Brevet FR2763637A1 — publié le 19981127

La présente invention concerne un ensemble de poussoirs mécaniques de soupape comprenant un corps en forme de gobelet avec une paroi cylindrique creuse dont une extré- mité est fermée par un fond et qui s'appuie extérieurement5 contre une came de commande alors que le côté intérieur du fond comporte un bossage coopérant avec l'extrémité de la tige d'une soupape d'échange des gaz. L'invention concerne également un procédé de fa- brication d'un poussoir de soupape et un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Des poussoirs mécaniques de soupape réalisés comme indiqué ci-dessus sont connus déjà depuis longtemps. Ainsi, le document DE 22 47 069 décrit un poussoir en forme de gobelet dont le côté du fond non tourné vers la came com- porte un bossage tourné vers la tige de la soupape et ce bos- sage s'applique contre la face frontale de la tige de soupape par une rondelle de réglage qui l'entoure. La correction né- cessaire du jeu de la soupape se fait après une utilisation prédéterminée par remplacement de la rondelle de réglage. L'inconvénient de cette solution est d'avoir à fabriquer de telles rondelles de réglage comme pièces complé- mentaires avec différents échelonnements de longueur et de les stocker; par ailleurs, cela complique le réglage du jeu de la soupape, car la rondelle est traitée comme pièce com- plémentaire. La présente invention a pour but de développer un poussoir mécanique de soupape permettant un réglage plus sim- ple du jeu de la soupape. Ce problème est résolu selon l'invention par un poussoir du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que les bossages ont une extension axiale différente et les autres dimensions des poussoirs de soupape sont les mêmes. Pour le réglage du jeu de la soupape, cela signi- fie que l'on utilise le poussoir mécanique de soupape dont le bossage présente l'extension axiale nécessaire pour corriger le jeu de soupape mesuré respectivement. Le remplacement com- plet d'un poussoir mécanique de soupape par un nouveau pous- soir facilite considérablement l'opération de réglage, car pendant l'opération de réglage, on ne manipule que le pous- soir de soupape et on peut supprimer les rondelles de compen- sation nécessaires jusqu'alors pour régler le jeu de la soupape. Cela est également lié au fait qu'il n'y aura plus à5 fabriquer de pièces de remplacement, séparées, ni de gérer des stocks compliqués avec des dimensions différentes. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: L'extension axiale du bossage varie d'un poussoir à l'autre suivant des échelons uniformes. L'extension axiale du bossage varie suivant des échelons de 100 p. L'extension axiale du bossage est inférieure au triple de l'épaisseur de départ du fond. Les bossages ont une extension axiale répartie par paliers; cet échelonnement se fait suivant des pas de y; l'extension axiale du bossage est inférieure ou égale au triple de l'épaisseur initiale du fond. Le procédé selon l'invention pour la fabrication du poussoir se caractérise en ce qu'à partir d'un rond matri- cé à froid ou à chaud d'un ruban, par un procédé de mise en forme à froid, par exemple par emboutissage profond ou fluage à la presse, on réalise le corps en forme de gobelet, puis on agit sur le côté intérieur du fond pour créer une pression élevée avec une force pour le refoulement plastique du fond et former le bossage dans le fond sans creuser en même temps la matière. Le fluage plastique peut être conçu pour que le contour intérieur du fond prenne une forme quelconque. Ainsi pour des raisons de plus grande solidité et résistance et pour un poids aussi faible que possible pour le poussoir de soupape, il peut être avantageux de réaliser le contour inté- rieur du fond pour qu'il soit le plus fort au centre et que l'épaisseur diminue en direction du bord. En d'autres termes, le contour intérieur du fond est adapté aux conditions de charge, c'est-à-dire que le point d'application de la came est le plus fort. Selon un développement avantageux de l'invention le flux de la matière se fait dans la direction opposée à celle de la force vers le bossage et dans la direction de la paroi cylindrique creuse. Ainsi le flux de matière qui s'oppose à la force dans la direction du bossage se fait dans la direction de la paroi cylindrique creuse. Ce fluage en retour à la presse en direction du bossage et en direction de la paroi cylindrique creuse forme non seulement le bossage mais offre l'avantage que le pous- soir de soupape soit particulièrement solide au niveau de la paroi cylindrique creuse. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention le bossage est sollicité par une force antago- niste inférieure à la force. Ainsi le bossage est soumis à une force antago- niste inférieure à la force ci-dessus. Cette force antago- niste évite qu'il ne se forme une cavité dans le côté extérieur du fond, sollicité par la came, dans la zone du vo- lume manquant. Suivant une autre caractéristique avantageuse le contour de la face frontale du poinçon de matriçage corres- pond au contour intérieur du fond. Ce dispositif pour la mise en oeuvre du procédé correspond ainsi au contour de la face frontale du poinçon de matriçage du contour intérieur du fond. En fixant le poinçon de matriçage, on définit tous les détails du contour inté- rieur du fond. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue de côté partiellement coupée d'un poussoir mécanique de soupape, - les figures 2 et 3 montrent un corps en forme de gobelet d'un poussoir mécanique de soupape avant et après le matriçage du fond, - la figure 4 est un graphique du comportement au fluage du fond pendant le matriçage. - la figure 4 est un graphique du comportement au fluage du fond pendant le matriçage. Description détaillée des dessins: Le poussoir mécanique de soupape représenté à la figure 1 comprend un corps 1 en forme de gobelet dont la pa- roi cylindrique creuse 2 est fermée d'un côté par un fond 3. Du côté de l'extrémité ouverte du corps en forme de gobelet 1, le fond 3 comporte un bossage 4 qui coopère avec la face frontale d'une tige de soupape d'échange de gaz 5. Le dessus du fond 3 est sollicité par une came 6. Si le jeu de la soupape d'échange de gaz 5 est correct, on ne change plus de rondelles de réglage comme dans la technique antérieure, car selon l'invention on remplace l'ensemble du corps 1 en forme de gobelet par un autre corps dont le bossage 4 possède l'extension axiale souhaitée. La figure 2 montre l'ébauche d'un corps 1 en forme de gobelet réalisée à partir d'un rond de tôle découpé d'une bande à froid ou à chaud, par un procédé de formage à froid par exemple par fluage à la presse; les procédés de formage à froid permettent d'avoir une surface extérieure propre avec une précision finale relativement importante. Cette ébauche formée de la paroi cylindrique creuse 2 et du fond 3 d'un corps i en forme de gobelet est alors placée dans une matrice 7 qui entoure sa surface enveloppe régulièrement de tout côté. Le fond 3 du corps 1 en forme de gobelet s'appuie ainsi sur un contrepoinçon de tenue 8 alors que le côté ouvert du corps en forme de gobelet reçoit un contre- poinçon de tenue 10. Si comme cela apparaît aux figures 3 et 4, on exerce maintenant sur le côté intérieur du fond 3, une force F1 avec le poinçon de matriçage 9, une partie de la matière du fond 3 commence subir un fluage plastique dans le sens op- posé à la force F1 dans une cavité 12 formée par le poinçon de matriçage 9 et le contrepoinçon de fixation 11. Une autre partie de la matière du fond 3 flue dans une autre cavité 13 délimitée d'une part par la matrice 7 et le contrepoinçon 8 et d'autre part directement par le corps en forme de gobelet. Ainsi, le fond 3 est plastifié pour former le bossage 4 c'est-à-dire que le fond 3 est renforcé au niveau du bossage 4 par une accumulation partielle de matière sans que ne se produise un creux par défaut de matière du côté opposé au bossage 4. Pour plastifier le fond 3, il faut exercer une5 force de compression de 2000-3000 N/mm2. Le contrepoinçon de fixation 11 coulissant axia- lement dans une cavité non référencée du poinçon de matrice 9 agit sur le bossage 3 en cours de formation avec une force antagoniste F2 beaucoup plus faible que la force F1 et veille à ce que la face du fond 3 tournée vers la came 6 ne présente pas d'absence de volume sous la forme d'un creux de matière. Les figures 2 et 3 montrent que la face frontale du poinçon de matriçage 9 est adaptée au contour intérieur du fond 3 et qu'à la fin de l'opération de formage du métal de l'ébauche du corps i en forme de gobelet, les cavités 12 et 13 sont remplies; le corps 1 en forme de gobelet est alors à sa forme finale. Le spécialiste verra à la figure 3 que la hauteur axiale (h) du bossage 4 peut être modifiée par des positions différentes des éléments de formage 10 et 11. Dans ce contexte, il est possible de soumettre le corps en gobelet 1 qui a maintenant sa forme définitive, le cas échéant, à un usinage avec enlèvement de copeaux et à un traitement thermi- que pour augmenter sa dureté. La figure 4 montre le comportement de la matière d'un fond 3 d'une pièce en forme de gobelet selon une image de fluage; le comportement est indiqué par un grand nombre de petites flèches. Les flèches donnent à la fois la direc- tion de fluage et la vitesse de fluage approximative, car la longueur des flèches est liée à la vitesse de fluage. Il ap- paraît clairement que la limite de fluage se situe au milieu radial du fond 3. A cet endroit, la matière du fond 3 flue tout d'abord dans la direction radiale vers l'intérieur et vers l'extérieur, puis dans la direction axiale pour remonter en direction du bossage 4 ou en direction de la paroi cylin- drique creuse 2, par un fluage plastique. La présente invention n'est pas limitée à un poussoir mécanique en forme de gobelet avec un élément de forme accessoire constitué par un bossage 4. Le procédé s'applique de manière générale à toute pièce de tôle moulée dans laquelle on réalise un élément de forme accessoire par mise en forme plastique de la matière. La géométrie de la coupe et la hauteur de l'élément de forme accessoire se choi-5 sissent librement et peuvent correspondre à plusieurs épais- seurs de tôle à l'état initial. Nomenclature: 1 corps en forme de gobelet 2 paroi cylindrique creuse 3 fond 4 bossage soupape d'échange de gaz 6 came 7 matrice 8 contrepoinçon de fixation 9 poinçon de matriçage contrepoinçon de fixation 11 contrepoinçon de fixation 12 cavité 13 cavité R E V E N D I C A T ION S 1 ) Ensemble de poussoirs mécaniques de soupape, ayant chacun un corps en forme de gobelet avec une paroi cylindrique creuse (2) fermée à une extrémité par un fond (3) et soumis extérieurement à une came de commande (6) alors que le côté intérieur du fond (3) comporte un bossage (4) coopérant avec l'extrémité d'une tige de soupape d'échange de gaz (5), caractérisé en ce que les bossages (4) ont une extension axiale différente et les autres dimensions des poussoirs de soupape sont les mêmes. 2 ) Ensemble de poussoirs mécaniques de soupape selon la re- vendication 1, caractérisé en ce que l'extension axiale du bossage (4) varie d'un poussoir à l'autre suivant des échelons uniformes. 3 ) Ensemble de poussoirs mécaniques de soupape selon la re- vendication 2, caractérisé en ce que l'extension axiale du bossage (4) varie suivant des échelons de 100 y. 4 ) Ensemble de poussoirs mécaniques de soupape selon la re- vendication 1, caractérisé en ce que l'extension axiale du bossage (4) est inférieure au triple de l'épaisseur de départ du fond (3). 5 ) Procédé de fabrication d'un poussoir mécanique de soupape selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' à partir d'un rond matricé dans une bande à froid ou à chaud est mis en forme à froid par exemple par emboutissage profond ou fluage à la presse pour former le corps (1) en forme de gobelet, puis on sollicite le côté intérieur du fond (3) pour générer une pression plus élevée, avec une force (Fl) et par fluage plastique en retour du fond (3), on forme de bossage (4) sans créer en même temps une cavité dans la matière dans le fond (3). 6 ) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le flux de la matière se fait dans la direction opposée à celle de la force (F1) vers le bossage (4) et dans la direc- tion de la paroi cylindrique creuse (2). 7 ) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le bossage (4) est sollicité par une force antagoniste (F2) inférieure à la force (F1). 8 ) Dispositif pour fabriquer un poussoir comprenant une ma- trice (7), un poinçon de matriçage (9) et au moins un contre- poinçon de fixation (8), la matière étant pressée dans les cavités formées (12, 13) par effet de pression, caractérisé en ce que le contour de la face frontale du poinçon de matriçage (9) correspond au contour intérieur du fond (3).