Brevet FR2739429A1 — publié le 19970404

L'invention concerne une came consistant en une multiplicité de couches de matière consécutives dans le sens axial, découpées à la matrice, avec chacune une surface profilée de came. Des cames, telles que celles que l'on utilise par exemple pour commander les soupapes d'admission et d'échappement des moteurs à combustion interne, exigent en général des procédés de fabrication très coûteux, car la surface profilée de la came requiert, après la mise en forme proprement dite, un traitement de surface additionnel. Pour résoudre ce problème on a déjà proposé dans le document DE-44 23 107 Al de fabriquer une came à partir d'une multiplicité de couches de matière, découpées à la matrice, consécutives dans le sens axial. De façon avantageuse la fabrication avec une came de ce type est particulièrement simple, car la mise en forme des différentes couches a déjà lieu lors du découpage à la matrice et toutes les couches de matière peuvent être formées au moyen de la même presse à découper. Il n'est pas nécessaire d'avoir un traitement ultérieur de finition des surfaces. L'invention a pour objet de créer une came améliorée, consistant en plusieurs couches de matière, consécutives dans le sens axial, découpées à la matrice, came qui est optimisée en particulier en ce qui concerne les conditions de frottement et de lubrification existant sur sa surface profilée de roulement. On résout ce problème grâce au fait que dans le cas d'une étendue axiale prédéfinie (D) de chaque couche de matière, on dispose une fraction de découpe, qui s'étend en ligne droite, par suite des paramètres du processus de découpage, sur la surface profilée de la came, vu dans le sens du découpage à la matrice, avec une étendue axiale (S) représentant entre 80 et 95 pour cent de l'étendue (D), suivie d'une fraction de rupture ayant une étendue axiale (B), comprise entre 20 et 5 pour cent de l'étendue (D), une bavure de rupture d'une couche de matière, qui dépasse l'étendue (D) dans le sens du découpage à la matrice (A), venant en prise dans un arrondi, qui se produit par suite du découpage à la matrice sur le bord qui se trouve en avant dans le sens du découpage à la matrice (A), d'une couche de matière directement voisine. Cette solution, selon l'invention, se caractérise par le fait que par suite des paramètres appropriés du processus de découpage il se forme d'une part, sur la surface de roulement de la came profilée, une fraction de découpe qui s'étend en ligne droite, suffisante pour recevoir les charges qui se produisent, et une fraction de rupture qui se produit obligatoirement du fait du processus, et d'autre part on a l'assurance d'avoir une jonction complètement plane des surfaces tournées les unes vers les autres des couches de matière voisines, grâce au fait qu'une bavure de rupture, qui se forme à la suite de la fraction de rupture, et qui dépasse l'épaisseur des différentes couches de matière, peut venir en prise dans un arrondi correspondant de la couche de matière respectivement voisine. L'étendue axiale de la fraction de découpe représente dans ce cas environ les neuf-dixièmes de toute l'étendue axiale d'une couche de matière et la fraction de rupture s'étend en conséquence sur un-dixième. De façon avantageuse les fractions de rupture des différentes couches de matière, qui se produisent sous la forme de renfoncements sur la surface profilée de toute la came, opèrent comme des poches de graissage, par exemple dans le cas o l'on utilise de telles cames dans un mécanisme d'entraînement de soupapes d'un moteur à combustion interne. L'alimentation de ces poches de graissage en huile de lubrification peut dans ce cas avoir lieu de façon avantageuse à travers les fentes de dimension extrêmement faible, qui existent entre les différentes couches de matière; D'autres avantages de l'invention vont ressortir de l'exemple de réalisation de l'invention que l'on va décrire ci-après plus en détail à partir des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 montre la construction de principe d'une telle came selon une vue de dessus avec la levée de la came qui s'effectue perpendiculairement au-dessus du plan du dessin, et la figure 2 montre une vue partielle agrandie et fortement schématisée de deux couches de matière voisines. Selon la figure 1, la came 1 présente une multiplicité de couches de matière 2, consistant en une tôle d'acier C75, laminée à froid, fortement traitée. Une telle matière présente, par exemple pour l'utilisation de la came 1 dans le mécanisme d'entraînement des soupapes d'un moteur à combustioon interne, une dureté suffisante, de telle sorte qu'un traitement ultérieur n'est en aucune façon nécessaire. Les couches de matière sont, en ce qui concerne leur fabrication, formées par découpage à la matrice de telle sorte que leurs bords se trouvant radialement à l'extérieur constituent sous la forme de surfaces profilées de came 3 dans leur totalité une surface profilée 4 de la came 1. Dans ce cas on obtient, du fait de la matière utilisée, une profondeur de rugosité suffisamment fine sur la surface 4 pour cette application. En même temps que le découpage à la matrice des différentes couches de matière 2 on découpe à partir de celles-ci des évidements 5, qui servent à recevoir un arbre à cames 6. Les différentes couches de matière 2 sont ainsi fixées sur l'arbre à cames 6, d'une manière telle qu'il se forme une cohésion axiale dans la zone de l'évidement 5. Une autre liaison axiale est créée par une tige 7 disposée dans la zone du soulèvement de la came, tige qui serre ensemble, parallèlement à l'axe, les couches de matière 2 entre son collet 8 et une rondelle 10 fixée par soudage au laser en 9. La came 1 présente une longueur axiale L, qui résulte de la somme des étendues axiales D de chaque couche de matière 2. Chaque couche de matière 2 est découpée à la matrice dans un sens de découpage A, un arrondi 12 s'établissant dans la zone de la surface profilée de la came 3 par suite du processus de découpage à la matrice sur le bord 11, qui se trouve en avant dans le sens du découpage A. En outre il s'établit sur la surface profilée de la came 3 dans le sens du découpage A, à la suite de l'arrondi 12, une fraction de découpe 13 s'étendant en ligne droite, dont l'étendue axiale S représente entre 80 et 95 pour cent de l'étendue D de la couche de matière 2. Il se raccorde à la fraction de découpe 13 dans le sens du découpage à la matrice A une fraction de rupture 14, avec une étendue axiale B qui représente entre 20 et 5 pour cent de l'étendue D. Ces fractions de rupture 14 conduisent en même temps que les arrondis 12 dans la surface globale profilée 4 à des renfoncements 15. Du fait du processus de découpage à la matrice il s'établit, vu dans le sens du découpage à la matrice A, à l'extrémité de l'étendue B, une bavure de rupture 16, qui dépasse l'étendue D des différentes couches de matière 2. On peut choisir dans ce cas les paramètres du processus de découpage de telle façon que, par suite de la vitesse du découpage, de l'étendue D et du choix de la matière, il se forme des arrondis 12 ou des bavures de rupture 16 tels que ces derniers puissent venir en prise dans les interstices créés par l'arrondissement 12 des couches de matière voisines 2. En choisissant les paramètres du processus de découpage et en pesant les coûts, par exemple de la matière première des couches 2, on peut choisir différentes étendues D de couches de matière 2, comme celles que l'on va préciser à partir de l'exemple numérique suivant. Dans le cas d'une étendue globale désirée L pour une came 1 de 15 mm on aboutit dans le cas d'une étendue D pour chaque couche de 0,25 mm au total à 60 couches. La fraction de rupture 14 qui se forme s'étend dans la zone B respectivement sur environ 0,03 mm, de telle sorte que par rapport à l'étendue totale L de 15 mm il se forme une fraction de rupture d'environ 1,8 mm. En utilisant des couches de matière d'une étendue D de 0,15 mm, donc 100 couches de matière 2, il s'établit pour chaque couche une fraction de rupture d'environ 0,015 mm, de telle sorte que l'on a une fraction de rupture d'environ 1,5 mm sur l'étendue totale L. Des cames 1, avec des étendues D comprises entre 0,1 et 0,5 mm, ont donné aux essais des résultats satisfaisants, en faisant varier entre 30 et 100 couches de matière. Dans ce cas on a obtenu, avec la préférence de 60 à 100 couches de matière, en particulier avec des étendues D comprises entre 0,15 et 0,35 mm et 100 à 40 couches de matière 2, de bons résultats en ce qui concerne la rugosité superficielle des surfaces profilées 3, 4 et les fractions de rupture 14 en ce qui concerne l'étendue totale L. II y lieu de rechercher en général des tôles assez fines, car on obtient de meilleures surfaces lors des processus de découpage en utilisant des tôles assez minces, par exemple en ce qui concerne la rugosité de la surface profilée des cames 3. De façon avantageuse on a avec la came selon l'invention une sécurité et une précision très élevée pour le procédé de fabrication par comparaison avec les cames conventionnelles, car on peut obtenir sans problème, par le procédé de découpage et le choix approprié de la matière, des couches avec des tolérances d'un ordre immédiatement supérieur par comparaison avec celles des cames conventionnelles. Un autre avantage réside dans le fait que l'on peut obtenir, par un simple changement de l'outil de découpage, d'autres formes de came, sans avoir à fabriquer un nouvel arbre à cames d'une manière coûteuse. REVENDICATIONS 1.Came (1), consistant en une multiplicité de couches de matière (2) consécutives dans le sens axial, découpées à la matrice, avec chacune une surface profilée de came (3), caractérisée en ce que, dans le cas d'une étendue axiale prédéfinie (D) de chaque couche de matière (2), on dispose une fraction de découpe (13), qui s'étend en ligne droite par suite des paramètres du processus de découpage, sur la surface profilée de la came (3), vu dans le sens du découpage à la matrice (A), avec une étendue axiale (S) représentant entre et 95 pour cent de l'étendue (D), suivie d'une fraction de rupture (14) ayant une étendue axiale (B), comprise entre 20 et pour cent de l'étendue (D), une bavure de rupture (16) d'une couche de matière (2), qui dépasse l'étendue (D) dans le sens du découpage à la matrice (A), venant en prise dans un arrondi (12), qui se produit par suite du découpage à la matrice sur le bord (11) qui se trouve en avant dans le sens du découpage à la matrice (A), d'une couche de matière directement voisine (2). 2. Came selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'on utilise pour les couches de matière (2) une tôle d'acier laminée à froid, traitée. 3. Came selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'étendue (D) de chaque couche de matière (2) est comprise entre 0,1 et 0,5 mm, de préférence entre 0,15 et 0,35 mm. 4. Came selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisée en ce que la came (1) est composée de 30 à 100 couches de matière (2), de30 préférence de 60 à 100 couches. 5. Came selon la revendication 4, caractérisée en ce que la came (1) est composée en particulier de 40 à 100 couches de matière.