Brevet FR2710104A1 — publié le 19950324

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un arbre de culbuteurs réalisé creux, prévu pour des moteurs à combustion interne et comportant au moins une paroi longitudinale servant de paroi séparatrice pour former des canaux conduisant du liquide pour l'alimentation, en huile de lubrification, d'organes d'actionnement et pour l'alimentation, en huile de commutation, d'organes de commutation pouvant être sollicités par une pression; elle concerne également un arbre de culbuteurs fabriqué par le procédé précité. D'après le document EP 0 259 106 B1, Fig. 9, 10, il est connu un arbre de culbuteurs agencé comme un arbre creux comportant une paroi longitudinale pour la formation de chambres pour l'alimentation en huile de lubrification d'organes d'actionnement de soupapes et pour l'alimentation en huile de commutation d'organes de commutation. La cavité de l'arbre de culbuteurs est divisée par des parois longitudinales ou des parois séparatrices en au moins trois chambres de canalisation de liquide. Les parois longitudinales sont reliées rigidement avec l'arbre de culbuteurs. L'invention a pour but d'optimiser, en ce qui concerne la complexité et les frais de fabrication, la fabrication d'arbres de culbuteurs, se composant avantageusement de tôle d'acier et comportant des chambres. Le problème est résolu conformément à l'invention par un procédé possédant les caractéristiques suivantes: - Soit l'arbre de culbuteurs est fabriqué à partir de demi-coquilles entre lesquelles est disposée de façon étanche une paroi longitudinale mince de telle sorte que les demi-coquilles ainsi que la paroi longitudinale située entre elles soient soudées en même temps les unes avec les autres. De préférence, lors de l'opération de soudage par un processus de soudage au laser, un cordon de soudure est alors formé avec une profondeur de soudure correspondant à l'épaisseur de paroi de l'arbre de culbuteurs. Soit dans l'ouverture d'un segment de cercle, en forme de croissant, de l'arbre de culbuteurs est engagée et soudée avec celui-ci une pièce intermédiaire en forme de coin, comportant un passage formant le canal d'écoulement de liquide. Du fait que les coquilles, fabriquées par un procédé d'emboutissage, de l'arbre de culbuteurs réalisé en deux parties, sont assemblées simultanément et soudées l'une avec l'autre après interposition de la paroi longitudinale, on obtient une fabrication simple de l'arbre de culbuteurs, réalisé creux et possédant une grande résistance et une grande fiabilité, et en outre le poids total est réduit au minimum du fait de l'utilisation d'une paroi séparatrice mince. L'invention concerne également un arbre de culbuteurs fabriqué par le procédé défini ci-dessus et possédant les caractéristiques suivantes: Les demi-coquilles de l'arbre de culbuteurs comportent, dans une partie de leurs zones de liaison, un bossage en forme de rampe pénétrant dans les canaux correspondants et dirigé vers la paroi longitudinale réalisée mince. - Soit cet arbre de culbuteurs comporte deux demi- coquilles de forme demi-circulaire et de même grandeur et la paroi longitudinale est profilée sous forme d'un auget orienté parallèlement à l'arbre de culbuteurs. - Soit sur la paroi longitudinale réalisée plane et mince s'applique une paroi intermédiaire formant un angle de telle sorte que la paroi longitudinale et la paroi intermédiaire soient agencées en forme de Y oblique délimitent ensemble un autre canal et la paroi intermédiaire est reliée de façon étanche, à son extrémité libre, à une des deux demicoquilles, de même grandeur, de l'arbre de culbuteurs. - Soit la paroi longitudinale mince et une paroi intermédiaire sont coudées et forment une configuration en V et la paroi intermédiaire est raccordée de façon rigide, à son extrémité libre à une des deux demicoquilles, de grandeurs différentes, de l'arbre de culbuteurs, en délimitant un autre canal avec la paroi longitudinale. - Dans l'un ou l'autre de ces deux derniers cas, de préférence l'extrémité libre de la paroi intermédiaire est engagée de façon étanche dans une rainure d'un bossage formé sur une des deux parois longitudinales de l'arbre de culbuteurs. Par les processus décrits ci- dessus, on évite efficacement que, lors du soudage, la paroi séparatrice, disposée dans la cavité de l'arbre de culbuteurs, soit endommagée. 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 référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 représente en vue et en coupe un arbre de culbuteurs réalisé creux et comportant une paroi longitudinale séparant deux chambres; la figure 2 représente une réalisation avec trois chambres; la figure 3 représente une autre réalisation avec trois chambres et la figure 4 représente une autre réalisation avec deux chambres. Sur la figure 1 est représenté un arbre de culbuteurs 1 réalisé creux, de forme circulaire et constitué de deux parties, qui se compose de deux coquilles 2, 3 ou moitiés de tubes embouties et de même grandeur. Avant que les coquilles 2, 3 soient mises en place l'une sur l'autre, une paroi longitudinale 4, s'étendant sur tout le diamètre de l'arbre de culbuteurs 1 et servant de paroi séparatrice pour créer deux canaux 5, 6, est disposée dans une position intermédiaire. La paroi longitudinale mince 4, formée d'une tôle d'acier et ayant par exemple une épaisseur 5 de 0,5 mm, est liée étroitement par ses extrémités 4a, 4b avec l'arbre de culbuteurs 1 sur le côté extérieur. Les deux coquilles identiques 2, 3 sont pourvues, dans leurs zones de liaison, de bossages 7a, 7b et 8a, 8b en forme de rampes. Au moyen d'un robot de soudage (non représenté), les composants constitués par la coquille 2, la paroi longitudinale 4 et la coquille 3 et appliqués l'un contre l'autre, sont soudés de façon étanche entre eux par soudage au laser, le cordon de soudure étant réalisé avec une profondeur de soudage correspondant à l'épaisseur de paroi de l'arbre de culbuteurs 1. Du fait de la disposition des bossages en forme de rampes 7a, 7b; 8a, 8b, qui ont leurs plus grandes hauteurs sur la paroi longitudinale 4, il n'existe aucun risque de pénétration de la soudure dans la partie libre de la paroi longitudinale 4, qui pénètre dans la cavité de l'arbre de culbuteurs et qui reste ainsi non endommagée. Les canaux 5, 6 d'écoulement de liquide ont des sections de passages de grandeurs différentes. La paroi longitudinale 4 est par conséquent agencée en forme de rigole ou bien est profilée en forme d'auget 9 orienté parallèlement à l'arbre de culbuteurs. L'arbre de culbuteurs 1 de la figure 2 se différencie de celui de la figure 1 simplement par la réalisation avec trois canaux, o la paroi longitudinale 4 se compose d'une tôle d'acier continue et plane contre laquelle s'appuie de façon étanche une paroi intermédiaire coudée 10 et qui définit, ensemble avec la paroi longitudinale 4, la forme d'un Y orienté en oblique. La paroi intermédiaire 10 agencée en forme de V s'écarte de la paroi longitudinale 4, au centre a de l'arbre de culbuteurs, selon un angle de 45 et se termine dans une rainure 11 d'un bossage 12 formé sur la coquille inférieure 3. La paroi intermédiaire est engagée dans la rainure 11 de façon fixe et étanche et elle délimite le troisième canal désigné par 13. La paroi intermédiaire 10 peut, en variante, être reliée solidement à la coquille 3 par soudage au laser. L'arbre de culbuteurs 1 de la figure 3 se différencie des autres exemples de réalisation des figures 1 et 2 par des coquilles 3, 4 de grandeurs différentes et par le fait que la paroi longitudinale coudée 4 et la paroi intermédiaire coudée 10 forment ensemble un V, avec pour résultat la création de trois chambres. Sur la figure 4 est représenté un arbre de culbuteurs 1, réalisé creux, comportant deux chambres et qui est réalisé, à partir d'une ébauche plate et plane, par emboutissage sous la forme d'un segment de cercle 14 analogue à un croissant et constituant une seule coquil- le; ensuite dans l'ouverture ou volume intermédiaire de ce segment de cercle 14 est adaptée une pièce intermédiaire 15 en forme de coin de manière à obtenir, après le soudage du segment de cercle 14 et de la pièce intermédiaire 15, un arbre de culbuteurs 1 de forme circulaire. La pièce intermédiaire 15 en forme de coin s'étend à peu près jusqu'au centre a de l'arbre de culbuteurs 1 et comporte un passage 16 constituant un canal d'écoulement de liquide. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un arbre de culbuteurs réalisé creux, prévu pour des moteurs à combustion interne et comportant au moins une paroi longitudinale servant de paroi séparatrice pour former des canaux conduisant du liquide pour l'alimentation, en huile de lubrification, d'organes d'actionnement et pour l'alimentation, en huile de commutation, d'organes de commutation pouvant être sollicités par une pression, caractérisé en ce que l'arbre de culbuteurs (1) est fabriqué à partir de demi-coquilles (2, 3) entre lesquelles est disposée de façon étanche une paroi longitudinale mince (4) de telle sorte que les demi- coquilles (2, 3) ainsi que la paroi longitudinale (4) située entre elles soient soudées en même temps les unes avec les autres. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lors de l'opération de soudage par un processus de soudage au laser, un cordon de soudure est formé avec une profondeur de soudure (x) correspondant à l'épaisseur de paroi de l'arbre de culbuteurs (1). 3. Arbre de culbuteurs fabriqué par le procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les demi-coquilles (2, 3) de l'arbre de culbuteurs (1) comportent, dans une partie de leurs zones de liaison, un bossage (7a, 7b; 8a, 8b) en forme de rampe pénétrant dans les canaux correspondants (5, 6) et dirigé vers la paroi longitudinale (4) réalisée mince. 4. Arbre de culbuteurs selon la revendication 3, caractérisé en ce que cet arbre de culbuteurs (1) comporte deux demi-coquilles (2, 3) de forme demi-circulaire et de même grandeur et la paroi longitudinale (4) est profilée sous forme d'un auget (9) orienté parallèlement à l'arbre de culbuteurs (1). 5. Arbre de culbuteurs selon la revendication 3, caractérisé en ce que sur la paroi longitudinale (4), réalisée plane et mince, s'applique une paroi intermédiaire (10) formant un angle de telle sorte que la paroi longitudi- nale (4) et la paroi intermédiaire (10) soient agencées en forme de Y oblique délimitent ensemble un autre canal (13) et en ce que la paroi intermédiaire (10) est reliée de façon étanche, à son extrémité libre, à une des deux demi- coquilles (2, 3), de même grandeur, de l'arbre de culbuteurs. 6. Arbre de culbuteurs selon la revendication 3, caractérisé en ce que la paroi longitudinale (4), et une paroi intermédiaire (10) sont coudées et forment une configuration en V et en ce que la paroi intermédiaire (10) est raccordée de façon rigide, à son extrémité libre à une des deux demicoquilles (2, 3), de grandeurs différentes, de l'arbre de culbuteurs (1), en délimitant un autre canal (13) avec la paroi longitudinale (4). 7. Arbre de culbuteurs selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que l'extrémité libre de la paroi intermédiaire (10) est engagée de façon étanche dans une rainure (11) d'un bossage (12) formé sur une des deux parois longitudinales (2, 3) de l'arbre de culbuteurs (1). 8. Procédé de fabrication d'un arbre de culbuteurs, réalisé creux, prévu pour des moteurs à combustion interne et comportant au moins une paroi longitudinale servant de paroi séparatrice pour former des canaux de canalisation de liquide pour l'alimentation en huile de lubrification d'organes d'actionnement et pour l'alimentation en huile de commutation d'organes de commutation pouvant être solli- cités par pression, caractérisé en ce que dans l'ouverture d'un segment de cercle (14), en forme de croissant, de l'arbre de culbuteurs (1) est engagée et soudée avec celui- ci une pièce intermédiaire (15) en forme de coin, compor- tant un passage (16) formant le canal (6) d'écoulement de liquide.