Brevet FR2909737A1 — publié le 20080613

Procédé d'adaptation d'un chapeau de palier sécable sur un carter cylindres et chapeau de palier sécable adapté La présente invention concerne un chapeau de palier sécable possédant un bossage sur ses flancs pour son usinage après fracturation, et un procédé d'adaptation d'un chapeau de palier sécable sur un carter cylindres, permettant un usinage des flancs du chapeau de palier sécable après fracturation. Dans les moteurs à combustion interne, des chapeaux de paliers fixent le vilebrequin sur le carter cylindres. Généralement, un chapeau de palier se présente sous la forme d'un demi-collier dont l'orifice demi-circulaire permet d'introduire le vilebrequin. Le chapeau de palier est ensuite fixé avec des vis sur un palier du carter cylindres pour maintenir le vilebrequin. Les chapeaux de paliers étant très sollicités sur un moteur, et en particulier sur les moteurs en V, ils sont fixés avec quatre vis de fixation, dites principales , colinéaires entre elles, ainsi que par deux vis de fixation, dites latérales , perpendiculaires aux vis principales. Les vis de fixation latérales sont couramment appelées cross bolting . De plus, des pieds de centrage sont utilisés pour assurer un bon positionnement longitudinal du vilebrequin dans les orifices des chapeaux de palier. Une alternative à ce montage de chapeaux de palier, afin d'éliminer à la fois deux des quatre vis de fixation principales, les deux vis de fixations latérales, et les pieds de centrage, est d'utiliser des chapeaux de paliers sécables. Les chapeaux de palier sécables sont conçus en fonderie directement sur le carter cylindres. Ils sont fracturés (opération dite de cassage ) pour insérer le vilebrequin, puis re-fixés sur les paliers du carter cylindres à l'aide de vis de fixation, en mettant en contact les surfaces fracturées du chapeau de palier sécable et du palier. L'adhérence du chapeau de palier sécable sur le palier du carter cylindres est donc renforcée, car l'état de surface de la surface fracturée du chapeau de palier concorde exactement avec l'état de surface de la surface fracturée du palier. Ainsi, les chapeaux de palier sécables ne sont fixés que par deux vis de fixation principales. Dans les moteurs en V, tel que les moteurs V6, le vilebrequin est très encombrant. Pour réduire ses dimensions, les flancs des bras et des contrepoids du 2909737 2 vilebrequin sont proches des flancs des chapeaux de palier et des paliers du carter cylindres. La distance entre ceux-ci pouvant aller jusqu'à de l'ordre de quelques dixièmes de millimètres au minimum. Aussi, pour assurer ce jeu de fonctionnement minimal, les flancs du vilebrequin, les flancs des paliers du carter cylindres et les 5 flancs des chapeaux de palier sont usinés. Dans le cas de l'utilisation de chapeaux de paliers standards , l'usinage des flancs de palier est réalisé indépendamment de l'usinage des flancs des chapeaux de palier, car ceux - ci peuvent être facilement montés et démontés du carter cylindres. Par contre, il n'existe pas, dans l'état de l'art antérieur, de méthode pour 10 usiner les chapeaux de palier sécables et les flancs de palier associés avec la même précision que pour les chapeaux de paliers standards. En effet, avant le cassage, l'usinage des flancs du palier est impossible, par manque d'accessibilité des flancs avec la fraise et son moyeu. La fraise n'a en effet pas la possibilité d'accéder aux flancs du palier, car la présence du chapeau de palier gène son insertion. 15 De même, il n'est pas possible d'usiner le flanc du chapeau de palier sécable à la suite du cassage, car les surfaces fracturées doivent rester intactes afin d'assurer le bon maintien du chapeau sur le palier. L'usinage étant réalisé sur les flancs, l'état de surface des zones à l'intersection entre les flancs et les surfaces fracturées peut être modifié. Ce changement d'état de surface perturbe alors le maintien du chapeau 20 de palier sur le palier. Un objet de la présente invention est de pallier à un ou plusieurs inconvénients de l'art antérieur, notamment en proposant un chapeau de palier sécable qui permet d'assurer l'usinage de ses flancs après le cassage, sans impact sur les surfaces fracturées. 25 Cet objet est accompli par un chapeau de palier sécable caractérisé en ce qu'il possède un bossage sur une partie de chacun de ses flancs, telles que les lignes d'intersection entre les surfaces fracturées et les flancs sont en retrait par rapport à la partie saillante du bossage. Selon une particularité de l'invention, le contour du bossage est proche du 30 contour du flanc du chapeau de palier. Un autre objet de la présente invention est un procédé de fabrication par fonderie d'un carter cylindres permettant de réaliser ce chapeau de palier sécable. 2909737 3 Le procédé de fabrication d'un carter cylindres possédant un palier et un chapeau de palier sécable est caractérisé en ce que le chapeau de palier sécable possède un bossage sur ses flancs, et qu'une rainure est présente sur le plan de joint de la cassure du chapeau de palier. 5 Un autre objet de la présente invention est un procédé permettant d'adapter un chapeau de palier sécable sur un carter cylindres. Le procédé permettant d'adapter, sur un carter cylindres, un chapeau de palier sécable possédant un bossage sur une partie de ses flancs dont les contours suivent sensiblement les contours du chapeau de palier, et telles que les lignes d'intersection 10 entre les surfaces fracturées et les flancs du chapeau de palier sont en retrait par rapport à la partie saillante du bossage est caractérisé en ce qu'il possède les étapes suivantes : - une étape de pré - usinage de la ligne d'arbre du carter cylindres recevant le vilebrequin, 15 - une étape d'usinage de la face d'appui et des trous de fixation du chapeau de palier sécable, - une étape de cassage du chapeau de palier sécable, - une étape d'usinage des flancs de paliers du carter cylindres, - une étape d'usinage de la partie saillante du bossage du chapeau de palier, 20 une étape de fixation du chapeau de palier sur un palier du carter cylindres - une étape d'usinage de finition de la ligne d'arbre du carter cylindres. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit, pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : 25 La figure 1 présente un usinage des flancs d'un palier standard selon l'art antérieur. La figure 2 présente l'inaccessibilité des flancs lors de l'usinage d'un chapeau de palier sécable et d'un palier selon l'art antérieur. La figure 3 présente un schéma d'un chapeau de palier sécable possédant un 30 bossage selon la présente invention. La figure 4 présente une vue d'une surface fracturée et d'un bossage sur un chapeau de palier sécable selon la présente invention. 2909737 4 La figure 5 présente une vue schématique partielle d'un carter cylindres selon la présente invention. Nous allons maintenant décrire les objets de la présente invention à l'aide des figures 1 à 5. 5 Afin de minimiser la distance entre, d'une part, les flancs des chapeaux de paliers et les flancs de paliers du carter cylindres, et, d'autre part, les flancs du vilebrequin, un usinage est réalisé sur les flancs à l'aide d'une fraise. La figure 1 représente schématiquement cette étape d'usinage standard selon l'art antérieur. Un carter cylindres (13) possède un palier (14) sur lequel un chapeau de palier (non 10 représenté) peut être fixé. Les flancs de palier (12) du carter cylindres sont usinés avec une fraise (11) située autour de son moyeu (10). Dans cette configuration, l'usinage de tout le flanc de palier (12) est possible par la fraise, car celle-ci peut être introduite et mise en contact avec l'intégralité du flanc de palier (12). L'usinage des chapeaux de palier est réalisé indépendamment et avec des moyens identiques. 15 La figure 2 représente l'usinage dans le cas de l'utilisation d'un chapeau de palier sécable (40) selon l'art antérieur. L'usinage des flancs de palier (12) et des flancs du chapeau de palier (20) est impossible après la fracturation du chapeau de palier (40), car l'usinage modifierait l'état de surface de la zone fracturée, notamment au niveau de la ligne de jonction entre la surface fracturée et les flancs, et 20 ne permettrait donc pas une bonne tenue du chapeau de palier sur le palier. L'usinage ne peut donc être réalisé qu'avant la fracturation. C'est pourquoi le chapeau de palier (40) est présent sur le palier (14) sur la figure 2. Le chapeau de palier (40) crée, avec le palier (14), un orifice circulaire (30) permettant l'introduction d'une partie d'un vilebrequin. Le diamètre de la fraise (11) à utiliser pour usiner les flancs du chapeau 25 de palier (20) et les flancs du palier (12) est trop important, et la fraise ne peut pas être introduite contre les flancs pour l'usinage. L'usinage est donc impossible selon l'art antérieur. La figure 3 présente un mode de réalisation possible de chapeau de palier sécable après cassage selon la présente invention, permettant l'usinage de ses flancs 30 après l'opération de fracture. Selon ce mode de réalisation possible, la forme générale du chapeau de palier sécable (1) de la présente invention ressemble à la forme générale d'un chapeau de 2909737 5 palier sécable selon l'art antérieur. Il a des flancs ayant une forme proche d'un U, avec des bords droits et parallèles entre-eux, et une base reliant les deux branches du U perpendiculaire avec les bords. L'intérieur de la concavité, formée par les deux branches du U et par la base reliant les deux branches, forme un demi-cercle. Après 5 le cassage, les deux surfaces fracturées (4) sont situées aux extrémités des deux bords parallèles, du côté opposé à la base reliant les deux bords. Les deux surfaces fracturées (4) sont usinées de manière à pouvoir introduire des vis de fixation par des orifices (5). La face d'appui (15) est la face située du côté opposé aux surfaces fracturées. La face d'appui (15) est, elle aussi, usinée au cours du procédé 10 d'adaptation du vilebrequin sur le carter cylindres pour permettre l'introduction de deux vis de fixation dans les branches du U. Le chapeau de palier possède un bossage (2) sur ces deux flancs. Les contours du bossage (2) suivent globalement les contours du chapeau de palier (1). Le bossage (2) est présent sur quasiment toute l'intégralité des deux flancs du chapeau de palier 15 (1). Avec ce bossage (2), les lignes de jonction (L) entre les flancs et les surfaces fracturées (4) sont en retrait par rapport à la partie saillante du bossage. La figure 4 présente une vue approchée de la jonction entre le bossage (2) et une surface fracturée (4). Selon ce mode de réalisation, l'usinage des flancs du chapeau de palier 20 consiste à plaquer la fraise sur la partie saillante du bossage. Il est alors possible d'usiner les flancs du chapeau de palier après cassage, car la zone usinée n'est pas en contact direct avec la surface fracturée, et en particulier avec la ligne de jonction (L). L'usinage des flancs du chapeau de palier après cassage se fait alors de la même façon que pour les chapeaux de palier standards et reste sans impact sur la 25 surface fracturée. Le chapeau de palier sécable selon la présente invention est donc réalisé en fonderie avec le carter cylindres. La figure 5 présente un carter cylindres (13) sur lequel le chapeau de palier (1), selon la présente invention, n'a pas encore été fracturé. L'étape de fonderie du carter cylindres prend en compte la présence du 30 bossage (2) sur les flancs du chapeau. Une rainure (6) est présente sur le plan de joint de la cassure afin de mettre en retrait les flancs à usiner de la surface fracturable. 2909737 6 Avec le chapeau de palier sécable de la présente invention, l'usinage de la ligne d'arbre du vilebrequin sur le carter cylindres à l'aide des paliers et des chapeaux de palier se fait selon les étapes suivantes : - un pré-usinage de la ligne d'arbre du carter cylindres recevant le vilebrequin est 5 réalisé. Ce pré-usinage consiste à utiliser un outil d'alèsage pour approcher le diamètre de la ligne d'arbre, - un usinage de la face d'appui (15) et des trous de fixation (16) du chapeau de paliers, - une fracturation du chapeau de palier sécable (étape de cassage ), 10 - un usinage des flancs de paliers qui sont sur le carter cylindres, - un usinage de la partie saillante du bossage, sur les flancs des chapeaux de paliers à l'aide d'une fraise. Dans cette étape, l'usinage permet de modifier l'état de surface des flancs du chapeau de palier, sans altération de la surface fracturée, car celle-ci n'est pas en contact direct avec la zone usinée, 15 - une fixation du chapeau de palier sur les paliers du carter cylindres, à l'aide des deux vis de fixations principales, - un usinage de finition de la ligne d'arbre du carter cylindres recevant le vilebrequin. A noter que chaque chapeau est associé à un unique palier du carter cylindres. Il y a un appariement entre chaque chapeau et chaque palier. 20 Il doit être évident pour l'homme du métier que la présente invention permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans l'éloigner du domaine d'application de l'invention comme revendiquée. Par conséquent, le présent mode de réalisation doit être considéré à titre d'illustration, mais peut être modifié dans le domaine défini par la portée des revendications 25 jointes, et l'invention ne doit pas être limitée aux détails donnés ci-dessus. REVENDICATIONS 1. Chapeau de palier sécable (1) caractérisé en ce qu'il possède un bossage (2) sur une partie de chacun de ses flancs, dont les contours suivent sensiblement les contours du chapeau de palier (1), et que les lignes d'intersection (L) entre les surfaces fracturées (4) et les flancs du chapeau de palier (1) sont en retrait par rapport à la partie saillante du bossage (2). 2. Chapeau de palier sécable (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que le contour du bossage (2) est proche du contour du flanc du chapeau de palier (1). to 3. Procédé de fabrication d'un carter cylindres (13) possédant un palier (12) et un chapeau de palier sécable (1) caractérisé en ce que le chapeau de palier sécable (1) possède un bossage (2) sur ses flancs, et qu'une rainure (6) est présente sur le plan de joint de la cassure du chapeau de palier (1). 4. Procédé selon la revendication 3, permettant _d'adapter, sur un carter 15 cylindres (13), un chapeau de palier sécable (1) possédant un bossage (2) sur une partie de ses flancs dont les contours suivent sensiblement les contours du chapeau de palier (1), et telles que les lignes d'intersection (L) entre les surfaces fracturées (4) et les flancs du chapeau de palier (1) sont en retrait par rapport à la partie saillante du bossage (2), caractérisé en ce 20 qu'il possède les étapes suivantes : une étape de pré-usinage de la ligne d'arbre du carter cylindres (13) recevant le vilebrequin ; une étape d'usinage de la face d'appui (15) et des trous de fixation (16) du chapeau de palier sécable (1) ; 25 une étape de cassage du chapeau de palier sécable (1) ; une étape d'usinage des flancs de paliers (12) du carter cylindres (13) ; une étape d'usinage de la partie saillante du bossage (2) du chapeau de palier sécable (1) ; 5 2909737 7 bis - une étape de fixation du chapeau de palier sécable (1) sur un palier (12) du carter cylindres (13) ; - une étape d'usinage de finition de la ligne d'arbre du carter cylindres (13).