FR2946695A1 - Bloc-cylindres et procede de fabrication d'un bloc-cylindres - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un bloc-cylindres avec des surfaces fonctionnelles usinées par enlèvement de copeaux, et avec au moins un cylindre (5), qui est pourvu d'un revêtement. Afin de simplifier la fabrication du bloc-cylindres, le bloc-cylindres (1) présente, à l'extrémité du cylindre (5), un collet (25, 26) saillant vers l'intérieur, qui limite le cylindre (5) dans la direction axiale et dont le côté opposé au cylindre (5) constitue une butée pour un dispositif d'aspiration (46), qui sert à aspirer du matériau de revêtement en excès.

Description

DESCRIPTION
L'invention concerne un bloc-cylindres avec des surfaces fonctionnelles usinées par enlèvement de copeaux, et avec au moins un cylindre, qui est pourvu d'un revêtement. L'invention concerne en outre un procédé de fabrication d'un tel bloc-cylindres.
On connaît, d'après le modèle d'utilité allemand DE 202 00 739 U1, un masque destiné à être placé sur un bloc-moteur pendant le revêtement thermique des alésages de cylindres pratiqués à l'intérieur. Lors de la fabrication de moteurs à combustion interne, on utilise de plus en plus aujourd'hui des blocs-moteur en métal léger. Comme le métal léger ne présente toutefois pas en principe une grande résistance à l'abrasion et à l'usure, les alésages de cylindres ou leurs parois sont pourvus d'une couche superficielle de glissement ou l'on insère dans les alésages de cylindres des chemises de cylindres qui sont éventuellement encore également pourvues d'une couche superficielle de glissement. L'application de telles couches superficielles de glissement s'effectue le plus souvent au moyen de procédés de revêtement thermiques, et en l'occurrence, l'utilisation de plasmatrons rotatifs pour l'application de la couche a fait ses preuves. L'objet de l'invention est de simplifier la fabrication d'un bloc-cylindres selon le type susvisé.
Cet objet est réalisé dans le cas d'un bloc-cylindres avec des surfaces fonctionnelles usinées par enlèvement de copeaux et avec au moins un cylindre, qui est pourvu d'un revêtement, en ce que le bloc-cylindres présente, à l'extrémité du cylindre, un collet saillant vers l'intérieur, qui limite le cylindre ou un alésage de cylindre dans la direction axiale, et dont le côté opposé au cylindre constitue une butée pour un dispositif d'aspiration, qui sert à aspirer du matériau de revêtement en excès. Dans le cas du bloc-cylindres, il s'agit de préférence d'un carter de vilebrequin, avec une partie supérieure de carter de vilebrequin et un bloc-cylindres, qui présente plusieurs cylindres ou alésages de cylindres. On désigne par cylindre un espace cylindrique qui forme, conjointement avec un piston, une chambre de combustion d'un moteur à combustion interne. Le cylindre sert également à guider le piston et est réalisé de préférence sous forme d'alésage cylindrique. Du fait de sa fonction de guidage, le cylindre ou sa paroi, est aussi désigné par surface de glissement pour le piston. La surface -2- de glissement peut aussi être pourvue sur une chemise de cylindre, qui est insérée dans le cylindre ou dans l'alésage de cylindre. Les surfaces fonctionnelles ou le cylindre sont usinés par enlèvement de copeaux, par exemple par tournage, fraisage, perçage, meulage, pierrage ou rodage. Le cylindre ou la surface de glissement est pourvu d'un revêtement en un matériau de revêtement particulièrement résistant à l'usure. Le matériau de revêtement est appliqué par un procédé de revêtement thermique. Grâce au collet selon l'invention, le cylindre est limité dans la direction axiale. En outre, le collet forme une butée pour le dispositif d'aspiration, qui comprend de préférence un tube d'aspiration dont l'extrémité libre est appliquée contre le collet de telle sorte que le tube d'aspiration recouvre ou ferme l'espace du côté du collet opposé au cylindre, à l'intérieur du bloc-cylindres, de sorte que cet espace ne soit pas mouillé par du matériau de revêtement ou ne vienne pas en contact avec celui-ci lors du revêtement du cylindre. Du fait du dispositif d'aspiration se trouvant en butée contre le collet, le matériau de revêtement peut être aspiré de manière simple du côté du collet opposé au cylindre. Un exemple de réalisation préféré du bloc-cylindres est caractérisé en ce que le collet n'est prévu que dans un état d'usinage intermédiaire pour l'opération de revêtement. Après l'opération de revêtement, le collet peut être à nouveau enlevé, car il n'est plus nécessaire. Un autre exemple de réalisation préféré du bloc-cylindres est caractérisé en ce que le bloc-cylindres est usiné par enlèvement de copeaux à l'extrémité du cylindre, de telle sorte que le collet ne soit plus présent après l'opération de revêtement. Ceci donne l'avantage que la fonction du bloc-cylindres n'est pas affectée par le collet. Un autre exemple de réalisation préféré du bloc-cylindres est caractérisé en ce que le bloc-cylindres est usiné par enlèvement de copeaux à l'extrémité du cylindre avant le revêtement, afin de produire le collet saillant vers l'intérieur. Selon un autre aspect essentiel de l'invention, le collet est créé intentionnellement lors de l'usinage par enlèvement de copeaux avant l'opération de revêtement, ou il est laissé en place. L'usinage par enlèvement de copeaux peut par exemple s'effectuer par tournage, fraisage, perçage, meulage, rodage ou pierrage.
Un autre exemple de réalisation préféré du bloc-cylindres est caractérisé en ce que le bloc-cylindres est usiné à l'extrémité du cylindre avant le revêtement, par enlèvement de copeaux, par pierrage, afin de -3- produire le collet saillant vers l'intérieur. Le terme de pierrage provient de l'anglais et signifie enlèvement ou retrait. Dans la technique de fabrication, on entend par pierrage un procédé d'usinage fin par enlèvement de copeaux de surfaces métalliques à l'aide de corps de meulage à grains fins, qui sont également appelés pierres abrasives à pierrer ou à honer. Pour l'usinage d'alésages cylindriques, on utilise de préférence un pierrage à longue course. Un autre exemple de réalisation préféré du bloc-cylindres est caractérisé en ce que le collet saillant vers l'intérieur est réalisé sous forme de sortie de pierrage. Selon un autre aspect essentiel de l'invention, la sortie de pierrage est configurée intentionnellement lors du pierrage, de telle sorte que le collet saillant vers l'intérieur soit produit. Dans un procédé de fabrication d'un bloc-cylindres avec des surfaces fonctionnelles usinées par enlèvement de copeaux, et avec au moins un cylindre, qui est pourvu d'un revêtement, en particulier pour fabriquer un bloc-cylindres comme décrit ci-dessus, l'objet indiqué ci- dessus est réalisé par le fait que le bloc-cylindres, avant le revêtement, est usiné par enlèvement de copeaux à l'extrémité du cylindre, afin de produire un collet ou le collet saillant vers l'intérieur, qui limite le cylindre dans la direction axiale et dont le côté opposé au cylindre constitue une butée pour un dispositif d'aspiration, qui sert à aspirer du matériau de revêtement en excès. Le bloc-cylindres est de préférence un carter de vilebrequin avec une partie supérieure de carter de vilebrequin et un bloc-cylindres, qui présente plusieurs cylindres. On désigne par cylindre un espace cylindrique qui forme conjointement avec un piston une chambre de combustion d'un moteur à combustion interne. Le cylindre sert en outre à guider le piston. Le cylindre est de préférence réalisé sous forme d'alésage de cylindre. Du fait de sa fonction de guidage, le cylindre ou sa paroi est désigné aussi par surface de glissement pour le piston. La surface de glissement peut aussi être prévue sur une chemise de cylindre, qui est insérée dans le cylindre ou l'alésage de cylindre. Les surfaces fonctionnelles ou le cylindre sont usinés par enlèvement de copeaux, par exemple par tournage, fraisage, perçage, meulage, pierrage ou rodage. Le cylindre ou la surface de glissement est pourvu d'un revêtement en un matériau de revêtement particulièrement résistant à l'usure. Le matériau de revêtement est appliqué par un procédé de revêtement thermique. Grâce au collet selon l'invention, le cylindre est limité dans la direction axiale. En outre, le collet forme une butée pour le -4- dispositif d'aspiration, qui comprend de préférence un tube d'aspiration, dont l'extrémité libre est appliquée contre le collet de telle sorte que le tube d'aspiration recouvre ou ferme l'espace du côté du collet opposé au cylindre, à l'intérieur du bloc-cylindres, de sorte que cet espace ne soit pas mouillé par du matériau de revêtement ou ne vienne pas en contact avec celui-ci lors du revêtement du cylindre. Du fait du dispositif d'aspiration se trouvant en butée contre le collet, le matériau de revêtement peut être aspiré de manière simple du côté du collet opposé au cylindre. Un exemple de réalisation préféré du procédé est caractérisé en ce que le bloc-cylindres est usiné à l'extrémité du cylindre avant le revêtement, par enlèvement de copeaux par pierrage, afin de produire le collet saillant vers l'intérieur. Le terme de pierrage provient de l'anglais et signifie enlèvement ou retrait. Dans la technique de fabrication, on entend par pierrage un procédé d'usinage fin par enlèvement de copeaux de surfaces métalliques à l'aide de corps de meulage à grains fins, qui sont également appelés pierres abrasives à pierrer ou à honer. Pour l'usinage d'alésages cylindriques, on utilise de préférence un pierrage à longue course. Un autre exemple de réalisation préféré du procédé est caractérisé en ce que le collet saillant vers l'intérieur est réalisé, lors du pierrage, sous forme de sortie de pierrage. Selon un autre aspect essentiel de l'invention, la sortie de pierrage est configurée intentionnellement lors du pierrage, de telle sorte que le collet saillant vers l'intérieur soit produit. Un autre exemple de réalisation préféré du procédé est caractérisé en ce que l'on applique un dispositif d'aspiration avant, pendant et/ou après le revêtement, du côté du collet opposé au cylindre. Le dispositif d'aspiration est de préférence réalisé sous forme de tube d'aspiration qui est amené avec son extrémité libre en butée contre le collet de telle sorte que le tube d'aspiration recouvre ou ferme l'espace intérieur du bloc-cylindres, du côté du collet opposé au cylindre, de telle sorte que cet espace ne soit pas mouillé par du matériau de revêtement ou ne vienne pas en contact avec celui-ci lors du revêtement. Le matériau de revêtement en excès est aspiré directement à l'aide du dispositif d'aspiration, de préférence lors du revêtement.
Un autre exemple de réalisation préféré du procédé est caractérisé en ce que le bloc-cylindres est usiné par enlèvement de copeaux à l'extrémité du cylindre, après le revêtement, afin d'enlever le collet. Le -5- collet peut être enlevé directement après le revêtement. Le collet peut toutefois aussi n'être enlevé qu'après la mise en oeuvre d'autres étapes d'usinage. Un autre exemple de réalisation préféré du procédé est caractérisé en ce que le bloc-cylindres est usiné par enlèvement de copeaux par pierrage à l'extrémité du cylindre après le revêtement, afin d'enlever le collet. Grâce au pierrage final de la surface de glissement revêtue du cylindre, on peut encore améliorer la qualité de la surface de glissement pour le piston.
D'autres avantages, caractéristiques et particularités de l'invention résultent de la description suivante, dans laquelle différents exemples de réalisation sont décrits en détail en référence aux dessins, dans lesquels : la figure 1 illustre une pièce brute d'un bloc-cylindres en coupe longitudinale à travers un cylindre ; la figure 2 illustre le bloc-cylindres de la figure 1 dans un état d'usinage intermédiaire avec une sortie de pierrage plate ; la figure 3 illustre le bloc-cylindres de la figure 1 dans un état d'usinage intermédiaire avec une sortie de pierrage oblique ; la figure 4 illustre le bloc-cylindres de la figure 2 lors de l'application d'un revêtement et la figure 5 illustre le bloc-cylindres de la figure 4 dans l'état usiné fini. Les figures 1 à 5 illustrent un bloc-cylindres 1 dans différents états d'usinage. Dans le cas du bloc-cylindres 1, il s'agit d'un carter de vilebrequin avec une partie supérieure de carter de vilebrequin 2 et un bloc-cylindres 3. Le bloc-cylindres 3 comprend plusieurs cylindres, dont seulement un cylindre 5 est visible, avec un axe médian 6, dans la coupe longitudinale illustrée.
Le bloc-cylindres 1 est fabriqué par moulage, par exemple en métal léger ou en fonte. Si le bloc-cylindres 1 est fabriqué en fonte avec du graphite lamellaire, du fait des bonnes propriétés de glissement et de résistance à l'usure, les pistes de glissement du cylindre sont également formées le plus souvent dans la même fonte que le bloc-cylindres. Dans le cas de blocs-cylindres en métal léger, notamment en alliages d'aluminium, on peut insérer des chemises de cylindres ou les propriétés de glissement et de résistance à l'usure de la piste de glissement du cylindre peuvent être -6- améliorées par des procédés d'usinage particuliers, notamment par revêtement. Les pistes de glissement des cylindres en fonte peuvent aussi être pourvues d'un revêtement. La figure 1 illustre le bloc-cylindres 1 sous forme de pièce brute après le processus de moulage avec des parties en fonte biseautées. A l'extrémité du cylindre 5 est indiqué, à l'intérieur du bloc-cylindres 3, en deux endroits 11 et 12, un apport de matériau. L'apport de matériau périphérique radialement interne 11, 12 est produit intentionnellement lors du moulage et est modifié au cours d'étapes d'usinage ultérieures, comme cela sera expliqué ci-après. La figure 2 illustre le bloc-cylindres 1 de la figure 1 après un usinage par enlèvement de copeaux par pierrage. Lors du pierrage, le cylindre 5 est usiné par enlèvement de copeaux, des parties en fonte biseautées étant enlevées et le cylindre 5 acquérant la forme d'un cylindre circulaire droit. Grâce à une sortie de pierrage plate 21, 22, un collet 25, 26 saillant radialement vers l'intérieur est produit à l'extrémité du cylindre 5, lequel limite le cylindre 5 dans la direction axiale, c'est-à-dire dans la direction de l'axe médian 6 du cylindre 5, ou parallèlement à celui-ci. La figure 3 montre que lors du pierrage du cylindre 5, on peut produire aussi à l'aide d'une sortie de pierrage oblique 31, 32, un collet saillant radialement vers l'intérieur 35, 36. Le collet 35, 36 a la même fonction que dans l'exemple de réalisation illustré dans la figure 2. La figure 4 illustre à quoi sert le collet 25, 26 de la figure 2, ou le collet 35, 36 de la figure 3, produit lors du pierrage. Après l'usinage par enlèvement de copeaux par pierrage, qui est indiqué dans les figures 2 et 3, le cylindre 5 ou la surface de glissement du cylindre 5 est pourvu d'un revêtement à l'aide d'un dispositif de revêtement 40. Le dispositif de revêtement 40 comprend par exemple une lance de pulvérisation 41, par le biais de laquelle, comme illustré en 44, un matériau de revêtement, qui est aussi appelé jet de pulvérisation, est appliqué sur la surface de glissement du cylindre 5. Le matériau de revêtement en excès est aspiré à l'aide d'un dispositif d'aspiration 46. Le dispositif d'aspiration 46 comprend un tube d'aspiration 48, dont l'extrémité libre se trouve en appui hermétique et/ou en butée contre le collet 25, 26. Le tube d'aspiration 48 est disposé radialement à l'intérieur d'une paroi interne 49 de la partie supérieure du carter de vilebrequin 2. De ce fait, il est garanti que lors du revêtement de la surface - I - de glissement du cylindre 5, aucun matériau de revêtement ne parvient sur la paroi interne 49 de la partie supérieure du carter de vilebrequin 2. La figure 5 illustre le bloc-cylindres 1 après le revêtement et après un autre usinage par enlèvement de copeaux par pierrage. Grâce à un usinage final par pierrage, le collet, qui est illustré dans la figure 2 par 25, 26, et dans la figure 3 par 35, 36, est enlevé. Ceci peut être réalisé par une sortie oblique élevée 51 ou par une sortie plate élevée 52. Après le revêtement, le collet n'a plus de fonction, et est enlevé de manière simple par l'usinage de finition du bloc-cylindres 1.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au(x) mode(s) de réalisation décrit(s) et représenté(s) aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.

Claims (12)

  1. REVENDICATIONS1. Bloc-cylindres avec des surfaces fonctionnelles usinées par enlèvement de copeaux et avec au moins un cylindre (5), qui est pourvu d'un revêtement, caractérisé en ce que le bloc-cylindres (1) présente à l'extrémité du cylindre (5) un collet (25, 26 ; 35, 36) saillant vers l'intérieur, qui limite le cylindre (5) dans la direction axiale et dont le côté opposé au cylindre (5) constitue une butée pour un dispositif d'aspiration (46) qui sert à aspirer du matériau de revêtement en excès.
  2. 2. Bloc-cylindres selon la revendication 1, caractérisé en ce que le collet (25, 26 ; 35, 36) n'est prévu que dans un état d'usinage 10 intermédiaire pour l'opération de revêtement.
  3. 3. Bloc-cylindres selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bloc-cylindres (1) est usiné par enlèvement de copeaux à l'extrémité du cylindre (5) de telle sorte que le collet (25, 26 ; 35, 36) ne soit plus présent après l'opération de revêtement. 15
  4. 4. Bloc-cylindres selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bloc-cylindres (1) est usiné par enlèvement de copeaux à l'extrémité du cylindre (5) avant le revêtement, afin de produire le collet (25, 26 ; 35, 36) saillant vers l'intérieur.
  5. 5. Bloc-cylindres selon l'une quelconque des revendications 20 précédentes, caractérisé en ce que le bloc-cylindres (1) est usiné par enlèvement de copeaux par pierrage à l'extrémité du cylindre (5) avant le revêtement, afin de produire le collet (25, 26 ; 35, 36) saillant vers l'intérieur.
  6. 6. Bloc-cylindres selon la revendication 5, caractérisé en ce que 25 le collet (25, 26 ; 35, 36) saillant vers l'intérieur est réalisé sous forme de sortie de pierrage (21, 22 ; 31, 32).
  7. 7. Procédé de fabrication d'un bloc-cylindres (1) avec des surfaces fonctionnelles usinées par enlèvement de copeaux et avec au moins un cylindre (5), qui est pourvu d'un revêtement, en particulier pour 30 fabriquer un bloc-cylindres (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bloc-cylindres (1) est usiné par enlèvement de copeaux avant le revêtement, à l'extrémité du cylindre (5), afin de produire un ou le collet (25, 26 ; 35, 36) saillant vers l'intérieur, qui limite le cylindre (5) dans la direction axiale et dont le côté opposé au-9- cylindre (5) constitue une butée pour un dispositif d'aspiration (46) qui sert à aspirer du matériau de revêtement en excès.
  8. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le bloc-cylindres (1) est usiné par enlèvement de copeaux par pierrage avant le revêtement, à l'extrémité du cylindre (5), afin de produire le collet (25, 26 ; 35, 36) saillant vers l'intérieur.
  9. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le collet (25, 26 ; 35, 36) saillant vers l'intérieur est produit lors du pierrage sous forme de sortie de pierrage (21, 22 ; 31, 32).
  10. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que l'on applique un dispositif d'aspiration (46) avant, pendant et/ou après le revêtement, du côté du collet (25, 26 ; 35, 36) opposé au cylindre (5).
  11. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que le bloc-cylindres (1) est usiné par enlèvement de copeaux après le revêtement, à l'extrémité du cylindre (5), afin d'enlever le collet (25, 26 ; 35, 36).
  12. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, caractérisé en ce que le bloc-cylindres (1) est usiné par enlèvement de copeaux par pierrage après le revêtement, à l'extrémité du cylindre (5), pour enlever le collet (25, 26 ; 35, 36).
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