Brevet FR2849483A1 — publié le 20040702

%L_ -j "Procédé de montage d'un élément tournant dans un carter avec un jeu axial" L'invention concerne un procédé de montage d'un élément tournant dans un support fixe. L'invention concerne plus particulièrement un procédé de montage dans un support fixe d'un élément tournant emmanché sur un arbre, de manière à établir un jeu axial de fonctionnement de valeur déterminée, entre une première surface radiale appartenant à l'élément tournant et une seconde surface radiale 10 en vis-à-vis appartenant au support. Une difficulté pour la réalisation de ce type de montage est de positionner axialement l'élément tournant de manière précise sur l'arbre, de manière à assurer un jeu axial de fonctionnement entre la surface radiale de l'élément tournant et la surface radiale 15 en vis-à-vis du support, en forme de carter. Une première solution pour obtenir avec précision la côte d'emmanchement, c'est à dire la position axiale choisie de l'élément tournant sur l'arbre, est d'effectuer un réglage précis de la machine réalisant l'emmanchement. Si la machine réalisant l'emmanchement fonctionne en boucle ouverte, c'est à dire sans vérification de la position axiale courante de l'élément tournant, les incertitudes sur la côte d'emmanchement sont importantes, ce qui est une source importante de défauts de montage. Si l'emmanchement est réalisé en boucle fermée, c'est à dire avec vérification de la position axiale courante de l'élément tournant et asservissement par un moyen de mesure quelconque qui pilote la machine réalisant l'emmanchement, le processus de montage est plus long, plus coteux, et difficile à mettre au point, 30 de sorte qu'il génère aussi des défauts de montage. Une deuxième solution est de former une butée axiale physique sur l'arbre, par exemple en réalisant un épaulement. La présence de l'épaulement sur l'arbre interdit la rectification de l'arbre dite " centerless ", qui permet d'obtenir les meilleures caractéristiques de " cylindricité " de l'arbre, et elle ne permet pas d'obtenir un montage parfaitement coaxial de l'élément tournant par rapport à l'arbre. De plus, cette solution est coteuse car elle nécessite un usinage supplémentaire de l'arbre pour réaliser l'épaulement. Une troisième solution est de former une butée axiale par l'intermédiaire d'un outil rapporté. Ce type de montage est possible uniquement si un espace axial suffisant est réservé au passage de l'outil entre l'élément 10 tournant et le carter. Par conséquent, le montage obtenu est plus encombrant et la machine réalisant l'emmanchement est plus chère. De plus, ce type de montage ne permet pas d'obtenir une bonne perpendicularité entre l'élément tournant et l'arbre. L'invention vise à remédier à ces inconvénients en proposant un procédé de montage plus simple et plus économique. Dans ce but, l'invention propose un procédé de montage dans un support fixe d'un élément tournant emmanché sur un 20 arbre, de manière à établir un jeu axial de fonctionnement de valeur déterminée, entre une première surface radiale appartenant à l'élément tournant et une seconde surface radiale en vis-à-vis appartenant au support, caractérisé en ce que, avant le montage de l'élément tournant dans le support, l'une au moins 25 des deux surfaces radiales est revêtue d'une pellicule d'épaisseur axiale sensiblement égale à la valeur du jeu axial, la pellicule étant réalisée dans un matériau susceptible de se dégrader par frottement, et en ce que l'élément tournant est emmanché sur l'arbre de manière que la surface radiale comportant la pellicule 30 vienne en butée axiale contre l'autre desdites surfaces radiales en vis-à-vis, de sorte que la rotation de l'élément tournant autour de son axe provoque la dégradation de la pellicule, en établissant ainsi le jeu axial de fonctionnement. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - c'est la première surface radiale appartenant à l'élément tournant qui est revêtue de la pellicule; - la pellicule est agencée sur la surface radiale de manière à former une surface radiale annulaire continue; - la pellicule est réalisée dans un matériau ayant un faible coefficient de frottement par rapport au matériau des surfaces radiales associées; - la pellicule est réalisée dans un matériau comportant du sulfure de molybdène; - la pellicule est déposée par pulvérisation - le procédé est appliqué à l'emmanchement d'un pignon sur un arbre d'équilibrage et à son montage dans un carter associé d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention 15 apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue éclatée en perspective qui représente schématiquement un carter comportant un arbre 20 primaire et un arbre secondaire d'équilibrage; - la figure 2 est une vue en section axiale qui représente schématiquement l'arbre primaire d'équilibrage de la figure 1; - la figure 3 est une vue en perspective qui représente schématiquement le pignon extérieur de l'arbre primaire 25 d'équilibrage de la figure 1; - la figure 4 est une vue agrandie d'un détail de la figure 2 qui illustre schématiquement un jeu axial arrière de fonctionnement; - la figure 5 est une vue similaire à celle de la figure 3 qui 30 représente schématiquement le pignon extérieur revêtu d'une pellicule conformément au procédé de montage selon l'invention; - la figure 6 est une vue similaire à celle de la figure 4 qui illustre schématiquement le montage du pignon extérieur de la figure 5 dans le carter. Sur les figures 1 et 2, on a représenté un support fixe, ici un carter 10, qui est prévu pour permettre le montage des arbres d'équilibrage 12, 14 d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile (non représenté). Ce type de carter 10 est appelé 5 aussi cassette d'arbres d'équilibrage et il est prévu pour être fixé au bloc moteur du véhicule. Le carter 10 comporte ici un arbre primaire 12 et un arbre secondaire 14 d'équilibrage qui sont agencés parallèlement à une direction axiale AI. A titre non limitatif, on définit une orientation d'arrière en avant, qui correspond à une orientation de la gauche vers la droite, en considérant la figure 2. L'arbre primaire 12 est monté à rotation dans trois paliers 16, 18, 20 aménagés dans le carter 10. Une masselotte d'équilibrage 22 est emmanchée sur un tronçon d'extrémité avant 24 de l'arbre primaire 12. Un pignon extérieur 26 et un pignon intérieur 28 sont emmanchés respectivement sur un tronçon d'extrémité arrière 30 et sur un tronçon intermédiaire 32 de l'arbre primaire 12, de 20 manière que les deux pignons 26, 28 soient agencés de part et d'autre d'un palier arrière 16 du carter 10. Le pignon extérieur 26 est prévu pour être lié à rotation au vilebrequin (non représenté) du moteur à combustion interne par engrenage. Comme on l'a représenté sur les figures 3 et 4, le 25 pignon extérieur 26 comporte une surface radiale annulaire d'extrémité avant 34 qui est agencée en regard d'une surface radiale annulaire arrière 36 du palier arrière 16. Le pignon intérieur 28 est prévu pour être lié à rotation à l'arbre secondaire 14 par engrenage. Il comporte une surface 30 radiale annulaire d'extrémité arrière 38 qui est agencée en regard d'une surface radiale annulaire avant 40 du palier arrière 16. L'arbre secondaire 14 est similaire à l'arbre primaire 12. Il est monté à rotation dans des paliers du carter 10 et il est équipé d'un pignon intérieur secondaire 42 qui engrène avec le pignon intérieur 28 de l'arbre primaire 12, et d'une masselotte d'équilibrage 44 à son tronçon d'extrémité avant. L'extrémité axiale arrière de l'arbre secondaire 14 est ici dépourvue de pignon, mais elle est équipée d'une bague de butée axiale 45. Dans la suite de la description, on décrira le procédé selon l'invention en référence au montage de l'arbre primaire 12 dans le carter 10. Bien entendu, le procédé selon l'invention peut être appliqué de manière similaire au montage de l'arbre secondaire io 14 dans le carter 10. Comme on peut le voir sur les figures 2 et 4, en position montée dans le carter 10, la surface radiale avant 34 du pignon extérieur 26 délimite axialement avec la surface radiale arrière 36 en vis-à-vis du palier arrière 16 un jeu axial arrière de 15 fonctionnement JI, et la surface radiale arrière 38 du pignon intérieur 28 délimite axialement avec la surface radiale avant 40 en vis-à-vis du palier arrière 16 un jeu axial avant de fonctionnement J2. Conformément aux enseignements de l'invention, le 20 procédé suivant est mis en oeuvre pour établir des jeux axiaux de fonctionnement JI, J2 de valeurs déterminées. Avant le montage du pignon extérieur 26 dans le carter 10, comme on l'a représenté sur les figures 5 et 6, l'une au moins des deux surfaces radiales délimitant le jeu axial arrière JI, ici la 25 surface radiale avant 34 du pignon 26, est revêtue d'une pellicule 46 d'épaisseur axiale El égale à la valeur du jeu axial arrière JI. Cette pellicule 46 est réalisée dans un matériau susceptible de se dégrader par frottement, par exemple du sulfure de molybdène (MoS2). Selon le mode de réalisation représenté ici, la pellicule 46 est agencée sur la surface radiale avant 34 du pignon 26 de manière à former une surface radiale annulaire continue, d'épaisseur axiale El constante. Le pignon extérieur 26 est ensuite emmanché sur l'arbre primaire 12, qui est monté dans le carter 10, jusqu'à ce que le pignon 26 occupe une position axiale sur l'arbre 12 dans laquelle la pellicule 46 est en butée axiale contre la surface radiale arrière 36 du palier arrière 16. Le pignon extérieur 26 est fixé à cette position de butée axiale sur l'arbre 12, par exemple par frettage. Le montage du pignon extérieur 26 dans le carter fixe 10 est alors terminé. Ensuite, en fonctionnement normal, la rotation de l'arbre 12 et du pignon extérieur 26 dans le carter 10 provoque un frottement de la pellicule 46 contre la surface radiale arrière 36 du palier arrière 16. Grâce au choix du matériau de la pellicule 46, celle-ci se S5 dégrade rapidement sous l'effet du frottement. Par exemple, dans le cas du sulfure de molybdène choisi ici, la pellicule 46 se dégrade sous la forme de fines particules de sorte que, après quelques tours de l'arbre 12 autour de son axe Ai, la pellicule 46 disparaît complètement en laissant à sa place 20 un jeu axial arrière de fonctionnement Jl égal à l'épaisseur axiale initiale El de la pellicule 46. De préférence, on choisit le matériau constituant la pellicule 46 de manière qu'il présente un faible coefficient de frottement, par rapport au matériau des surfaces radiales 34, 36 25 associées, qui sont par exemple réalisées en acier. C'est à dire que le coefficient de frottement de la pellicule 46 sur l'acier est inférieur au coefficient de frottement d'une surface radiale 34 en acier sur la surface radiale 36 en acier en vis-à-vis. Le faible coefficient de frottement du matériau de la 30 pellicule 46 permet notamment de ne pas modifier de manière importante la valeur du couple résistant de l'arbre primaire 12, de sorte que la présence de la pellicule 46 n'ait pas d'influence sensible sur le fonctionnement de l'arbre primaire 12. Le matériau constituant la pellicule 46 est aussi choisi de manière que la pellicule 46 ait une faible compressibilité, c'est à dire que globalement, lors de la venue en butée axiale de la pellicule 46 contre la surface radiale 36 en vis-à-vis du palier 5 arrière 16, la pellicule 46 ne subisse pas de déformation par compression entre le pignon 26 et le palier 16. De préférence, la pellicule 46 est déposée sur la surface radiale 34 du pignon 26 par pulvérisation. Avantageusement, le positionnement axial du pignon io intérieur 28 de l'arbre primaire 12 est réalisé de la même manière que pour le pignon extérieur 26, la surface radiale arrière 38 du pignon intérieur 28 étant alors revêtue d'une pellicule (non représentée) pour sa venue en butée axiale contre la surface radiale avant 40 du palier arrière 16, de manière à établir le jeu 15 axial avant de fonctionnement J2. REVENDICATIONS 1. Procédé de montage dans un support fixe (10) d'un élément tournant (26) emmanché sur un arbre (12), de manière à établir un jeu axial de fonctionnement (Jl) de valeur déterminée, s entre une première surface radiale (34) appartenant à l'élément tournant (26) et une seconde surface radiale (36) en vis-à-vis appartenant au support (10), caractérisé en ce que, avant le montage de l'élément tournant (26) dans le support (10), l'une (34) au moins des deux io surfaces radiales (34, 36) est revêtue d'une pellicule (46) d'épaisseur axiale (El) sensiblement égale à la valeur du jeu axial (JI), la pellicule (46) étant réalisée dans un matériau susceptible de se dégrader par frottement, et en ce que l'élément tournant (26) est emmanché sur l'arbre (12) de manière que la 15 surface radiale (34) comportant la pellicule (46) vienne en butée axiale contre l'autre (36) desdites surfaces radiales (34, 36) en vis-à-vis, de sorte que la rotation de l'élément tournant (26) autour de son axe (AI) provoque la dégradation de la pellicule (46), en établissant ainsi le jeu axial de fonctionnement (J1). 2. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que c'est la première surface radiale (34) appartenant à l'élément tournant (26) qui est revêtue de la pellicule (46). 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pellicule (46) est agencée 25 sur la surface radiale (34) de manière à former une surface radiale annulaire continue. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pellicule (46) est réalisée dans un matériau ayant un faible coefficient de frottement par 30 rapport au matériau des surfaces radiales (34, 36) associées. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pellicule (46) est réalisée dans un matériau comportant du sulfure de molybdène. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pellicule (46) est déposée par pulvérisation. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 précédentes, caractérisé en ce qu'il est appliqué à l'emmanchement d'un pignon (26) sur un arbre d'équilibrage (12) et à son montage dans un carter (10) associé d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile.