FR2738763A1 - Manufacturing method for hollow camshaft used in high power motor - Google Patents
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Abstract
Description
ARBRE A CAMES CREUX EN ACIER ET SON PROCEDE DE
FABRICATION
L'invention concerne un arbre à cames creux en acier. L'invention concerne plus particulièrement un nouvel arbre à cames creux en acier et son procédé d'obtention consistant à assembler deux demi-arbres à cames creux moulés.HOLLOW STEEL CAMSHAFT AND METHOD FOR
MANUFACTURING
The invention relates to a hollow steel camshaft. The invention relates more particularly to a new hollow steel camshaft and its production method consisting in assembling two half molded hollow camshafts.
Les arbres à cames en acier requis pour les moteurs de puissance élevée sont généralement obtenus à partir d'une pièce brute en acier doux matricée. L'arbre plein ainsi obtenu est relativement lourd.The steel camshafts required for high power engines are generally obtained from a rough die-cut steel blank. The solid tree thus obtained is relatively heavy.
Pour remédier à cet inconvénient et réaliser un arbre à cames en acier creux, il est connu de fabriquer séparément d'une part, L'arbre sous la forme d'un tube et, d'autre part, les bagues de palier et les cames, ces dernières étant ensuite enfilées autour du tube et fixées par tout moyen adapté. Un exemple de moyens consiste par exemple, comme il est décrit dans la publication FR-2 593 228, à refouler des parties de la paroi du tube vers l'extérieur pour les faire pénétrer à l'intérieur de rainures prévues à la surface interne des cames et des bagues. Ce procédé permet d'obtenir des arbres allégés par rapport à ceux obtenus avec le procédé précédent. Il est néanmoins complexe et coûteux car il implique la manipulation d'un grand nombre de pièces indépendantes.To overcome this drawback and produce a hollow steel camshaft, it is known to manufacture separately on the one hand, the shaft in the form of a tube and, on the other hand, the bearing rings and the cams , the latter then being threaded around the tube and fixed by any suitable means. An example of means consists, for example, as described in publication FR-2 593 228, of pushing parts of the wall of the tube outwards to make them penetrate inside grooves provided on the internal surface of the cams and bushings. This process allows trees to be made lighter than those obtained with the previous process. It is nevertheless complex and expensive because it involves the handling of a large number of independent parts.
L'invention a pour objet un procédé permettant l'obtention d'un arbre à cames creux moulé.The invention relates to a method for obtaining a molded hollow camshaft.
Selon l'invention, le procédé de fabrication d'un arbre à cames creux est caractérisé en ce qu'il consiste à mouler un premier demi-arbre à cames creux et un second demi-arbre à cames creux comportant chacun un évidement débouchant au moins à une extrémité, appelée extrémité tubulaire et à assembler les deux demi-arbres à cames entre eux par leur extrémité tubulaire respective.According to the invention, the method for manufacturing a hollow camshaft is characterized in that it consists in molding a first hollow camshaft and a second hollow camshaft each comprising a recess opening at least at one end, called the tubular end and to assemble the two half-camshafts together by their respective tubular end.
Selon une autre caractéristique de l'invention, I'assemblage des deux demi-arbres à cames creux est réalisé par soudure. According to another characteristic of the invention, the assembly of the two hollow camshafts is carried out by welding.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la soudure est obtenue par friction selon les étapes suivantes - grenaillage et détourage des demi-arbres à cames creux, - positionnement respectif des demi-arbres à cames sur la mâchoire
mobile en rotation, la mâchoire mobile en translation d'une machine de
soudure par friction, lesdits demi-arbres à cames étant alignés l'un au
bout de l'autre, avec leur extrémité tubulaire respective en regard l'une
de l'autre, - dressage des extrémités tubulaires en regard, - avance de la mâchoire mobile en translation en direction de la mâchoire
mobile en rotation jusqu'à amener les extrémités tubulaires en regard,
au contact l'une de l'autre, - entraînement en rotation de la mâchoire mobile en rotation et maintien
d'une avance réduite de la mâchoire mobile en translation en direction
de ladite mâchoire mobile en rotation.According to another characteristic of the invention, the welding is obtained by friction according to the following steps - shot peening and trimming of the hollow camshafts, - respective positioning of the camshafts on the jaw
mobile in rotation, the jaw mobile in translation of a machine
friction welding, said half-camshafts being aligned one at
end of the other, with their respective tubular end facing one
on the other, - straightening of the tubular ends facing each other, - advancement of the movable jaw in translation towards the jaw
movable in rotation until the tubular ends face each other,
in contact with each other, - rotation drive of the movable jaw in rotation and maintenance
reduced advance of the movable jaw in translation towards
of said movable jaw in rotation.
- élimination par tournage du bourrelet résultant de la soudure, - contrôle de la flèche de l'arbre à cames ainsi obtenu et, éventuellement,
redressage.elimination by turning of the bead resulting from the welding, control of the deflection of the camshaft thus obtained and, optionally,
straightening.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le dressage des extrémités tubulaires en regard est réalisé simultanément à l'aide d'une fraise disque montée sur un chariot plongeant se déplaçant perpendiculairement à l'axe des deux demi-arbres à cames, de la manière suivante: - avance de la mâchoire mobile en translation en direction de la mâchoire
mobile en rotation jusqu'à ce que l'écartement entre les extrémités
tubulaires en regard soit légèrement inférieur à l'épaisseur de ladite
fraise disque, - plongée de la fraise disque en rotation entre les extrémités tubulaires en
regard. According to another characteristic of the invention, the facing of the tubular ends opposite is carried out simultaneously using a disc cutter mounted on a plunge carriage moving perpendicular to the axis of the two half-camshafts, from the as follows: - advancement of the movable jaw in translation towards the jaw
movable in rotation until the distance between the ends
opposite tubular is slightly less than the thickness of said
disc cutter, - plunge of the disc cutter in rotation between the tubular ends in
look.
La coulée en deux parties permet d'obtenir un arbre creux tout en s'affranchissant des problèmes inhérents au moulage. Les pièces moulées étant plus courtes, elles sont plus faciles à obtenir sans reprises qui constituent le défaut majeur des pièces minces en acier moulé.The two-part casting makes it possible to obtain a hollow shaft while eliminating the problems inherent in molding. The castings being shorter, they are easier to obtain without repetitions which constitute the major defect of the thin casted steel pieces.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description d'un exemple de réalisation du procédé selon l'invention, en référence aux dessins dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe des deux demi-arbres à cames
positionnés en vue de leur assemblage selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe de l'opération de dressage des
extrémités tubulaires en regard des deux demi-arbres à cames selon l'invention, - la figure 3 est une vue en coupe des deux demi-arbres à cames selon
l'invention en contact l'un contre l'autre, - la figure 4 est une vue en coupe de l'opération de soudure des deux
demi-arbres à cames selon l'invention, - la figure 5 est une vue en coupe de l'opération de finition de la surface
de jonction entre les deux demi-arbres à cames.Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the description of an exemplary embodiment of the method according to the invention, with reference to the drawings in which - Figure 1 is a sectional view of the two half-shafts cam
positioned for their assembly according to the invention, - Figure 2 is a sectional view of the dressing operation of
tubular ends facing the two half-camshafts according to the invention, - Figure 3 is a sectional view of the two half-camshafts according to
the invention in contact with one another, - Figure 4 is a sectional view of the welding operation of the two
half-camshafts according to the invention, - Figure 5 is a sectional view of the surface finishing operation
between the two half-camshafts.
Le procédé selon l'invention consiste à assembler deux demi-arbres à cames creux obtenus par moulage d'un acier adapté. Le premier demiarbre 1 porte le palier avant et le logement destiné au pignon d'entraînement de l'arbre à cames. Le second demi-arbre 2 porte le palier arrière. Chaque demi-arbre 1, 2 est moulé dans un moule ou une coquille, autour d'un noyau cylindrique qui définit ainsi respectivement un évidement la, 2a au centre de chacun desdits demi-arbres à cames 1, 2.The method according to the invention consists in assembling two half-hollow camshafts obtained by molding a suitable steel. The first half-shaft 1 carries the front bearing and the housing intended for the drive pinion of the camshaft. The second half-shaft 2 carries the rear bearing. Each half-shaft 1, 2 is molded in a mold or a shell, around a cylindrical core which thus respectively defines a recess 1a, 2a in the center of each of said half-camshafts 1, 2.
L'évidement la débouche au moins à une extrémité, opposée à l'extrémité portant le palier avant et appelée extrémité tubulaire lb. L'évidement 2a débouche au moins à une extrémité, opposée à l'extrémité portant le palier arrière et appelée extrémité tubulaire 2b. Les deux extrémités tubulaires lb, 2b servent à l'assemblage des deux demi-arbres à cames 1 et 2 entre-eux au niveau du palier central de l'arbre à cames. Lors du moulage, chaque noyau est supporté au moins par l'extrémité dudit noyau émergeant hors de la coquille par l'extrémité tubulaire lb, 2b respective des demi-arbres à cames 1,2. Les deux demi-arbres 1 et 2 sont grenaillés et détourés au niveau du plan de joint afin d'enlever les appendices de coulée avant l'opération d'assemblage.The recess opens out at least at one end, opposite the end carrying the front bearing and called tubular end 1b. The recess 2a opens at least at one end, opposite the end carrying the rear bearing and called the tubular end 2b. The two tubular ends 1b, 2b are used to assemble the two half-camshafts 1 and 2 between them at the level of the central bearing of the camshaft. During molding, each core is supported at least by the end of said core emerging from the shell by the tubular end 1b, 2b respective of the half-camshafts 1, 2. The two half-shafts 1 and 2 are shot blasted and cut at the joint plane in order to remove the casting appendages before the assembly operation.
Il est bien clair que tout moyen de fixation des demi-arbres à cames 1,2 entre eux conviendrait, pourvu qu'il assure un bon alignement desdits demi-arbres à cames 1,2. Selon une variante particulière de l'invention, les deux demi-arbres à cames 1 et 2 sont respectivement positionnés sur la mâchoire mobile en rotation 3, la mâchoire mobile en translation 4 d'une machine de soudure par friction 5, alignés l'un par rapport à l'autre et avec leur extrémité tubulaire lb, 2b respective en regard l'une de l'autre, comme il est représenté sur la figure 1. On vient ensuite dresser lesdites extrémités tubulaires lb et 2b en regard par tout moyen connu de l'homme du métier, comme par exemple une fraise disque 6.Pour cela, on avance la mâchoire mobile en translation 4 en direction de la mâchoire mobile en rotation 3 jusqu'à ce que l'écartement entre les extrémités tubulaires lb et 2b des demi-arbres à cames 1,2 soit légèrement inférieur à l'épaisseur de ladite fraise disque 6. Ladite fraise 6, montée sur un chariot plongeant perpendiculairement à l'axe des deux demi-arbres à cames 1 et 2, est entraînée en rotation et descendue entre lesdites extrémités tubulaires lb et 2b, comme il est représenté sur la figure 2, réalisant ainsi simultanément le dressage des extrémités tubulaires lb et 2b. La fraise disque 6 est ensuite retirée et la mâchoire mobile en translation 4 est déplacée en translation en direction de la mâchoire mobile en rotation 3 de manière à amener l'extrémité tubulaire 2b du second demi-arbre 2 en contact avec l'extrémité tubulaire lb du premier demi-arbre 1. On entraîne alors en rotation la mâchoire mobile en rotation 3 et par suite le premier demiarbre 1 tout en maintenant le mouvement d'avance de la mâchoire mobile en translation 4 vers ladite mâchoire mobile en rotation 3, provoquant ainsi la soudure par friction des deux demi-arbres à cames 1 et 2, comme il est schématisé sur la figure 4. Bien évidemment, il est nécessaire de maintenir un parfait centrage angulaire des deux demi-arbres à cames 1 et 2 durant cette opération de soudure-friction. It is quite clear that any means of fixing the half-camshafts 1,2 between them would be suitable, provided that it ensures good alignment of said half-camshafts 1,2. According to a particular variant of the invention, the two half-camshafts 1 and 2 are respectively positioned on the movable jaw in rotation 3, the movable jaw in translation 4 of a friction welding machine 5, aligned one relative to each other and with their tubular end 1b, 2b respectively facing each other, as shown in FIG. 1. Then said tubular ends 1b and 2b are then drawn up by any known means skilled in the art, such as a disc cutter 6. For this, the movable jaw in translation 4 is advanced in the direction of the movable jaw in rotation 3 until the spacing between the tubular ends 1b and 2b half camshafts 1,2 is slightly less than the thickness of said disk cutter 6. Said cutter 6, mounted on a carriage dipping perpendicular to the axis of the two half camshafts 1 and 2, is driven in rotation and descent between e said tubular ends 1b and 2b, as shown in FIG. 2, thus simultaneously dressing the tubular ends 1b and 2b. The disk milling cutter 6 is then removed and the jaw movable in translation 4 is moved in translation towards the movable jaw in rotation 3 so as to bring the tubular end 2b of the second half-shaft 2 into contact with the tubular end lb of the first half-shaft 1. The movable jaw in rotation 3 is then driven in rotation and consequently the first half-shaft 1 while maintaining the advance movement of the movable jaw in translation 4 towards said movable jaw in rotation 3, thus causing friction welding of the two camshafts 1 and 2, as shown in FIG. 4. Obviously, it is necessary to maintain perfect angular centering of the two camshafts 1 and 2 during this operation. welding-friction.
On élimine ensuite le bourrelet 7 résultant de la soudure, par tournage à l'aide d'un outil 8. On commence par desserrer la mâchoire mobile en translation 4, puis on entraîne en rotation la mâchoire mobile en rotation 3 tout en rapprochant l'outil 8 du bourrelet 7, comme il est schématisé sur la figure 5. On contrôle ensuite la flèche de l'arbre à cames ainsi obtenu et le cas échéant, on réalise un redressage.The bead 7 resulting from the welding is then eliminated, by turning using a tool 8. We begin by loosening the movable jaw in translation 4, then the movable jaw in rotation 3 is driven in rotation while bringing the tool 8 of the bead 7, as shown diagrammatically in FIG. 5. The deflection of the camshaft thus obtained is then checked and, if necessary, a straightening is carried out.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple.Of course, the invention is in no way limited to the embodiment described and illustrated, which has been given only by way of example.
On peut par exemple envisager d'assembler entre eux deux demi-arbres de longueurs inégales.One can for example consider joining together two half-shafts of unequal lengths.
On pourra également utiliser des demi-arbres à cames creux sur toute leur longueur. We can also use hollow half-camshafts over their entire length.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9510819A FR2738763B1 (en) | 1995-09-15 | 1995-09-15 | HOLLOW STEEL CAMSHAFT AND MANUFACTURING METHOD THEREOF |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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FR9510819A FR2738763B1 (en) | 1995-09-15 | 1995-09-15 | HOLLOW STEEL CAMSHAFT AND MANUFACTURING METHOD THEREOF |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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FR2738763A1 true FR2738763A1 (en) | 1997-03-21 |
FR2738763B1 FR2738763B1 (en) | 1997-10-31 |
Family
ID=9482575
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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FR9510819A Expired - Fee Related FR2738763B1 (en) | 1995-09-15 | 1995-09-15 | HOLLOW STEEL CAMSHAFT AND MANUFACTURING METHOD THEREOF |
Country Status (1)
Country | Link |
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FR (1) | FR2738763B1 (en) |
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1995
- 1995-09-15 FR FR9510819A patent/FR2738763B1/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2738763B1 (en) | 1997-10-31 |
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