Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
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La pr~sente invention est relative ~ une amélio-
ration dans les systèmes de soupape d'admission et d'échappe-
ment pour les moteurs ~ combustion interne. Plus pr~cisément,
l'inventionconcerne une soupape rotative améliorée~
La plupart des moteurs actuels utilisent un système
d'admission du mélange air essence et d'échappement des gaz
br~lés assez complexe, comprenant des soupapes dites en
"champignon", ressorts de soupapes, arbres à cames, tiges et
culbuteurs de soupapes. Toutes ces pièces nécessitent une
très grande précision d'usinage et sont dispendieuses à
fabriquer, sans compter les réajustements des soupapes qui
doivent 8tre effectués après un certain temps d'utilisation.
Il a déjà ét~ proposé de remplacer toutes les
pièces mentionnees ci-dessus par deux cylindres creux percés
de trous à leur périphérie et montés en rotation dans le
carter de soupape~ De tels cylindres qui constituent ainsi
des soupapes "rotatives" ont été décritsr par exemple, ~ans -
les brevets canadiens Nos 161,178 et 275,838. Or, on parle
souvent des problèmes de dilatation thermique reliés aux
moteurs à soupapes rotatives~ La chaleur produite par le
moteur fait dilater les soupapes et celles-ci se coincent
dans leur palier de roulement. Cet inconvénient est un sérieux
handicap au sujet de l'étanchéité de ces soupapes lorsqulelles
sont fermées.
La présente invention a pour but de remédier ~
ces inconvénients et de proposer une soupape rotative amélio-
rée permettant d'éliminer les problèmes de dilatation thermi-
que~
L'invention a donc pour object une soupape rota-
tive pour un moteur ~ combustion interne comportant au moinsun cylindre dé~inissant une chambre de combustion et pourvu
-
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d'une t~te munie d'orifices d'admission et d'échappement. La
soupape rotative selon l'invention est caractérisée en ce
qu'elle comprend un corps cylindrique creux permettant le
passage intérieur de matières gazeuses et comportant sur sa
périphérie externe une bague conique définissant une surface
a~gulaire destinée à s'appuyer de façon étanche contre un siège
de soupape correspondant formé dans un carter de soupape du
moteur. Cette bague est pourvue d'une canalisation communi-
. quant avec l'int~rieur du corps cylindrique et faisant orifice
sur la surface angulaire de fa~on ~ coïncider lors du mouvement
rotatoire de la soupape avec l'un des orifices d'admission et
d'échappement s'étendant au travers du siège de soupape et
permettre ainsi le passage des matières gazeuses entre l'inté-
rieur du corps cylindrique et la chambre de combustion du
cylindre. Des moyens d'accouplement sont en outre prévus pour
joindre la soupape a une soupape similaire adjacente alignée
axialement de façon ~ transmettre le mouvement de rotation
d'une soupape à l'autre tout en permettant un déplacement lon-
gitudinal des soupapes 1'une par rapport à l'autre.
:~ 20 L'invention vise également un moteur à combustion
interne comprenant une série de cylindres parallèles dont les
axes longitudinaux sont disposées dans un plan commun, chaque
cylindre définissant une chambre de com~ustion et étant pourvu
d'une t8te munie d'orifices d'admission et d'échappement, un
carter de soupape dans lequel sont montés en rotation de part
et d'autre du plan commun des cylindres une rangée de soupa-
pes rotatives d'admission èt une rangée de soupapes rotat.ives
d'échappement associées respectivement aux orifices d'admis-
sion et d'~chappement, les soupapes de chaque rangée étant
align~es suivant leur axe de rotation respectif et étant cha-
cune associée à un cylindre respectif,et des moyens d'entrai-
~2~L55i~;~
nement des-tinés à la mise en rotation de chaque rangée de
soupapes rotatives. Chaque soupape rotative comprend un
corps cylindrique crel~ permettant le pas~ge intérieur de
matières gazeuses et comportant sur sa périphérie axterne une
bague conique définissant une surface angulaire s'appuyant
de façon étanche contre un siège de soupape correspondant
formé dans le carter de soupape, la bague étant pourvue d'une
canalisation communiquant avec l'intérieur du corps cylindri-
que et faisant orifice sur la surface angulaire de façon à
colncider lors du mouvement rotatoire de la soupape avec
l'un des orifices d'admission et d'échappement s'étendant
au travers d'un siège de soupape respectif et permettre
ainsi le passage des matieres gazeuses entre l'intérieur du
corps cylir,drique et la chambre de combustion d'un cylindre
respectif. Les soupapes sont reliées entre elles par des
moyens d'accouplement aptes à transmettre le mouvement de
rotation d'une soupape à l'autre tout en permettant un dépla-
cement longitudinal des soupapes l'une par rapport à l'autre.
De préférence, la bague conique est solidaire du
corps cylindrique et est disposée entre les extrémités du
corps de fa~on à diviser ce dernier en deux segments cylin-
driques de longueurs différentes.
Suivant un mode de réalisation préféré de l'inven-
tion, les moyens d'accouplement comprennent un système
d'embranchement à languettes et cannelures. Ainsi, de tels
moyens d'accouplement peuvent comprendre une série de lan-
guettes dispos~es de fa~on espacée l'une par rapport à l'autre
le long de la périphérie interne du corps cylindrique à l'une
des extrémités de ce dernier, ces languettes étant destinées
à s'embrancher de façon coulissante dans des cannelures cor-
respondantes formées ~ une extrémit~ d'une soupape adjacente.
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De préference, le corps cylindrique comporte à son autre extré-
m:ité une série de telles cannelures.
D'autres caxacteristiques et avantages de l'inven-
tion appara~tront plus clairement à la lecture de la descrip-
tion ci-après d'un mode de réalisation préféré de l'invention,
faite en référence aux dessins ci-joints, dans lesquels:
la figure 1 est une vue en perspective de deux
soupapes rotatives selon l'invention, alignées axialement
l'une par rapport à l'autre et
la figure 2 est une vue en coupe d'un moteur a
combustion interne incorporant un système ~ soupape rotative
selon l'invention.
Se ré~érant tout d'abord à la Fig. 1, la soupape
rotative 10 illustrée comprend un corps cylindrique creux 12
comportant sur sa périphérie externe une bague conique 14
solidaire du corps 12 et définissant d'une part une surface
angulaire 16 et, d'autre part, une surfac~ transversale 18
par rapport à l'axe longitudinal X. La bayue 14 est pourvue
d'une canalisation transversale 20 communiquant avec l'inté-
rieur du corps 12 et faisant orifice sur la surface angulaire16. La bague 14 est de plus disposée entre les extrémités
du corps 12 de façon ~ diviser ce dernier en deux segments
cylindriques 22 et 24, dont le segment 22 est plus long que
le segment 24.
: Des moyens d'accouplement sont prévus pour joindre
la soupape rotative 10 à une soupape identique adjacente 10'
qui est alignée suivant l'ax~ X de fa~on à pouvoir transmet-
tre le mouvement de rotation d'une soupape à l'autre tout en
permettant un déplacement longitudinal des soupapes l'une par
rappoxt à l'autre. De tels moyens d'accouplement comprennent
une série de languettes 26 disposées de façon espacée l'une
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par rapport à l'autre le long de la p~riph~rie interne du
segment 22 de la soupape 10, ~ l'extrémit~ de ce dernier. Ces
languettes 26 sont destinées à s'embrancher de façon coulis-
sante dans des cannelures correspondantes 28 formées à
l'extrémité du segment 24 de la soupape 10' adjacente. De
telles cannelures 28 sont également prévues à l'extrémité du
segment 24 de la soupape 10 de façon ~ rendre les soupapes
identiques l'une à l'autre.
La Fig. 2 illustre un moteur ~ combustion interne
incorporant une rangée de soupapes rotatives 10 alignées axia-
lement et montées en rotation dans le carter de soupape 30 du
moteur. Ce moteur comprend de façon conventionelle une série
de cylindres 32 disposés parallèlement avec leur axe longitu-
dinal s'étendant dans un plan commun, et dans chacun desquels
un piston 34 est monté coulissant. Chaque cylindre 32 définit
une chambre de combustion 36 et est pourvu à sa tête d'un
orifice d'admission 38 et d'un orifice d'échappement (non
représenté), lesquels orifices sont disposés de part et d'au-
tre du plan commun des cylindres. La rangée de soupapes
rotatives 10 qui est associée aux orifices d'admission 38
sert à l'admission du mélange air-essence. Il est évident
qu'une autre rangée de soupapes rotatives 10 est associée aux
orifices d'échappement et sert à l'évacuation des gaz br~lés.
Ces rangées de soupapes d'admission et d'échappement sont
ainsi dispos~es de part et d'autre du plan commun des cylindres
32, comme dans le cas du brevet canadien ~o. 275~838 (voir
Fig. 1).
Tel qu'illustré en Fig. 2, chaque soupape rotative
10 est montée de sorte ~ ce que la surface an~ulaire 16 de la
bague conique 14 s'appuie de façon étanche contre le siège de
soupape 40 qui est également conique mais de plus grande
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dimension afin de permettre ~ la bague 14 de se dilater libre-
ment lors de la mise en marche du moteur. A cet effet, un
ressort hélicoldal 42 est disposé autour du corps cylindrique
de chaque soupape et exerce une poussée sur la bague conique
14 de fa~on à forcer la surface angulaire 16 de cette dernière
contre le si~ge de soupape 40. Une but~e à billes 44 est
montée autour du corps cylindrique entre le ressort 42 et la
bague conique 14, laquelle s'appuie contre la surface trans-
versale 18 de cette dernière et reçoit la poussée e~ercée par
le ressort 42 de façon à ~viter un enroulement du ressort lors
du mouvement rotatoire de la soupape~
Des moyens d'entrainement sont en outre prévus pour
la mise en rotation de chaque rangée de soupapes rotatives
d'admission et d'échappement 10. De tels moyens d'entraînement
peuvent 8tre constitués par une roue d'engrenage 46 qui peut
être actionnée de manière usuelle et qui est reliée par l'in-
termédiaire d'un arbre 48 à un élément 50 comportant des
cannelures similaires aux cannelures 28 des soupapes 10 de
: façon à recevoir les languettes 26 de ces dernières.
Ain~i, lors de la mise en rotation des ~ou~apes
rotatives 10, le mélange air-essence provenant du carburateur
et admis par la canalisation principale 52 passe à l'intérieur
du corps cylindrique de chaquP soupape 10 et est distribué à
chaque cylindre 32 par la canalisation 20 qui est formée dans
la bague conique 14 de chaque soupape et destinee ~ colncider
avec l'ori~ice d'admission 20 s'étendant au travers du siège
de soupape 40 de façon ~ permettre le passage du mélange aîr-
essence de l'intérieur du corps cylindrique de chaque soupape
~ la chambre de combustion 36 de chaque cylindre~ Gr~ce à la
conicité de la bague 14 de chaque soupape 10 et aux moyens
d'accouplement 26,28 qui joignent les soupapes tout en permet-
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tant un déplacement longitudinal de ces dernières l'une parrapport à l'autre, toute dilatation thermique ayant pour effet
d'accroitre le diamètre des soupapes (i.e. dilatation radiale
ou transversale) et/ou la longueur de ces dernières (dilatation
longitudinale) se traduira par un allongement ou dé~placement
longitudinal des soupapes qui sera absorbé par les moyens
d'accouplement. L'invention permet donc de maintenir une
étanchéité constante entre la surface angulaire 16 de la bague
conique 14 de chaque soupape et son siège 40 respectif malgré
les dilatations thermiques~
