Brevet FR2768506A1 — publié le 19990319

L'invention concerne un procédé pour déterminer une structure en hélice dans la rugosité de surface d'une pièce cylindrique pleine ou creuse ayant subi un usinage de finition de haute précision, et qui dans la suite est désignée par le terme générique de tourillon d'arbre. En vue d'assurer une fonction d'étanchéité fiable sur des passages d'arbres dans des parois de carter, il est également nécessaire de prendre en considération, en-dehors de la bague d'étanchéité dotée d'une lèvre radiale d'étanchéité de forme annulaire, les propriétés de la surface de portée conjuguée située du côté du tourillon. Il s'agit en règle générale de surfaces de tourillon rectifiées tangentiellement. D'autres possibilités d'usinage de finition de haute précision, sont le galetage, l'écrouissage au rouleau, le rodage extérieur et le tournage de haute précision. Le constructeur impose pour le tourillon d'arbre, en- dehors de valeurs déterminées pour la rugosité, également une structure de rectification libre d'hélice. Une structure libre d'hélice signifie que la structure 2 2768506 de rectification se situe exactement dans la direction périphérique, et qu'il manque des parties d'ondes régulières superposées. Jusqu'à présent on admet par ailleurs, que le procédé de rectification en plongée conduit à une structure libre d'hélice. Toutefois il est possible de montrer, ne serait-ce qu'à l'aide de la méthode non fiable dite du fil, qui sera évoquée de manière plus détaillée dans la suite, qu'au moins dans le cas d'une combinaison déterminée de paramètres d'usinage, il pouvait apparaître également dans le cas d'un procédé de rectification en plongée, des structures en hélice sur des surfaces de pièces ayant subi un usinage de haute précision de ce genre. La lèvre d'étanchéité radiale d'une bague d'étanchéité s'appuie par une arête d'étanchéité élastique à la manière du caoutchouc, sur la surface du tourillon d'arbre, avec une force radiale définie et sur une largeur axiale déterminée. Par la rotation du tourillon d'arbre, la zone d'appui de la lèvre d'étanchéité dans la direction périphérique est déformée plus ou moins fortement en fonction de la pression radiale locale d'appui; les déformations moindres se situent à proximité du bord et des déformations périphériques plus marquées se situent plus vers la zone centrale de la bande d'appui. Cela conduit à un équilibre tribologique et rhéologique sensible, avec d'une part un écoulement d'huile garantissant la lubrification de la zone de contact, et d'autre part un mécanisme de refoulement permettant le maintien de la fonction d'étanchéité du joint d'étanchéité annulaire. Cet équilibre ne doit pas être perturbé par une marque en hélice dans la microstructure de la surface de portée conjuguée. Un effet de refoulement engendré par une 3 2768506 structure en hélice, dans l'une ou l'autre direction, doit être évité. Dans le cas d'un effet de refoulement engendré par une structure en hélice, en direction de l'intérieur du carter rendu étanche, le joint d'étanchéité s'assèche, des crasses de l'extérieur sont transportées dans la zone de contact, et le joint d'étanchéité s'use prématurément et devient non étanche. Un effet de refoulement dirigé vers l'extérieur empêche certes un assèchement du joint d'étanchéité, mais conduit à une fuite d'huile vers l'extérieur au niveau de la zone d'étanchéité, ce qui est à proscrire de manière plus ou moins stricte pour différentes raisons. Le contrôle de ces propriétés, lorsqu'il est fait, s'effectue jusqu'à présent, par la méthode dite du fil, qui ne fournit que des renseignements très incertains, ce qui n'a toutefois le plus souvent pas été remarqué. Dans le cas de la méthode du fil, un fil imprégné d'huile, défini sur le plan de la structure, du matériau et de la grosseur, est enroulé, sur un peu plus de 180 , sur le côté supérieur du tourillon d'arbre orienté horizontalement; les extrémités pendantes sont attachées en commun à un petit poids et le fil est ainsi chargé de manière définie. On fait ensuite tourner lentement l'arbre 20 fois dans l'un des sens de rotation et ensuite 20 fois dans l'autre sens. La distance de déplacement axiale du fil sur la surface du tourillon est traitée en tant que mesure de la structure en hélice. La méthode du fil fournit certes un résultat de mesure clair. Des mesures comparatives de la demanderesse à l'aide la méthode du fil d'une part et de la présente invention d'autre part, ont toutefois montré que les résultats de mesure obtenus à l'aide de la méthode du fil ne sont en aucun cas représentatifs de la structure en hélice effective de la surface du tourillon. Les résultats de mesure pouvant être obtenus 4 2768506 à l'aide de la méthode du fil ne sont, par ailleurs, en aucune mesure, en corrélation avec les résultats d'étanchéité observés ou les durées de vie observées de bagues d'étanchéité radiales montées. Le but de l'invention consiste à indiquer un procédé destiné à déterminer une structure en hélice dans la rugosité de surface d'un tourillon d'arbre ayant subi un usinage de finition de haute précision, qui permet des prévisions sûres sur la plan qualitatif et quantitatif quant à la configuration et à l'ampleur de la marque d'une structure en hélice dans la surface d'un tourillon d'arbre. Conformément à l'invention, ce but est atteint grâce au fait que sur une bande périphérique concernée du tourillon d'arbre, on effectue plusieurs passes de palpage de rugosité d'orientation axiale avec une densité axiale élevée de points de mesure, en différentes positions périphériques mais dont chacune est exactement connue, ainsi qu'avec une position axiale respective exactement connue, et par le fait que les profils de rugosité locaux individuels des différentes passes de palpage de rugosité sont imprimés côte à côte selon une suite dense, de manière correspondante à leur position, conformément à leur position relative axiale et périphérique sur le tourillon d'arbre, les enregistrements de mesure étant reproduits de manière respectivement agrandie et allongée dans la direction radiale et axiale, et de manière resserrée dans la direction périphérique, en conduisant ainsi à la représentation d'une topographie différemment altérée sur le plan affine relativement aux différentes dimensions individuelles, mais illustrant de manière plastique, selon une vue oblique, la microstructure de la surface de la bande périphérique en tant que 2768506 développement. D'après cela, la microstructure de la surface du tourillon est relevée par un grand nombre de points de mesure de palpage en choisissant une densité de points de mesure nettement plus élevée dans la direction axiale que dans la direction périphérique. Après un choix approprié des échelles de représentation pour ces directions individuelles dans l'espace, agrandissement et allongement dans les directions radiale et respectivement axiale et resserrement dans la direction périphérique, on reconnaît nettement la topographie d'une structure en hélice sur une représentation plastique des points de mesure. Les avantages de l'invention résident dans le fait qu'elle permet pour la première fois de faire apparaître de manière claire et fiable une structure en hélice sur des surfaces de tourillon ayant subi un usinage de finition de haute précision. Dans le cas d'une hélice plus fortement marquée, il est possible de déterminer déjà à partir d'une telle représentation primaire de la topographie, les caractéristiques essentielles telles que l'angle d'hélice, la direction du pas, le pas et d'autres caractéristiques. Si l'on doit déterminer d'autres grandeurs caractéristiques, par exemple également la section de passage, ou bien s'il s'agit d'une hélice moins fortement marquée, on détermine, à partir de la topographie primaire représentée par le grand nombre de points de mesure, une fonction d'autocorrélation de surface en éliminant ainsi les parts stochastiques de la topographie primaire et en déterminant une topographie secondaire de la surface, renfermant essentiellement uniquement des parts périodiques, cette topographie secondaire étant représentée de manière plastique en vue oblique, en tant que développement. On forme ainsi une fonction d'autocorrélation de surface à partir de la 6 /2768506 représentation des points de mesure. La topographie secondaire que l'on peut ainsi déterminer représente une image similaire à celle de la topographie primaire, dans laquelle on a toutefois éliminé les parts de rugosité stochastiques et ne renfermant essentiellement plus que les parts périodiques. A partir de la représentation de la microstructure, le "lecteur" averti peut même reconnaître les origines de l'apparition de la structure en hélice. Chaque type d'origine de la structure en hélice engendre une autre image de la microstructure de la surface. En raison de l'expérience acquise à l'aide de l'invention, il est possible de distinguer la structure en hélice de dressage et la structure en hélice de défaut de parallélisme, comme étant les types représentatifs les plus importants des formes de structure en hélice qui peuvent apparaître lors de la rectification de surfaces cylindriques. Selon une configuration avantageuse de l'invention, à partir de la topographie primaire ou de la topographie secondaire, on détermine au moins l'une des données caractéristiques d'une structure en hélice suivantes: angle d'hélice, pas de l'hélice, longueur de période, nombre de filets, la profondeur du profil ou d'hélice, ou la section de passage ouverte, vue dans une coupe s'étendant axialement, des parts périodiques entre deux sommets d'onde voisins. D'après une caractéristique avantageuse de l'invention, la structure en hélice sur le tourillon d'arbre est déterminée dans la zone d'une bande périphérique du type de celle o s'appuie sur le tourillon d'arbre, une lèvre d'étanchéité fermée d'un joint d'étanchéité annulaire. Dans ce cas, la structure 7 2768506 en hélice est déterminée sur une bande périphérique du tourillon d'arbre, qui est au moins quatre fois, de préférence environ dix fois aussi large que la largeur d'appui de la lèvre d'étanchéité sur le tourillon d'arbre. Conformément à une caractéristique avantageuse de l'invention, la densité des points de mesure lors de la passe de palpage de rugosité, vaut 100 à 1000 points de mesure par millimètre, de préférence 200 à 400 points de mesure par millimètre. Par ailleurs, les passes de palpage de rugosité sont réalisées avec un espacement dans la direction périphérique qui correspond à 0,5 fois à 2 fois la longueur de période des parts périodiques de la structure en hélice. Selon une configuration de l'invention, on effectue de manière régulièrement répartie sur la totalité de la circonférence, 30 à 120, de préférence 60 à 75 passes de palpage de rugosité. Dans le cas d'une structure en hélice d'un nombre de filets plus élevé, on effectue de manière régulièrement répartie, uniquement sur une partie, de préférence décimale, de la circonférence totale, 30 à 120, de préférence 60 à 75 passes de palpage de rugosité. Conformément à l'invention, les enregistrements de mesure sont imprimés de manière agrandie de 400 à 2000 fois, de préférence de 500 à 1000 fois, dans la direction radiale, c'est à dire dans la direction de la rugosité de surface, et de manière allongée de 50 à 200 fois dans la direction axiale. Dans la direction périphérique, les enregistrements de mesure sont imprimés de manière resserrée à un cinquième jusqu'à un demi de leur valeur. 8 2768506 Par ailleurs, l'invention va être explicitée plus en détail dans la suite, au regard d'un exemple de réalisation représenté sur les dessins annexés, qui montrent: Fig. 1 de manière schématique, la coopération entre la meule de rectification et la pièce, avec indication du transfert d'une structure en hélice de dressage de la meule de rectification vers la pièce, Fig. 2 de manière schématique, la disposition réciproque de la meule de rectification et de la pièce montrant un état de défaut de parallélisme entre les axes de rotation, Fig. 3 un exemple de réalisation d'un dispositif effectuant des passes de palpage de rugosité pour la mise en oeuvre du procédé de détermination d'une structure en hélice, Fig. 4 figures 4a et 4b montrant respectivement selon une représentation développée et en regard l'une de l'autre, les rapports de côtés d'une bande périphérique sur un tourillon d'arbre, relevée par plusieurs passes de palpage de rugosité s'étendant axialement d'une part (figure 4a), et l'allongement axial et le resserrement périphérique de cette bande en une image à rapport de côtés habituel (figure 4b), Fig. 5 une représentation d'un détail partiel d'une topographie idéalisée de structure en hélice, avec indication des différentes grandeurs caractéristiques de l'hélice, 9 l2768506 Fig. 6 une famille de profils de rugosité représentés de manière plus fortement espacée, dans laquelle on reconnaît, en raison de l'espacement plus important, aussi bien les lignes de profils individuelles que la structure en hélice, Fig. 7 une représentation conforme à l'invention de la rugosité d'une bande périphérique d'une surface cylindrique ayant subi un usinage de finition de haute précision avec une hélice nulle, la structure en ligne étant nettement reconnaissable malgré la faible rugosité, Fig. 8 une représentation de la rugosité similaire à celle de la figure 7 dans le cas d'une surface à rugosité plus importante affectée d'une structure en hélice, dans laquelle il n'est pas possible de reconnaître une structure en ligne et donc une structure en hélice, et Fig. 9 une fonction d'autocorrélation de surface de la représentation selon la figure 8, pour laquelle les parts de rugosité stochastiques ont été éliminées en laissant ainsi apparaître nettement la structure en ligne périodique de la rugosité et ainsi la structure en hélice. La formation d'une hélice lors de la rectification s'effectue d'une part par l'intermédiaire de l'opération de dressage de la meule de rectification ou d'autre part dans le cas d'écarts de parallélisme entre l'axe de la meule de rectification et celui de la pièce. En conséquence on fait donc la distinction entre différents types de structure en hélice. 2768506 Dans le cas d'une structure en hélice de dressage (formation représentée sur la figure 1, topographie représentée sur la figure 6), il se forme tout d'abord sur la meule de rectification 1, suite au dressage au ruban ou à l'aide d'un monograin de diamant, une hélice de dressage 2 à un filet, qui lors du processus de rectification, laisse sur la pièce 3 une ligne 4 plus aplatie conformément à la vitesse périphérique plus faible de ladite pièce, cette ligne étant généralement transférée en tant que structure en hélice à filets multiples sur la pièce. Dans le cas d'une structure en hélice de défaut de parallélisme (figure 2), l'origine est un angle de défaut de parallélisme selon la norme allemande DIN 8630, résultant d'un écart de parallélisme entre l'axe de rotation 5 de la meule de rectification 1 et de l'axe de rotation 6 de la pièce 3. Dans le cas d'une structure en hélice nulle (figure 7), on constate une ampleur de la marque de structure en hélice comme dans le cas d'une structure en hélice de dressage, avec la particularité d'un angle d'hélice exactement égal à zéro. La structure en hélice de dressage et la structure en hélice nulle sont à affecter quant à l'ampleur de leur marque, à l'ondulation et sont superposées à la structure de rectification. Elles ont une ampleur de marque régulière sur la totalité de la surface d'étanchéité, et présentent la propriété de continuité. Cela signifie que le filet d'une hélice s'étend de manière continue le long de la périphérie. La continuité est assurée aussi longtemps que la part d'ondulation de la structure en hélice est au moins Il 2768506 aussi fortement marquee que la part de rugosité de la structure de rectification. Une marque de structure en hélice altère la fonction d'étanchéité de la surface d'autant plus que l'angle d'hélice est grand et d'autant plus que l'aire de la section d'un filet ou plusieurs filets d'hélice est grande. Jusqu'à présent on a déjà mesuré un grand nombre de surfaces comportant une structure en hélice et l'on a découvert une grande diversité dans l'ampleur de la marque en hélice. Pour décrire sans équivoque ces structures en hélice fortement distinctes, on a introduit les grandeurs caractéristiques évoquées ultérieurement. Pour la détermination sans équivoque de structures en hélice sur des tourillons d'arbre ayant subi un usinage de finition de haute précision, selon le procédé conforme à l'invention, il est nécessaire de disposer d'un dispositif de mesure 10 (figure 3), qui dans l'exemple représenté, comporte une broche de mesure (poupée porte-broche 11) avec un mandrin de serrage 12 pour recevoir la pièce en position définie. Cela doit permettre de positionner de manière exactement reproductible la pièce, au moins dans le domaine des minutes; une précision de positionnement de 5 secondes d'angle serait optimale. La pièce portant le tourillon d'arbre 13 doit pouvoir être reçue dans un porte-pièce 12 concentriquement à l'axe de rotation 14 du tourillon d'arbre, de façon à pouvoir tourner et être entraînée en rotation, et de manière telle, que pour une position constante exacte de l'axe de rotation 14, elle puisse être tournée selon des incréments angulaires 15 définis, et puisse être arrêtée dans toute position angulaire quelconque. La position périphérique du tourillon d'arbre 13 doit pouvoir être indiquée en tant que signal 12 2768506 susceptible d'être traité en informatique et doit pouvoir être transmise à un ensemble de traitement de signal. Le dispositif de mesure 10 est par ailleurs pourvu d'une unité de passes de palpage de rugosité 16 destinée au palpage du tourillon d'arbre le long d'une ligne droite définie. L'unité de passes de palpage de rugosité 16 pouvant être déplacée transversalement à la surface de pièce, c'est à dire radialement à l'axe de rotation 14, porte une aiguille de palpage 17 pointue, qui peut être appliquée sur la surface, et qui peut être déplacée sur la surface à l'aide d'un système d'avance linéaire, parallèlement à l'axe de rotation 14 et avec une faible vitesse de déplacement. Pour éliminer de fortes ondulations ou de forts écarts de forme du tourillon par rapport à une forme cylindrique exacte, l'aiguille de palpage s'appuie avantageusement par l'intermédiaire de patins sur la surface du tourillon, de sorte que seules sont encore relevées les rugosités de la surface à l'aide de l'aiguille de palpage. Les soulèvements de l'aiguille de palpage dus au palpage peuvent être détectés à l'aide d'un capteur de déplacement à pouvoir de résolution très élevé (limite de résolution inférieure à 1 pm), et peuvent être transmis en tant que signaux susceptibles d'être traités par informatique, à un ensemble de traitement de signal. Le dispositif de mesure 10 indiqué sur la figure 3 est construit sur la base d'un appareil classique à passes de palpage de rugosité, qui est complété par une poupée porte-broche de mesure 11. Pour être complet, il est à noter que des appareils adaptés peuvent également être réalisés sur la base d'un appareil de contrôle de forme de surfaces cylindriques. Ceux-ci comportent une table de mesure horizontale avec 13 2768506 un système de chariots croisés pour recevoir la pièce, la surface cylindrique à contrôler étant disposée de façon à avoir son axe de cylindre en position verticale. Au-dessus de la table de mesure est placée une unité à fourreau verticale portant le palpeur et dont l'axe est centré par rapport à la table de mesure. La pièce peut tourner par rapport au palpeur, autour d'un axe vertical et peut être positionnée avec une grande précision, le mouvement de rotation nécessaire à cela pouvant être réalisé par un disque rotatif sur la table de mesure ou par la possibilité de rotation de l'unité à fourreau ou par une broche montée en rotation dans l'unité à fourreau. Pour la détermination d'une structure en hélice sur un tourillon d'arbre, on procède de la manière suivante: sur une bande périphérique 19 concernée du tourillon d'arbre 13 on effectue plusieurs passes de palpage de rugosité 20 d'orientation axiale avec une densité axiale élevée de points de mesure, en différentes positions périphériques mais dont chacune est exactement connue, ainsi qu'avec une position axiale respective exactement connue. La structure en hélice sur le tourillon d'arbre 13 est déterminée dans la zone d'une bande périphérique 19 du type de celle o s'appuie sur le tourillon d'arbre, une lèvre d'étanchéité fermée d'un joint d'étanchéité annulaire. Dans le cas d'une détermination de la structure en hélice sur une pièce neuve, le palpage peut être effectué directement sur la zone d'appui de la lèvre d'étanchéité. Dans le cas de pièces anciennes, dans lesquelles la zone d'appui de la lèvre d'étanchéité est altérée par une usure de l'arbre, on effectuera le palpage sur une bande périphérique située immédiatement à côté, en pouvant raisonnablement 14 2768506 espérer que cette bande présente la même microstructure qu'a présenté initialement la zone d'appui directe. Lors de la mesure, le relevé de données se fait sur une bande périphérique du tourillon d'arbre, qui est au moins quatre fois, de préférence environ dix fois aussi large que la largeur d'appui de la lèvre d'étanchéité sur le tourillon d'arbre. La représentation graphique des valeurs de mesure, de la manière montrée, peut rester limitée à une bande plus étroite. En vue d'obtenir une représentation nette et claire d'une structure en hélice, la densité des points de mesure lors de la passe de palpage de rugosité, devrait présenter une valeur de 100 à 1000 points de mesure par millimètre, de préférence de 200 à 400 points de mesure par millimètre. Dans la direction périphérique il est possible de prévoir un espacement nettement plus grand des points de mesure, et la densité des points de mesure dans la direction périphérique pourra correspondre à 0,5 fois à deux fois la longueur de période des parts périodiques de la structure en hélice. A cet effet, le relevé sera effectué en règle générale sur la totalité de la périphérie du tourillon d'arbre. En conséquence, on effectue de manière régulièrement répartie sur la totalité de la périphérie, 30 à 120, de préférence 60 à 75 passes de palpage de rugosité. Dans le cas d'une structure en hélice d'un nombre de filets plus élevé, par exemple à partir d'un nombre de filets de 15, il est toutefois nécessaire de choisir un pouvoir de résolution en partie nettement plus élevé dans la direction périphérique. A cet effet, il n'est pas nécessaire dans ce cas d'effectuer le relevé sur la totalité de la périphérie, mais il suffit d'effectuer de manière régulièrement répartie, uniquement sur une partie, de préférence décimale, de la circonférence 2768506 totale, 30 à 120, de préférence 60 à 75 passes de palpage de rugosité. Les profils de rugosité locaux 21 individuels des différentes passes de palpage de rugosité 20 sont imprimés côte à côte selon une suite dense, de manière correspondante à leur position, conformément à leur position relative axiale et périphérique sur le tourillon d'arbre 13. Les enregistrements de mesure 21 sont ici reproduits de manière respectivement agrandie et allongée dans la direction radiale et axiale 22, et de manière resserrée dans la direction périphérique. Les enregistrements de mesure sont imprimés de manière agrandie de 400 à 2000 fois, de préférence de 500 à 1000 fois, dans la direction radiale, c'est-à-dire dans la direction de la rugosité de surface. L'échelle sélectionnée s'y rapportant est indiquée sur chacune des figures 6, 7 et 8 par la représentation d'un segment correspondant et de la mesure associée. Dans la direction axiale 22, les enregistrements de mesure sont imprimés de manière allongée de 50 à 200 fois. L'échelle s'y rapportant est indiquée sur chacune des figures 6, 7 et 8 par la représentation de traits d'échelle correspondant chacun à 1/10 mm. Dans la direction périphérique, les enregistrements de mesure sont imprimés de manière resserrée à un cinquième jusqu'à un demi de leur valeur. Les figures 6, 7 et 8 reproduisent dans la direction périphérique 23 orientée vers l'arrière en perspective, une circonférence complète de la pièce. Ces échelles de reproduction différentes pour les différentes dimensions individuelles permet de visualiser une topographie certes altérée sur le plan affine, différemment quant aux différentes dimensions individuelles, mais indiquant de manière plastique en 16 2768506 vue oblique, la microstructure de la surface de la bande périphérique 19. Dans le cas de la disposition sur la figure 6, volontairement dilatée dans la direction périphérique par rapport à la représentation normale (par exemple selon la figure 7 ou la figure 8) des différents profils de rugosité 21, les enregistrements de mesure individuels sont ici visibles sous forme de lignes individuelles. Comme la structure en hélice est relativement marquée dans le cas de cet exemple, la structure en hélice reste visible même sur ce mode de représentation dilaté. Dans le cas d'une représentation plus dense des profils de rugosité, par exemple conformément à la figure 5, à la figure 7 ou à la figure 9, une structure en hélice devient encore plus nette, notamment lorsque les profils de rugosité sont représentés en couleur. De manière similaire à ce qui se pratique en géographie dans le cas de la représentation de montagnes, on utilise pour des zones de lignes de profil situées à des hauteurs différentes, des couleurs différentes. Malgré l'intersection et le recouvrement des différentes lignes voisines lors de l'impression, on élabore une image plastique qui laisse entrevoir une structure à lignes existante de la topographie. Dans le cas d'une structure en hélice plus fortement marquée, il est déjà possible de déterminer les grandeurs caractéristiques les plus importantes de la structure en hélice, sur l'impression primaire, à savoir sur la topographie primaire ainsi représentée. En règle générale on déterminera toutefois à partir de la topographie primaire représentée par le grand nombre de points de mesure, une fonction d'autocorrélation de surface. De cette manière, on élimine ainsi les parts stochastiques de la topographie primaire et l'on forme une topographie secondaire de la surface, renfermant essentiellement uniquement des parts périodiques, et qui 17 2768506 peut alors être représentée de manière plastique en vue oblique. La comparaison des deux figures 8 et 9 montre la différence de manière très nette. Alors que la topographie primaire de la rugosité d'un tourillon d'arbre déterminé selon la figure 8 ne permet pas de reconnaître une structure en ligne, en raison d'une part stochastique élevée de rugosité, celle-ci est parfaitement visible dans le cas de la fonctiond'autocorrélation de la même pièce, représentée sur la figure 9. Notamment dans le cas d'une structure en hélice très faiblement marquée et/ou dans le cas de structures en hélice avec une part stochastique élevée de rugosité, la structure en hélice de la surface ne peut être distinguée que sur une fonction d'autocorrélation de la topographie primaire. A partir de la topographie primaire ou de la topographie secondaire, il est possible de déterminer les données caractéristiques de la structure en hélice, qui sont montrées sur la figure 5. Le traitement se fait par la mesure de grandeurs déterminées à partir de la représentation à l'échelle, en tenant compte de l'échelle de représentation respectivement considérée. Dans le cas d'un logiciel de traitement approprié, ces données, tout comme les données caractéristiques évoquées plus loin, peuvent être calculées et délivrées automatiquement. Sur la base des éléments relevés par le biais de l'invention, il est possible de déterminer les grandeurs caractéristiques suivantes d'une structure en hélice: * La longueur de période p est la distance mesurée dans la direction axiale entre des sommets d'onde voisins. + le nombre de filets est déterminé par comptage, à partir du nombre des sommets d'onde le long de la direction périphérique sur une circonférence totale du tourillon. Si dans le cas d'un nombre de filets 18 2768506 plus important, pour lequel il est nécessaire de choisir une densité d'enregistrement plus élevée, seul 1/10 d'une circonférence totale, c'est à dire seulement 36 sont traités, le nombre de filets peut être facilement déterminé en multipliant par le facteur 10 les filets pouvant être comptés. On a observé des nombres de filets largement au-dessus de sur des pièces réelles. À Le pas h de l'hélice est égal à un multiple correspondant au nombre de filets, de la longueur de période. Il peut également être déterminé directement à partir de la représentation, par mesure et conversion avec l'échelle de représentation. Des observations sur de nombreuses structures en hélice et leur traitement, montrent que, tout au moins dans la fonction d'autocorrélation, les différents filets individuels des structures en hélice, présentent entre-eux dans une large mesure une même longueur de période et une profondeur de profil approximativement identique. * L'angle d'hélice a (il s'agit en règle générale de petits angles largement inférieurs à 5 , le plus souvent dans le domaine des minutes) est obtenu, en valeur d'arc, à partir du rapport de la longueur périphérique au pas h de l'hélice. A partir de cette valeur de rapport, il est au moins également possible d'indiquer l'angle d'hélice en degrés angulaires, par calcul trigonométrique. * La profondeur t du profil ou de l'hélice entre deux sommets d'onde voisins. + La section de passage ouverte f, vue dans une coupe s'étendant axialement, entre deux sommets d'onde voisins, est obtenue par planimétrie, ou bien peut être déterminée par calcul à partir de la profondeur du profil et de la distance entre les sommets d'onde, en supposant une forme sinusoïdale des flancs 19 2768506 d'ondes. Il est également possible de tenir compte de formes rondes ou pointues des sommets d'onde pour la détermination de la surface, en mettant en oeuvre un logiciel de traitement développé en conséquence. 2768506 REVENDICATIONS. 1. Procédé pour déterminer une structure en hélice dans la rugosité de surface d'une pièce cylindrique pleine ou creuse ayant subi un usinage de finition de haute précision, qui dans la suite est désignée par le terme générique de tourillon d'arbre, caractérisé en ce que sur une bande périphérique (19) concernée du tourillon d'arbre (13) on effectue plusieurs passes de palpage de rugosité (20) d'orientation axiale avec une densité axiale élevée de points de mesure, en différentes positions périphériques mais dont chacune est exactement connue, ainsi qu'avec une position axiale respective exactement connue, et en ce que les profils de rugosité locaux (21) individuels des différentes passes de palpage de rugosité (20) sont imprimés côte à côte selon une suite dense, de manière correspondante à leur position, conformément à leur position relative axiale et périphérique sur le tourillon d'arbre (13), les enregistrements de mesure (21) étant reproduits de manière respectivement agrandie et allongée dans la direction radiale et axiale (22), et de manière resserrée dans la direction périphérique, en conduisant ainsi à la représentation d'une topographie différemment altérée sur le plan affine relativement aux différentes dimensions individuelles, mais illustrant de manière plastique, selon une vue oblique, la microstructure de la surface de la bande périphérique (19) en tant que développement. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'à partir de la topographie primaire représentée par le grand nombre de points de mesure, on détermine une fonction d'autocorrélation de surface en éliminant ainsi les parts stochastiques de la 21 2768506 topographie primaire et en déterminant une topographie secondaire de la surface, renfermant essentiellement uniquement des parts périodiques, cette topographie secondaire étant représentée de manière plastique, en vue oblique, en tant que développement. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'à partir de la topographie primaire ou de la topographie secondaire, on détermine au moins l'une des données caractéristiques d'une structure en hélice suivantes: angle d'hélice (a), pas de l'hélice (h), longueur de période (p), nombre de filets, la profondeur du profil ou d'hélice (t), ou la section de passage (f) ouverte, vue dans une coupe s'étendant axialement, des parts périodiques entre deux sommets d'onde voisins. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure en hélice sur le tourillon d'arbre (13) est déterminée dans la zone d'une bande périphérique (19) du type de celle o s'appuie sur le tourillon d'arbre (13), une lèvre d'étanchéité fermée d'un joint d'étanchéité annulaire. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la structure en hélice est déterminée sur une bande périphérique (19) du tourillon d'arbre (13), qui est au moins quatre fois, de préférence environ dix fois aussi large que la largeur d'appui de la lèvre d'étanchéité sur le tourillon d'arbre (13). 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la densité des points de mesure lors de la passe de palpage de rugosité, vaut 100 à 1000 22 2768506 points de mesure par millimètre, de préférence 200 à 400 points de mesure par millimètre. 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les passes de palpage de rugosité sont réalisées avec un espacement dans la direction périphérique qui correspond à 0,5 fois à 2 fois la longueur de période des parts périodiques de la structure en hélice. 8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on effectue de manière régulièrement répartie sur la totalité de la circonférence, 30 à 120, de préférence 60 à 75 passes de palpage de rugosité (20). 9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans le cas d'une structure en hélice d'un nombre de filets plus élevé, on effectue de manière régulièrement répartie, uniquement sur une partie, de préférence décimale, de la circonférence totale, 30 à 120, de préférence 60 à 75 passes de palpage de rugosité (20). 10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les enregistrements de mesure (21) sont imprimés de manière agrandie de 400 à 2000 fois, de préférence de 500 à 1000 fois, dans la direction radiale, c'est à dire dans la direction de la rugosité de surface. 11. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les enregistrements de mesure (21) sont imprimés de manière allongée de 50 à 200 fois dans la direction axiale (22). 23 2768506 12. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les enregistrements de mesure (21) sont imprimés de manière resserrée à un cinquième jusqu'à un demi de leur valeur dans la direction5 périphérique.