Brevet FR3041598A1 — publié le 20170331

CLOCHE BRIDAGE DE VOLANTS MOTEUR [0001]La présente invention se rapporte à un procédé de bridage permettant de visser différents volants moteurs - correspondant à différentes boîtes de vitesse - sur le vilebrequin d'un moteur donné, ainsi qu'à un plateau presseur et une cloche de bridage destinée à mettre en oeuvre ce procédé. [0002]Un volant moteur est monté sur le vilebrequin d'un moteur de véhicule automobile pour venir en liaison avec un système de transmission de la puissance générée par le moteur, tout en absorbant les vibrations et les bruits provoqués par le vilebrequin. La puissance du moteur est ensuite démultipliée par les rapports de réduction des engrenages de la boîte de vitesse - qui définissent les couples d'entrainement - avant d'être transmise aux roues motrices. [0003]Le système de transmission permet d'embrayer / débrayer le couplage entre le moteur et les roues motrices lors de l'arrêt du véhicule et lors du passage des vitesses. Il est constitué d'un embrayage à disque dans les boîtes de vitesse manuelles dites BVM, ou d'un convertisseur de couple hydraulique dans les boîtes de vitesse automatiques dites BVA. Il existe également des boîtes de vitesse robotisées dites BVR à simple ou double embrayage à disque, fonctionnant en mode automatique ou séquentiel, et pilotées par une unité de traitement électronique. Chaque volant moteur est spécifique de la boîte de vitesse utilisée, une boîte BVA, BVM ou BVR, mais diffère également entre les boîtes BVA, BVM et BVR. [0004] Lors de son montage, il est essentiel que le volant moteur soit vissé avec précision sur le vilebrequin afin d'équilibrer sa masse autour du vilebrequin. Dans ce but, une cloche de bridage est en général couplée au volant pour le bloquer en rotation. Ce serrage permet également d'éviter la cassure des broches de vissage. La cloche de bridage possède en général un plateau presseur qui vient se solidariser au volant moteur par des interfaces de serrage et de blocage en rotation adaptés à la conformation de surface de ce volant. 3041598 2 [0005]Dans les solutions actuellement mises en oeuvre, un plateau presseur est dédié à chaque volant moteur et, à chaque lancement d'une boîte de vitesse, un plateau presseur spécifique est réalisé pour le serrage et le blocage en rotation du nouveau volant correspondant à cette boîte de vitesse. 5 [0006]Dans la solution préconisée par le document CN 203471301 un mécanisme de verrouillage d'une poulie de vilebrequin - qui pourrait constituer un volant moteur - comporte un système de blocage en rotation. Cependant, ce système bloque en rotation le vilebrequin et non la poulie à l'une de ses extrémités, la poulie étant vissée à l'autre extrémité à l'autre extrémité du vilebrequin sans 10 blocage. [0007] Par ailleurs, le document de brevet FR 2 845 154 divulgue un dispositif de pose et de vissage d'un élément de fixation formant un collet de retenue de forme circulaire ou rectangulaire et un mécanisme de rétention de ce collet muni d'une platine. La platine est pourvue de moyens de préhension du collet comprenant des 15 couples de languettes élastiquement déformables et adaptés aux formes de collet. Dans cette solution, qui se rapporte au domaine du vissage d'un revêtement d'isolation et/ou d'étanchéité, les languettes de préhension ne forment pas d'antiréaction au vissage. De plus, les languettes sont adaptées à la forme des collets et non, pour une forme donnée, aux particularités de structure en surface. 20 [0008] Dans le document de brevet WO 200439535, un outil permet d'empêcher la rotation du vilebrequin pendant qu'un mécanicien serre un boulon de la poulie avant. L'outil de blocage se présente sous la forme d'un disque en acier duquel des broches viennent s'enficher dans des orifices prévus sur la face du disque. Une broche de serrage de la poulie traverse le trou central de l'outil alors qu'une 25 clé est introduite dans un insert formé dans l'outil pour que le mécanicien exerce une contre-pression. Dans cette solution, l'outil vient se loger dans des vides de fonderie de la poulie, ce qui ne permet de définir qu'un seul type d'interface entre la poulie et l'outil. [0009]L'invention vise à permettre le vissage de volants moteur correspondant à 30 différents types de boîte de vitesse sur un même moteur avec un même outil 3041598 3 d'anti-rotation. Pour ce faire, l'invention prévoit d'intégrer sur cet outil d'antirotation des interfaces de serrage spécifiques à chacun des volants moteur. [0010]A ce titre, la présente invention a pour objet un procédé de bridage de l'un quelconque des volants moteur choisi parmi au moins deux volants moteur 5 associés à différentes boîtes de vitesse en vue de son vissage sur le vilebrequin d'un moteur de véhicule automobile. Le procédé réalise sur un même plateau presseur au moins deux séries d'interfaces de blocage, chacune étant spécifique à au moins une configuration complémentaire d'au moins l'un desdits volants moteur, à positionner le volant moteur à visser sur le vilebrequin par un pré- 10 vissage, à positionner et plaquer le plateau presseur contre le volant moteur de sorte que ladite configuration complémentaire de ce volant moteur est couplée à l'interface du plateau presseur spécifique à cette configuration, et à guider le vissage du volant moteur sur le vilebrequin de sorte que le plateau presseur agit en anti-rotation sur ledit volant moteur auquel il est couplé. 15 [0011 ]Lorsqu'une interface ne permet le couplage que d'un seul type de configuration de volant moteur, il est dit simple et lorsqu'elle permet le couplage d'au moins deux types de configurations de volants moteur, il est dit multiple. [0012]Selon des formes de mise en oeuvre avantageuses: - chaque série d'interfaces de blocage spécifique est constituée d'au 20 moins deux localisations radialement réparties de manière régulière le long d'une couronne circulaire du plateau presseur en fonction de la localisation des configurations complémentaires du volant moteur correspondant; - chaque localisation d'interface du plateau presseur consiste en un retrait au moins partiel de matière dans son épaisseur et/ou en une avancée pouvant 25 traverser le plateau presseur et pénétrer une configuration complémentaire d'un volant moteur par un recul en translation correspondant du plateau presseur; - les configurations complémentaires de volant moteur consistent en des découpes locales de matière et/ou des protubérances de matière radialement réparties de manière régulière; 3041598 4 - un matériau d'usure est inséré entre des retraits partiels de matière d'une série d'interfaces du plateau presseur et les protubérances de la configuration complémentaire correspondante du volant moteur à visser. [0013]L'invention se rapporte également à un plateau presseur destiné à mettre 5 en oeuvre le procédé défini ci-dessus. Un tel plateau presseur de forme circulaire comporte au moins deux séries de retrait de matière formant des interfaces entre le plateau presseur et au moins deux volants moteur associés à différentes boîtes de vitesse, à savoir au moins une série d'au moins deux orifices traversants, radialement répartis de manière régulière dans le plateau presseur, et/ou au 10 moins une série d'au moins deux évidements borgnes, également radialement réparties de manière régulière dans le plateau presseur, chaque interface étant apte à réaliser un blocage en rotation desdits volants moteur entre, respectivement, une avancée traversant l'orifice et une découpe de volant moteur en regard, et entre une paroi d'orifice et/ou un logement d'évidemment et une 15 protubérance de volant moteur en regard. Les protubérances sont en particulier formées par des rivets. [0014]Selon des modes de réalisation avantageux : - au moins une série d'évidements borgnes est formée de découpes sur une couronne en bordure périphérique du plateau presseur et dans chacune 20 desquelles un patin d'usure servant d'interface est inséré; - chaque patin d'usure est agencé entre deux pièces d'ajustement fixées dans l'évidement, lesdites pièces ayant une hauteur supérieure à celle du patin d'usure sans que sa hauteur augmentée de celle de l'évidement ne dépasse l'épaisseur du plateau presseur, et une largeur adaptée à l'insertion ajustée du 25 patin d'usure entre ces patins, cette disposition permettant de réassortir les patins d'usure usagés; - le nombre d'interfaces identiques étant de préférence égal à trois dans une même série d'orifices ou d'évidements, afin de réaliser un compromis entre la sécurisation des blocages réalisés et l'espace disponible sur le plateau 30 presseur, en particulier sur sa couronne périphérique. [0015] L'invention concerne également une cloche de bridage comportant un guide anti-rotation en liaison coaxiale avec le plateau presseur défini ci-dessus. Dans 3041598 5 cette cloche, le guide anti-rotation comporte un alésage central apte à permettre la traversée d'au moins une broche de vissage du volant moteur sur le vilebrequin d'un moteur de véhicule automobile, le volant moteur étant bloqué en rotation par le plateau presseur. 5 [0016]Selon un mode de réalisation préféré, le plateau presseur est monté sur le guide anti-rotation par des moyens élastiques, ce guide étant équipé d'au moins deux pions de centrage traversant les orifices du plateau presseur pour servir d'interfaces de blocage en rotation d'un volant moteur par couplage desdits pions avec des cavités de ce volant moteur localisées en regard desdits orifices. 10 Avantageusement, le montage élastique du plateau presseur peut être réalisé par des ressorts hélicoïdaux, des lames ou des tampons en matériau élastomère. [0017]D'autres avantages et caractéristiques de l'invention pourront apparaître avec la description détaillée qui suit, relative à un exemple de réalisation non limitatif en référence aux figures annexées qui représentent, respectivement : 15 - la figure 1, une vue en perspective d'un exemple de plateau presseur de cloche de bridage selon l'invention; - la figure 2, une vue en perspective d'un exemple de volant moteur de boîte de vitesse automatique à brider en rotation avant vissage sur un vilebrequin d'un moteur de véhicule automobile; 20 - la figure 3, une vue en perspective d'un exemple de cloche de bridage selon l'invention comportant le plateau presseur de la figure 1 couplé à un guide anti-rotation; - la figure 4, une vue en coupe dans un plan du volant moteur plateau presseur après couplage du volant moteur de la figure 2 et du plateau 25 presseur de la figure 1; et - la figure 5, une vue latérale de l'exemple de cloche de bridage couplée au volant moteur de la figure 2 et d'un autre volant moteur prêt au couplage avec cette même cloche. [0018] Sur les figures, des signes de référence identiques renvoient à un même 30 élément et au passage qui le décrit. [0019]En référence à la vue en perspective de la figure 1, un plateau presseur 1 se présente sous la forme d'un disque métallique pourvu d'une ouverture circulaire 3041598 6 centrale 11. La face de couplage 1F du plateau presseur 1 est pourvue, dans une couronne périphérique 1C, de trois séries de trous 12a à 12c, 13a à 13c et 14a à 14c, à savoir: deux séries de trois orifices traversants, 12a à 12c et 13a à 13c, et une série de trois évidements borgnes 14a à 14c. 5 [0020]Les orifices 13a à 13c et 14a à 14c sont radialement répartis de manière régulière sur la couronne 1C et forment des interfaces destinées à venir s'ajuster sur des configurations complémentaires de différents volants moteur associés à différentes boîtes de vitesse. De plus, une encoche rectangulaire traversante 15 est découpée dans la bordure 1B afin de servir de repère pour le positionnement 10 des volants moteur, tel que le volant moteur 2 illustré par la vue en perspective de la figure 2. [0021 ] Plus précisément, chaque série de trous 12 à 12c, 13a à 13c et 14a à 14c ont des structures identiques, à savoir : - les orifices 12a à 12c sont de forme cylindrique avec un trou 120 de 15 diamètre étagé par rapport à celui des orifices, le trou 120 étant formé dans une paroi de fond 1P du plateau 1 opposé à la face de couplage 1 F; - les orifices 13a à 13c présentent une forme rectangulaire, avec un trou 130 formé dans la paroi de fond 1 P, la forme rectangulaire débouchant sur la bordure périphérique 1B par des canaux 131 et se prolongeant, sur le côté radialement 20 opposé à la bordure 1 B, par une portion cylindrique traversante 132, et - les évidements borgnes 14a à 14c ont une de forme sensiblement rectangulaires et sont découpées dans l'épaisseur du plateau presseur 1 avec une ouverture sur la bordure périphérique 1B et deux trous 141, 142, formés dans la paroi de fond 1 P. 25 [0022]Chaque série d'interfaces 13a à 13c et 14a à 14c est destinée à se coupler avec au moins une série de configurations complémentaires de volants moteurs correspondant à différentes boîtes de vitesse pouvant être montées sur un même moteur. Ainsi, les orifices 13a à 13c sont destinés à servir d'interfaces multiples par couplage, d'une part, avec des volants moteurs présentant des protubérances 30 venant se loger contre un côté radial 13R d'interfaçage de ces orifices 13a à 13c et, d'autre part, avec des volants moteur présentant des découpes formant des cavités dans lesquelles viennent pénétrer, comme interfaces, des pions de centrage 33 passant par ces orifices (cf. figures 3 et 4). Les évidements 14a à 14c 3041598 7 sont des interfaces simples destinés à un seul type de configuration de volant moteur, à savoir des rivets positionnés en regard. [0023]Dans l'exemple du volant moteur 2 (figure 2), les configurations complémentaires sont trois des six rivets 21 radialement répartis de manière 5 régulière sur le pourtour du volant moteur 2 et destinés à se coupler avec les évidements 14a à 14c (voir ci-après le couplage réalisé entre le volant moteur 2 et le plateau presseur 1 en référence à la figure 4). [0024]De plus, l'ouverture centrale 11 du plateau presseur 1 permet le passage de la ou des broches de vissage automatiques (non représentées) du volant 10 moteur 2 (figure 2) sur le vilebrequin du moteur (non représentés). Chacune des six vis traversent chacun des six trous de passage 22 illustrés sur la figure 2. Ces trous 22 sont radialement répartis de manière régulière dans une couronne centrale 23 du volant moteur 2. [0025] Le plateau presseur 1 coopère avec un guide anti-rotation 3 - via des 15 liaisons 31 traversant les orifices 12a à 12c - pour former une cloche de bridage 10 telle que celle illustrée par la vue en perspective de la figure 3. Le guide antirotation présente un alésage central 32 aligné co-axialement avec l'ouverture centrale 11 du plateau presseur 1 pour permettre le passage de la ou des broches de vissage. 20 [0026]Sur cette figure, chaque évidement 14a à 14c du plateau presseur 1 est équipé de deux pièces d'ajustement 14P fixés au plateau presseur 1 par des boulons 14B à travers les trous 141 et 142 (cf. figure 1). Les pièces 14P sont agencés contre les parois radiales 14R des évidements 14a à 14c et ont une hauteur telle qu'elles affleurent au niveau de la face de couplage 1 F du plateau 25 presseur 1. [0027]Les pièces d'ajustement 14P ont également une largeur déterminée de sorte qu'un espace central 14E soit dégagé dans chaque évidement 14a à 14c pour y insérer un patin d'usure 14U. Ce patin d'usure 14U présente une hauteur déterminée de sorte à pouvoir réaliser un contact serré avec le rivet 21 du volant 30 moteur 2 (cf. figure 2) qui est destiné à venir en couplage avec l'évidement correspondant 14a à 14c, et plus précisément avec le patin d'usure 14U de cet évidement. L'utilisation de patins d'usure 14U permet avantageusement de 3041598 8 réassortir ces patins une fois usagés et donc de conserver le contact serré entre les patins 14U et les rivets 21. [0028]Sur cette figure 3, apparaissent également les extrémités de pions de centrage 33 venant du guide anti-rotation 3 et passant par les portions 5 cylindriques 132 des orifices 13a à 13c du plateau presseur 1. Ces pions de centrage 33 sont des interfaces destinées à venir en couplage serré avec des configurations complémentaires d'autres volants moteur que le volant moteur 2. [0029]Le couplage entre le volant moteur 2 (figure 2) et le plateau presseur 1 est illustré par la vue en coupe de la figure 4 dans le plan du plateau presseur 1 10 passant par sa paroi de fond 1 F (cf. figure 1). Il apparaît que la couronne centrale 23 du volant moteur 2 est ajustée dans l'ouverture centrale 11 du plateau presseur [0030] Des rivets 21 du volant moteur 2 viennent en contact serré contre les patins d'usure 14U des interfaces d'évidements 14a à 14c du plateau presseur 1, et plus 15 précisément dans les logements limités par les patins 14U et les pièces d'ajustement 14P. Les autres rivets 21 viennent se loger dans les canaux 131 des interfaces d'orifices 13a à 13c. Les canaux 131 sont surdimensionnés pour les rivets 21 et est destiné à servir d'interface par couplage serré pour un autre type de volant moteur. Dans ces interfaces 13a à 13c, viennent également se loger les 20 pions de centrage 33 servant d'interfaces avec des cavités d'un autre type de volant moteur. [0031] Par ailleurs, les liaisons 31 entre le guide anti-rotation 3 et le plateau presseur 1 ressortent plus précisément de la vue latérale de la figure 5. Cette vue illustre la cloche de bridage 10 couplée au volant moteur 2 et prête à être couplée 25 à un autre volant moteur 20. Les liaisons 31 sont formées de tiges 311 montées sur des ressorts hélicoïdaux 312 comprimés dans des cylindres 34. Ces cylindres 34 sont agencés dans des logements 30 formés dans le guide anti-rotation 3. [0032] La fonction de blocage en rotation dite aussi « anti-rotation » est exercée par le plateau presseur 1 en liaison avec le guide anti-rotation 3. Pour ce faire, le 30 volant moteur 2 est positionné sur le vilebrequin par un pré-vissage partiel à l'aide de la ou des broches de vissage à travers les trous 22 (cf. figure 2) du volant 3041598 9 moteur 2. Le plateau moteur 1 est ensuite positionné par l'encoche 15 (cf. figure 1) et plaqué et contre le volant moteur 2 de sorte que les rivets 21 (cf. figure 4) du volant moteur 2 viennent dans les logements de couplage formés par les interfaces 13a à 13c et les évidements 14a à 14c du plateau presseur 1 (cf. figure 5 1). Puis le vissage du volant moteur 2 sur le vilebrequin est achevé avec le guidage de la ou des broches de vissage à travers les trous 22 via le guide antirotation 3, de sorte que le plateau presseur 1 puisse agir en anti-rotation sur ledit volant moteur 2 lorsque le vissage complet est opéré. De cette façon, la ou les broches restent coaxiales et ne risquent pas de se briser. De plus, le couple de 10 serrage au vissage est assuré au maximum. [0033]L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés. Il est ainsi possible de prévoir plus de deux séries d'interfaces, simples par couplage avec un seul type de volant moteur ou multiples par couplage avec au moins deux types de volants moteur. 15 [0034]13ar ailleurs, le nombre d'orifices ou d'évidements d'une même série peut être de deux ou peut être supérieur à trois. [0035]En outre, des interfaces peuvent être localisées en dehors de la couronne périphérique du volant moteur. [0036]De plus, les protubérances des volants moteur sont constituées par tout 20 type de bossage: bornes, goujons, goupilles ou équivalents. Les patins d'usure sont constitués d'un matériau métallique moins dur que le métal ou l'alliage métallique du volant moteur, par exemple du type utilisé pour les paliers lisses. [0037] L'invention s'applique à tout type de véhicule automobile utilisant une boîte de vitesse et un volant moteur associé: voitures, tracteurs, locomotives, etc. 25 REVENDICATIONS1. Procédé de bridage de l'un quelconque des volants moteur choisi parmi au moins deux volants moteur (2; 20) associés à différentes boîtes de vitesse en vue de son vissage sur le vilebrequin d'un moteur de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'on réalise sur un même plateau presseur (1) au moins deux séries d'interfaces de blocage (13a à 13c, 14a à 14c; 33), chacune étant spécifique à eu moins une configuration complémentaire (21) d'au moins l'un (2) desdits volants moteur (2; 20), en ce qu'on positionner le volant moteur (2) à visser sur le vilebrequin par un pré-vissage, en ce qu'on positionne et en ce qu'on plaque le plateau presseur (1) contre le volant moteur (2) de sorte que ladite configuration complémentaire (21) de ce volant moteur (2) est couplée à l'interface (14a à 14c) du plateau presseur (1) spécifique à cette configuration (21), et en ce qu'on guide le vissage du volant moteur (2) sur le vilebrequin de sorte que le plateau presseur (1) agit en anti-rotation sur ledit volant moteur (1) auquel il est couplé. 2. Procédé de bridage selon la revendication 1, dans lequel chaque série d'interfaces de blocage spécifique (13a à 13c; 14a à 14c; 33) est constituée d'au moins deux localisations radialement réparties de manière régulière le long d'une couronne circulaire (1C) du plateau presseur (1) en fonction de la localisation des configurations complémentaires (21) du volant moteur correspondant (2, 20). 3. Procédé de bridage selon la revendication précédente, dans lequel chaque localisation d'interface (13a à 13c; 14a à 14c; 33) du plateau presseur (1) consiste en un retrait au moins partiel de matière dans son épaisseur et/ou en une avancée (33) pouvant traverser le plateau presseur (1) et pénétrer une configuration complémentaire d'un volant moteur par un recul en translation correspondant du plateau presseur (1). 4. Procédé de bridage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les configurations complémentaires de volant moteur (2; 3041598 11 20) consistent en des découpes locales de matière et/ou des protubérances de matière (21) radialement réparties de manière régulière. 5. Procédé de bridage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequël un matériau d'usure (14U) est inséré entre des retraits 5 partiels de matière d'une série d'interfaces (14a à 14c) du plateau presseur (1) et les protubérances (21) de la configuration complémentaire correspondante du volant moteur (2) à visser. 6. Plateau presseur (1) destiné à mettre en oeuvre le procédé de bridage selon l'une quelconque des revendications précédentes, ayant une forme 10 circulaire, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux séries de retrait de matière (13a à 13c; 14a à 14c)-4ormant des interfaces (13R, 33; 14U) entre le plateau presseur (1) et au moins deux volants moteur (2; 20) associés à différentes boîtes de vitesse, à savoir au moins une série d'au moins deux orifices traversant (13a à 13c), radialement répartis de manière régulière dans le plateau 15 presseur (1), et/ou au moins une série d'au moins deux évidements borgnes (14a à 14c), également radialement réparties de manière régulière dans le plateau presseur (1), chaque interface (13R, 33; 14U) étant apte à réaliser un blocage en rotation desdits volants moteur (2; 20) par couplage serré entre, respectivement, une avancée (33) traversant l'orifice (13A à 13c) et une cavité de volant moteur en 20 regard, et entre une paroi d'orifice (13R) et/ou un logement (14U) d'évidement (14a à 14c) et une protubérance (21) de volant moteur (2) en regard. 7. Plateau presseur (1) selon la revendication précédente, dans lequel au moins une série d'évidements borgnes (14a à 14c) est formée de découpes réalisées sur une couronne (1C) en bordure périphérique (1B) du plateau presseur 25 (1) et dans chacune desquelles un patin d'usure (14U) servant d'interface est inséré. 8. Plateau presseur (1) selon la revendication précédente, dans lequel chaque patin d'usure (14U) est agencé entre deux pièces d'ajustement (14P) fixées dans l'évidemment (14a à 14c), lesdites pièces (14P) ayant une hauteur 30 supérieure à celle du patin d'usure (14U) sans que sa hauteur augmentée de celle de l'évidement (14a à 14c) ne_dépasse l'épaisseur du plateau presseur (1), et une largeur adaptée à l'insertion ajustée du patin d'usure (14U) entre ces patins (14P). 3041598 12 9. Cloche de bridage (10) comportant un guide anti-rotation (3) en liaison coaxiale avec le plateau presseur (1) selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que le guide anti-rotation (3) comporte un alésage central (32) apte à permettre la traversée d'au moins une broche de 5 vissage du volant moteur (2) sur le vilebrequin d'un moteur de véhicule automobile, le volant moteur (2) étant bloqué en rotation par le plateau presseur (1). 10. Cloche de bridage (10) selon la revendication précédente, dans laquelle le plateau presseur (1) est monté sur le guide anti-rotation (3) par des 10 moyens élastiques (312), ce guide (3) étant équipé d'au moins deux pions de centrage (33) traversant les orifices (13a à 13c) du plateau presseur (1) pour servir d'interfaces de blocage en rotation d'un volant moteur (2) par couplage desdits pions (33) avec des cavités de ce volant moteur (2) localisées en regard desdits orifices (13a à 13c). 15