Brevet FR2626951A1 — publié le 19890811

L'invention concerne un procédé de fabrication d'arbres à cames conmosés, comprenant un tube d'arbre d'une seule piece ou fait de plusieurs pièces et des élé-- ments emmanchés sur ce tube constituant des cames ou des portées et qui sont fixés essentiellement -par action de- force avec précontrainte permanente, par une dilatation radiale hydraulique du tube d'arbre. L'invention concer- ne en outre des arbres particulièrement bien anpropriés pour 1'application de ce procédé. 1é XLe développement dtarbres à cames composés du genre précité est en application depuis longtemps mais, jusquta présent, on n'avalt pas pu satisfaire toutes les spécifications qui sont imposées pour les produits de sé- rie. Lorsqu'on utilise des cames en acier, on peut cer- tes établir des liaisons parfaites de solidarisation en- rotation entre les cames et l'arbre grâce ae propriétés - élastiques de la matière des cames mais la résistance à. 1 'usure n'est pas toujours satisfaisante en présence de hautes contraintes. Lorsqu'on utilise des cames en fonte, il se po- se des problèmes de résistance -des cames lorsqu'on utili- se de hautes pressions de dilatation -pour obtenir la liaison de solidarisation en rotation et, ici aussi-, la résistance à l'usure demande à être améliorée -- La présente- invention se donne pour but de réa- liser un procédé avec lequel on vuisse fabriquer des ar- bres à cames composés dont la résistance à l'usure sur le profil actif des cames soit améliorée comparativement aux produits connus jusqu'à présent., La solution- de ce problème réide dans le fait que l'on choisit:pour le tu-:- be d'arbre une matière possédant une limite apparente d'élasticité d'environ 300 XbPa ou moins et une structu- re qui reste stable jusqu'à une température de plus de- 6000C et que les éléments sont tout d'abord fixés au tu- be d'arbre et l'arbre à cames complet est soumis à un traitement thermique à une temuérature d'environ 600C, sans perte de la tension élastique établie dans les com- posants au droit de la surface de pression. Selon l'in- vention, un choix particulier de la matière du tube d'ar- bre permet d'exécuter un traitement de surface qui ne pouvait pas être appliqué jusqu'à présent dans le cas des arbres composés du genre cité, parce que les tempéra- tures de traitement correspondantes conduisaient à une transformation de la structure de la matière de l'arbre, transformation qui diminuait la précontrainte des 61éé- ments fixés et, de cette façon, supprimait la liaison de solidarisation en rotation. Dtun autre cdté, i'applica- tion du procédé thermochimique (terme par lequel on en- tend en particulier la nitruration au bain, la nitrura- tion du bain de sels fondus, la bondérisation et la borue- ration) aux éléments avant leur fixation sur l'arbre à cames n'est pas rationnelle parce que, pour obtenir un meilleur- joint, il est absolument souhaitable et néces- saire de disposer de surfaces de portée non traitées puisque, autrement, la résistance mécanique de la liai- son par action de force serait considérablement réduite en raison de propriétés de surface insuffisantes. Un mode particulièrement avantageux de mise en oeuvre du procédé consiste à tremper les éléments dans une forme juxtaposée avant de les assembler au tube d'ar- bre, en particulier de soumettre ces éléments à un trai- tement de trempe par induction ou à un traitement de trempe par refusion. Ainsi qu'on l'a déjà indiqué plus haut, on peut obtenir des résultats particulièrement avantageux en ce qui concerne la résistance à l'usure avec des arbres à cames qui sont produits par le procédé selon l'invention et qui- présentent des éléments d'entratnement faits d'une fonte trempante et possédant une limite d'élastici- té aDparente de > 500 PIPa et un allonqement minimum de 1 à 2%. Ces éléments peuvent être constitués de préféren- ce par des éléments trempés par induction, faits d'une fonte malléable à coeur noir à structure martensitique ou par des éléments faits d'une fonte malléable à struc- ture lédéburitique trempée par refusion. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'hiomme de l'art au procédé qui vient d'être décrit uniquement & titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l invention.- 26269.51 R E V E N D I C A T I O N S 1. Procédé de fabrication d'un arbre à cames composé, comprenant-un tube d'arbre d'une seule pièce ou fait de plusieurs pièces, et des éléments emmanchés sur ce tube et constituent des cames ou des portées, et qui sont fixes essentiellement par action de force, avec pré- contrainte permanente, par dilatation radiale hydrauli- que du tube d'arbre, caractérisé en ce que: 1. on choisit pour le tube d'arbre une matière possé- dant une limite apparente d'élasticité d'environ 300 XPa et une structure qui reste stable jusqu'à une température de plus de 600 C, 2. les éléments sont tout d'abord fixés sur le tube d'arbre, et 3. l'arbre à cames complet est soumis à un traite- ment thermochimique à une température d'environ 6000 C. 2. Procédé selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que les éléments sont soumis à une trempe avant la fixation sur le tube d'arbre, ces éléments étant en particulier disposés en plusieurs exemplaires les uns à côté des autres. 3. Procédé selon la revendication 2, caractéri- sé en ce que les éléments sont trempés par le procédé de trempe par refusion. 4. Procédé selon la revendication 2, caractéri- sé en ce que les élément sont soumis à un procédé de trempe par induction. 5. Procédé selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en -ce que l'arbre à cames est nitruré au bain. 6. Procédé selon une quelconque des revendica- tions 1 à 4, caractérisé en ce que l'arbre à cames est traité par nitruration au bain de sels fondus. 7. Procédé selon une quelconque des revendica- i tions 1 à 4, caractérisé en ce que l'arbre à cames com- plet est bondérisé. 8. Procédé selon une quelconque des rèvendica- tions! à 4, caractérisé en ce que l'arbre cames com- plet est boruré. 9. Arbre à cames composé selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en. ce que les éléments d'entrainement sont faits d'une fonte trem- pante possédant une limite apparente d'dlasticité de- 0 500.HPa avec un allongement minimum de i à 2%. - 10. Arbre à cames composé selon la revendlca- tion 9, caractérisé en ce que -les éléments.dentratne- ment sont faits d'une fonte malléable à coeur noir à structure martensitique trempée par induction. 31l. Arbre à cames composé selon la revendica- tion 9, daractérisé en ce que les éléments d'entratnre- ment sont faits d'une fonte malléable à structure lédêbu- ritique trempée par refuslon.