Brevet FR2907860A1 — publié le 20080502

DISPOSITIF ET PROCEDE D'ASSEMBLAGE D'AU MOINS DEUX ELEMENTS MOBILES D'UN MOTEUR A COMBUSTION La présente invention concerne un dispositif et un procédé d'assemblage d'au moins deux éléments mobiles d'un moteur à combustion au moyen d'au moins une vis et un écrou. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif et un io procédé d'assemblage d'un maneton de vilebrequin et d'une bielle d'un moteur à combustion au moyen d'au moins une vis et un écrou. Toutefois, il sera compris que cette application n'est pas limitative. L'assemblage d'une bielle et d'un maneton de vilebrequin d'un 15 moteur à combustion peut parfois s'avérer laborieux. En effet, ces éléments peuvent être difficiles d'accès, voire inaccessibles lors du montage compte tenu de l'encombrement de l'espace occupé par le moteur. Le vissage n'est pas aisé du fait que les écrous ne peuvent être maintenus lors du montage. 20 L'utilisation de dispositifs de fixation comportant des vis et des trous taraudés n'est pas toujours possible non plus. Certains objets métalliques ne peuvent pas être taraudés compte tenu de certaines contraintes telles que celles dues à la nature même des matériaux utilisés, à la tenue en fatigue des vis, ou encore à la reprise 25 élastique de l'assemblage. L'utilisation d'appareil de soudure, très encombrants aussi, n'est pas non plus toujours possible compte tenu de la forme des éléments à souder. Le but de l'invention est donc de proposer un dispositif et un 30 procédé d'assemblage d'éléments mobiles du moteur qui permettent d'utiliser des écrous traditionnels dans une zone peu ou pas accessible et de les positionner pour le vissage compte tenu de 2907860 2 contraintes précédemment cités. Dans ce but, l'invention propose un dispositif d'assemblage d'au moins un premier élément avec un deuxième élément d'un moteur à combustion, au moyen d'au moins une vis et un écrou, lesdits premier et deuxième éléments 5 comportant au moins un alésage adapté à recevoir la vis, caractérisé en ce que l'alésage du deuxième élément comporte un tronçon de frettage et un tronçon anti-rotation adaptés à immobiliser l'écrou sur le deuxième élément. Un tel dispositif et un tel procédé d'assemblage permettent io avantageusement que l'écrou soit maintenu en position sur l'élément à assembler dans une zone encombrée ou difficile d'accès, de façon à n'avoir qu'une étape de serrage de la vis lors de l'assemblage. Ce dispositif et ce procédé d'assemblage permettent avantageusement d'obtenir une reprise élastique de l'assemblage is suffisante avec un système de type vis-écrou même lorsque l'accès à l'écrou n'est pas possible dans un espace encombré. Aucune aide extérieure n'est alors nécessaire pour maintenir l'écrou lors du serrage de la vis une fois que l'écrou est en position dans son logement. 20 Selon une autre caractéristique de l'invention, le tronçon antirotation peut comporter au moins un méplat adapté à coopérer avec une zone de retenue de l'écrou. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, l'écrou peut comporter une tête et un pied de frettage adaptés à se loger 25 respectivement dans le tronçon anti-rotation et le tronçon de frettage du deuxième élément. Selon une autre caractéristique de l'invention, la tête de l'écrou peut comporter deux zones de retenue, lesdites zones de retenue comportant deux faces latérales diamétralement opposées et 30 sensiblement parallèles et planes, aptes à maintenir l'écrou lors du vissage. 2907860 3 L'invention a également pour objet un procédé d'assemblage d'au moins un premier élément avec un deuxième élément d'un moteur à combustion au moyen d'au moins une vis et un écrou, lesdits premier et deuxième éléments comportant au moins un 5 alésage adapté à recevoir la vis, le procédé d'assemblage comportant : i. une étape de fixation de l'écrou par frettage dans le deuxième élément, ii. une étape de montage du deuxième élément sur le Io premier élément, iii. une étape de vissage de la vis dans l'écrou. L'invention a également pour objet un attelage mobile d'un moteur à combustion comportant un tel dispositif d'assemblage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention is apparaîtront clairement à la lecture de la description suivante du mode de réalisation non limitatif de celle-ci, en liaison avec les dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 représente un assemblage final d'une bielle et d'un maneton de vilebrequin, 20 - la figure 2 représente une vue en coupe d'un alésage étagé d'un élément de la bielle à assembler, - la figure 3 représente une vue en perspective d'un écrou adapté à coopérer avec l'alésage étagé de la figure 2. Sur la figure 1, un attelage mobile 100 comporte une bielle 5 25 telle que celle utilisée dans les moteurs à combustion, pour transformer le mouvement alternatif rectiligne des pistons non représentés en un mouvement rotatif continu d'un vilebrequin. La bielle 5 comporte un pied de bielle non représenté et une tête de bielle 51 enserrant un maneton 52 du vilebrequin. 30 De façon non limitative, la bielle 5 peut être une bielle classique dont la tête et le pied peuvent être percés de petits conduits qui permettent à l'huile du moteur de circuler, de lubrifier 2907860 4 et de refroidir les faces métalliques en contact. De même des éléments mobiles tels que des coussinets peuvent être interposés entre la bielle 5 et le maneton 52. La tête de bielle 51 est coupée en deux dans un plan diamétral 5 perpendiculaire à l'axe longitudinal Z de la bielle 5 et comporte un premier élément 1, appelé également chapeau de bielle 1, et un deuxième élément 2 constituant le reste de la bielle 5. Le chapeau de bielle 1 et le deuxième élément 2 de la bielle 5 sont assemblés au moyen de deux vis 3 de chapeau de bielle et de io deux écrous 4 disposés de part et d'autre du maneton du vilebrequin. La bielle présentant deux parties symétriques par rapport à l'axe longitudinal Z, seuls le côté gauche et l'assemblage du côté gauche de la bielle seront décrits dans la description ci-dessous. is Le chapeau de bielle 1 comporte un alésage 10 adapté à recevoir la vis 3 de chapeau de bielle. L'alésage 10 est de préférence de forme sensiblement cylindrique. Comme indiqué ci-dessus, le vissage d'un écrou 4 sur la vis 3 de chapeau de bielle 1 est difficile dans l'environnement très 20 encombré de l'attelage mobile 100. Pour y remédier, l'assemblage du maneton 52 de vilebrequin et de la bielle 5 comporte une première étape de fixation de l'écrou 4 dans le deuxième élément 2. L'écrou 4 est fretté dans un logement 30 prévu à cet effet dans le deuxième élément 2. 25 Conformément à la figure 2, le deuxième élément 2 de la tête de bielle 51 comporte un alésage étagé 20,30,40 comportant trois tronçons adaptés à recevoir l'écrou 4 et la vis 3 de chapeau de bielle. Dans ce mode de réalisation, l'écrou 4 est fixé sur le deuxième élément 2. Il sera compris sans sortir du cadre de 30 l'invention que l'alésage étagé adapté à recevoir à l'écrou 4 peut être effectué dans le chapeau de bielle 1. 2907860 5 Un premier tronçon 20 de l'alésage 20,30,40 s'étend dans le prolongement de l'alésage 10 du chapeau de bielle de manière à recevoir l'écrou 4 et la vis 3 de chapeau de bielle. Un deuxième tronçon 30 ou tronçon de frettage s'étend dans le 5 prolongement du premier tronçon 20 et a un diamètre sensiblement supérieur à celui du tronçon 20 adapté à recevoir l'écrou 4. Un troisième tronçon 40 ou tronçon anti-rotation 40 fait suite au tronçon de frettage 30 et a un diamètre sensiblement supérieur à celui du tronçon de frettage 30. io Le tronçon de frettage 30 et le tronçon anti-rotation 40 sont adaptés à recevoir l'écrou 4 grâce à leurs formes complémentaires. Le tronçon anti-rotation comporte d'une part deux méplats 31, 32 diamétralement opposés, et l'écrou 4 comporte d'autre part, une tête 41 filetée et un pied de frettage, et adaptés à être frettés dans 15 le tronçon de frettage 30 et le tronçon anti-rotation 40 du deuxième élément 2. Il sera compris que ce mode de réalisation n'est donné qu'à titre d'exemple non limitatif. En effet, il suffit que le tronçon anti-rotation 40 comporte au moins un méplat pour assurer l'effet anti-rotation. 20 L'écrou 4 est adapté à coopérer avec les méplats 31,32 du tronçon anti-rotation de l'alésage 20 du deuxième élément 2. A cet effet, la tête 41 de l'écrou 4 telle que représentée sur la figure 3, comporte au moins une zone de retenue 43 permettant d'empêcher la rotation de l'écrou 4 par rapport à la vis 3 de chapeau 25 de bielle. Dans le mode de réalisation de la figure 3, les zones de retenue 43 sont constituées par deux faces latérales diamétralement opposées et sensiblement parallèles et arrêtées par les méplats 31,32 du tronçon anti-rotation 40. Lors de la fixation de l'écrou 4, son pied de frettage 42 s'insère 30 dans le tronçon de frettage 30, et sa tête 41 se loge dans le tronçon anti-rotation 40. L'assemblage par frettage permet avantageusement de fixer l'écrou 4 dans son logement 30,40. Ainsi, lors de 2907860 6 l'assemblage du maneton 52 du vilebrequin et de la bielle 5, l'opérateur, ou le robot d'assemblage n'a pas besoin de maintenir l'écrou 4 qui est déjà positionné dans son logement 30,40. L'écrou 4 est fixé dans le tronçon de frettage 30 du deuxième élément 2 par 5 frettage par l'intermédiaire par exemple d'un outil de presse permettant de le guider latéralement et axialement lors de son positionnement. L'utilisation d'un outil de presse n'est pas limitative mais est avantageusement l'une des solutions les plus simples pour fretter io l'écrou 4. On peut par exemple chauffer la bielle pour la dilater, ou encore mettre l'écrou 4 dans de l'azote pour qu'il se rétracte, toutefois ces solutions sont plus compliquées que l'utilisation d'un outil de presse. La fixation de l'écrou par frettage permet de le maintenir fixé is lors du vissage. Après la première étape de frettage de l'écrou 4 dans le logement 30 du deuxième élément 2 de la tête de bielle 51, l'opérateur, ou le robot d'assemblage vient placer le maneton 52 de vilebrequin et le chapeau de bielle 1 sous le deuxième élément 2 de 20 la tête de bielle 51 dans la position illustrée sur la figure 1. Une deuxième étape consiste à introduire la vis 3 dans le chapeau de bielle 1. Une troisième étape consiste enfin à visser la vis 3 dans l'écrou 4. L'immobilisation en rotation et en translation de l'écrou 4 provoque la montée progressive et le serrage de la vis 3. 25 A l'issue de cette opération finale de serrage, le maneton 52 de vilebrequin est assemblé à la bielle 5. Le vissage est effectué sans difficulté particulière alors que l'écrou 4 n'est pas accessible. Sans sortir du cadre de l'invention, un tel dispositif et un tel procédé d'assemblage peuvent être mis en oeuvre pour assembler 30 d'autres éléments mobiles tels qu'un chapeau de palier de vilebrequin avec des paliers de vilebrequin, ou encore pour assembler un attelage mobile d'un moteur avec une bielle. 2907860 7 En conclusion, un tel dispositif d'assemblage et un tel procédé d'assemblage permettent avantageusement d'utiliser un système de type vis-écrou même lorsque l'accès à l'écrou n'est pas possible. Ainsi aucune aide extérieure n'est nécessaire pour maintenir 5 l'écrou lors du serrage de la vis 3 une fois que l'écrou 4 est fretté. La tenue en fatigue des vis est avantageusement assurée. Les formes de l'écrou 4 et du tronçon anti-rotation permettent avantageusement d'empêcher une rotation de l'écrou 4 lors de l'étape finale du serrage de la vis 3 du chapeau de bielle. io Les opérations de montages sont également avantageusement plus rapides. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'assemblage d'au moins un premier élément (1) avec un deuxième élément (2) d'un moteur à combustion, au moyen d'au moins une vis (3) et un écrou (4), lesdits premier (1) et deuxième éléments comportant au moins un alésage (10,20) adapté à recevoir la vis (3), caractérisé en ce que l'alésage (20) du deuxième élément (2) comporte un tronçon de frettage (30) et un tronçon anti-rotation (40) adaptés à io immobiliser l'écrou (4) sur le deuxième élément (2). 2. Dispositif d'assemblage selon la revendication 1 caractérisé en ce que le tronçon anti-rotation (40) comporte au moins un méplat (31) adapté à coopérer avec une zone de retenue 15 (43) de l'écrou (4). 3. Dispositif d'assemblage selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que l'écrou (4) comporte une tête (41) et un pied de frettage (42) adaptés à se loger respectivement 20 dans le tronçon anti-rotation (40) et le tronçon de frettage (30) du deuxième élément (2). 4. Dispositif d'assemblage selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la tête (41) de l'écrou (4) 25 comporte deux zones de retenue (43), lesdites zones de retenue (43) comportant deux faces latérales diamétralement opposées et sensiblement parallèles et planes, aptes à maintenir l'écrou (4) lors du vissage. 30 5. Dispositif d'assemblage selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le diamètre du tronçon de frettage (30) est sensiblement supérieur à celui de l'alésage 2907860 9 (10,20) adapté à recevoir la vis (3), et est sensiblement inférieur à celui du tronçon anti-rotation (40). 6. Attelage mobile d'un moteur à combustion caractérisé en 5 qu'il comporte un dispositif d'assemblage selon l'une des revendications 1 à 5. io