Brevet FR2688265A1 — publié le 19930910

-1- La présente invention concerne un levier, notamment un levier culbuteur, pour actionnement par des soupapes dans des moteurs à combustion interne. Un levier de ce genre comporte une zone de pivotement, qui est prévue habituellement à une extrémité du levier et autour de laquelle le levier peut basculer ou pivoter et peut également être appuyé ou soutenu. En outre, un levier de ce genre comporte une zone de sollicitation, qui est située habituellement à l'autre extrémité du levier et par l'intermédiaire de laquelle au moins une soupape, notamment au moins une tige de soupape, peut être actionnée Entre la zone de pivotement et la zone de sollicitation, le levier comporte un passage, orienté au moins approximativement dans la direction de basculement et servant à recevoir des organes, comme par exemple un roulement, pouvant être actionnés par une came. La présente invention a pour but de créer un levier du type défini ci-dessus, qui possède grâce à son agencement une grande rigidité et qui permet une fabrication simple et peu coûteuse. Conformément à l'invention, ce problème est résolu en ce que le passage ou l'ouverture du levier est délimité par une paroi fermée sur son pourtour et s'étendant dans l'essentiel dans la direction de basculement et à cet égard en considérant la direction longitudinale du levier les zones du levier qui sont situées entre cette paroi ou entre le passage et la zone de pivotement d'une part ainsi qu'entre cette paroi et la zone de sollici- tation d'autre part ont une section en forme de H Il peut être particulièrement avantageux que la zone de pivotement soit créée par une partie profilée en forme de coquille ou bien que la surface, qui sert au pivotement, soit créée par la partie profilée en forme de coquille. La zone de sollicitation prévue pour l'action- nement d'une soupape peut comporter une surface incurvée de roulement, orientée dans la direction longitudinale du levier et par l'intermédiaire de laquelle le levier peut s'appuyer contre une surface antagoniste de roulement Pour la construction et le fonctionnement du levier, il peut être particuliè- rement avantageux que, en considérant la direction longitudinale du passage, la partie profilée en forme de calotte et la surface de roulement soient situées d'un côté du levier et que le levier puisse être actionné sur l'autre côté par l'intermédiaire d'une came ou d'un arbre à came. Pour la fabrication du levier décrit ci- dessus, il est judicieux d'utiliser d'une manière avantageuse un procédé dans lequel l'ébauche initiale est initialement convertie, par refoulement à chaud ou par matriçage, en une ébauche intermédiaire, qui est ensuite amenée au moins approximativement à sa forme de consigne par formage à froid En outre, après le formage à froid, il est possible que d'autres usinages par enlèvement de copeaux soient nécessaires, comme un perçage, un meulage et un brochage Le formage à froid est effectué notamment au moyen d'un refoulement à froid et à cet égard, lorsque cela est nécessaire, on peut encore effectuer à la suite un processus de calibrage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en relation avec les dessins dans lesquels: La Figure 1 est une vue en élévation latérale d'un levier conforme à l'invention, la Figure 2 est une vue en plan du levier de Id 3 - Figure 1, la Figure 3 est une vue en coupe faite selon la ligne III-III de la Figure 2, les Figures 4 et 5 montrent une étape intermédiaire de fabrication d'un levier conforme aux Figures 1 à 3. Le levier 1 représenté sur les Figures 1 à 3 constitue ce qu'on appelle un levier culbuteur, qui comporte à une de ses extrémités une zone de pivotement 2 autour de laquelle le levier peut pivoter dans la direction de la flèche 3 tandis qu'il est prévu à son autre extrémité une zone de sollicitation 4 pour une tige de soupape 5 Le levier 1 comporte deux joues latérales 6, 7 espacées l'une de l'autre, progressant librement jusqu'à l'extrémité du levier qui est dirigé vers la zone de sollicitation 4 tandis qu'à l'autre extrémité, qui comporte la zone de pivotement 2, lesdites joues se rejoignent dans une partie 8 profilée en forme de coquille La surface intérieure 9 de la partie 8 profilée en forme de coquille constitue un contour de roulement ou d'appui en forme de calotte, autour duquel le levier peut pivoter ou basculer dans la direction de la flèche 3 Le contour d'appui 10 en forme de calotte coopère avec un contour antagoniste, profilé en correspondance, d'une vis de réglage qui est prévue dans la culasse du moteur à combustion interne. Par l'intermédiaire de cette vis de réglage, il est possible de régler le jeu entre la tige de soupape 5 et le levier 1. Les deux joues latérales 6, 7 sont reliées entre elles par l'intermédiaire de deux nervures transversales 11, 12, qui sont orientées sensiblement perpendiculairement aux joues latérales 6, 7 et qui forment, avec les zones 6 a, 7 a, situées entre -4- les nervures transversales 11, 12, des joues latérales un passage ou zone de forme tubulaire, qui délimite une ouverture 13 L'ouverture 13 est orientée au moins approximativement perpendiculairement à la direction longitudinale 16 du levier 1 ou bien dans l'essentiel dans la direction de la flèche 3. Les deux joues latérales 6, 7 sont en outre reliées entre elles par des nervures transversales 14, 15, qui sont orientées dans l'essentiel perpendi- culairement aux joues latérales 6, 7 et qui s'étendent dans la direction longitudinale 16 du levier 1. La nervure transversale 14, en la considérant dans la direction transversale 17 du levier 1, est espacée des contours extérieurs des joues 6, 7 et elle relie la partie 8 profilée en forme de coquille avec la nervure transversale 11 délimitant le passage 13. En conséquence, en considérant la direction de la flèche 17, un creux 18 ou 19 est créé sur les deux côtés du levier 1 de sorte que, en considérant la direction longitudinale de la nervure de renforcement 14, le levier 1 a une section sensiblement en forme de H. La nervure transversale 15, lorsqu'on la considère dans la direction de la flèche 17, est également espacée des contours extérieurs des joues latérales 6, 7 Cette nervure de renforcement 15 part de la nervure transversale 12 et elle se prolonge librement vers la droite dans la direction de la flèche 16 jusque dans la zone de sollicitation 4. La zone de sollicitation comporte une surface de roulement 20 qui est orientée dans la direction longitudinale 16 et qui est pourvue d'un profil bombé ou incurvé Cette surface 20 est formée directement par le côté inférieur de la nervure 15 Du fait de la disposition et de l'agencement de la nervure -5- , le levier 1 a, au moins dans la zone située entre la nervure 12 et la zone de sollicitation 4, une section qui est sensiblement en forme de H Dans la zone de la nervure 15, le levier 1 comporte en considérant la direction transversale 17 deux creux 21, 22 qui sont situés des deux côtés de la nervure 15. Le levier 1 est agencé et peut être supporté de telle sorte que la partie 10 profilée en forme de calotte et la surface de roulement 20 considérées dans la direction transversale 17 sont situées sur un côté du levier, ce dernier pouvant être actionné sur l'autre côté par l'intermédiaire d'une came ou d'un arbre à came Une came de ce genre est repré- sentée schématiquement sur la Figure 1 et est désignée par 23 Des deux côtés de la zone de forme tubulaire délimitant le passage 13, les joues latérales 6, 7 sont orientées l'une par rapport à l'autre en forme de coin, comme le montre la Figure 2, l'angle d'inclinaison 24 du côté de la partie 8 profilée en forme de coquille étant plus petit que l'angle d'inclinaison 25 du côté de la zone de sollicitation 4. Les zones 6 a, 7 a des joues latérales sont pourvues de trous 26 axialement en coïncidence de manière à recevoir un axe transversal, qui peut être constitué par une broche en acier et sur lequel peut être monté un roulement, dont la bague extérieure coopère avec la came 23 Le roulement est ainsi pratiquement reçu dans le passage 13. Avec l'agencement conforme à l'invention du levier 1, on est assuré d'obtenir pour ce dernier une grande rigidité En outre, cet agencement permet une fabrication particulièrement économique du levier 1 par formage d'une ébauche, comme cela va être expliqué de façon plus détaillée dans la suite. Pour la fabrication du levier 1, on part d'une ébauche parallélépipédique en acier, par exemple en acier 25 Cr Mo 4 Cette ébauche est mise en place dans un outil de matriçage et elle est transformée en une ébauche intermédiaire en opérant par matriçage ou bien par refoulement à chaud La forme de l'ébauche intermédiaire est visible sur les Figures 4 et 5, la Figure 4 étant une vue en coupe longitudinale qui montre la forme intermédiaire du levier, cette forme étant comparable avec la coupe longitudinale de la Figure 3 mais étant cependant tournée de 1800 dans la direction 17 tandis que la Figure 5 est une vue en élévation de l'ébauche intermédiaire, faite dans la direction de la flèche 30 de la Figure 4 L'outil de matriçage ou de refoulement à chaud qui a été représenté en partie sur la Figure 4 comporte un poinçon de matriçage 31 et un appui inférieur pourvu d'un élément rapporté de matriçage 32 Dans la partie supérieure 31 de l'outil, il est prévu un poinçon 33 déplaçable axialement et qui forme dans l'ébauche intermédiaire 34 un creux 35 qui servira, dans les étapes ultérieures de formage, à réaliser le passage 13 Comme le montre la Figure 4, le poinçon de matriçage 31 et l'élément rapporté de matriçage 32 sont agencés de telle sorte que les nervures de renforcement 14, 15 ou bien les creux 18, 19, 21 et 22 de la Figure 3 soient déjà formés au moins en partie. Comme le montre la Figure 5, l'ébauche intermédiaire 34 comporte une bavure extérieure 36 Cette bavure est créée par limitation de la course du poinçon 31 Elle fait ainsi en sorte qu'il puisse se produire un meilleur fluage du matériau. Après le refoulement à chaud ou le matriçage, -7- l'ébauche intermédiaire 34 est amenée à la forme représentée sur les Figures 1 à 3 dans un outil de matriçage à froid; dans la zone supérieure du levier 1 représentée sur la Figure 3, l'évidement 13 peut initialement être encore fermé par une partie de fond 37, qui est représentée en trait mixte. Après le refoulement à froid, le fond 37 est enlevé par poinçonnage ou refoulement, de même que la bavure extérieure 36, par exemple par poinçonnage Lorsque cela est nécessaire, il est possible d'effectuer après le refoulement à froid encore un estampage pour le calibrage des cotes essentielles pour la fonction de la pièce. Il est judicieux que l'ébauche qui a été soumise au refoulement à chaud soit sablée avant le processus de refoulement à froid de manière à enlever la calamine éventuellement créée, auquel cas additionnellement il est possible d'effectuer une opération de recuit avant ou après le sablage. En outre, l'ébauche intermédiaire peut subir un traitement de bonderisation avant le processus de refoulement à froid, c'est-à-dire qu'elle est pourvue d'une couche de lubrifiant ou d'une couche favorisant le glissement dans le processus de formage Il est ainsi possible de déposer par exemple une couche de phosphate et additionnellement du lubrifiant. Du fait de la rugosité de la couche de phosphate, on est assuré d'une adhérence correcte du lubrifiant. Ensuite, l'ébauche qui a subi le refoulement à froid est soumise à un traitement supprimant la bonderisation et, au cas o on effectue après le refoulement à froid encore une opération d'estampage ou de calibrage, la pièce est soumise, lorsque celd est nécessaire, à un recuit et à nouveau elle est pourvue d'une couche de lubrifiant ou favorisant -8- le glissement Après le calibrage, la pièce ou le levier est nettoyé ou subit un traitement de suppression de bonderisation Après le dernier processus de formage et après l'enlèvement du fond 37 et de la bavure 36, le levier est usiné mécaniquement ou par enlèvement de copeaux Ainsi notamment les trous transversaux 26 et les creux 26 a sont formés et, lorsque cela est nécessaire, les deux surfaces latérales 13 a, 13 b de l'évidement 13 subissent un usinage de finition Cela peut être réalisé par un rabotage de précision ou par un brochage Dans le cas o les surfaces latérales 13 a, 13 b du passage 13 doivent être soumises à un usinage de finition, on prévoit une surcote correspondante lors du refoulement à froid ou lors de l'estampage Comme le montre la Figure 2, le passage 13 forme des deux côtés des surfaces latérales 13 a, 13 b un congé en retrait 13 c On est ainsi assuré d'un usinage correct des surfaces 13 a, 13 b En outre, le trou 8 a doit être percé dans la zone de la partie 9 profilée en forme de calotte. Avant l'usinage par enlèvement de copeaux du levier, celui-ci peut être soumis à un sablage ou à un grenaillage pour enlever la calamine éventuelle- ment existante et pour arrondir les arêtes, et également pour nettoyer les surfaces Un sablage ou un grenail- lage peut cependant être effectué également après l'usinage par enlèvement de copeaux du levier. Conformément à une variante de mise en oeuvre, le levier peut également être fabriqué de telle sorte que le fond 37 soit formé dans sa zone inférieure avec le profil indiqué sur la Figure 3 d'une manière telle que les parties superficielles fonctionnelles des surfaces latérales 13 a, 13 b puissent être amenées, lors du refoulement à froid ou du -9- calibrage, dans le profil de consigne et la position de consigne qui sont imposés, et qu'ainsi il ne soit plus nécessaire d'effectuer un usinage de finition par enlèvement de copeaux Notamment lorsque le fond 37 a été formé au préalable sur l'autre côté du levier (sur la Figure 3), il est possible d'enlever le fond de telle sorte qu'il n'y ait pas endommagement des zones des surfaces latérales 13 a, 13 b qui sont essentielles pour le guidage ou le positionnement du roulement à monter dans la zone de l'évidement 13 Le fond prévu dans une partie inférieure du levier peut, avec un agencement correspondant, rester également en place pour de nombreuses applications et, au cas o cela est nécessaire, il peut comporter un évidement servant à l'évacuation de l'huile hors du creux 13. * * * -10- REVENDICATIONS 1 Levier, notamment levier culbuteur, pour actionnement par des soupapes dans des moteurs à combustion interne, qui comporte à une de ses extrémités une zone de pivotement autour de laquelle peut basculer le levier qui est pourvu, à son autre extrémité, d'une zone de sollicitation pour une tige de soupape et qui comporte, entre les zones extrêmes, un passage orienté dans la direction de basculement et servant à recevoir des organes pouvant être actionnés par l'intermédiaire d'une came, carac- térisé en ce que le passage ( 13) comporte une paroi ( 11 + 6 a+ 12 + 7 a) fermée sur son pourtour et s'étendant dans l'essentiel dans la direction de basculement ( 3) et en considérant la direction longitudinale du levier les zones du levier qui sont situées entre cette paroi et la zone de pivotement ( 8) d'une part, ainsi qu'entre cette paroi et la zone de sollici- tation ( 4) d'autre part, ont une section en forme de H. 2 Levier selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu dans la zone de pivotement ( 8) un contour de roulement ( 10) en forme de calotte. 3 Levier selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la zone de sollici- tation ( 4) comporte une surface de roulement incurvée ( 20), orientée dans la direction longitudinale du levier et par l'intermédiaire de laquelle le levier peut s'appuyer contre une surface antagoniste de roulement. 4 Levier selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, en considérant la direction longitudinale du passage, la partie ( 10) profilée en forme de calotte et la surface de roulement ( 20) sont prévues d'un côté du levier et ce levier -11- peut être actionné de l'autre côté. Procédé de fabrication d'un levier selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'ébauche initiale est profilée par refoulement à chaud ou par matriçage sous la forme d'une ébauche intermédiaire ( 34) qui est pourvue au moins approxi- mativement de sa forme de consigne par formage à froid. 6 Procédé selon la revendication 5, carac- térisé en ce que le formage à froid comporte un refoulement à froid. 7 Procédé selon une des revendication ou 6, caractérisé en ce que, après le refoulement à froid est effectué un calibrage.