Brevet FR3000986A1 — publié le 20140718

PROCEDE D'ASSEMBLAGE D'UNE PIECE ROTATIVE ET D'UN ARBRE ROTATIF DE VEHICULE AUTOMOBILE [0001] L'invention concerne le montage de pièces dans les véhicules automobiles et particulièrement le montage d'une pièce rotative sur un arbre rotatif. L'invention concerne notamment le montage d'un rotor de pompe à huile sur le vilebrequin d'un moteur de véhicule automobile. [0002] Lors du montage d'un rotor de pompe à huile sur un vilebrequin, un opérateur doit faire pénétrer le vilebrequin dans un orifice central du rotor tout en faisant coïncider des formes complémentaires du vilebrequin et d'une bordure intérieure de l'orifice. [0003] Cette opération est fastidieuse, car elle implique un double positionnement du rotor, à la fois transversalement au vilebrequin et en rotation autour du vilebrequin, le rotor étant typiquement positionné dans une chambre de rotation de la pompe à huile, l'ensemble constitué du rotor et de cette chambre constituant un ensemble lourd et encombrant. [0004] Cette opération est rendue encore plus fastidieuse par le fait que le rotor est typiquement monté avec une large liberté de mouvement transversal dans la chambre de rotation, le rotor étant alors qualifié de « rotor flottant ». L'opération d'assemblage du rotor sur le vilebrequin est alors rendue encore plus compliquée par le fait que l'opération est réalisée par une manipulation de la chambre de rotation et que le rotor à tendance à se déplacer à l'intérieur de la chambre au cours de l'opération. [0005] Le but de l'opération est de manière générale de faciliter l'assemblage d'un rotor sur un arbre rotatif lors d'une opération d'assemblage réalisée sur un véhicule automobile. [0006] Ce but est atteint selon l'invention grâce à un procédé de montage de pièce rotative sur un arbre rotatif de véhicule automobile, la pièce rotative présentant un orifice central et le procédé comprenant l'étape consistant à placer l'arbre rotatif dans l'orifice central de la pièce rotative de telle sorte qu'un axe géométrique de rotation de la pièce rotative soit confondu avec un axe géométrique de rotation de l'arbre rotatif, caractérisé en ce qu'il comporte une étape consistant à placer un organe conique autour de l'arbre rotatif, une étape consistant à placer l'organe conique dans l'orifice central de la pièce rotative et une étape consistant à coulisser la pièce rotative selon une direction longitudinale de l'organe conique alors que l'organe conique se trouve dans l'orifice central de la pièce rotative, de sorte qu'au moins une partie de la pièce rotative coulisse le long de l'organe conique et que cette dite au moins une partie de la pièce rotative vienne en contact avec l'arbre rotatif après avoir coulissé sur l'organe conique. [0007] Avantageusement, l'organe conique et la pièce rotative comportent des aménagements de maintien complémentaires aptes à coopérer mutuellement en maintien de la pièce rotative à l'encontre d'une rotation de la pièce rotative autour d'une direction longitudinale de l'organe conique lesquels aménagements de maintien sont disposés de manière à coopérer mutuellement lorsque la pièce rotative présente une orientation souhaitée sur l'organe conique selon une rotation autour de la direction longitudinale de l'organe conique et le procédé comprend l'étape consistant à orienter la pièce rotative de sorte que lesdits aménagements de maintien de l'organe conique et de la pièce rotative coopèrent mutuellement et maintiennent la pièce rotative à l'encontre d'une rotation de celle-ci autour de la direction longitudinale de l'organe conique au cours d'au moins une partie du coulissement de la pièce rotative le long de l'organe conique. [0008] Avantageusement, l'orifice central de la pièce rotative présente une bordure intérieure et les aménagements de maintien complémentaires de l'organe conique et de la pièce rotative comprennent une encoche dans la bordure intérieure de l'orifice de la pièce rotative et comprennent un rail longitudinal de l'organe conique, le procédé comportant l'étape consistant à placer le rail de l'organe conique dans l'encoche de la bordure intérieure de l'orifice de la pièce rotative et à faire coulisser l'encoche sur le rail au cours du coulissement de la pièce rotative le long de l'organe conique. [0009] Avantageusement, l'organe conique comporte un organe de retenue apte à engager un organe de retenue complémentaire de l'arbre rotatif et le procédé comprend l'étape consistant à engager ces deux organes de retenue mutuellement de sorte que l'organe conique est retenu sur l'arbre rotatif. [0010] Avantageusement, l'organe conique comporte un levier mobile entre une position d'engagement de l'arbre rotatif et une position écartée, et l'organe de retenue de l'organe conique est un doigt supporté par le levier et le procédé comprend l'étape consistant à déplacer le levier en écartement de sa position d'engagement de l'arbre rotatif lors de l'étape de mise en place de l'organe conique autour de l'arbre rotatif. [0011] Avantageusement, le rail est constitué par le levier de l'organe conique. [0012] Avantageusement, l'organe conique comporte un ressort de rappel du levier dans la position d'engagement de l'arbre rotatif et l'étape consistant à placer l'organe conique autour de l'arbre rotatif comprend l'étape consistant à actionner le levier en écartement de sa position d'engagement de l'arbre rotatif puis l'étape consistant à libérer le levier vers sa position d'engagement de l'arbre rotatif. [0013] Avantageusement, l'organe de retenue de l'arbre rotatif et l'organe de retenue de l'organe conique sont configurés pour qu'un engagement mutuel de ces deux organes de retenue implique un positionnement de l'organe conique qui est tel qu'une coopération de l'aménagement de maintien de l'organe conique avec l'aménagement de maintien complémentaire de la pièce rotative positionne la pièce rotative selon une orientation souhaitée de la pièce rotative par rapport à l'arbre rotatif autour d'une direction longitudinale de l'arbre rotatif. [0014] Avantageusement, l'arbre rotatif est un vilebrequin de moteur de véhicule automobile. [0015] Avantageusement, la pièce rotative est un rotor de pompe à huile de moteur de véhicule automobile. [0016] D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, faite en référence aux figures annexées sur lesquelles : [0017] - la figure 1 est une vue en perspective et en coupe d'un outil de montage de pompe à huile conforme à un mode de réalisation de l'invention ; [0018] - la figure 2 représente l'outil de montage de la figure 1 en place sur un vilebrequin ainsi qu'un rotor en cours d'approche du vilebrequin. [0019] Tel que représenté à la figure 1, l'outil d'assemblage 100 présente un corps principal 110 de forme conique, ouvert à ses deux extrémités de sorte que l'outil de montage présente deux ouvertures d'extrémité 111 et 112, parmi lesquelles une ouverture étroite 111 et une ouverture large 112. L'ouverture large 112 est constituée d'un col circulaire 113 formant l'extrémité de l'outil de montage. Ce col 113 présente une épaisseur de paroi légèrement inférieure à une partie immédiatement en amont 114 du corps principal 110, de sorte qu'en paroi intérieure de l'outil 100, on note une marche formant un rétrécissement entre le col 113 et la partie rétrécie amont 114. [0020] L'extrémité large 112 de l'outil est destinée à recevoir un vilebrequin lequel présente un nez d'extrémité ayant une largeur plus faible qu'une partie directement amont du vilebrequin, de sorte que le vilebrequin présente un profil complémentaire de l'extrémité 112 de l'outil 100, permettant un assemblage assuré de l'outil et du vilebrequin. [0021] L'outil d'assemblage 100 présente en outre un dos 120 en forme de méplat lequel est équipé d'un levier 130 que l'on décrira maintenant. Le levier 130 s'étend selon la direction longitudinale de l'outil 100, sur une longueur majoritaire du corps principal 110. Le levier 130 présente un axe de basculement 131 disposé sensiblement à mi-longueur de l'outil d'assemblage, de sorte que le levier 130 présente une partie 132 éloignée de l'ouverture large 112 de l'outil et une partie 133 proche de l'ouverture large 112 de l'outil. La partie éloignée 132 est une partie d'actionnement du levier 130, et la partie proche 133 est une partie de retenue de l'outil sur le vilebrequin. Pour cela, la partie de retenue 133 présente un doigt de retenue 134 s'étendant à l'extrémité du levier 130 en direction de l'intérieur du corps conique 110 de l'outil 100. Le levier 130 est rappelé par un ressort 140 dans une position où le doigt 134 est rapproché de l'intérieur du corps conique 110. Le ressort est pour cela monté en appui contre la partie d'actionnement 132 et en appui à l'intérieur du corps conique 110. [0022] Lors d'une pression exercée manuellement sur la partie d'actionnement 132 du levier 130 en rapprochement du dos de l'outil 100, le doigt 134 est déplacé en écartement vers l'extérieur de l'outil 100, puis, lors d'un relâchement de la partie d'actionnement 132, le doigt 134 se rapproche à nouveau de l'intérieur du corps conique 110. En variante, l'outil 100 est mis en place sans exercer de pression manuelle sur la partie d'actionnement 132 du levier 130, le levier basculant de lui-même par glissement du doigt 134 sur le vilebrequin du fait que le doigt 134 présente une pente placée pour aborder le vilebrequin. Un tel levier 130 permet, lors de la mise en place de l'outil d'assemblage 100 sur le vilebrequin, de retenir l'outil 100 en place sur le vilebrequin. Le vilebrequin présente à cet effet une rainure dans laquelle se loge le doigt 134, laquelle rainure exerce une retenue du doigt 134 à l'encontre d'un mouvement intempestif de l'outil d'assemblage 100 en extraction longitudinale du vilebrequin et à l'encontre d'un mouvement intempestif de rotation de l'outil d'assemblage 100 autour du vilebrequin. [0023] Lorsque l'opérateur relâche le levier 130, le doigt 134 peut se trouver légèrement décalé latéralement à une telle rainure. L'opérateur exerce alors une action de rotation sur l'outil d'assemblage 100 par rapport au vilebrequin dans un premier sens de rotation puis dans un sens de rotation opposé jusqu'à ce que le doigt 134 s'engage sous l'action du ressort 140 dans la rainure du vilebrequin. Une telle rainure est par exemple une rainure destinée à coopérer par la suite avec un arbre de transmission devant être monté sur le vilebrequin, cette rainure ayant alors une fonction de solidarisation en rotation de l'arbre de transmission avec le vilebrequin. [0024] On a représenté à la figure 2 l'outil d'assemblage 100 en place sur le vilebrequin, lequel vilebrequin est référencé 200 sur la figure 2. Le col d'extrémité de l'ouverture large 112 de l'outil d'assemblage présente un diamètre identique au diamètre de la partie correspondante du vilebrequin 200, de sorte que l'outil d'assemblage 100 et le vilebrequin 200 présentent leurs surfaces externes en prolongement l'une de l'autre dans cette situation. Le méplat formant le dos 120 du corps conique 110 vient en prolongement d'un méplat correspondant 220 du vilebrequin 200, la correspondance entre ces deux méplats étant assurée par l'engagement du doigt de retenue 134 dans la rainure correspondante du vilebrequin 200. [0025] A ce stade et tel que représenté sur la figure 2, l'opérateur doit assembler une pompe à huile 300 au vilebrequin 200. La pompe à huile 300, partiellement représentée sur la figure 2, comporte un rotor 310 muni d'un orifice central 311 et une chambre de rotation 320 laquelle contient le rotor 310. La chambre de rotation 320 présente une forme sensiblement plate laquelle doit être placée en recouvrement d'une façade d'extrémité d'un bloc moteur 400. A cet effet, l'opérateur se saisit de la chambre de rotation 320 et l'approche du bloc moteur 400 de manière à faire pénétrer le corps conique 110 dans l'orifice central 311 du rotor. L'orifice 311 est délimité par une bordure intérieure 312 laquelle est de forme globalement circulaire mais présentant deux méplats 313 et 314 diamétralement opposés et complémentaires respectivement du méplat 220 et d'un méplat également diamétralement opposé du vilebrequin 200. La coopération de l'outil d'assemblage 100 avec la bordure intérieure 312 du rotor 310 va permettre de guider le rotor en centrage sur le vilebrequin 200, c'est-à-dire de telle sorte à faire coïncider un axe géométrique de rotation du rotor 310 et un axe géométrique de rotation du vilebrequin 200, et va permettre également de guider le rotor 310 en orientation autour du vilebrequin 200 de telle sorte à faire coïncider les méplats 313 et 314 du rotor 310 avec le méplat 220 et le méplat opposé du vilebrequin 200. [0026] Pour faciliter le guidage en orientation du rotor 310, le rotor est ici muni de deux encoches 315 et 316 disposées chacune en partie médiane du méplat respectif 313 et 314. Lors de l'introduction du corps conique 110 dans l'orifice central 311 du rotor, l'opérateur place grossièrement l'encoche 315 en vis-à-vis du levier 130 et commence le mouvement de coulissement du rotor en rapprochement du bloc moteur 400. La partie d'actionnement 132 du levier 130, laquelle forme un rail en saillie sur le dos 120 du corps conique 110, vient alors se loger dans l'encoche 315 et maintient alors le rotor 310 dans une orientation précise où le méplat supérieur 313 est en alignement avec le méplat 220 du vilebrequin 200. La poursuite du mouvement de coulissement du rotor 310 amène l'encoche 315 à coulisser également sur la partie de retenue 133 du levier 130, laquelle est également en saillie sur le dos 120 du corps conique 110, avant de quitter le levier 130 en une position où le méplat 313 du rotor vient coopérer avec le méplat 220 du vilebrequin. Au cours de ce mouvement, le rotor 310 s'aligne donc en centrage axial sur le vilebrequin 200 et en orientation vis-à-vis de ce dernier. On notera que dans le présent mode de réalisation, le doigt de retenue 134 de l'outil d'assemblage 100 coopère avec une rainure du vilebrequin 200 qui est positionnée précisément pour que le méplat 120 du corps conique 110 s'aligne précisément avec le méplat 220 du vilebrequin 200 de sorte qu'un coulissement naturel du rotor 310 amène ce dernier en correspondance exacte avec le vilebrequin 200. Selon une disposition avantageuse du présent mode de réalisation, le corps conique 110 présente également un méplat disposé de manière diamétralement opposée au méplat du dos 120 de manière à renforcer encore le guidage du rotor 310 en centrage et en rotation. Ce méplat opposé porte en outre ici une nervure centrale coopérant avec l'encoche 316 du méplat 314 pour renforcer encore le guidage. [0027] Grace au présent outil d'assemblage 100, un opérateur se voit soulagé de l'opération de centrage et d'orientation du rotor 310 laquelle se fait ici par un guidage progressif et assuré réalisé par l'outil 100. [0028] Une fois le rotor 310 engagé sur le vilebrequin 200 et la chambre de rotation 320 de la pompe à huile 300 arrivée en butée contre le bloc moteur, la pompe à huile est vissée sur le bloc moteur 400 et l'outil d'assemblage 100 est séparé du vilebrequin 200, ici par simple traction du fait d'une pente formée par le doigt 134 et orientée en éloignement du vilebrequin. [0029] Bien que décrit ici pour l'assemblage d'une pompe à huile et d'un bloc moteur, un tel outil d'assemblage est avantageusement mis en oeuvre pour l'assemblage d'une pièce rotative quelconque sur tout arbre rotatif de véhicule automobile, comme par exemple pour l'assemblage de pièces d'une boite de vitesses ou pour l'assemblage d'une boite de vitesses avec un arbre moteur du véhicule. REVENDICATIONS1. Procédé de montage de pièce rotative (310) sur un arbre rotatif (200) de véhicule automobile, la pièce rotative (310) présentant un orifice central (311) et le procédé comprenant l'étape consistant à placer l'arbre rotatif (200) dans l'orifice central (311) de la pièce rotative (310) de telle sorte qu'un axe géométrique de rotation de la pièce rotative (310) soit confondu avec un axe géométrique de rotation de l'arbre rotatif (200), caractérisé en ce qu'il comporte une étape consistant à placer un organe conique (100) autour de l'arbre rotatif (200), une étape consistant à placer l'organe conique (100) dans l'orifice central (311) de la pièce rotative (310) et une étape consistant à coulisser la pièce rotative (310) selon une direction longitudinale de l'organe conique (100) alors que l'organe conique se trouve dans l'orifice central (311) de la pièce rotative (310), de sorte qu'au moins une partie de la pièce rotative (310) coulisse le long de l'organe conique (100) et que cette dite au moins une partie de la pièce rotative vienne en contact avec l'arbre rotatif (200) après avoir coulissé sur l'organe conique (100). 2. Procédé de montage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe conique (100) et la pièce rotative (310) comportent des aménagements de maintien complémentaires (120,132,133,313,314,315,316) aptes à coopérer mutuellement en maintien de la pièce rotative (310) à l'encontre d'une rotation de la pièce rotative (310) autour d'une direction longitudinale de l'organe conique (100) lesquels aménagements de maintien (120,132,133,313,314,315,316) sont disposés de manière à coopérer mutuellement lorsque la pièce rotative (310) présente une orientation souhaitée sur l'organe conique (100) selon une rotation autour de la direction longitudinale de l'organe conique (100) et le procédé comprend l'étape consistant à orienter la pièce rotative (310) de sorte que lesdits aménagements de maintien (120,132,133,313,314,315,316) de l'organe conique (100) et de la pièce rotative (310) coopèrent mutuellement et maintiennent la pièce rotative (310) à l'encontre d'une rotation de celle-ci autour de la direction longitudinale de l'organe conique (100) au cours d'au moins une partie du coulissement de la pièce rotative (310) le long de l'organe conique (100). 3. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'orifice central (311) de la pièce rotative (310) présente une bordure intérieure (312) et les aménagements de maintien complémentaires (120,132,133,313,314,315,316) de l'organe conique (100) et de la pièce rotative (310) comprennent une encoche (315,316) dans la bordure intérieure (312) de l'orifice (311) de la pièce rotative (310) et comprennent un rail longitudinal (130,132,133) de l'organe conique (100), le procédé comportant l'étapeconsistant à placer le rail (130,132,133) de l'organe conique (100) dans l'encoche (315,316) de la bordure intérieure (312) de l'orifice (311) de la pièce rotative (310) et à faire coulisser l'encoche (315,316) sur le rail (130,132,133) au cours du coulissement de la pièce rotative (310) le long de l'organe conique (100). 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe conique (100) comporte un organe de retenue (134) apte à engager un organe de retenue complémentaire de l'arbre rotatif (200) et le procédé comprend l'étape consistant à engager ces deux organes de retenue (134) mutuellement de sorte que l'organe conique (100) est retenu sur l'arbre rotatif (200). 5. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'organe conique (100) comporte un levier (130) mobile entre une position d'engagement de l'arbre rotatif (200) et une position écartée, et l'organe de retenue (134) de l'organe conique (100) est un doigt (134) supporté par le levier (130) et le procédé comprend l'étape consistant à déplacer le levier (130) en écartement de sa position d'engagement de l'arbre rotatif (200) lors de l'étape de mise en place de l'organe conique (100) autour de l'arbre rotatif (200). 6. Procédé selon la revendication précédente en combinaison avec la revendication 3, caractérisé en ce que le rail (130,132,133) est constitué par le levier (130) de l'organe conique (100). 7. Procédé selon la revendication 5 ou la revendication 6, caractérisé en ce que l'organe conique (100) comporte un ressort de rappel (140) du levier (130) dans la position d'engagement de l'arbre rotatif (200) et l'étape consistant à placer l'organe conique (100) autour de l'arbre rotatif (200) comprend l'étape consistant à actionner le levier (130) en écartement de sa position d'engagement de l'arbre rotatif (200) puis l'étape consistant à libérer le levier (130) vers sa position d'engagement de l'arbre rotatif (200). 8. Procédé selon les revendications 2 et 4 en combinaison, caractérisé en ce que l'organe de retenue de l'arbre rotatif et l'organe de retenue (134) de l'organe conique (100) sont configurés pour qu'un engagement mutuel de ces deux organes de retenue implique un positionnement de l'organe conique (100) qui est tel qu'une coopération de l'aménagement de maintien (120,132,133) de l'organe conique (100) avec l'aménagement de maintien (313,314,315,316) complémentaire de la pièce rotative (310) positionne la pièce rotative (310) selon une orientation souhaitée de la pièce rotative (310) par rapport à l'arbre rotatif (200) autour d'une direction longitudinale de l'arbre rotatif (200). 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'arbre rotatif (200) est un vilebrequin de moteur de véhicule automobile. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pièce rotative (310) est un rotor de pompe à huile (300) de moteur de véhicule automobile.