EP3819508A1 - Pion de centrage conique - Google Patents

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EP3819508A1
EP3819508A1 EP20205741.0A EP20205741A EP3819508A1 EP 3819508 A1 EP3819508 A1 EP 3819508A1 EP 20205741 A EP20205741 A EP 20205741A EP 3819508 A1 EP3819508 A1 EP 3819508A1
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housing
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holes
pins
cylinder
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Timothée BLADIER
Julien BORIE
Nelson BRANDAO
Jean-Marie SALONDY
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Renault SAS
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F7/00—Casings, e.g. crankcases
    • F02F7/0043—Arrangements of mechanical drive elements
    • F02F7/0053—Crankshaft bearings fitted in the crankcase
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F7/00—Casings, e.g. crankcases
    • F02F7/0043—Arrangements of mechanical drive elements
    • F02F7/0053—Crankshaft bearings fitted in the crankcase
    • F02F2007/0056—Crankshaft bearings fitted in the crankcase using bearing beams, i.e. bearings interconnected by a beam or multiple beams

Definitions

  • the invention relates to the field of mounting motor vehicle engine housings, and more particularly engine housings comprising a one-piece bearing cap housing.
  • the assembly of these two elements must be done in two steps.
  • the engine housings are made in a foundry and the bearings must be machined in the mounted engine housing then the engine housing must be removed and then reassembled in order to insert the crankshaft.
  • all of the two elements are drilled after the first assembly in order to have a good alignment of the holes in the bearing cover cap with respect to those in the cylinder housing. Once the holes have been made, the two elements are removed, the crankshaft and pins are inserted into one of the two elements, then the assembly is assembled.
  • An aim of the present invention is to respond to the drawbacks of the document of the prior art mentioned above.
  • each conical pin will create an imprint in the opposite element, an imprint which will allow the two elements to be repositioned during reassembly.
  • the conical pins protrude from 1 to 1.5 mm from the hole after assembly.
  • This protrusion height ensures that the two elements of the engine casing are maintained when they are fitted.
  • the protrusion is preferably 1mm.
  • the conical pins have a point forming an angle of between 60 ° and 120 ° with the axis of said conical pin.
  • the angle of the cone is a good compromise between an angle that is too sharp which can lead to a risk of the crankcase cracking and an angle that is too wide which would require too much force to maintain the two elements.
  • the pawns are cylindrical. This form is the most suitable.
  • the pawns are made of steel. Due to its hardness, steel makes it easy to make an impression on the cylinder housing or on the bearing cap housing.
  • the position element is made of aluminum.
  • the conical pins will preferably be in the bearing cap housing, in particular if the latter is made of cast iron. Indeed, cast iron being much hard than aluminum, it is easier to make an impression on the aluminum.
  • the cap housing is made of aluminum.
  • the conical pins will preferably be in the cylinder block, in particular if the latter is made of cast iron. If the two parts are made of aluminum, the position of the conical pins is irrelevant.
  • the object of the invention also relates to an engine case obtained by the method with one of the preceding characteristics.
  • the object of the invention also relates to an engine comprising the above crankcase.
  • the above vehicle comprising an engine is also the subject of the present invention.
  • Set 1 shown in figure 1 comprises a cylinder housing 3 and a bearing cap housing 2.
  • the bearing cap housing 2 is placed on the cylinder housing 3 and fixed to the latter by screws 4 (here 8) in a manner known per se.
  • the bearing cap housing 2 of the figure 2 has four bearings 20, 21, 22, 23, each pierced with two through holes 24 intended to receive a screw 4 and two holes 25 intended to receive a centering pin 5.
  • the cylinder housing 3 is itself also pierced with holes (not shown) to receive the screws 4 and the centering pins 5. These centering pins 5 protrude from the hole 25 of the bearing cap housing 2 by a height do in order to fit into the holes in the cylinder block provided for this purpose.
  • the holes 25 are arranged near the through holes 24, and on the side opposite the bearing 20 with respect to the through hole 24.
  • the bearing cap housing 2 of the figure 4 differs from that of the figure 2 in that a centering pin 5 is placed in one of the two holes 25 and a conical pin 6 in the other hole 25 of the two end bearings 20 and 23.
  • the centering pins 5 are then arranged diametrically opposed on the cap housing bearing 2. Holes 25 of the two central bearings 21 and 22 are only fitted with conical pins 6.
  • Each conical pin 6 protrudes by a distance d from the hole 25, d being less than do, for example d may be substantially equal to 1cm to 1.5mm.
  • the angle ⁇ of the cone is on the figure 8 approximately 120 °, which allows the pin to catch in the surface of the cylinder block.
  • the cylinder block 3 according to the invention unlike that of the state of the art indicated above, only has two diametrically opposed holes facing each other with the centering pins 5, which reduces the time and cost of manufacturing said cylinder block.

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  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Abstract

L'invention concerne un procédé de montage d'un carter chapeau palier (2) sur un carter cylindre (3) comprenant les étapes suivantes:- perçage de 2 trous (25) diamétralement opposés dans le carter chapeau palier et 2 trous (25) diamétralement opposés dans le carter cylindre, lesdits trous (25) du carter chapeau palier et du carter cylindre étant disposés en vis-à-vis,- perçage de 2n-2 trous (25) dans le carter chapeau palier ou le carter cylindre, n étant le nombre de paliers vilebrequin du carter,- insertion de deux pions de centrage (5) dans deux trous (25) diamétralement opposés côté carter chapeaux,- insertion de pions coniques (6) dans les autres trous (25) côté carter chapeaux,- positionnement et serrage du carter chapeau palier sur le carter cylindre de pour créer une empreinte sur un seul élément de position de l'ensemble comprenant le carter cylindre (3) ou le carter chapeau palier (2).

Description

  • L'invention concerne le domaine du montage des carters moteurs de véhicules automobiles, et plus particulièrement les carters moteurs comprenant un carter chapeau palier monobloc.
  • Ces carters moteurs sont constitués d'un carter chapeau paliers et d'un carter cylindre. Lors de l'assemblage d'un carter chapeaux avec un carter cylindres, il est nécessaire de garantir que chaque zone palier inférieure reste centrée en vis-à-vis de chaque zone palier supérieure.
  • Si cela n'est pas assuré, il se créé un décalage entre les coussinets inférieurs et supérieurs de la ligne vilebrequin, ce qui implique d'avoir un jeu vilebrequin-coussinets plus important et donc, in fine, une pompe à huile qui va consommer plus d'énergie pour garantir les besoins en pression et débit du circuit d'huile.
  • Actuellement, le montage de ces deux éléments doit être fait en deux fois. En effet, les carters moteurs sont réalisés en fonderie et les paliers doivent être usinés dans le carter moteur monté puis le carter moteur doit être démonté puis remonté afin d'insérer le vilebrequin. Pour garantir un remontage correct sans décalage, on perce l'ensemble des deux éléments après le premier montage afin d'avoir un bon alignement des trous du carter chapeau paliers en vis-à-vis de ceux du carter cylindre. Une fois les trous réalisés on démonte les deux éléments, on insère le vilebrequin et des pions dans une des deux éléments puis on monte l'ensemble.
  • Le procédé existant est complexe et implique des investissements supplémentaires. En effet, le remontage du carter chapeau palier avec le carter cylindre nécessite l'alignement de tous les pions. Il est possible d'utiliser des douilles ou des cylindres creux qui sont plus souples et qui laissent plus de latitude lors de l'insertion de chaque pion dans le trou opposé.
  • Ces pions permettent également une tenue dans le temps de l'ensemble.
  • Un but de la présente invention est de répondre aux inconvénients du document de l'art antérieur mentionné ci-dessus.
  • Le procédé de montage d'un carter chapeau palier sur un carter cylindre selon l'invention est caractérisé ne ce qu'il comprend les étapes suivantes:
    • perçage de 2 trous diamétralement opposés dans le carter chapeau palier et 2 trous diamétralement opposés dans le carter cylindre, lesdits trous du carter chapeau palier et du carter cylindre étant disposés en vis-à-vis,
    • perçage de 2n-2 trous dans le carter chapeau palier ou le carter cylindre, n'étant le nombre de paliers vilebrequin du carter,
    • insertion de deux pions de centrage dans deux trous diamétralement opposés du côté carter chapeaux,
    • insertion de pions coniques dans les autres trous côté carter chapeaux,
    • positionnement et serrage du carter chapeau palier sur le carter cylindre pour créer une empreinte sur un seul élément de position de l'ensemble comprenant le carter cylindre ou le carter chapeau palier.
  • Avec le procédé selon l'invention, le perçage peut être fait avant le premier montage. D'autre part, il n'est pas nécessaire de percer tous les trous dans les deux éléments du carter moteur mais seulement deux trous dans l'un des deux éléments et 2n+2 dans l'autre élément. En effet, de par leur forme conique, chaque pion conique va créer une empreinte dans l'élément opposé, empreinte qui permettra de repositionner les deux éléments lors du remontage.
  • Avantageusement, les pions coniques dépassent de 1 à 1,5mm du trou après montage. Cette hauteur de dépassement permet de garantir le maintien des deux éléments du carter moteur quand ils sont montés. Le dépassement est de préférence de 1mm.
  • Avantageusement, les pions coniques ont une pointe faisant un angle compris entre 60° et 120°avec l'axe dudit pion conique. Ai nsi l'angle du cône est un bon compromis entre un angle trop pointu qui peut entraîner un risque de fissure du carter et un angle trop large qui nécessiterait un effort trop important pour maintenir les deux éléments.
  • Avantageusement les pions sont cylindriques. Cette forme est la plus adaptée.
  • Avantageusement les pions sont en acier. L'acier par sa dureté permet de réaliser facilement une empreinte sur le carter cylindre ou sur le carter chapeau palier.
  • Selon une première variante, l'élément de position est en aluminium. Dans ce cas, les pions coniques seront de préférence dans la carter chapeau palier, en particulier si celui-ci est en fonte. En effet, la fonte étant beaucoup dure que l'aluminium, il est plus facile de réaliser une empreinte sur l'aluminium.
  • Avantageusement, le carter chapeau est en aluminium. Dans ce cas, les pions coniques seront de préférence dans la carter cylindre, en particulier si celui-ci est en fonte. Si les deux pièces sont en aluminium, la position des pions coniques est indifférente.
  • L'objet de l'invention concerne également un carter moteur obtenu par le procédé avec une des caractéristiques précédentes.
  • L'objet de l'invention concerne aussi, un moteur comprenant le carter moteur ci-dessus.
  • Le véhicule comprenant un moteur ci-dessus fait également objet de la présente invention.
  • D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, dans lesquels :
    • [Fig.1] représente une vue en perspective d'un ensemble carter cylindre et carter chapeau palier;
    • [Fig.2] représente une vue en perspective d'un carter chapeau palier de l'état de la technique;
    • [Fig.3] est une coupe d'un carter chapeau palier de l'état de la technique;
    • [Fig.4] est une vue en perspective d'un carter chapeau palier avec des pions selon l'invention;
    • [Fig.5] montre le détail V-V de la figure 4;
    • [Fig.6] montre le détail VI-VI de la figure 4;
    • [Fig.7] est une coupe d'un carter chapeau palier avec des pions selon l'invention;
    • [Fig.8] montre le détail VIII-VIII de la figure 7;
    • [Fig.9] est une coupe du carter chapeau palier monté sur le carter cylindre selon l'invention;
    • [Fig.10] montre le détail X-X de la figure 9.
  • Dans la suite de la description on utilisera les mêmes références pour les éléments semblables ou identiques.
  • L'ensemble 1 illustré à la figure 1 comprend un carter cylindre 3 et un carter chapeau palier 2. Le carter chapeau palier 2 est posé sur le carter cylindre 3 et fixé à celui-ci par des vis 4 (ici 8) de façon connue en soi.
  • Le carter chapeau palier 2 de la figure 2 présente quatre paliers 20, 21, 22, 23, chacun étant percé de deux trous traversant 24 destiné à recevoir une vis 4 et de deux trous 25 destinés à recevoir un pion de centrage 5.
  • Le carter cylindre 3 est lui-même également percé de trous (non représentés) de pour recevoir les vis 4 et les pions de centrage 5. Ces pions de centrage 5 dépassent du trou 25 du carter chapeau palier 2 d'une hauteur do afin de venir s'insérer dans les trous du carter cylindre prévu à cet effet.
  • Les trous 25 sont disposés à proximité des trous traversant 24, et du côté opposé au palier 20 par rapport au trou traversant 24.
  • On comprend aisément que le montage du carter chapeau palier est délicat car tous les pions de centrage 5 doivent être positionnés exactement en face du trou correspondant du carter cylindre 3.
  • Le carter chapeau palier 2 de la figure 4 diffère de celui de la figure 2 en ce qu'un pion de centrage 5 est placé dans un des deux trous 25 et un pion conique 6 dans l'autre trou 25 des deux paliers extrêmes 20 et 23. Les pions de centrage 5 sont alors disposés diamétralement opposés sur la carter chapeau palier 2. Les trous 25 des deux paliers centraux 21 et 22 sont eux uniquement équipés de pions coniques 6.
  • Chaque pion conique 6 dépasse d'une distance d du trou 25, d étant inférieur à do, par exemple d pourra être sensiblement égal à 1cm à 1,5mm. L'angle α du cône est sur la figure 8 d'environ 120°, ce qui per met un accrochage du pion dans la surface du carter cylindre.
  • Le carter cylindre 3 selon l'invention, à la différence de celui de l'état de la technique indiqué ci-dessus, ne comporte lui plus que deux trous diamétralement opposées et en vis-à-vis des pions de centrage 5, ce qui réduit le temps et le coût de fabrication dudit carter cylindre.
  • Bien entendu, il est possible d'inverser la répartition des trous, à savoir dans cet exemple, prévoir 8 trous sur la carter cylindre et 2 seulement sur le carter chapeau palier.
  • On peut voir sur les figures 9 et 10 que la pointes 60 de tous les pions 6 vont s'enfoncer dans la surface 30 du carter cylindre 3, ce qui va permettre le positionnement et le maintien du carter chapeau palier 2 au carter cylindre 3.
  • Le montage va donc être facilité puisqu'il n'y a plus que deux pions de centrage à positionner au lieu de 8 dans l'exemple de la figure 2, mais le positionnement et le maintien sera satisfaisant grâce aux 6 pions coniques.
  • On comprendra que diverses modifications et/ou améliorations évidentes pour l'homme du métier peuvent être apportées aux différents modes de réalisation de l'invention décrits dans la présente description sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (9)

  1. Procédé de montage d'un carter chapeau palier (2) sur un carter cylindre (3), caractérisé ne ce qu'il comprend les étapes suivantes:
    - perçage de 2 trous (25) diamétralement opposés dans le carter chapeau palier et 2 trous (25) diamétralement opposés dans le carter cylindre, lesdits trous (25) du carter chapeau palier et du carter cylindre étant disposés en vis-à-vis,
    - perçage de 2n-2 trous (25) dans le carter chapeau palier ou le carter cylindre, n étant le nombre de paliers vilebrequin du carter,
    - insertion de deux pions de centrage (5) dans deux trous (25) diamétralement opposés côté carter chapeaux,
    - insertion de pions coniques (6) dans les autres trous (25) côté carter chapeaux,
    - positionnement et serrage du carter chapeau palier sur le carter cylindre pour créer une empreinte sur un seul élément de position de l'ensemble comprenant le carter cylindre (3) ou le carter chapeau palier (2).
  2. Procédé selon la revendication précédente caractérisé en ce que les pions coniques (6) dépassent de 1 à 1,5mm du trou après montage.
  3. Procédé selon une des revendications précédentes caractérisé en ce que les pions coniques (6) ont une pointe faisant un angle α compris entre 60° et 120°avec l'axe dudit pion con ique.
  4. Procédé selon une des revendications précédentes caractérisé en ce que les pions (5, 6) sont cylindriques.
  5. Procédé selon une des revendications précédentes caractérisé en ce que les pions (5, 6) sont en acier.
  6. Procédé selon une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'élément de position (3,2) est en aluminium.
  7. Carter obtenu par le procédé selon une des revendications précédentes.
  8. Moteur comprenant le carter selon la revendication précédente.
  9. Véhicule comprenant un moteur selon la revendication précédente.
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