FR2974399A1 - Axe de piston en articulation sur une bielle de vilebrequin d'un moteur thermique, pourvu d'un revetement carbone et d'une texturation de surface - Google Patents

Abstract

L'invention a pour objet un axe de piston (4) coopérant avec un palier de bielle équipant un vilebrequin d'un moteur thermique. L'axe de piston (4) comporte un revêtement de surface à faible coefficient de friction DLC et une texturation de surface associant au moins un sillon (9) de drainage d'un lubrifiant et une pluralité de jeux de stries (11) à stries croisées (13,14) de formation d'un film lubrifiant à partir du lubrifiant drainé par le sillon (9). Les jeux de stries sont répartis entre au moins deux spires consécutives du sillon (9), qui s'étend axialement de part et d'autre d'une zone de frottement (7) de l'axe de piston sur laquelle sont ménagés les jeux de stries (11) en réseau maillé.

Description

Axe de piston en articulation sur une bielle de vilebrequin d'un moteur thermique, pourvu d'un revêtement carboné et d'une texturation de surface

La présente invention est du domaine des moteurs thermiques pour véhicule automobile notamment, et plus particulièrement des systèmes d'articulation comprenant une bielle qui est en prise à ses extrémités respectives sur un axe de piston et sur un vilebrequin équipant le moteur thermique. L'invention a plus spécifiquement pour objet un tel axe de piston revêtu d'un matériau carboné amorphe de type DLC (d'après l'acronyme anglais utilisé en français Diamond- Like Carbon) et une méthode d'obtention d'un tel axe de piston.

Les moteurs thermiques équipant notamment les véhicules automobiles, sont équipés d'un système mécanique de transmission comprenant un vilebrequin qui est entraîné en rotation par un jeu de pistons mus en translation alternée. La transmission du mouvement alternatif en translation des pistons vers le vilebrequin, est procurée par l'intermédiaire de bielles qui sont en prise à leurs extrémités respectives sur le vilebrequin et sur un piston auquel les bielles sont affectées. La bielle est communément agencée en bras ou analogue, qui est pourvu à ses extrémités correspondantes d'un oeil de prise sur un siège du vilebrequin et d'un palier traversé par un axe de piston. Se pose le problème général des phénomènes d'usure des pièces en mouvement les unes sur les autres que comprend le système. L'évolution des techniques tend à diminuer la taille des moteurs thermiques pour véhicule automobile et à réduire leur cylindrée, tout en offrant la même puissance. Une telle évolution induit une soumission des pièces en mouvement à des conditions sévères de fonctionnement, avec pour conséquence un accroissement des frottements entre elles qui favorise leur usure.

Se pose plus particulièrement le problème des phénomènes d'usure des surfaces de contact entre le palier de la bielle et l'axe de piston qui le traverse. L'axe de piston est couramment un axe en acier dont la surface extérieure est traitée par un revêtement de surface et par une finition tribologique. Pour limiter les pertes mécaniques par frottement entre le palier de bielle et l'axe de piston qu'il reçoit, il est courant d'interposer entre eux une bague d'usure d'un matériau adapté, tel qu'une bague en bronze ou analogue. La bague d'usure procure un faible coefficient de frottement entre le palier de bielle et l'axe de piston, mais s'avère insatisfaisante compte tenu de l'évolution des techniques susvisée qui génère un accroissement significatif des frottements.

Il est connu d'appliquer un revêtement de surface sur des pièces, permettant d'accroître leur résistance à l'usure en condition de mise sous frottements intensifs et répétés. Parmi de telles techniques d'application, il est connu les revêtements de surface DLC à base d'un matériau carboné amorphe aux propriétés proches de celles du diamant. Les DLC sont une forme métastable du carbone, de tels matériaux étant formés d'un mélange de carbone spi et sp2 et d'une teneur en hydrogène variable, et étant aussi susceptibles de contenir des traces de carbone spi. Les taux respectifs d'hydrogène, de spi et/ou sp2 voire aussi de spi dépendent des techniques utilisées pour déposer le DLC sur la surface à traiter. Les DLC sont principalement répartis en deux familles de matériaux, les DLC hydrogénés (a-C :H ou ta-C :H notamment) en étant obtenus par des méthodes de type CVD (d'après l'acronyme anglais utilisé en français Chemical Vapor Deposition) et les DLC non hydrogénés (a-C ou ta-C notamment) en étant obtenus par des méthodes de type PVD (d'après l'acronyme anglais utilisé en français Physical Vapor Deposition). Les coefficients de frottement obtenus des DLC sont de l'ordre compris entre 0,001 et 0,7. Certains DLC sont des matériaux tendres et facilement rayables tandis que d'autres DLC sont durs et résistants avec un taux d'usure normalisé de l'ordre de 10-" mm3.N-'.m-'. Il est connu d'appliquer un tel revêtement de surface à un axe de piston, tel que divulgué par le document EP2290119 (HITACHI TOOL ENG. Ltd.).

Il est aussi connu par le document WO2007031160 (THYSSENKRUPP AUTOMOTIVE AG.), de compléter un revêtement de surface spécifique ménagé sur un axe de piston et sur le palier de bielle, par une altération de surface du palier de bielle visant à ménager des poches éparses de rétention des débris d'usure issues des surfaces en contact. La rétention des débris permet de limiter les sources agressives susceptibles de dégrader les surfaces en contact entre le palier de bielle et l'axe de piston. Il est aussi connu par le document EP1232349B1 (ISSLER W.) de ménager localement des aspérités sur la surface d'un palier de bielle, pour former des poches de rétention d'un lubrifiant. De telles aspérités sont notamment pratiquées à partir de la technique du LASER (d'après l'acronyme anglais utilisé en français Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation). Le faisceau du LASER est notamment orienté pour former sur la surface interne du palier de bielle des aspérités de l'ordre de 1 à 50 micromètres ménageant les poches de rétention d'huile.

Le but de la présente invention est de proposer une solution pour accroître la résistance aux frottements d'un axe de piston articulé sur un palier de bielle que comprend un système de transmission mécanique à pistons et vilebrequin équipant un moteur thermique pour véhicule automobile notamment.

L'invention a plus particulièrement pour objet un tel axe de piston du type pourvu d'un revêtement de surface à faible coefficient de frottement de type DLC, dont la structure permet de limiter les effets de dégradation de surface induits par des frottements intensifs et répétés entre l'axe de piston et le palier de bielle qui le reçoit.

L'invention a aussi pour objet un procédé de fabrication pour l'obtention d'un axe de piston proposé par la présente invention, ainsi qu'une machine organisée pour la mise en oeuvre de ce procédé de fabrication.

L'axe de piston de la présente invention est un axe de piston coopérant avec un palier de bielle qui équipe un vilebrequin d'un moteur thermique. Cet axe de piston comporte un revêtement de surface à faible coefficient de friction, et plus particulièrement un revêtement de surface du type DLC.

L'axe de piston de la présente invention est principalement reconnaissable en ce qu'une texturation de surface est ménagée sur la surface de révolution de l'axe de piston. Cette texturation de surface est notamment composée d'éléments de gravure qui sont ménagés au moins sur une zone de frottement de la surface de révolution de l'axe de piston coopérant avec une zone de contact complémentaire du palier de bielle. Les éléments de gravures sont de conformation géométrique régulière apte à être avantageusement obtenue par gravure au faisceau LASER, en étant géométriquement organisés entre eux à partir d'une synchronisation commandée entre l'émission du faisceau LASER altérant localement la surface de révolution de l'axe de piston pour former l'un quelconque des éléments de gravure, et des mouvements relatifs entre le faisceau LASER et l'axe de piston.

Une telle texturation de surface géométriquement organisée forme des moyens de capture et de répartition homogène contrôlée d'un lubrifiant à la surface de révolution de l'axe de piston, au moins dans ladite zone de frottement. La texturation comprend plus spécifiquement au moins un canal de drainage et de réserve du lubrifiant, qui est avantageusement organisé en sillon et qui s'étend sur le pourtour de ladite surface, et des stries en pluralité qui sont réparties à proximité les unes des autres pour ménager conjointement en périphérie au moins de la zone de frottement un film lubrifiant à partir de la réserve de fluide drainée. L'utilisation d'une bague d'usure interposée entre l'axe de piston et le palier de bielle est avantageusement évitée. Le film lubrifiant interposé entre les zones de frottement coopérant de l'axe de piston et du palier de bielle, est apte à s'étendre uniformément et régulièrement à partir de son drainage et de sa répartition homogène qui sont géométriquement contrôlés à partir d'une répartition et d'une conformation géométriques déterminées des éléments de gravure.

Plus particulièrement, la texturation comprend au moins un sillon qui s'étend sur le pourtour de la surface de révolution de l'axe de piston et qui forme un canal de drainage d'un lubrifiant. Un tel sillon favorise l'acheminement d'un lubrifiant capturé dans son volume intérieur, et sa répartition au moins sur la zone de frottement de l'axe de piston contre le palier de bielle. Le sillon est avantageusement formé d'un filet à extension hélicoïdale à au moins une spire, qui est ménagé autour de la surface de révolution de l'axe de piston. De préférence, le sillon s'étend axialement de part et d'autre de la zone de frottement pour favoriser le drainage du lubrifiant qu'il loge.

Selon diverses formes de réalisation, la texturation comprend isolément ou en combinaison l'un quelconque au moins : *) d'une pluralité de sillons distincts qui sont axialement répartis suivant l'axe de piston et qui sont de préférence en communication hydraulique entre eux, 10 *) d'un unique filet en hélice, *) d'au moins deux filets en hélice à même sens de rotation qui sont axialement alternés, *) d'au moins deux filets en hélice à sens de rotation alternés, *) d'au moins un filet elliptique axialement cambré. 15 Plus particulièrement encore, la texturation comprend une pluralité de jeux de stries à au moins deux stries concourantes, qui sont géométriquement répartis autour de la surface de révolution de l'axe de piston. On comprendra par strie un élément de gravure de conformation étendue suivant une faible longueur, a 20 contrario du sillon qui s'étend sur le pourtour de l'axe de piston. Les jeux de stries sont plus particulièrement ménagés dans ladite zone de frottement, qui est de part et d'autre bordée par des prolongements axiaux du sillon au moins. Selon une forme préférée de répartition des stries sur la surface de révolution de l'axe de piston, les jeux de stries associent chacun au moins une première strie et au 25 moins une deuxième strie, qui se croisent en chevauchement l'une avec l'autre en favorisant leur mise en communication hydraulique entre elles.

Les stries sont notamment de profondeurs identiques en étant individuellement formées par des émissions pulsées respectives d'un faisceau LASER tel que 30 décrit plus loin, mais sont susceptibles d'être de profondeurs variables de l'une à l'autre des stries croisées.

La profondeur individuelle des stries est préférentiellement différente de la profondeur du sillon au moins, la fonction du sillon procurant un drainage du lubrifiant étant différente de la fonction des stries procurant la répartition homogène d'un film lubrifiant drainé par le sillon autour de la surface de révolution de l'axe de piston. La formation du sillon et la formation des stries, notamment réalisées par la mise en oeuvre d'un faisceau LASER tel que décrit plus loin, sont effectuées au cours d'étapes d'exécution distinctes permettant de conférer aisément des profondeurs contrôlées respectives au sillon et aux stries.

Des premières stries sont ménagées sur la surface de révolution de l'axe de piston en étant réparties par groupe de premières stries alignées suivant une génératrice de révolution de l'axe de piston. Les premières stries sont de préférence individuellement orientées suivant une génératrice de révolution de l'axe de piston, notamment la génératrice de révolution suivant laquelle elles sont alignées, ou sont susceptibles d'être inclinées par rapport à cette génératrice d'alignement. Des deuxièmes stries sont ménagées sur la surface de révolution de l'axe de piston en étant réparties par groupe de deuxièmes stries alignées suivant une circonférence de l'axe de piston. Les deuxièmes stries sont de préférence individuellement orientées suivant une circonférence de l'axe de piston, notamment la circonférence suivant laquelle elles sont alignées, ou sont susceptibles d'être inclinées par rapport à cette circonférence d'alignement. Les deuxièmes stries de deux groupes voisins qui sont réparties suivant des circonférences respectives de l'axe de piston, et sont susceptibles d'être alignées suivant des génératrices de l'axe de piston ou d'être disposées en quinconce en fonction de l'espace circonférentiel disponible déterminé par le pas de séparation entre eux des groupes voisins de premières stries.

Selon une forme idéale de réalisation, au moins une zone de frottement axialement médiane de la surface de révolution de l'axe de piston est réservée au contact de l'axe de piston avec le palier, en étant pourvue d'une texturation combinant au moins un sillon et une pluralité de jeux d'au moins deux stries concourantes qui sont répartis entre au moins deux spires consécutives du sillon, qui s'étend en outre axialement de part et d'autre de la zone de frottement.

La présente invention a aussi pour objet un procédé de texturation de surface d'un axe de piston tel qu'il vient d'être décrit. Ce procédé est principalement reconnaissable en ce qu'il comprend les opérations suivantes : *) installer l'axe de piston axialement sur un support d'une machine à texturation de surface par faisceau LASER, *) pointer le faisceau LASER perpendiculairement à la surface de révolution de l'axe de piston à graver, *) mouvoir en mobilité relative le support et un organe d'émission du faisceau LASER, et simultanément générer sélectivement en coordination synchrone au moins une émission du faisceau LASER affectée à la formation d'un élément de gravure indifféremment formé d'un sillon ou d'une strie. Le dit élément de gravure correspond notamment à la formation indifféremment d'au moins un sillon tel qu'agencé en au moins un filet à au moins une spire, ou des jeux de stries croisées composés d'au moins de premières stries et de deuxièmes stries.

Plus particulièrement pour former le sillon au moins, l'opération de mise en mobilité relative entre le support et l'organe d'émission du faisceau LASER, comprend de préférence au moins un premier déplacement en mobilité synchrone de l'un au moins du support et de l'organe d'émission du faisceau LASER, en rotation et en translation suivant l'extension axiale de l'axe de piston. L'opération d'émission du faisceau LASER est générée en continu sur une course déterminée en translation de l'un au moins du support et de l'organe d'émission du faisceau LASER correspondant à la zone d'extension axiale du sillon à former sur la surface de révolution de l'axe de piston.

Plus particulièrement encore pour former les stries, l'opération de mise en mobilité relative entre le support et l'organe d'émission du faisceau LASER comprend de préférence au moins un deuxième déplacement en mobilité synchrone de l'un au moins du support et de l'organe d'émission du faisceau LASER, en rotation et en translation suivant l'extension axiale de l'axe de piston. L'opération d'émission du faisceau LASER est générée sélectivement par émissions pulsées qui sont chacune affectées à la formation d'une strie, en synchronisme avec la mobilité relative entre le support et l'organe d'émission du faisceau LASER.

Spécifiquement pour la formation des premières stries, le mouvement de rotation induit par le deuxième déplacement en mobilité est avantageusement effectué par premiers paliers séquentiels de variation angulaire prédéterminée, qui définissent le pas de séparation entre deux groupes voisins de premières stries, le deuxième déplacement en rotation étant globalement opéré sur 360. L'émission pulsée synchronisée du faisceau LASER est générée simultanément au mouvement de translation induit par le deuxième déplacement en mobilité.

Spécifiquement pour la formation des deuxièmes stries, le mouvement de translation induit par le deuxième déplacement en mobilité est avantageusement effectué par deuxièmes paliers séquentiels de variation de course axiale prédéterminée, qui définissent le pas de séparation entre deux groupes voisins de deuxièmes stries. L'émission pulsée synchronisée du faisceau LASER est générée simultanément au mouvement de rotation induit par le deuxième déplacement en mobilité.

La présente invention a aussi pour objet une machine à texturation de surface par faisceau LASER d'un axe de piston à partir de la mise en oeuvre du procédé tel que précédemment décrit. L'exploitation du faisceau LASER est susceptible de ménager les éléments de gravure à la surface de révolution de l'axe de piston par retrait superficiel de matière indifféremment par ablation ou par percussion notamment. Une telle machine est principalement reconnaissable en ce qu'elle comprend : *) au moins un support de l'axe de piston suivant un axe d'orientation correspondant à l'extension axiale de l'axe de piston. Le support est de préférence agencé en cône aimanté de maintien de l'axe de piston, par enfilement centré du cône à l'intérieur d'un évidement axial que comporte l'axe de pivot. *) un appareil générateur d'un faisceau LASER, comprenant une source génératrice de lumière et un organe d'émission du faisceau LASER vers une orientation de pointage du faisceau LASER qui est orthogonale au dit axe d'orientation défini par le support. La source de lumière est notamment disposée en surplomb du support et l'organe d'émission intègre des moyens de renvoi de la lumière depuis la source vers l'orientation de pointage, tels que des moyens de renvoi à triple miroirs. *) des moyens de mobilité relative entre le support et l'organe d'émission, suivant des mouvements en rotation et en translation qui sont synchronisés entre eux d'une part, et avec la mise en oeuvre de l'appareil générateur du faisceau LASER d'autre part.

Selon une forme préférée de réalisation de la machine permettant une formation en chaîne à cadences élevées de la texturation de surface sur des axes de piston, la machine comporte un tapis roulant de soutien d'une pluralité de supports et d'acheminement successif de ces supports vers une chambre de traitement. Cette chambre de traitement est équipée de l'appareil générateur du faisceau LASER, et les moyens de mobilité relative sont formés de moyens d'entraînement de l'organe d'émission du faisceau LASER.

Des exemples de réalisation de la présente invention vont être décrits en relation avec les figures des planches annexées, dans lesquelles : La fig.1 est une illustration en perspective éclatée d'un axe de piston de l'art antérieur coopérant avec un palier de bielle au moyen d'une bague d'usure.

La fig.2 est une vue latérale extérieure d'un axe de piston selon une forme préférée de réalisation de la présente invention. La fig.3 est une illustration de divers exemples d'agencement d'un sillon que comprend l'axe de piston représenté sur la fig.2, qui sont représentés sur des schémas respectifs (a), (b), (c) et (d).

La fig.4 est une représentation schématique d'un exemple de réalisation d'une machine de formation d'une texturation de surface sur un axe de piston de la présente invention.

Sur la fig.1, un système de transmission équipant un moteur thermique comprend une bielle 1 qui est munie à sa tête d'un oeil 2 de prise sur un siège de vilebrequin et à son pied un palier de bielle 3 réservé à la réception d'un axe de piston 4.

L'axe de piston 4 est doté d'un revêtement à faible coefficient de frottement de type DLC, améliorant ses facultés de résistance à l'usure induite par les frottements répétés et intensifs auquel il est soumis en conséquence de sa prise articulée en pivotement à l'intérieur du palier de bielle 3. L'axe de piston 4 comporte entre ses extrémités axiales 5,6 une zone de frottement 7 correspondante à une zone de frottement complémentaire du palier de bielle 3. Pour réduire les phénomènes d'usure, il est courant d'interposer une bague en bronze 8 entre ces zones de frottement qu'il est opportun d'éviter en raison du surcoût et de l'accroissement du poids du système de transmission induits.

Sur la fig.2, il est proposé par la présente invention de doter la surface de révolution de l'axe de piston 4 d'une texturation de surface, qui associe notamment au moins un sillon 9 et un maillage 10 géométriquement organisé de jeux de stries 11 croisées en chevauchement. Le sillon 9 est agencé en un filet 12 qui s'étend axialement et autour de la surface de révolution de l'axe de piston 4 entre ses zones d'extrémité axiale 5,6 qui bordent respectivement la zone de frottement 7 sur laquelle sont ménagés les jeux de stries 11. Le sillon 9 forme un canal de drainage d'une réserve de lubrifiant qu'il contient, pour acheminer le lubrifiant notamment depuis ses zones d'extrémité vers la zone de frottement 7 sur laquelle sont ménagés les jeux de stries 11. Sous l'effet du mouvement relatif en pivotement alterné de l'axe de piston 4 et du palier de bielle 3, et de l'organisation en réseau maillé des jeux de stries 11 à stries croisées, une formation d'un film lubrifiant est induite autour de la surface de révolution de l'axe de piston 4, notamment dans sa zone de frottement 7.

Les jeux de stries 11 sont ménagés dans la zone de frottement 7 et associent chacun une première strie 13 orientée suivant une génératrice G de la surface de révolution de l'axe de piston 4, et une deuxième strie 14 orientée orthogonalement à la première strie 13 suivant une circonférence C de la surface de révolution de l'axe de piston 4. Les premières stries 13 sont réparties en une pluralité de premiers groupes qui sont disposés selon un premier pas de séparation P1 les uns des autres, de préférence constant, en étant alignés suivant des génératrices G respectives. Les deuxièmes stries sont réparties en une autre pluralité de deuxièmes groupes qui sont disposés selon un deuxième pas de séparation P2 les uns des autres, de préférence constant, en étant alignés suivant des circonférences C respectives. Pour autoriser une extension optimisée des deuxièmes stries 14 pour un premier pas de séparation P1 réduit, les deuxièmes stries 14 sont disposées en quinconce de l'un à l'autre des croisements entre les deuxièmes stries 14 respectivement affectées à ces deuxièmes groupes voisins et les premières stries 13 de deux premiers groupes voisins. Les jeux de stries 11 sont géométriquement répartis sur la surface de révolution de l'axe de piston 4, notamment dans la zone de frottement 7, en ménageant un réseau de formation homogène du film lubrifiant à partir du lubrifiant contenu et drainé par le sillon 9.

Sur la fig.3, diverses variantes de réalisation du sillon au moins sont respectivement illustrées sur les schémas (a), (b), (c) et (d). Sur le schéma (a), le sillon 9 est formé d'un filet unique en hélice 15. Sur le schéma (b), le sillon 9 est formé de deux filets en hélice 16,17, voire davantage, à même sens de rotation et de préférence de même pas. Les deux filets 16,17 sont axialement alternés d'une rotation d'un premier filet 16 à une rotation d'un deuxième filet 17. Sur le schéma (c), le sillon 9 est formé de deux filets en hélice 18,19, voire davantage, à sens de rotation inversé et de préférence de même pas. Sur le schéma (d) le filet 20 formant un sillon 9 est de conformation elliptique en étant axialement cambré.

Sur la fig.4, la texturation de surface que comporte l'axe de piston 4 est ménagée au moyen d'une machine mettant en oeuvre la technique du faisceau LASER 21. La texturation de surface pratiquée sur l'axe de piston 4 est aisément contrôlable géométriquement à partir d'une synchronisation entre des mouvements relatifs de translation T et de rotation R du faisceau LASER 21 par rapport à l'axe de piston 4, et entre ces mouvements relatifs T,R et une émission pulsée du faisceau LASER 21 dont chacune des pulsations forme une strie respective. Les éléments de gravure qui sont ménagés sur la surface de révolution de l'axe de piston 4 et qui correspondent individuellement à un sillon ou à une strie, première ou deuxième, sont indifféremment obtenus par percussion ou par ablation de matière par le faisceau LASER 21. La texturation de surface obtenue est régulière avec des profondeurs des éléments de gravure rigoureusement contrôlées pour obtenir la formation d'un film lubrifiant homogène.

Un support 22 de l'axe de piston 4 est agencé en cône aimanté, et est porté par un tapis roulant 23 porteur d'une pluralité de tels supports 22 vers une chambre de traitement équipée d'un appareil 24 générateur du faisceau LASER 21. La machine est adaptée à une production d'axes de piston 4 à cadences élevées, et est apte à être aisément intégrée sur une ligne de traitement de surface DLC des axes de piston 4.

L'appareil 24 générateur du faisceau LASER 21 comprend une source génératrice de lumière 25 et un organe d'émission 26 du faisceau LASER 21 suivant une orientation de pointage OP du faisceau LASER 21 qui est orthogonale à l'axe d'orientation A du support 22 de maintien de l'axe de piston 4 suivant son extension axiale. La source génératrice de lumière 25 étant disposée en surplomb du support 22, l'organe d'émission 26 intègre des moyens de renvoi 27 à triple miroirs de la lumière générée par la source génératrice de lumière 25 vers l'axe de piston 4 maintenu sur le support 22. Des moyens de commande 28 activent sélectivement en synchronisme la source génératrice de lumière 25 et des moyens d'entraînement 29 en mobilité de l'organe d'émission 26.

Un mouvement combiné en translation T et en rotation R de l'organe d'émission 26, et une émission continue du faisceau LASER 21 permet de ménager le sillon. Les premières stries sont formées à partir d'une mise en translation T de l'organe d'émission 26 à des premiers paliers séquentiels de mise en rotation de l'organe d'émission 26 autour de l'axe d'orientation A, et à partir d'une émission pulsée du faisceau LASER 21. Les premiers paliers séquentiels permettent de déterminer le premier pas de séparation entre deux premiers groupes voisins de premières stries, la rotation R globale de l'organe d'émission 26 pour une opération de formation de l'ensemble des premières stries étant de 360°. Les deuxièmes stries sont formées à partir d'une mise en rotation R continue sur 360° de l'organe d'émission 26 autour de l'axe d'orientation A, et à partir d'une émission pulsée du faisceau LASER 21. La mise en rotation R de l'organe d'émission 26 est associée à son déplacement en translation T suivant l'axe d'orientation A, selon des deuxièmes paliers séquentiels qui déterminent le deuxième pas de séparation entre deux deuxièmes groupes voisins de deuxièmes stries.

Dans le cas où les premières stries et les deuxièmes stries sont individuellement inclinées par rapport à la génératrice et/ou à la circonférence le long desquelles elles sont respectivement alignées, un mouvement relatif en rotation et/ou en translation entre le support et l'organe d'émission est susceptible d'être commandée. Par exemple pour les premières stries, à chacune des pulsations du faisceau LASER les formant individuellement, l'organe d'émission est mu en un mouvement spécifique de rotation ; par exemple pour les deuxièmes stries, à chacune des pulsations du faisceau LASER les formant individuellement, l'organe d'émission est mu en un mouvement spécifique de translation.20

Claims (1)

1. REVENDICATIONS1.- Axe de piston (4) coopérant avec un palier de bielle (3) équipant un vilebrequin d'un moteur thermique, cet axe de piston (4) comportant un revêtement de surface à faible coefficient de friction de type DLC, caractérisé en ce qu'une texturation de surface (9,10) est ménagée sur la surface de révolution de l'axe de piston (4).

   2.- Axe de piston (4) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la texturation comprend au moins un sillon (9) qui s'étend sur le pourtour de la surface de révolution de l'axe de piston (4) et qui forme un canal de drainage d'un lubrifiant.

   3.- Axe de piston (4) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le sillon (9) est formé d'un filet (12) à extension hélicoïdale à au moins une spire, qui est ménagé autour de la surface de la surface de révolution de l'axe de piston (4).

   4.- Axe de piston (4) selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la texturation comprend l'un quelconque au moins : *) d'une pluralité de sillons (9) distincts axialement répartis suivant l'extension axiale de l'axe de piston (4), *) d'un unique filet en hélice (15), *) d'au moins deux filets en hélice à même sens de rotation (16,17) qui sont axialement alternés, *) d'au moins deux filets en hélice à sens de rotation alternés (18,19), *) d'au moins un filet elliptique (20) axialement cambré.

   5.- Axe de piston (4) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la texturation comprend une pluralité de jeux de stries (11) à au moins deux stries concourantes (13,14), qui sont géométriquement répartis autour de la surface de révolution de l'axe de piston (4).

   6.- Axe de piston (4) selon la revendication 5, caractérisé en ce que chacun des jeux de stries (11) associe au moins une première strie (13) et au moins une deuxième strie (14) concourantes, *) des premières stries (13) étant ménagées sur la surface de révolution de l'axe de piston (4) en étant réparties par groupe de premières stries (13) alignées suivant une génératrice (G) de révolution de l'axe de piston (4), et *) des deuxièmes stries (14) étant ménagées sur la surface de révolution de l'axe de piston (4) en étant réparties par groupe de deuxièmes stries (14) alignées suivant une circonférence (C) de l'axe de piston (4).

   7.- Axe de piston selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce qu'au moins une zone de frottement (7) axialement médiane de la surface de révolution de l'axe de piston (4) est réservée au contact de l'axe de piston (4) avec le palier de bielle (3), en étant pourvue d'une texturation combinant au moins un sillon (9) et une pluralité de jeux de stries (11) qui sont répartis entre au moins deux spires consécutives du sillon (9), le sillon (9) s'étendant axialement de part et d'autre de la zone de frottement (7).

   8.- Procédé de texturation de surface d'un axe de piston (4) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes : *) installer l'axe de piston (4) axialement sur un support (2) d'une machine à texturation de surface par faisceau LASER (21), *) pointer le faisceau LASER (21) perpendiculairement à la surface de révolution de l'axe de piston (4) à graver, *) mouvoir en mobilité relative le support (22) et un organe d'émission (26) du faisceau LASER (21), et simultanément générer sélectivement en coordination synchrone au moins une émission du faisceau LASER (21) affectée à la formation d'un élément de gravure indifféremment formé d'un sillon (9) ou d'une strie (13,14).

   9.- Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que pour former le sillon (9) au moins : *) l'opération de mise en mobilité relative comprend au moins un premier déplacement en mobilité synchrone de l'un au moins du support (22) et de l'organe d'émission (26) du faisceau LASER (21) en rotation (R) et en translation (T) suivant l'extension axiale de l'axe de piston (4), et *) l'opération d'émission du faisceau LASER (21) est générée en continu sur une course déterminée en translation (T) de l'un au moins du support (22) et de l'organe d'émission (26) du faisceau LASER (21) correspondant à la zone d'extension axiale du sillon (9) à former sur la surface de révolution de l'axe de piston (4).

   10.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que pour la formation des stries (13,14) : *) l'opération de mise en mobilité relative comprend au moins un deuxième déplacement en mobilité synchrone de l'un au moins du support (22) et de l'organe d'émission (26) du faisceau LASER (21) en rotation (R) et en translation (T) suivant l'extension axiale de l'axe de piston (4), et *) l'opération d'émission du faisceau LASER (21) est générée sélectivement par émissions pulsées qui sont chacune affectées à la formation d'une strie (13,14), en synchronisme avec la mobilité relative entre le support (22) et l'organe d'émission (26) du faisceau LASER (21).

   11.- Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que pour la formation des premières stries (13) : *) le mouvement de rotation (R) induit par le deuxième déplacement en mobilité est effectué par premiers paliers séquentiels de variation angulaire prédéterminée, qui définissent le pas de séparation (P1) entre deux groupes voisins de premières stries (13), le deuxième déplacement en rotation (R) étant globalement opéré sur 360°, et*) l'émission pulsée synchronisée du faisceau LASER (21) est générée simultanément au mouvement de translation (T) induit par le deuxième déplacement en mobilité.

   12.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 et 11, caractérisé en ce que pour la formation des deuxièmes stries (14) : *) le mouvement de translation (T) induit par le deuxième déplacement en mobilité est effectué par deuxièmes paliers séquentiels de variation de course axiale prédéterminée, qui définissent le pas de séparation (P2) entre deux groupes voisins de deuxièmes stries (14), et *) l'émission pulsée synchronisée du faisceau LASER (21) est générée simultanément au mouvement de rotation (R) induit par le deuxième déplacement en mobilité.

   13.- Machine à texturation de surface par faisceau LASER d'un axe de piston (4) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 et de mise en oeuvre d'un procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 12, caractérisée en ce qu'elle comprend : *) au moins un support (22) de l'axe de piston (4) suivant un axe d'orientation (A) correspondant à l'extension axiale de l'axe de piston (4), *) un appareil (24) générateur d'un faisceau LASER (21), comprenant une source génératrice de lumière (25) et un organe d'émission (26) du faisceau LASER (21) vers une orientation de pointage (OP) du faisceau LASER orthogonale au dit axe d'orientation (A), *) des moyens de mobilité relative entre le support (22) et l'organe d'émission (26), suivant des mouvements en rotation (R) et en translation (T) qui sont synchronisés entre eux et avec la mise en oeuvre de l'appareil (24) générateur du faisceau LASER (21).

   14.- Machine à texturation de surface selon la revendication 13, caractérisée en ce que:*) la machine comporte un tapis roulant (23) de soutien d'une pluralité de supports (22) et d'acheminement successif de ces supports (22) vers une chambre de traitement équipée de l'appareil (24) générateur du faisceau LASER, et *) en ce que les moyens de mobilité relative sont formés de moyens d'entraînement (29) de l'organe d'émission (26) du faisceau LASER (21).

   15.- Machine selon l'une quelconque des revendications 13 et 14, caractérisée en ce que le support (22) est agencé en cône aimanté de maintien de l'axe de piston (4).