Brevet FR2764974A1 — publié le 19981224

La présente invention est relative à un porte- capteur pour dispositif de mesure du point mort haut d'un piston de moteur à explosion, notamment de moteur Diesel. L'amélioration de la combustion dans les moteurs Diesel, et donc la réduction de la pollution que ces moteurs engendrent, passe par le dimensionnement plus précis de leurs chambres de combustion, et donc par le choix d'un joint de culasse plus rigide et d'épaisseur plus précise. Pour effectuer le choix d'une épaisseur précise du joint de culasse, il faut déterminer la position du point mort haut des pistons, en pratique la saillie maximale, par rapport au plan de joint du bloc-moteur, du point le plus haut de chaque piston, ce point se trouvant, dans beaucoup de moteurs, sensiblement au centre du piston. On déduit l'épaisseur du joint de culasse, pour le moteur en question, de la position du point le plus en saillie, ou d'une autre grandeur fonction des positions des points morts hauts des divers pistons. Il faut la plupart du temps deux personnes, l'une qui fait tourner le vilebrequin et l'autre qui relève la valeur au passage du point mort haut Une telle mesure doit actuellement s'effectuer avec une précision de l'ordre du centième de mm, ce qui présente de nombreuses difficultés: le porte-capteur doit être à la fois léger, peu encombrant, et stable même si le moteur est incliné et malgré la présence des nombreux conduits de circulation du liquide de refroidissement qui débouchent sur le plan de joint du bloc-moteur. Il doit de plus permettre une bonne visibilité de la face supérieure du piston ainsi qu'un bon pointage du centre du piston, et être facile à régler. Enfin, le dispositif doit permettre de gagner du temps pendant le positionnement et pendant la mesure. Il devrait permettre aussi à une seule personne d'effectuer le travail. L'invention a pour but de fournir un porte-capteur remplissant toutes ces conditions de manière économique. A cet effet, l'invention a pour objet un porte- capteur qui comprend un support qui comporte des pieds définissant un cercle dont le rayon est supérieur à un rayon prédéterminé de cylindre de moteur, le support comportant au moins deux dégagements, notamment concaves, entre des pieds adjacents ainsi qu'une ouverture de fixation du capteur. Le porte-capteur suivant l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - le support comporte au moins trois branches, les pieds étant portés par les branches et étant à peu près équidistants les uns des autres; - les branches forment une étoile régulière; - chaque branche porte au moins un repère, l'ensemble des repères étant centré sensiblement sur l'axe du cercle défini par les pieds; - chaque branche porte plusieurs repères, de façon à définir plusieurs cercles concentriques audit axe; - l'ouverture de fixation est située sensiblement au centre du cercle défini par les pieds; - l'ouverture de fixation est excentrée par rapport au cercle défini par les pieds; - le support comporte au moins deux ouvertures de fixation excentrées situées à des distances différentes du centre dudit cercle; - la ou chaque ouverture de fixation est prévue dans un collet venu de matière avec le corps du support et muni d'au moins un organe de coincement du capteur; - la ou chaque ouverture de fixation, notamment taraudée, est adaptée pour recevoir un collet rapporté, notamment fileté, de maintien du capteur; l'ouverture de fixation est une rainure adaptée pour la fixation en un point quelconque de la rainure d'un collet rapporté de maintien du capteur; - le ou chaque collet comprend au moins une vis radiale; - la ou chaque vis radiale est une vis sans tête qui, lorsque le capteur est en place, présente un obstacle à sa manoeuvre par l'utilisateur du dispositif de mesure; - le ou chaque collet comprend un mandrin de serrage; l'ouverture de fixation du capteur comprend un orifice alésé; - les pieds viennent de matière avec le corps du support et présentent des surfaces d'appui planes et coplanaires; - l'aire desdites surfaces d'appui et la masse du support sont adaptées pour que le dispositif se maintienne de lui-même sur une surface de bloc-moteur inclinée, par rapport à l'horizontale, suivant un angle inférieur ou égal à 20 ; - au moins un pied est magnétique; - le porte-capteur comporte un lien rigide et réglable qui relie le support à un organe de retenue extérieur. L'invention a également pour objet un dispositif de mesure du point mort haut d'un piston de moteur à explosion, notamment de moteur Diesel, comprenant un porte-capteur tel que défini ci-dessus, et un capteur monté dans l'ouverture de fixation ou dans un organe de maintien lui- même fixé dans cette ouverture. Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, le capteur est muni de moyens de calcul d'une fonction prédéterminée de plusieurs mesures des points morts hauts des pistons d'un moteur. L'opérateur peut alors effectuer l'ensemble des mesures, sur les différents pistons du moteur, sans avoir besoin de noter le résultat de chaque mesure. A l'issue des mesures, l'opérateur lit directement sur le capteur une grandeur pouvant servir au choix de l'épaisseur du joint de culasse. Cette grandeur est par exemple la saillie maximale la plus importante des points des divers pistons au point mort lorsque, suivant un mode de réalisation, le capteur est un capteur à mémoire de maximum. Suivant d'autres caractéristiques: - ladite fonction est un calcul de moyenne desdites mesures; - le capteur est un capteur électronique; - le dispositif comprend en outre une platine rigide, notamment circulaire, présentant une surface plane de référence adaptée pour recevoir les pieds du support; - le dispositif comprend en outre une boîte de conditionnement munie de moyens amovibles de calage de la platine et du support posé sur ladite surface plane de référence de la platine. Des exemples de réalisation de l'invention vont maintenant être décrits en regard des dessins annexés, sur lesquels: - la Figure 1 représente un dispositif de mesure conforme à l'invention, dans sa boîte de conditionnement, cette dernière étant représentée en coupe; - la Figure 2 est une vue analogue, avec coupe partielle, illustrant le dispositif après mise à zéro; - la Figure 3 est une vue en plan qui illustre l'utilisation d'une variante du dispositif de mesure des Figures 1 et 2, le capteur étant omis pour la clarté du dessin; - la Figure 4 est une vue en élévation, avec coupe partielle, correspondant à la Figure 2 mais relative à une autre variante; et - la Figure 5 est une vue en plan correspondant à la Figure 3 mais relative à encore une autre variante de l'invention; - la Figure 6 est une vue en plan d'une variante du support de la Figure 3; la Figure 7 est une vue en plan d'une variante du support de la Figure 5; et - la Figure 8 est une vue prise en coupe suivant la ligne VIII-VIII de la Figure 7 L'ensemble de mesure 1 représenté à la Figure 1 comprend: un dispositif de mesure 2 qui comprend lui-même un support rigide monobloc 3, par exemple en acier ou en un autre métal ou alliage approprié, et un capteur électronique 4; une platine 5 de mise à zéro du capteur; et une boîte de conditionnement et de transport 6. Cette dernière comprend une enveloppe 7 en deux parties supérieure et inférieure qui peuvent être assemblées temporairement au moyen de dispositifs de verrouillage 8. La partie supérieure porte une poignée de transport articulée 9. Le support 3 est un trépied dont le corps est en forme d'étoile régulière à trois branches (Figures 1 à 3). Les trois branches 10 sont dans l'ensemble à peu près coplanaires et horizontales, et chacune d'elles est prolongée à son extrémité libre par un pied 11 en saillie vers le bas. La surface inférieure 12 de chaque pied a une forme de secteur de couronne circulaire. Les trois surfaces 12 sont rectifiées de façon à être parfaitement coplanaires et contenues dans un plan horizontal. La forme en étoile du support 3 définit entre chaque paire de branches adjacentes un profond dégagement concave 13 dont le fond est très voisin de l'axe central vertical X- X du support. Cet axe X-X est également l'axe du cercle défini par les trois pieds 11. Dans cet exemple, les dégagements 13 sont délimités par une ligne courbe, mais, en variante, il pourrait s'agir d'une succession de segments de droite. Sur la face supérieure du support 3 se dresse un collet 14 venu de matière, percé d'un conduit 15 d'axe X-X réalisé par alésage. Ce conduit sert à positionner le support pour la rectification simultanée des trois surfaces d'appui 12. Le collet 14 est par ailleurs percé d'un alésage radial 16 taraudé dans lequel est engagée une vis 17 à tête moletée. Comme on le voit sur la Figure 3, chaque branche 10 porte plusieurs repères 18 en arcs de cercle centrés sur l'axe X-X, au nombre de trois dans l'exemple représenté. Ces arcs de cercle définissent trois cercles concentriques. Ils peuvent être usinés sur les branches 10, ou venus de moulage avec le support, ou encore rapportés sur celui-ci par exemple par une technique d'impression. Dans l'exemple de la Figure 3, le cercle intermédiaire a sensiblement le même rayon que les cylindres du moteur sur lequel le dispositif 2 est utilisé. En variante (Figure 3), une branche 10 peut être percée dans sa région intermédiaire d'un orifice vertical taraudé qui permet la fixation, au moyen d'une vis 19, d'une extrémité d'un flexible 20 dont l'autre extrémité porte un aimant 21. Le flexible 20 est d'un type semi-rigide, qui conserve la forme qu'on lui donne, et l'aimant 21 peut être muni d'un moyen classique de suppression de l'aimantation. Il est aussi possible (Figure 4) d'envisager la suppression d'un des pieds 11 venus de matière, et son remplacement par un pied rapporté magnétique 111 fixé par une vis 22, laquelle traverse un orifice vertical 23 de la branche correspondante et se visse dans le pied magnétique. Le capteur ou comparateur 4 est du type à mémoire de maximum. Il comprend un boîtier électronique 24 muni d'un cadran 25 à affichage numérique et de boutons 26 de sélection de fonction et de réglage, un manchon inférieur 27 en saillie sous ce boîtier et solidaire du boîtier, et une tige-pointeau 28 qui coulisse dans le manchon 27 et est sollicitée vers le bas à la fois par son propre poids et par un ressort non visible sur les dessins. Le manchon 27 traverse avec un léger jeu fonctionnel l'alésage 15 du collet 14 et est fixé en place dans cet alésage par la vis 17, sensiblement coaxialement à l'axe X- X. En variante, il peut être prévu deux vis 17 à 120 l'une de l'autre, pour améliorer la stabilité de l'immobilisation du manchon 27. En variante (Figure 4), la ou chaque vis 17 peut être remplacée par une vis sans tête 117 dont l'empreinte d'entraînement est, après vissage, située à l'intérieur de l'alésage radial 16. Cette empreinte est manoeuvrable par un outil spécial (par exemple à profil TORX), et/ou est masquée, par exemple par un tampon de cire 29 ou par une pastille collée, et/ou la vis comporte un frein de filet. Ainsi, le positionnement du manchon 27 est réalisé par une personne habilitée en usine et n'est pas facilement modifiable par l'utilisateur. En revanche, le service après-vente ou une autre personne habilitée peut accéder à la vis 117 en vue d'extraire le capteur 4 pour sa réparation ou son remplacement. La platine 5 est une plaque rigide dont la face supérieure est rigoureusement plane. Cette plaque est par exemple réalisée en acier ou en acier inoxydable rectifié. Lorsque le dispositif de mesure 2 est posé sur cette platine, les trois pieds 11 ou 11, 111 reposent sur sa face supérieure, et la tige 28 du capteur, repoussée par la platine, est rétractée sur une certaine longueur. On affiche alors la valeur zéro sur le cadran 25 au moyen d'un bouton 26 (Figure 2). En variante, on peut utiliser un capteur mécanique, auquel cas la mise à zéro s'effectue par déplacement manuel d'un repère de zéro. La boîte de conditionnement 6 comprend intérieurement un jeu de cales 30 pour recevoir et positionner le dispositif de mesure 2 et la platine 5. Ainsi, des cales prévues dans la partie inférieure de la boîte supportent horizontalement et positionnent latéralement la platine, tandis que d'autres cales maintiennent le dispositif 2 en appui sur la platine et l'immobilisent latéralement. Le dispositif ainsi décrit s'utilise de la manière suivante. Le capteur 4 étant mis à zéro comme décrit plus haut, le support 3 est posé sur le plan de joint 31 du bloc moteur 32 d'un moteur Diesel (Figures 3 et 4). Les trois pieds 11 sont pour cela disposés autour d'un cylindre 33 du bloc moteur, sur des plages pleines du plan de joint 31 séparant les débouchés 34 des circuits de circulation de fluide de refroidissement. Les repères 18 permettent de centrer facilement et visuellement le support sur l'axe du cylindre, et les dégagements 13 du support 3 rendent bien visible l'extrémité inférieure de la tige-pointeau 28, même si les pieds 11 sont de courte longueur, par exemple d'une longueur voisine de l'épaisseur du support 3 comme représenté. Compte- tenu du coefficient de frottement entre les pieds 11 et le bloc-moteur et de la raideur du ressort qui sollicite la tige 28 vers le bas, la masse du support 3 et l'aire des surfaces d'appui 12 des trois pieds sont choisis pour assurer le maintien en permanence du dispositif 2 non seulement si la surface 31 est horizontale, mais également si cette surface est inclinée, comme cela se produit fréquemment sur les moteurs Diesel, jusqu'à un angle d'inclinaison de l'ordre de 20 . Lorsque l'on utilise l'aimant extérieur 21 de la Figure 3, ou au moins un pied aimanté 111 comme sur la Figure 4, le dispositif 2 tient bien entendu en place de façon plus sure, et peut être éventuellement utilisé sur des moteurs inclinés de plus de 200. Le dispositif de mesure 2 étant ainsi positionné, l'opérateur fait lentement tourner le vilebrequin du moteur sur un tour complet. Le capteur 4 garde automatiquement en mémoire la position de la tige 28 lors du passage du piston à son point mort haut (Figure 4). Puis le dispositif est placé de la même manière autour de chacun des autres cylindres du bloc-moteur, et à chaque fois, l'opérateur fait faire un tour au vilebrequin. Lorsque ces opérations sont terminées, le capteur 4 indique par lecture directe la position du point des pistons qui est le plus en saillie audessus de la surface 31 lors de son passage au point mort haut, ce qui permet d'en déduire l'épaisseur du joint de culasse qui doit équiper le moteur pour assurer une combinaison optimale. Dans la variante de la Figure 5, le support 3 a une forme en T. Ainsi, deux de ses branches 10 sont dans le prolongement l'une de l'autre et perpendiculaires à la troisième. Un tel support ne présente que deux dégagements concaves 13 assurant la visibilité de la tige 28 du capteur. Par ailleurs, dans cette variante, les pieds 11 sont à section circulaire. I1 est à noter que les dégagements entre les branches du support permettent d'avoir des pieds de faible hauteur. De ce fait, on pourra utiliser un capteur 4 disponible dans le commerce, sans ajout de rallonge à la tige 28. D'autres variantes peuvent être envisagées: (1) Dans certains moteurs Diesel, les pistons comportent dans leur face supérieure une cavité centrale. La mesure du point mort haut doit alors être effectuée en un point excentré spécifié par le constructeur, généralement situé sur l'axe central Y-Y du moteur pour réduire les effets du léger basculement des pistons par rapport à cet axe. Dans ce cas, on peut prévoir sur le support 3 au moins un collet 114 excentré, en remplacement ou en plus du collet central 14, comme représenté en traits mixtes sur la Figure 3. On peut aussi (Figure 6) prévoir sur le support plusieurs emplacements de fixation du capteur, par exemple un emplacement central et trois emplacements excentrés, à raison de un sur chaque branche 10, chacun à une distance différente dl, d2, d3 de l'axe central. Dans cet exemple, il s'agit non plus de collets venus de matière avec le support 3, mais de trous filetés 115 destinés à recevoir un collet rapporté de fixation du capteur, fileté à sa base. Dans un autre mode de réalisation (Figures 7 et 8), le support 3 présente une rainure 36 sensiblement radiale, et un ensemble rondelle 37- écrou 38 à partie supérieure 39 non circulaire permet de positionner le collet rapporté 214 en tout point de la rainure. En particulier lorsque le collet est rapporté, on peut réaliser sa partie supérieure sous la forme d'un mandrin de serrage 217 comme illustré sur la Figure 8. (2) Les repères 18 permettent essentiellement par leurs extrémités de visualiser le centrage du dispositif sur chaque cylindre du moteur. On peut donc, comme représenté sur la Figure 6, utiliser comme repères des points 118 ou des traits 218 voisins des bords de chaque branche 10 du support 3. (3) Le capteur 4 peut être muni de moyens de calcul d'une fonction prédéterminée des diverses mesures de point mort haut des pistons du moteur, cette fonction étant choisie pour déterminer l'épaisseur du joint de culasse. Il peut s'agir notamment du calcul de la moyenne de ces mesures. En variante encore, le capteur pourrait être à mémoire de minimum si c'est la saillie minimale du point le plus haut des pistons qui* est choisie pour déterminer l'épaisseur du joint de culasse. REVENDICATIONS 1 - Porte-capteur pour dispositif de mesure du point mort haut d'un piston de moteur à explosion, notamment de moteur Diesel, caractérisé en ce qu'il comprend un support (3) qui comporte des pieds (11; 11, 111) définissant un cercle dont le rayon est supérieur à un rayon prédéterminé de cylindre (33) de moteur, le support (3) comportant au moins deux dégagements, notamment concaves, (13) entre des pieds adjacents ainsi qu'une ouverture (15; 115; 36) de fixation du capteur (4) ou d'un organe (214) de maintien du capteur. 2 - Porte-capteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le support (3) comporte au moins trois branches (10), les pieds (111; 111) étant portés par les branches et étant à peu près équidistants les uns des autres. 3 - Porte-capteur suivant la revendication 2 caractérisé en ce que les branches (10) forment une étoile régulière. 4 Porte-capteur suivant la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que chaque branche (10) porte au moins un repère (18; 118, 218), l'ensemble des repères étant centré sensiblement sur l'axe (X-X) du cercle défini par les pieds (11; 11, 111). 5 - Porte-capteur suivant la revendication 4, caractérisé en ce que chaque branche (10) porte plusieurs repères (18; 118, 218), de façon à définir plusieurs cercles concentriques audit axe (X-X). 6 - Porte-capteur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'ouverture (15; ) de fixation est située sensiblement au centre du cercle défini par les pieds (11; 11, 111). 7 - Porte-capteur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'ouverture (15; 115) de fixation est excentrée par rapport au cercle défini par les pieds (11; 11, 111). 8 - Porte-capteur suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le support (3) comporte au moins deux ouvertures de fixation excentrées (115) situées à des distances différentes (dl, d2, d3) du centre dudit cercle. 9 - Porte-capteur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la ou chaque ouverture (15) de fixation est prévue dans un collet (14, 114) venu de matière avec le corps du support (3) et muni d'au moins un organe (17; 117) de coincement du capteur (4). - Porte-capteur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la ou chaque ouverture (115) de fixation est taraudée et adaptée pour recevoir un collet rapporté fileté (214) de maintien du capteur. 11 - Porte- capteur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'ouverture (36) de fixation est une rainure adaptée pour la fixation en un point quelconque de la rainure d'un collet rapporté d'un collet rapporté (214) de maintien du capteur. 12 - Porte-capteur suivant l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que le ou chaque collet (17;117) comprend au moins une vis radiale. 13 - Porte-capteur suivant la revendication 12, caractérisé en ce que la ou chaque vis radiale (117) est une vis sans tête qui, lorsque le capteur (4) est en place, présente un obstacle (29) à sa manoeuvre par l'ucilisateur du dispositif de mesure (2). 14 - Porte-capteur suivant l'une quelconque des revendications 9 à 13, caractérisé en ce que le ou chaque collet (214) comprend un mandrin de serrage (217). - Porte-capteur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que l'ouverture (15) de fixation comprend un orifice alésé. 16 - Porte-capteur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que les pieds (11) viennent de matière avec le corps du support (3) et présentent des surfaces d'appui planes et coplanaires (12). 17 - Porte-capteur suivant la revendication 16, caractérisé en ce que l'aire desdites surfaces d'appui (12) et la masse du support (3) sont adaptées pour que le dispositif (2) se maintienne de lui-même sur une surface de bloc-moteur inclinée, par rapport à l'horizontale, suivant un angle inférieur ou égal à 200. 18 - Porte-capteur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce qu'au moins un pied (111) est magnétique. 19 - Porte-capteur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisé en ce qu'il comporte un lien rigide et réglable (20) qui relie le support (3) à un organe de retenue extérieur(21). - Dispositif de mesure du point mort haut d'un piston de moteur à explosion, notamment de moteur Diesel, caractérisé en ce qu'il comprend un porte-capteur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 19, et un capteur (4) monté dans l'ouverture (15; 115; 36) de fixation ou dans un organe de maintien (214) lui-même fixé dans cette ouverture. 21 - Dispositif suivant la revendication 20, caractérisé en ce que le capteur (4) est muni de moyens de calcul d'une fonction prédéterminée de plusieurs mesures des points morts hauts des pistons d'un moteur. 22 - Dispositif suivant la revendication 20 ou 21, caractérisé en ce que le capteur (4) est un capteur à mémoire de maximum. 23 - Dispositif suivant la revendication 21, caractérisé en ce que ladite fonction est un calcul de moyenne desdites mesures. 24 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 20 à 23, caractérisé en ce que le capteur (4) est un capteur électronique. - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 20 à 24, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une platine rigide (5), notamment circulaire, présentant une surface plane de référence adaptée pour recevoir les pieds (11;111) du support (3). 26 - Dispositif suivant la revendication 25, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une boîte de conditionnement (6) munie de moyens amovibles (30) de calage de la platine (5) et du support (3) posé sur ladite surface plane de référence de la platine.