Brevet FR2364090A1 — publié le 19780407

La présente invention a pour objet un procédé de réparation des taraudages prévus dans les culasses de moteurs à explosion pour recevoir des bougies d'allumage à siège conique ; l'invention couvre également un outillage spécialement conçu pour la mise en oeuvre de ce procédé. On sait que les taraudages ainsi pratiqués dans les culasses de moteurs à explosion courent des risques de détériorations mécaniques, en particulier dans le cas de constructions en alliage léger, qui peuvent les rendre inutilisables. Il faut en pareil cas substituer au taraudage détérioré un taraudage de même pas et de mêmes dimensions pratiqué par tout moyen convenable dans une pièce rapportée.Avec les bougies d'allumage à siège plat qui étaient utilisées jusqu'à présent, il était possible de procéder de deux manières différentes a) soit en insérant des manchons métalliques lisses ou filetés extérieurement dans des alésages créés à cet effet à l'empla- cement des taraudages détériorés, ces manchons comportant un taraudage intérieur intact de même pas et de mêmes dimensions que le taraudage d'origine b) soit en alésant et en retaraudant à des dimensions supérieures le taraudage détérioré et en y engageant par vissage un insert métallique constitué d'une hélice de fil, de préférence à section rhomboidale, dont le filetage intérieur correspond par son pas et par ses dimensions au taraudage d'origine ; c'est alors le filetage intérieur de cet insert métallique qui reçoit la bougie dtallumage La mise en place de cet insert s'effectue en préparant convenablement le trou taraudé abîmé et en recourant ensuite à un outil approprié pour la mise en place d'inserts hélicoldaux. Dans l'un comme dans l'autre cas, le réalésage du trou taraudé avarié peut s'effectuer de ltextérieur de la culasse, ceci du fait que, dans le cas des bougies à siège plat, l'étanchéité entre la bougie d'allumage et la culasse est assurée par l'écra- sement d'un joint métallo-plastique. Il suffit par conséquent de laisser à ce joint une surface d'application suffisante autour du trou ainsi réalisé. Or, les bougies à siège plat tendent de plus en plus à être remplacées par des bougies à siège conique, dont l'emploi présente l'avantage de réduire ltencombrement et de supprimer tout joint métallo-plastique. L'emploi de ce nouveau type de bougie interdit de recourir aux procédés de réparation rappelés ci dessus, ceci pour les raisons suivantes a) les diamètres maximal D1 et minimal D2 du siège conique de la bougie d'allumage sont, ainsi que le montre la figure 1 des dessins ci-annexés, peu différents l'un de l'autre : les normes internationales recommandent en effet une cote de 15,1 mm pour le grand diamètre du cône d'étanchéité récepteur, tandis que le diamètre nominal du filetage de la bougie atteint 14 mm. Le cône précède par ailleurs immédiatement le taraudage récepteur de la bougie.Il en résulte évidemment que tout réalésage pratiqué par l'extérieur~ de la culasse aurait pour effet de faire disparaître le cône d'étanchéité b) les cotes d'encombrement réduites de ces bougies ont permis aux constructeurs de réduire les épaisseurs de paroi autour des logements des bougies d'allumage, ce qui proscrit pour des raisons évidentes l'emploi de manchons métalliques à paroi épaisse. La présente invention a en conséquence pour objet un procédé de réparation de taraudages pour bougies d'allumage à siège conique qui laisse subsister intact le cône d'étanchéité et ne réduise pas sensiblement l'épaisseur de paroi autour du trou taraudé. S'inspirant à cet effet du second des procédés rappelés ci-dessus, l'invention propose un procédé nouveau qui comprend les opérations successives de réalésage par la face intérieure de la culasse du taraudage détérioré, ce réalésage étant arrêté à une distance axiale suffisante du siège conique d'appui de la bougie d'allumage, de taraudage de la paroi de l'alésage ainsi réalisé au meme pas mais à des dimensions supérieures à celles du taraudage d'origine et correspondant à celles du filetage extérieur d'un insert métallique hélicoidal une fois que celui-ci est mis en place, et de mise en place de cet insert métallique dans ce nouveau taraudage selon un mode opératoire en lui-même connu. Le recours à un insert métallique hélicoidal rapporté n'est pas seulement imposé par le faible espace disponible, mais tient compte également de ses caractéristiques mécaniques propres qui permettent des démontages et remontages fréquents de la bougie d'allumage, ceci sans aucun risque de détérioration du nouveau taraudage. Ce nouveau taraudage défini par le filetage interne de l'insert métallique rapporté peut d'ailleurs, selon un autre aspect de l'invention, se combiner avec des filets subsistants du taraudage d'origine, ceci à condition que le taraudage exécuté pour la réception de l'insert métallique dans la culasse présente un décalage axial d'un demi-pas par rapport au taraudage d'origine. D'autres caractéristiques du procédé selon l'invention, ainsi que d'un outillage spécialement conçu pour sa mise en oeuvre, apparattront à la lecture de la description suivante, donnée à simple titre d'exemple illustratif, et avec référence aux dessins ci-annexés, en lesquels La figure 1 représente en coupe diamétrale le logement d'une bougie d'allumage à siège conique, managé dans la culasse d'un moteur à explosion La figure 2 représente, de la même manière, un taraudage identique à celui de la figure 1, mais réparé conformément au procédé de l'invention La figure 3 représente en élévation une broche constituant l'un des éléments de l'outillage conçu pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention La figure 4 représente à plus grande échelle un détail de la broche de la figure 3, correspondant à la portion dé celleci contenue dans le cercle IV de la figure 3 La figure 5 illustre en coupe longitudinale la mise en place d'une autre broche constitutive de l'outillage pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, cette broche coopérant avec une cale de limitation de course ; et La figure 6 représente en vue de dessus cette cale de limitation de course. Le procédé de l'invention consiste, ainsi qu'il a déjà été indiqué ci-dessus, à réaliser successivement les opérations de réalésage par la face intérieure de la culasse, c'est-à-dire selon le sens de la flèche F de la figure 2, du taraudage détérioré, ce réalésage étant volontairement arrêté à une distance axiale suffisante du siège conique d'appui 2 de la bougie d'allumage 1, de taraudage de la paroi de l'alésage ainsi réalisé au même pas mais à des dimensions supérieures à celles du taraudage d'origine 3 et correspondant à celles du filetage extérieur de l'insert métallique hélicoïdal 4 une fois que celui-ci est mis en place, et de mise en place dudit insert métallique dans ce nouveau taraudage selon un mede opératoire en lui-même bien connu de l'homme de l'art. L'outillage spécialement conçu pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention comprend en premier lieu un outil principal, lequel est constitué par une broche cylindrique 5 munie, comme le montre la figure 3 des dessins, à l'une de ses extrémités de moyens d 'entraSnement en rotation 6 ; ces moyens peuvent être constitués, par exemple, par un carré traversé d'un trou, ce qui permet alors d'assurer ltentraSnement de de la broche par des moyens connus, tels que porte-taraud, broche de commande, etc.A son autre extrémité, la broche 5 porte trois sections d'usinage qui se succèdent en direction axiale, à savoir une première section 7 en forme de taraud aux pas et dimensions du taraudage d'origine, laquelle assure en s'engageant dans ce taraudage le centrage et l'avance de la broche, une seconde section 8 de forme tronconique et/ou cylindrique qui joue le rôle d'un alésoir destiné à supprimer sur une longueur suffisante les filets détériorés du taraudage d'origine, et une troisième section 9 constituant le taraud proprement dit et présentant les caractéristiques requises à cet effet, c'est-à-dire même pas que le taraudage d'origine et des diamètres de pied et de tête correspondant à ceux du filet extérieur de l'insert métallique hélicoïdal que l'on se propose de mettre en place.Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, les filets de taraud portés par les première et troisième sections d'usinage de la broche 5 sont décalés axialement entre eux d'un demi-pas. En d'autres termes, la distance d entre la fin du filet de la première section 7 et le début du filet de la troisième section 9 est égale à un nombre impair de demi-pas du taraudage origine. Cette disposition a pour but d'assurer, compte tenu du décalage d'un demi-pas entre les filets externe et interne de l'insert hélicoïdal 4, la continuité entre le filetage interne de cet insert 4 et la partie subsistante du taraudage d'origine 3.De la sorte, le culot de la bougie d'allumage 1 se visse librement dans un nouveau taraudage constitué pour partie de la portion subsistante du taraudage d'origine et pour partie du filet interne de l'insert métallique 4, et il ntest pas nécessaire d'éliminer les filets de ce taraudage d'origine les plus proches du siège conique d'appui 2 de la bougie d'allumage. Sur le corps cylindrique de la broche 5 peut être enfin avantageusement montée une bague d'arrêt 10, laquelle peut être réglable en position axiale, cette bague d'arrêt ayant pour fonction de limiter, en coopération avec une cale ci-après décrite, la profondeur d'en gagement de la broche 5 dans le trou taraudé. L'outillage pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention peut par ailleurs comporter, pour le cas fréquent où le trou taraudé ne débouche pas dans une surface plane à l'intérieur de la culasse, un outil auxiliaire constitué par une broche cylindrique Il (figure 5 des dessins) grâce à laquelle peut être exécuté prélablement à l'opération de réalésage un fraisage à la sortie de ce trou, de manière à ce que cette sortie soit entourée d'un élément de surface plan et perpendiculaire à son axe (figure 2). Cette broche cylindrique Il est munie à l'une de ses extrémités de moyens d'entraînement 12 analogues à ceux de la broche 5 constituant l'outil principal, et porte à son autre extrémité une portion lisse cylindrique 13 destinée à s'engager dans le trou taraudé pour jouer un rôle de centrage de la broche, et une fraise 14 dont le profil est déterminé en vue de l'usinage d'un tel élément de surface plan autour de la sortie du trou taraudé. Cette broche Il porte elle aussi, sur son corps cylindrique, une bague d'arrêt 15, de préférence réglable en position axiale, cette bague d'arrêt coopérant avec la cale 16 ci-dessous décrite pour limiter la profondeur d'engagement de la broche 11 dans le trou taraudé. La cale de limitation de course 16, laquelle apparat sur les figures 5 et 6 des dessins, peut être constituée de toute manière appropriée en tenant compte de la géométrie intérieure de la culasse du moteur. Dans l'exemple représenté, la cale 16 est constituée par un assemblage de bandes métalliques soudées entre elles, ceci de façon telle que l'une de ces bandes 17 soit orientée perpendiculairement à l'axe du trou taraudé, et par conséquent à celui de la broche d'usinage concernée, lorsque la cale 16 est mise en place sur la face intérieure de la culasse du moteur. Une échancrure 18 ménagée dans cette bande 17 permet d'engager latéralement le corps cylindrique de la broche concernée.Un réglage approprié de la position axiale de la bague arrêt 10 ou 15 sur la broche 5 constituant l'outil principal ou sur la broche Il constituant l'outil auxiliaire permet, dans l'un et l'autre cas, de limiter la profondeur d'engagement de la broche concernée à la valeur qui est juste nécessaire pour le but poursuivi. Il va naturellement de soi que la cale de limitation de course 16 pourrait être réalisée de toute autre manière convenable. Une fois exécuté le nouveau taraudage dans la partie réalésée du trou taraudé d'origine, la mise en place dans ce ta taraudage de l'insert métallique hélicoïdal 4 s'effectue de toute manière connue, les moyens à mettre en oeuvre à cet effet étant bien connus de l'homme de l'art et ne faisant pas en eux-mêmes partie de la présente invention. Le frai sage exécuté autour de la sortie du trou taraudé offre la nécessaire surface d'application au nez de l'appareil de pose utilisé à cet effet. On comprendra enfin que la portée de l'invention n'est pas limitée aux détails ressortant tant de la description précédente que des dessins annexés, mais qu'elle s'étend au contraire à toutes variantes de réalisation faciles à concevoir et s'inspirant des mêmes principes. R E V E N D T C A T I O N S 1. Procédé de réparation de taraudages-pour bougies d'allumage à siège conique, consistant à agrandir le taraudage détérioré et à y engager par vissage un insert métallique constitué d'une hélice de fil, de préférence à section rhombotdale, dont le filetage intérieur correspond par son pas et par ses dimensions au taraudage d'origine, caractérisé par le fait qu'il comprend les opérations successives de réalésage par la face intérieure de la culasse du taraudage détériorié, ce réalésage étant ar rêté à une distance axiale suffisante du siège conique d'appui de la bougie d'allumage, de taraudage de la paroi de l'alésage ainsi réalisé au même pas mais à des dimensions supérieures à celles du taraudage d'origine et correspondant à celles du filetage extérieur de l'insert métallique hélicoïdal une fois que celui-ci est mis en place, et de mise en place dudit insert métallique dans ce nouveau taraudage selon un mode opératoire en lui-même connu 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le nouveau taraudage est exécuté avec un décalage axial d'un demi-pas par rapport au taraudage d'origine. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que, dans le cas où le trou taraudé ne débouche pas dans une surface plane à l'intérieur de la culasse, on exécute préalablement à l'opération de réalésage un fraisage à la sortie de ce trou de manière à ce que celle-ci soit entourée d'un élément de surface plan et perpendiculaire à son axe. 4. Outillage pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications I à 3, caractérisé par le fait qui il comprend un outil principal constitué par une broche cylindrique (5) munie à l'une de ses extrémités de moyens d'entraînement en rotation (6) et portant à son autre extrémité trois sections d'usinage se succédant en direction axiale, à savoir une première section (7) en forme de taraud aux pas et dimensions du taraudage d'origine, laquelle assure le centrage et l'avance de la broche, une seconde section (8) de forme tronconique et/ou cylindrique jouant le rôle d'alésoir, et une troisième section (9) constituant le taraud proprement dit et présentant les caractéristiques requises à cet effet. 5. Outillage selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les filets de taraud portés par les première et troisième sections d'usinage de la broche sont distants axialement d'un nombre impair de demi-pas. 6. Outillage selon la revendication 4, caractérisé par le fait q'il comprend en outre un outil auxiliaire constitué par une broche cylindrique (11) munie à l?une de ses extrémités de moyens dtentraSnement en rotation analogues à ceux de la broche constituant l'outil principal, et portant à son autre extrémité une portion lisse cylindrique (13) exerçant un rôle de centrage et une fraise (14) pour l'usinage d'un élément de surface plan autour de la sortie du trou taraudé. 7. Outillage selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé par le fait que la broche (5) constituant l'outil principal et/ou la broche (11) constituant l'outil auxiliaire portent sur leur corps cylindrique une bague d'arrêt (10, 15) réglable en position axiale, cette bague coopérant avec une cale (16) de conformation appropriée à la géométrie intérieure de la culasse du moteur pour limiter la profondeur d'engagement de la broche concernée dans le trou taraudé.