The Drink Team … et saucisson

La fabrication des tiges de culbuteur

Après avoir raccourci de 2 mm mes poussoirs et avec l’utilisation d’un arbre à cames retaillé, il me fallait évidemment utiliser des tiges de culbuteur un poil plus longues que celles d’origine. La vis de réglage sur le culbuteur peut en théorie rattraper cette différence mais quand elle est dévissée de plus de deux tours, cette partie du culbuteur est alors malheureusement fragilisée pour une utilisation à hauts régimes. C’était donc une nécessité de refaire des tiges sur mesure. De plus, celles d’origine qui ressemblaient à des gros clous en acier n’avaient pas une très bonne réputation quant à leurs aptitudes à supporter les contraintes des hauts régimes: elles plient quand elles sont fatiguées! Ces tiges étaient d’ailleurs fabriquées selon la même technologie innovée pour les fameuses 4CV! C’est dire si les études de conception étaient amorties! Une simple tige en acier plein de 6mm de diamètre estampée à chaque extrémité pour obtenir les rotules avec une trempe à induction pour durcir les surfaces. Là encore, les impératifs de prix de revient et de grande série avaient dictés leur loi. Je me proposais donc de refaire des tiges plus légères – et plus résistantes – en reconduisant le principe du tube avec embouts rapportés selon une technologie déjà très utilisée dans les années cinquante. Outre le gain de poids que permet cette technologie (environ 50% par rapport à une conception vétuste) on peut couper le tube exactement à la longueur voulue et faire des tiges « sur mesure » à la longueur parfaitement adaptée aux nouvelles conditions de mise en oeuvre. Là encore j’ai du faire pas mal d’essais avant d’obtenir un résultat satisfaisant. Mes premières tentatives ont été réalisées avec des tubes étirés de 8×6 en zicral (7025). Puis ayant eu l’opportunité d’acheter des chutes de tube en titane chez un sous-traitant américain de l’industrie aéronautique, j’ai revu ma copie pour finalement obtenir un résultat qui dépassait mes espérances tant en solidité qu’en légèreté. Voici comment j’ai procédé:

Comme dans une recette de cuisine, commençons tout d’abord par les ingrédients nécessaires:
-  800 mm de tube titane grade 9 (nuance Ti 3Al 2.5V) diamètre externe 3/8″ (environ 9,65mm) et épaisseur 0.036″ (0,9mm). Ce tube sera utilisé pour faire le corps de chaque tige.

- 200mm de rond en zicral  7022 d’un diamètre 10mm. Ce rond sera utilisé pour faire les embouts rotules mâles (coté poussoir).

- 200mm de rond titane  grade VT1 diamètre 10mm. Ce rond sera utilisé pour faire les embouts rotules femelles (coté culbuteur).

La première opération consiste à tronçonner à la disqueuse le tube de titane à la longueur requise pour chaque tige (oubliez la scie à métaux: c’est impossible) majorée d’environ 4mm  (la découpe à la disqueuse ne laisse pas une surface propre car la matière fusionne). Comme j’utilise des chutes de tube de longueur variable (entre 200 et 330mm) et comme les tiges d’admission sont plus courtes que celles d’échappement, il ne faut pas hésiter à combiner ces deux longueurs pour minimiser « les chutes de chutes! »

Usiner ensuite au tour chaque extrémité des tubes tronçonnés pour obtenir une coupe propre avec des arêtes nettes et mettre les tiges à la longueur voulue

Tourner le rond de zicral (alliage léger) pour faire les embouts mâles qui seront installés coté poussoir (voir plans et photos de la réalisation). Le faible angle d’oscillation coté poussoir ne sollicite pas la rotule outre mesure et le zicral convient parfaitement. Par contre coté culbuteur, l’oscillation de la tête de la tige dans la rotule du culbuteur est beaucoup plus importante et le zicral ne convient plus.  Il faut un métal plus dur et je recommande de réaliser l’embout femelle soit en titane, soit si on n’est pas à 2 grammes près, on peut bien sur remplacer ce métal « exotique » par un acier XC40 mais compte tenu de la faible quantité requise, le petit morceau de rond en titane reste abordable.

Dans le rond de zicral, on fait un épaulement sur 8 ou 9mm de long dont le diamètre correspond au diamètre interne du tube majoré de 3 à 4/100èmes de mm pour obtenir un emmanchement pressé.  On fait aussi conformément au plan un trou au centre pour supprimer un peu de matière inutile. La tête sera usinée ultérieurement une fois l’embout emmanché dans le tube.

Procéder de la même manière avec le rond en titane (VT1) pour faire les embouts femelles (voir plans et photos de la réalisation). Le diamètre de cet embout qui va être ensuite pressé dans le tube doit être majoré de 2 à 3/100èmes par rapport au diamètre interne du tube.

Le titane est assez difficile à usiner, mais en y allant gentiment par petites passes on y arrive très bien.

L’alvéole sphérique sera usinée avec une fraise de forme après avoir emmanché l’embout dans le tube

 Dans les difficultés de la réalisation, l’usinage des rotules constitue le problème principal. Pour la rotule femelle, (celle dans l’embout en titane) j’ai utilisé une fraise sphérique rectifiée au bon diamètre. Pour la rotule mâle (usinée dans le rond de zicral), j’ai fait l’usinage avec un outil spécial que je me suis fabriqué.

La rotule mâle est tournée avec un porte outil articulé sur un axe vertical pour réaliser la partie sphérique. Cet un outil archaïque mais le résultat obtenu est satisfaisant en y allant gentiment. 

 Si avec une goutte d’huile la rotule mâle fait ventouse dans l’alvéole du poussoir on peut dire que l’ajustement est satisfaisant (c’est le vide qui maintient les pièces entre elles)

 Comparatif des tiges de culbuteur entre celles d’origine (les gros clous au centre) et celles refaites (2mm plus longues). Le tube de gros diamètre des nouvelles tiges renforce le moment de flexion 

Indépendamment du temps nécessaire à la réalisation (j’ai passé en fait plusieurs semaines à faire différents prototypes avant de trouver La solution qui me convenait) le coût de ces pièces en regard de la qualité obtenue est très attractif. Le poids d’une tige acier d’échappement d’origine est de 25g (pour une longueur de 110mm). Mes nouvelles tiges en titane (dont la longueur a été passée à 112 mm) font seulement 14g et me semblent impossible à cintrer. Pour le problème du coefficient de dilatation de ces nouvelles tiges et du jeu aux soupapes qu‘il convient de prévoir, je n’ai pas encore fait de mesures comparatives (mon épouse ne veut plus que j’utilise son four pour faire mes tests depuis que j’y ai oublié des roulements à billes que j’avais mis à préchauffer)  mais pour l’instant je fais comme beaucoup d’entre vous, je fais mes réglages de culbus à chaud en reprenant les valeurs de jeu d’origine.