Procédé pour rétablissement de soupapes creuses pour moteurs à combustion interne. L'invention se rapporte à un procédé pour l'établissement de soupapes creuses pour mo teurs à combustion interne, du genre de celles dans la, tête desquelles est ménagée une ca vité de section supérieure à celle de la cavité ménagée dans au moins une partie de la tige de la soupape, l'espace laissé vide dans l'in- t@rieur de la soupape pouvant, ainsi que con nu, être rempli partiellement d'un agent de refroidissement (sel ou métal) se liquéfiant aux températures qu'atteint la soupape lors du fonctionnement du moteur sur lequel elle est montée.
Jusqu'à présent, pour réaliser, dans la tête de la. soupape, une cavité de diamètre supérieur à celui de la cavité que l'on mé nageait dans la tige, ou bien on avait recours à un usinage compliqué pour lequel on uti lisait un outil dont la tête augmentait de dimensions une fois l'outil enfoncé dans un alésage que l'on avait réalisé dans l'ébauche de la, soupape, ou bien, ayant ménagé dans ladite ébauche un alésage cylindrique, on remplissait cet alésage d'une matière incom pressible, par exemple d'un métal fondant à basse température (tel que du cuivre) et on forgeait la tête de la. soupape de manière telle que l'extrémité du noyau de matière incompressible ainsi réalisé s'évasait, ce grâce à quoi, après enlèvement de ladite matière.
on obtenait, dans la tête de la soupape, par suite de l'évasement de la susdite extrémité, une cavité de section transversale plus grande que celle de l'alésage dont on avait percé l'ébauche.
L'invention a pour but, surtout. de sim plifier l'établissement des soupapes du genre en question tout en leur conférant davantage de qualités que lorsqu'elles sont établies par les procédés jusqu'ici utilisés.
Le procédé suivant l'invention se caracté rise par le fait que l'on réalise tout d'abord une sorte de tube borgne de diamètre inté rieur correspondant au plus grand diamètre de la cavité intérieure à ménager dans la tête de la soupape à obtenir, puis que l'on re- treint ce tube, à l'exception de son extrémité fermée, de manière à obtenir la tige creuse de la soupape.
Dans ce qui suit, on a expliqué, à titre d'exemple et à l'aide des dessins annexés, la manière dont on peut s'y prendre pour réaliser la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention.
Les fig. 1 à 10 de ces dessins montrent dix des états par lesquels passe un bloc de métal dont on veut faire une soupape creuse pour moteurs à combustion interne; Les fig. 11 à 20 montrent de même dix phases par lesquels passe un autre bloc de métal dont on veut faire une soupape creuse du même genre, mais de construction un peu différente.
Pour établir l'une ou l'autre des deux soupapes creuses dont on a démontré les di verses phases de fabrication aux dessins, on choisit un métal susceptible de résister dans de bonnes conditions aux températures aux quelles doit être soumise la soupape pendant le fonctionnement du moteur et de se prêter sans inconvénient aux opérations de forgeage qui vont être décrites ci-après.
A titre d'exemple, on peut indiquer comme métaux. susceptibles d'être utilisés dans cer tains cas particuliers, les aciers ayant les compositions précisées par le tableau ci-après dans lequel chaque colonne verticale corres pond à. un métal donné A, B, C, etc.
EMI0002.0011
Cor)stit ants <SEP> A <SEP> B <SEP> C <SEP> D <SEP> E
<tb> Carbone <SEP> 0,3 <SEP> à <SEP> 0,45 <SEP> < <SEP> 0,5 <SEP> 1 /0 <SEP> 0,2 <SEP> à <SEP> 0,4 <SEP> 1,2 <SEP> à <SEP> 1,5
<tb> Nickel <SEP> - <SEP> 25 <SEP> à <SEP> 31 <SEP> - <SEP> 7 <SEP> à <SEP> 9 <SEP> 0,65
<tb> Chrome <SEP> 8,5 <SEP> à <SEP> 12 <SEP> <B>il</B> <SEP> à <SEP> 15 <SEP> 20 <SEP> 11,5 <SEP> à <SEP> 14 <SEP> <B>1</B>1,5 <SEP> à <SEP> 14
<tb> Silicium <SEP> G <SEP> 0,03 <SEP> 1 <SEP> à <SEP> 2 <SEP> 0,5 <SEP> 0,65 <SEP> 0,65
<tb> .
<SEP> Manganèse <SEP> - <SEP> 1 <SEP> à <SEP> 2 <SEP> 0,36 <SEP> < <SEP> 0,40 <SEP> \ <SEP> 0,40
<tb> Molybdène <SEP> 0,7 <SEP> à <SEP> 1,3 <SEP> - <SEP> <B>10/,</B> <SEP> 0,45 <SEP> à <SEP> 0,95 <SEP> 0,45 <SEP> à <SEP> 0,95
<tb> Cobalt <SEP> - <SEP> - <SEP> 2 <SEP> à <SEP> 3 <SEP> 2,5 <SEP> à <SEP> 3,5 <SEP> 2,5 <SEP> à <SEP> 3,5
<tb> Tungstène <SEP> - <SEP> 2,5 <SEP> - <SEP> - <SEP> l Bien entendu, tous autres métaux appro priés pourraient être utilisés et il n'est ni possible ni nécessaire d'énumérer tous ceux pouvant convenir.
Avec l'un des métaux susindiqués, ou un métal analogue, on réalise, tout d'abord, une sorte de tube borgne présentant une cavité intérieure cylindrique de diamètre substan tiellement égal au plus grand diamètre de la cavité intérieure que l'on désire ménager dans la tête de la soupape à obtenir.
A cet effet, par exemple, on procède ,de la manière qui va être indiquée, à supposer qu'il s'agisse d'obtenir une soupape dont la tête présente un diamètre de 75 millimètres environ pour une longueur totale de la sou pape de l'ordre de 140 millimètres.
Bien entendu, toutes les dimensions qui vont être données ci-après se rapportent à l'exemple en question et qui fait l'objet des fig. 1 à 10, ces dimensions pouvant varier à l'infini selon celles -que doit présenter en dé finitive la soupape terminée.
De même, les températures qui vont être indiquées ne le sont qu'à titre d'exemple et pourront varier suivant le métal utilisé.
On part d'une barre de 50 millimètres de diamètre que l'on chauffe aux environs de 1000 . On coupe cette barre en lopins de lon gueur convenable (dépendant notamment de la longueur que doit présenter la tige de sou pape), la longueur du lopin étant de 7 5 mil limètres dans l'exemple considéré (fig. 1 et 1.1).
Par une première opération d'estampage dans une presse appropriée, on écrase les lo pins ainsi obtenus et préalablement chauffés, par exemple à 1000 , de manière à en aug inenter légèrement le diamètre (jusqu'à 60 millimètres) tout en réalisant, à l'une de leurs extrémités, un tronc de cône de cen trage de 10 millimètres de hauteur et d'angle au centre de 60 (fig. 2 et 12).
Par une seconde opération d'estampage dans une presse où le lopin est centré par son susdit cône de centrage, on vient creuser l'intérieur du bloc ainsi réalisé d'un trou borgne de diamètre intérieur de 40 millimè tres, tandis que le diamètre extérieur du bloc est ramené à environ 55 millimètres et sa longueur à environ 7 7 millimètres et que l'épaisseur du fond de l'espèce de. coupelle ainsi réalisée est laissée égale à, environ 23 millimètres (fig. 3 et 13).
Par une troisième opération d'estampage, de préférence précédée d'un réchauffage à 100() , on vient étirer les parois latérales de ladite coupelle de manière à lui donner une longueur totale d'environ 120 millimètres. son diamètre extérieur étant très légèrement réduit et ramené par exemple à 52 millimè tres, tandis que l'épaisseur de son fond a et le diamètre de sa cavité intérieure b restent inchangés (fig. 4 et 14).
On obtient ainsi le tube borgne dont il a été question plus haut et qui pourrait d'ail leurs être établi de toute autre manière, par exemple en partant d'un tube dont on aurait refoulé l'une des extrémités de manière à constituer un bouchon d'épaisseur convenable.
Avant de passer à la suite du façonnage (le la cavité interne de la soupape, on ébau- elie avantageusement la tête de ladite sou pape, par exemple en ayant recours à. un poinçon s'enfonçant dans la cavité a et refou lant le métal contre les parois de matrices appropriées comportées par la presse. On profite également de cette opération pour faire venir, au. centre de la tête, un teton c (fig. 5 et 15).
Cela fait, on retreint, en l'étirant, le tube borgne réalisé ainsi qu'il vient d'être indiqué, à l'exception de son extrémité fermée, de ma nière à obtenir la tige creuse de la. soupape.
. Cette opération se fait avantageusement en deux passes entre lesquelles on procède à un réchauffage à 1000 environ.
Par la première passe, on ramène la tige de la soupape à un diamètre extérieur d'envi ron 35 millimètres, la longueur totale passant à 150 millimètres (fig. 6 et 16).
Et, par la seconde, on la ramène à un diamètre d'environ 27 millimètres, la lon gueur restant sensiblement la même (fig. 7 et 17).
Ces opérations de retreint accompagnées d'un étirage se font par exemple dans une machine à retreindre d'un type courant com portant deux mâchoires hémicylindriques entre lesquelles la pièce à façonner est forcée de pénétrer par un orifice en forme d'enton noir, en même temps que ladite pièce tourne selon son axe.
On a ainsi obtenu une ébauche de soupape dont la tige est percée d'une cavité cylindri que d de 10 millimètres environ de diamètre, aboutissant à. l'extrémité de ladite tige et se terminant, dans l'intérieur même de la tête, par un évasement e en forme de champignon.
Bien entendu, une fois cette ébauche réa lisée, on peut terminer la soupape en ayant recours ù tout mode de réalisation approprié.
A cet effet, par exemple, on calibrera la tête par une opération d'estampage conve nable (fig. 8 et 18); puis, au tour, on vien dra diminuer le diamètre extérieur de la tige de soupape de manière à lui donner partout le même diamètre, sauf dans une zone bien déterminée (qui pourra être située en tout endroit convenable de la tige, par exemple à son extrémité libre, fig. 9, ou en son milieu, fig. 19) où l'on laissera subsister un bourre let extérieur f dont les dimensions seront déterminées de manière à permettre, lors- qu'on refoulera, ainsi que connu.
ce bourre let vers l'intérieur de la tige (fig. 10 et \?0) après avoir, de préférence, usiné l'intérieur de la cavité cylindrique d, de réaliser, dans cette dernière, une sorte de bouchon g la fer mant complètement à l'exception d'un pas sage la par lequel sera introduit, par la suite, l'agent refroidisseur.
On terminera alors la soupape d'une ma nière appropriée quelconque, notamment en l'usinant extérieurement, en la traitant ther- miquement de la façon appropriée, en y in troduisant l'agent refroidisseur et en fermant le passage h.
En suite de quoi, on aura réalisé une sou pape dont tout le façonnage aura été effectué par des opérations de forge, donc qui sera très économique à établir, surtout s'il s'agit de fabrication en grande série.
Il y a lieu de remarquer que, dans la tête de la soupape, les fibres du métal ne seront nulle part interrompues ainsi que cela est le bas pour les soupapes à cavité interne usinée. Ainsi la paroi faisant face à la chambre de compression du moteur risquera moins de se détacher que si les fibres du métal étaient interrompues.