Dispositif de réglage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'outil comporte un secteur denté
d'engrènement de la roue dentée.
3. Dispositif de réglage suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'un secteur ou pignon engrenant la roue est monté à demeure dans le boîtier et est prévu pour
recevoir l'outil.
4. Dispositif de réglage suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le secteur ou pignon présente une empreinte ou un trou polygonal de forme correspondant à celle de l'extrémité de l'outil, un pignon ou secteur étant prévu pour chaque roue.
5. Dispositif de réglage suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les secteurs ou pignons de deux actionneurs adjacents sont décalés l'un par rapport à l'autre dans le sens transversal à la direction d'alignement
des actionneurs.
6. Dispositif de réglage suivant l'une quelconque des
revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la coupelle
taraudée est immobilisée en rotation par une bague (36) interposée entre le ressort et la coupelle, ayant des ergots en saillie dans le boîtier et un clavetage coulissant avec
la coupelle.
7. Dispositifderéglage suivantlarevendication 6,caractérisé en ce qu'une rondelle d'appui est interposée entre le ressort et
la bague.
-8. Dispositif de réglage suivant l'une quelconque des
revendications 1 à 7, caractérisé en ce que chaque
actionneur comporte deux ressorts, dont l'un est comprimé entre la coupelle et un organe fixé à la tige et l'autre est comprimé entre la culasse d'un moteur comportant les soupapes et la queue de soupape pour tendre à fermer la soupape.
9. Dispositif de réglage suivant l'une quelconque des
revendications 1 à 7, caractérisé en ce que chaque
actionneur comporte un seul ressort dont une extrémité est fixé au boîtier par les moyens d'ancrage autorisant sa rotation et l'autre extrémité est fixée à la tige, munie de moyens destinés à la solidariser en translation axiale de la queue de soupape, le dit ressort tendant à maintenir la soupape dans une position médiane entre une position de
fermeture et une position de pleine ouverture.
10. Dispositif de réglage selon l'une quelconque des
revendications 1 à 8, caractérisé en ce que chaque
actionneur comporte une seule bobine.
11. Procédé de réglage d'un dispositif suivant l'une
quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce
que: - (a) on insère un outil de réglage dans chaque passage et on engrène le secteur denté correspondant avec une roue dentée respective, - (b) on mesure la position axiale de repos de la tige de chaque actionneur, - (c) on fait tourner la roue de chaque actionneur jusqu'à amener la tige dans une position déterminée par rapport à la culasse ou au boîtier de l'actionneur respectif, et - (d) on répète les opérations (b) et (c) après avoir déplacé latéralement les outils dans les passages pour que leurs secteurs dentés engrènent d'autres
roues, placées de l'autre côté des passages.
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