FR2952981A1 - Bielle et son procede de fabrication - Google Patents

Abstract

Procédé de fabrication d'une bielle comprenant la réalisation d'un alésage grossier sensiblement cylindrique dans une extrémité de la bielle, l'application de l'une d'une charge de compression et d'une charge de traction à la bielle pour déformer au moins partiellement l'alésage grossier en une forme non cylindrique, et l'usinage de l'alésage grossier déformé en une forme sensiblement cylindrique pendant que l'une de la charge de compression et de la charge de traction est appliquée à la bielle. (Voir figures 1A-1D).

Description

REVENDICATION DE PRIORITÉ La présente demande revendique priorité sur la demande provisoire des Etats-Unis, numéro de série 10 61/264329, du contenu

La combustion destinées interne. déposée le 25 novembre 2009 et dont la totalité est citée ici à titre de référence. DOMAINE DE L'INVENTION présente invention concerne des moteurs à interne et plus précisément, des bielles à être utilisées dans des moteurs à combustion CONTEXTE DE L'INVENTION Les moteurs à combustion interne comprennent typiquement des bielles destinées à convertir le mouvement alternatif de pistons en une rotation d'un vilebrequin. 15 Certains moteurs utilisent des roulements à rouleaux entre les bielles et des tourillons respectifs sur le vilebrequin pour faciliter la rotation relative entre les bielles et le vilebrequin. La charge inertielle des bielles pendant une course d'échappement ou une course de compression du piston 20 associé, ou la charge de compression de la bielle pendant une course de combustion du piston associé provoque typiquement une déformation d'un alésage réalisé dans la bielle, à l'intérieur duquel sont positionnés les roulements à rouleaux. Cela a pour conséquence de réduire 25 la longueur de la zone de contact dans laquelle les roulements à rouleaux sont en contact à la fois avec le tourillon de vilebrequin et avec la bielle pour transférer des forces entre le tourillon de vilebrequin et la bielle. Du fait de cette zone de contact réduite, les roulements à 30 rouleaux sont généralement soumis à une répartition variable de la contrainte et parfois, à des pics de contrainte momentanés qui peuvent conduire à une diminution de la durée de vie utile des roulements à rouleaux. RÉSUMÉ DE L'INVENTION 35 La présente invention concerne, selon l'un de ses aspects, un procédé de fabrication d'une bielle comprenant la réalisation d'un alésage grossier sensiblement cylindrique dans une extrémité de la bielle, l'application de l'une d'une charge de compression et d'une charge de traction à la bielle pour déformer au moins partiellement l'alésage grossier en une forme non cylindrique, et l'usinage de l'alésage grossier déformé en une forme sensiblement cylindrique pendant que l'une de la charge de compression et de la charge de traction est appliquée à la bielle.

La présente invention concerne, selon un autre aspect, une bielle comportant un corps définissant un axe longitudinal, un capuchon relié au corps, et un alésage fini non cylindrique défini au moins partiellement par le corps et le capuchon. L'alésage fini définit un axe central orienté sensiblement perpendiculairement à l'axe longitudinal. L'alésage fini présente une forme en coupe transversale passant par un plan orienté sensiblement perpendiculairement à l'axe central. La forme en coupe transversale présente un premier rayon minimal et un deuxième rayon maximal par rapport à l'axe central. Le rayon de la forme en coupe transversale croît continûment du premier rayon au deuxième rayon. La présente invention concerne, selon encore un autre aspect, une bielle comportant un corps définissant un axe longitudinal, un capuchon relié au corps et un alésage fini oblong défini au moins partiellement par le corps et le capuchon. L'alésage fini définit un axe central orienté sensiblement perpendiculairement à l'axe longitudinal. L'alésage fini comporte une forme en coupe transversale passant par un plan orienté sensiblement perpendiculai- rement à l'axe central. La forme en coupe transversale de l'alésage fini présente un grand axe et un petit axe. L'un du grand axe et du petit axe est orienté sensiblement parallèlement à l'axe longitudinal. Une corde délimitée par la forme en coupe transversale de l'alésage fini et passant par l'axe central a une longueur décroissant continûment d'une première orientation suivant laquelle la corde est alignée avec le grand axe, à une deuxième orientation dans laquelle la corde est alignée avec le petit axe, lorsque la corde est amenée à tourner autour de l'axe central.

D'autres caractéristiques et aspects de l'invention ressortiront de la description détaillée présentée ci-après et des dessins annexés. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1A est une vue de face d'une bielle ayant 10 un alésage grossier sensiblement cylindrique dans une extrémité de la bielle. La figure 1B est une vue de face de la bielle de la figure 1A lorsqu'une charge de compression est appliquée à la bielle pour déformer au moins partiellement l'alésage 15 grossier sensiblement cylindrique. La figure 1C est une vue de face de la bielle de la figure 1B illustrant l'alésage grossier déformé usiné en une forme sensiblement cylindrique pendant que la charge de compression est appliquée à la bielle. 20 La figure 1D est une vue de face de la bielle de la figure 1C illustrant la charge de compression éliminée de la bielle pour permettre à l'alésage fini de rebondir élastiquement en une forme oblongue. La figure 2A est une vue de face d'une bielle ayant 25 un alésage grossier sensiblement cylindrique dans une extrémité de la bielle. La figure 2B est une vue de face de la bielle de la figure 2A lorsqu'une charge de traction est appliquée à la bielle pour déformer au moins partiellement l'alésage 30 grossier sensiblement cylindrique. La figure 2C est une vue de face de la bielle de la figure 2B illustrant l'alésage grossier déformé usiné en une forme sensiblement cylindrique pendant que la charge de traction est appliquée à la bielle. 35 La figure 2D est une vue de face de la bielle de la figure 2C illustrant la charge de traction éliminée de la bielle pour permettre à l'alésage fini de rebondir élastiquement en une forme oblongue. La figure 3A est une vue de face d'une bielle ayant un alésage grossier sensiblement cylindrique dans une 5 extrémité de la bielle. La figure 3B est une vue de face de la bielle de la figure 3A lorsqu'une charge de compression est appliquée à la bielle pour déformer au moins partiellement l'alésage grossier sensiblement cylindrique. 10 La figure 3C est une vue de face de la bielle de la figure 3B illustrant l'alésage grossier déformé usiné en une forme sensiblement cylindrique pendant que la charge de compression est appliquée à la bielle. La figure 3D est une vue de face de la bielle de la 15 figure 3C illustrant la charge de compression éliminée de la bielle pour permettre à l'alésage fini de rebondir élastiquement en une forme non cylindrique. Avant d'expliquer ci-après en détail des modes de réalisation de l'invention, il est à noter que l'invention 20 n'est en aucune manière limitée à son application aux détails de structure et à la configuration des composants indiqués dans la description suivante, ou illustrés dans les dessins annexés. L'invention peut donner lieu à d'autres modes de réalisation et être mise en oeuvre ou être 25 appliquée de diverses manières. Par ailleurs, il est à noter que les expressions et la terminologie utilisées ici le sont à titre de description non limitative de l'invention. DESCRIPTION DÉTAILLÉE 30 Les figures 1A-1D illustrent un premier procédé de fabrication d'une bielle 10 conforme à l'invention. La figure 1A illustre une bielle 10 comportant un corps 14 définissant un axe longitudinal 18, et un capuchon 22 relié au corps 14. Dans la structure illustrée de la bielle 10, 35 le capuchon 22 est relié au corps 14 par des éléments de fixation 26 (par exemple, des boulons). En variante, il est possible d'utiliser n'importe lesquels d'un certain nombre de composants différents pour relier le capuchon 22 au corps 14. Au titre de variante supplémentaire, la bielle 10 peut être formée de manière intégrée en une seule pièce, de telle façon que le capuchon 22 fasse partie intégrante du corps 14. Une bielle 10 de ce type peut par exemple être utilisée avec un moteur ayant un vilebrequin en porte-à-faux. La bielle 10 comporte un premier alésage 30a disposé à proximité d'une extrémité 34 de la bielle 10, et un deuxième alésage 38 disposé à proximité d'une extrémité opposée 42 de la bielle 10. L'extrémité 34 de la bielle 10 ayant le premier alésage 30a est par ailleurs connue sous le nom de "grande extrémité" 34 de la bielle 10, à laquelle un tourillon de vilebrequin est relié de façon rotative. L'extrémité 42 de la bielle 10 comportant le deuxième alésage 38 est par ailleurs connue sous le nom de "petite extrémité" 42 de la bielle 10, à laquelle un piston est relié de façon pivotante. La bielle 10 illustrée est configurée pour être utilisée avec un moteur à combustion interne. En variante, la bielle 10 peut être configurée sous l'une quelconque d'un certain nombre de formes différentes pour une utilisation dans des applications différentes.

Le corps 14 et le capuchon 22 de la bielle 10 peuvent initialement être réalisés selon l'une quelconque d'un certain nombre de manières différentes. A titre d'exemple, le corps 14 et le capuchon 22 peuvent être formés séparément en utilisant (par exemple un processus de moulage ou de forgeage, etc.) puis être reliés au moyen d'éléments de fixation 26. En variante, le corps 14 et le capuchon 22 peuvent être formés de manière intégrée en une seule pièce, puis séparés l'un de l'autre lors d'un processus de fabrication ultérieur. Dans les deux cas, le premier alésage 30a est initialement réalisé sous la forme d'un alésage grossier sensiblement cylindrique 30a défini au moins partiellement par le corps 14 et le capuchon 22. En d'autres termes, l'alésage grossier 30 n'a pas encore été usiné à sa taille finale. La figure 1B illustre la grande extrémité 34 de la bielle 10 soumise à une charge de compression pour déformer au moins partiellement l'alésage grossier 30a en une forme non cylindrique. Comme illustré sur la figure 1B, un support fixe unique 46 est aligné avec l'axe longitudinal 18 et une charge F est appliquée au corps 14 de la bielle 10 dans la direction du support 46 pour comprimer ou fixer la grande extrémité 34 de la bielle 10. L'intensité de la charge de serrage F s'exerçant sur la grande extrémité 34 de la bielle 10 est choisie de façon à être proche de la charge de compression appliquée à la bielle 10 pendant une course de compression dans un moteur à combustion interne. La compression ou le serrage qui en résulte de la grande extrémité 34 de la bielle 10 a pour effet que l'alésage grossier sensiblement cylindrique 30a (représenté en trait discontinu sur la figure 1B) se déforme et prend une forme oblongue non cylindrique (représentée en trait plein sur la figure 1B). Plus précisément, l'alésage grossier non cylindrique déformé 30b prend une forme oblongue dont le grand axe 50 est orienté sensiblement perpendiculairement à l'axe longitudinal 18, et dont le petit axe 54 est orienté sensiblement parallèlement à l'axe longitudinal 18. En d'autres termes, l'alésage grossier non cylindrique déformé 30b comporte un rayon minimal orienté suivant le petit axe 54, et un rayon maximal orienté suivant le grand axe 50. Pour la forme oblongue particulière représentée sur la figure 1B, le rayon de l'alésage grossier non cylindrique déformé 30b croît continûment du rayon minimal (orienté suivant le petit axe 54) au rayon maximal (orienté suivant le grand axe 50). De même, le rayon de l'alésage grossier non cylindrique déformé 30b décroît continûment du rayon maximal (orienté suivant le grand axe 50) au rayon minimal (orienté suivant le petit axe 54).

En variante, il est possible d'utiliser plus d'un support 46, et les supports 46 peuvent être positionnés les uns par rapport aux autres (c'est-à-dire rapprochés les uns des autres ou éloignés les uns des autres), ou être espacés de l'axe longitudinal 18, selon l'une quelconque d'un certain nombre de configurations différentes afin d'obtenir une forme non cylindrique déformée différente de la forme de l'alésage grossier non cylindrique déformé 30b représenté sur la figure 1B (voir figure 3B).

Se référant à la figure 1C, l'alésage grossier non cylindrique déformé 30b (représenté en trait discontinu) est ensuite usiné en un alésage fini sensiblement cylindrique (représenté en trait plein) pendant que la charge de serrage F est maintenue sur la grande extrémité 34 de la bielle 10. Après cela, la charge de serrage F est interrompue et l'alésage fini 30d est admis à prendre une forme oblongue lorsque la bielle 10 reprend élastiquement sa forme non déformée (voir figure 1D). Plus précisément, l'alésage fini 30d prend une forme oblongue ayant un grand axe 58 orienté sensiblement parallèlement à l'axe longitudinal 18, et un petit axe 62 orienté sensiblement perpendiculairement à l'axe longitudinal 18. Pour la forme oblongue particulière prise par l'alésage fini non cylindrique non déformé 30d représenté sur la figure 1D, une corde 66 délimitée par la forme ou la périphérie extérieure de l'alésage fini 30d et passant par un axe central 70 de l'alésage fini 30d, a une longueur qui décroît continûment d'une première orientation (verticale) suivant laquelle la corde 66 est alignée avec le grand axe 58, à une deuxième orientation (horizontale) dans laquelle la corde 66 est alignée avec le petit axe 62, lorsque la corde 66 est amenée à tourner autour de l'axe central 70 de l'alésage fini 30d. En d'autres termes, l'alésage fini non cylindrique non déformé 30d est défini par une surface continue unique dépourvue de discontinuités (par exemple un sommet ou un creux dans la surface qui s'écarte de la forme globalement incurvée de l'alésage fini 30d). Lorsqu'ils sont assemblés en tant que partie d'un moteur à combustion interne, une pluralité d'éléments de roulement (par exemple des rouleaux cylindriques) sont positionnés à l'intérieur de l'espace radial compris entre la surface extérieure du tourillon de vilebrequin et une surface intérieure 74 de la bielle 10 définissant l'alésage fini 30d. Lorsque le moteur n'est pas en fonctionnement, la bielle 10 n'est pas soumise à une charge inertielle ou à une charge de compression, et l'alésage fini 30d prend la forme représentée sur la figure 1D. Comme l'alésage fini 30d est oblong, les roulements à rouleaux situés dans la région correspondant à la longueur d'arc Al de la figure 1D peuvent être espacés de la surface intérieure 74 de la bielle 10, laissant les roulements à rouleaux situés dans la région correspondant aux longueurs d'arc A2, A3 de la figure 1D en contact avec la surface intérieure 74 de la bielle 10.

Pendant le fonctionnement du moteur, la charge de compression s'exerçant sur la bielle 10 (telle qu'elle est appliquée par les gaz de combustion se dilatant dans le cylindre agissant sur le piston) a pour effet que l'alésage fini 30d reprend la forme sensiblement cylindrique 30c représentée en trait plein sur la figure 1C, agrandissant ainsi la zone ou la région de contact avec les éléments de roulement afin d'inclure la région correspondant à la longueur d'arc Al représentée sur la figure 1D. Il en résulte que la superficie totale de la surface intérieure 74 avec laquelle les éléments de roulement sont en contact croît, réduisant ainsi la contrainte s'exerçant sur les éléments de roulement. Ce mode de fonctionnement de la bielle 10 est rendu possible par le processus de fabrication mentionné ci-dessus, dans lequel la grande extrémité 34 de la bielle 10 est soumise à la charge de serrage F qui simule la charge de compression s'exerçant sur la bielle 10 pendant le fonctionnement du moteur, et dans lequel la bielle 10 est usinée de façon à créer l'alésage fini 30c pendant que la charge de serrage F est maintenue sur la grande extrémité 34 de la bielle 10. Il est ainsi garanti que la forme de l'alésage fini 30c est sensiblement cylindrique lorsque la bielle 10 est soumise à une charge de compression pendant le fonctionnement du moteur. Les figures 2A-2D illustrent un deuxième procédé de fabrication d'une bielle 110 conformément à l'invention. La figure 2A illustre une bielle 110 comportant un corps 114 définissant un axe longitudinal 118 et un capuchon 122 relié au corps 114. Dans la structure illustrée de la bielle 110, le capuchon 122 est relié au corps 114 au moyen d'éléments de fixation 126 (par exemple des boulons). En variante, n'importe lesquels d'un certain nombre de composants différents peuvent être utilisés pour relier le capuchon 122 au corps 114. La bielle 10 comporte un premier alésage 130a disposé à proximité d'une grande extrémité 134 de la bielle 110, et un deuxième alésage 138 disposé à proximité d'une petite extrémité 142 de la bielle 110. La bielle illustrée 110 est configurée pour être utilisée avec un moteur à combustion interne. En variante, la bielle 110 peut être configurée sous l'une quelconque d'un certain nombre de formes différentes pour une utilisation dans différentes applications. D'une manière semblable à la bielle des figures 1A- 1D, le premier alésage 130a est initialement réalisé sous la forme d'un alésage grossier sensiblement cylindrique 130a défini au moins partiellement par le corps 114 et le capuchon 122. La figure 2B illustre la grande extrémité 134 de la bielle 110 soumise à une charge de traction F pour déformer au moins partiellement l'alésage grossier 130a en une forme non cylindrique. Comme illustré sur la figure 2B, le capuchon 122 est fixé ou serré sur un support fixe 146 ou sur une autre structure, et une charge F est appliquée au corps 114 de la bielle 110 dans une direction s'éloignant du support 146 pour étirer la grande extrémité 134 de la bielle 110. L'intensité de la charge de traction F s'exerçant sur la grande extrémité 134 de la bielle 110 est sélectionnée de façon à être proche de la charge inertielle appliquée à la bielle 110 par le piston lors des changements de direction (par exemple entre une course d'échappement et une course d'admission) lors du fonctionnement du moteur. L'étirage de la grande extrémité 134 de la bielle 110 provoque une déformation de l'alésage grossier sensiblement cylindrique 130a (représenté en traits discontinus sur la figure 2B) et fait en sorte qu'il prenne une forme oblongue non cylindrique (représentée en trait plein sur la figure 2B).

Plus précisément, l'alésage grossier non cylindrique déformé 130b prend une forme oblongue ayant un grand axe 150 orienté sensiblement parallèlement à l'axe longitudinal 118, et un petit axe 154 orienté sensiblement perpendiculairement à l'axe longitudinal 118. En d'autres termes, l'alésage grossier non cylindrique déformé 130b comporte un rayon minimal orienté suivant le petit axe 154 et un rayon maximal orienté suivant le grand axe 150. Pour la forme oblongue particulière représentée sur la figure 2B, le rayon de l'alésage grossier non cylindrique déformé 130b croît continûment du rayon minimal (orienté suivant le petit axe 154) au rayon maximal (orienté suivant le grand axe 150). De même, le rayon de l'alésage grossier non cylindrique déformé 130b continûment du rayon maximal (orienté suivant le grand axe 150) au rayon minimal (orienté suivant le petit axe 154). Se référant à la figure 2C, l'alésage grossier non cylindrique déformé 130b (représenté en trait discontinu) est ensuite usiné en un alésage fini sensiblement cylindrique 130c (représenté en trait plein) pendant que la charge de traction F est maintenue sur la grande extrémité 134 de la bielle 110. Après cela, la charge de traction F est interrompue et l'alésage fini 130c est admis à prendre une forme oblongue lorsque la bielle 110 reprend élastiquement sa forme non déformée (figure 2D). Plus précisément, l'alésage fini 130d prend une forme oblongue ayant un grand axe 158 orienté sensiblement perpendiculairement à l'axe longitudinal 118, et un petit axe 162 orienté sensiblement parallèlement à l'axe longitudinal 118. Du fait de la forme oblongue particulière prise par l'alésage fini non cylindrique non déformé 130d représenté sur la figure 2D, la longueur d'une corde 166 délimitée par la forme ou la périphérie extérieure de l'alésage fini 130d et passant par un axe central 170 de l'alésage fini 130d, décroît continûment d'une première orientation (horizontale) dans laquelle la corde 166 est alignée avec le grand axe 158, à une deuxième orientation (verticale) dans laquelle la corde 166 est alignée avec le grand axe 162, lorsque la corde 166 est amenée à tourner autour de l'axe central 170 de l'alésage fini 130d. En d'autres termes, l'alésage fini non cylindrique non déformé 130d est défini par une surface continue unique dépourvue de toute discontinuité (par exemple un sommet ou un creux dans la surface, qui s'écarte de la forme globalement incurvée de l'alésage fini 130d). Lorsqu'ils sont assemblés en tant que partie d'un moteur à combustion interne, une pluralité d'éléments de roulement (par exemple, des rouleaux cylindriques) sont positionnés à l'intérieur de l'espace radial entre la surface extérieure du tourillon de vilebrequin et une surface intérieure 174 de la bielle 110 définissant l'alésage fini 130d. Lorsque le moteur n'est pas en fonctionnement, la bielle 110 n'est pas soumise à une charge inertielle ou à une charge de compression, et l'alésage fini 130d prend la forme représentée sur la figure 2D. Comme l'alésage fini 130d est oblong, les éléments de roulement situés dans la région correspondant aux longueurs d'arc A4, A5 de la figure 2D peuvent être espacés de la surface intérieure 174 de la bielle 110, laissant les éléments de roulement situés dans la région correspondant à la longueur d'arc A6 de la figure 2D en contact avec la surface intérieure 174 de la bielle 110.

Pendant le fonctionnement du moteur, la charge inertielle s'exerçant sur la bielle 110 a pour effet que l'alésage fini 130d reprend la forme sensiblement cylindrique 130c représentée en trait plein sur la figure 2C, agrandissant ainsi la zone ou la région de contact avec les éléments de roulement afin d'inclure la région correspondant aux longueurs d'arc A4, A5 représentées sur la figure 2D. Il en résulte que la superficie totale de la surface intérieure 174 avec laquelle les éléments de roulement sont en contact croît, réduisant ainsi la contrainte s'exerçant sur les éléments de roulement. Ce mode de fonctionnement de la bielle 110 est rendu possible par le processus de fabrication mentionné ci-dessus, dans lequel la grande extrémité 134 de la bielle 110 est soumise à une charge de traction F, qui simule la charge d'inertie s'exerçant sur la bielle 110 pendant le fonctionnement du moteur, et la bielle 110 est usinée de façon à créer l'alésage fini 130c pendant que la charge de traction F est maintenue sur la grande extrémité 134 de la bielle 110. Il est ainsi garanti que la forme de l'alésage fini 130c est sensiblement cylindrique lorsque la bielle 110 est soumise à une charge inertielle pendant le fonctionnement du moteur. Dans une variante du processus de fabrication, l'alésage grossier 30a, 130a réalisé dans la grande extrémité 34, 134 de la bielle 10, 110, peut être usiné de façon à prendre en compte la déformation subie par l'alésage fini 30d, 130d à la fois pendant la charge de compression et la charge inertielle de la bielle 10, 110. Un processus de fabrication de ce type pourrait conduire à une bielle ayant un alésage fini dans lequel la moitié supérieure de l'alésage fini 30d ressemblerait à la moitié supérieure de l'alésage fini 30d représenté sur la figure 1D, et dans lequel la moitié inférieure de l'alésage fini ressemblerait à la moitié inférieure de l'alésage fini 130d représenté sur la figure 2D. Cependant, l'alésage fini serait usiné de façon à obtenir une surface unique continue dépourvue de toute discontinuité (par exemple un sommet ou un creux dans la surface qui s'écarte de la forme globalement incurvée de l'alésage fini). Les figures 3A-3D illustrent un troisième procédé de fabrication d'une bielle 210 conformément à l'invention. La figure 3A illustre une bielle 210 comprenant un corps 214 définissant un axe longitudinal 218, et un capuchon 222 relié au corps 214. Dans la structure illustrée de la bielle 210, le capuchon 222 est relié au corps 214 au moyen d'éléments de fixation 226 (par exemple des boulons). En variante, n'importe lesquels d'un certain nombre de composants différents peuvent être utilisés pour relier le capuchon 222 au corps 214. En tant qu'autre variante, la bielle 210 peut être formée de façon intégrale en une seule pièce, de telle façon que le capuchon 222 fasse partie intégrante du corps 214. Une bielle 210 de ce type peut par exemple être utilisée avec un moteur ayant un vilebrequin en porte-à-faux. La bielle 210 comporte un premier alésage 230a disposé à proximité d'une extrémité 234 de la bielle 210, et un deuxième alésage 238 disposé à proximité d'une extrémité opposée 242 de la bielle 210. L'extrémité 234 de la bielle 210 ayant le premier alésage 230a est par ailleurs connue sous le nom de "grande extrémité" 234 de la bielle 210, à laquelle un tourillon de vilebrequin est relié de façon rotative. L'extrémité 242 de la bielle 210 ayant le deuxième alésage 238 est par ailleurs connue sous le nom de "petite extrémité" 242 de la bielle 210, à laquelle un piston est relié de façon pivotante. La bielle 210 illustrée est configurée pour une utilisation avec un moteur à combustion interne. En variante, la bielle 210 peut être configurée sous l'une quelconque d'un certain nombre de formes différentes pour une utilisation dans des applications différentes. Le corps 214 et le capuchon 222 de la bielle 210 peuvent initialement être réalisés par l'une quelconque d'un certain nombre de méthodes différentes. A titre d'exemple, le corps 214 et le capuchon 222 peuvent être formés séparément (par exemple par un processus de moulage ou de forgeage, etc.) puis être reliés au moyen des éléments de fixation 226. En variante, le corps 214 et le capuchon 222 peuvent être formés de façon intégrale en une seule pièce, puis être séparés l'un de l'autre lors d'un processus de fabrication ultérieur. Dans les deux cas, le premier alésage 230a est initialement formé sous la forme d'un alésage grossier sensiblement cylindrique 230a défini au moins partiellement par le corps 214 et le capuchon 222. En d'autres termes, l'alésage grossier 230 n'a pas été encore usiné à sa taille finale. La figure 3B illustre la grande extrémité 234 de la bielle 210 soumise à une charge de compression pour déformer au moins partiellement l'alésage grossier 230a en une forme non cylindrique. Comme illustré sur la figure 1B, des supports fixes doubles 246 s'engagent sur le corps 214 et une charge F est appliquée au corps 214 de la bielle 210 pour comprimer ou serrer la grande extrémité 234 de la bielle 210. L'intensité de la charge de serrage F s'exerçant sur la grande extrémité 234 de la bielle 210 est sélectionnée de façon à être proche de la charge de compression appliquée à la bielle 210 pendant une course de compression dans un moteur à combustion interne. La compression ou le serrage qui en résulte de la grande extrémité 234 de la bielle 210 a pour effet que l'alésage grossier sensiblement cylindrique 230a (représenté en trait discontinu sur la figure 3B) se déforme et prend une forme non cylindrique (représentée en trait plein sur la figure 3B). Plus précisément, l'alésage grossier non cylindrique 230b prend une forme non cylindrique définie par une pluralité (par exemple trois) de rayons minimaux R1 et par une pluralité (par exemple trois) de rayons maximaux R2. Comme illustré sur la figure 3B, les rayons minimaux adjacents R1 sont angulairement espacés d'un angle AN1 d'environ 120 degrés. De même, les rayons maximaux adjacents R2 sont angulairement espacés d'un angle AN2 d'environ 120 degrés. De plus, chaque rayon minimal R1 est angulairement espacé d'un rayon maximal adjacent R2 d'un angle AN3 d'environ 60 degrés. Le rayon de la forme non cylindrique croît continûment de chaque rayon minimal R1 à un rayon maximal adjacent R2. De même, le rayon de la forme non cylindrique décroît continûment de chaque rayon maximal R2 à un rayon minimal adjacent R1.

Continuant de se référer à la figure 3B, les supports 246 peuvent être positionnés les uns par rapport aux autres (c'est-à-dire rapprochés les uns des autres ou éloignés les uns des autres), ou être espacés de l'axe longitudinal 218 selon l'une quelconque d'un certain nombre de configurations différentes pour obtenir une forme non cylindrique déformée différente de la forme de l'alésage grossier non cylindrique déformé 230b représenté sur la figure 3B. En variante, plus de deux supports 246 peuvent être utilisés pour obtenir un alésage grossier non cylindrique déformé ayant davantage de rayons minimaux et maximaux R1, R2 que ne le représente la figure 3B. Se référant à la figure 3C, l'alésage grossier non cylindrique déformé 230b (représenté en trait discontinu) est ensuite usiné en un alésage fini sensiblement cylindrique 230c (représenté en trait plein), tandis que la charge de serrage F est maintenue sur la grande extrémité 234 de la bielle 210. Après cela, la charge de serrage F est interrompue et l'alésage fini 230d est admis à prendre une forme non cylindrique qui est sensiblement l'inverse de la forme non cylindrique déformée représentée sur la figure 3B lorsque la bielle 210 récupère élastiquement (figure 3D). Plus précisément, l'alésage fini 230d prend une forme en coupe transversale non cylindrique passant par un plan orienté sensiblement perpendiculairement à l'axe central 270 de l'alésage fini 230d, ayant trois rayons minimaux R3 régulièrement espacés angulairement autour de l'axe central 270 (par exemple d'un angle AN4 d'environ 120 degrés), et trois rayons maximaux R4 régulièrement espacés angulairement autour de l'axe central 270 (par exemple d'un angle AN5 d'environ 120 degrés). De plus, chaque rayon minimal R3 est espacé angulairement d'un rayon maximal adjacent R4 d'un angle AN6 d'environ 60 degrés. Entre des rayons adjacents R3, R4, le rayon de l'alésage fini 230d croît continûment du rayon minimal R3 au rayon maximal R4. De même, entre des rayons adjacents R4, R3, le rayon de l'alésage fini 230d décroît continûment du rayon maximal R4 au rayon minimal R3. Il en résulte que l'alésage fini non cylindrique non déformé 230d est défini par une surface continue unique dépourvue de discontinuités (par exemple un sommet ou un creux discret dans la surface qui s'écarte de la forme globalement incurvée de l'alésage fini 230d). Lorsqu'ils sont assemblés en tant que partie d'un moteur à combustion interne, une pluralité d'éléments de roulement (par exemple des rouleaux cylindriques) sont positionnés dans l'espace radial situé entre la surface extérieure du tourillon de vilebrequin et une surface intérieure 274 de la bielle 210 définissant l'alésage fini 230d. Lorsque le moteur n'est pas en fonctionnement, la bielle 10 n'est pas soumise à une charge inertielle ou à une charge de compression, et l'alésage fini 230d prend la forme représentée sur la figure 3D. Comme l'alésage fini 230d est non cylindrique, les roulements à rouleaux situés dans la région proche de chacun des rayons maximaux R4 peuvent être espacés de la surface intérieure 274 de la bielle 210, laissant les roulements à rouleaux situés dans la région proche de chacun des rayons minimaux R3 en contact avec la surface intérieure 274 de la bielle 210.

Pendant le fonctionnement du moteur, la charge de compression s'exerçant sur la bielle 210 (telle qu'elle est appliquée par les gaz de combustion en expansion dans le cylindre agissant sur le piston) a pour effet que l'alésage fini 230d reprend la forme sensiblement cylindrique 230c représentée en trait plein sur la figure 3C, agrandissant ainsi la zone ou la région de contact avec les éléments de roulement afin d'inclure les régions proches des rayons maximaux R4 associés au corps 214 de la bielle 210. Il en résulte que la superficie totale de la surface intérieure 274 avec laquelle les éléments de roulement sont en contact croît, réduisant ainsi la contrainte s'exerçant sur les éléments de roulement. Ce mode de fonctionnement de la bielle 210 est rendu possible par le processus de fabrication mentionné ci-dessus, dans lequel la grande extrémité 234 de la bielle 210 est soumise à la charge de serrage F qui simule la charge de compression s'exerçant sur la grande extrémité 234 de la bielle 210 pendant le fonctionnement du moteur, et dans lequel la bielle 210 est usinée afin de créer l'alésage fini 230d pendant que la charge de serrage F est maintenue sur la grande extrémité 234 de la bielle 210. Il est ainsi garanti que la forme de l'alésage fini 230c soit sensiblement cylindrique lorsque la bielle 210 est soumise à une charge de compression pendant le fonctionnement du moteur. Diverses caractéristiques de l'invention sont indiquées dans les revendications annexées.

Claims (16)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'une bielle, le procédé comprenant : la réalisation d'un alésage grossier sensiblement 5 cylindrique dans une extrémité de la bielle ; l'application de l'une d'une charge de compression et d'une charge de traction à la bielle pour déformer au moins partiellement l'alésage grossier en une forme non cylindrique ; et 10 l'usinage de l'alésage grossier déformé en une forme sensiblement cylindrique pendant que l'une de la charge de compression et de la charge de traction est appliquée à la bielle.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel 15 l'application de l'une de la charge de compression et de la charge de traction à la bielle comprend la formation de la forme non cylindrique de l'alésage grossier déformé avec un premier rayon minimal et un deuxième rayon maximal par rapport à un axe central de l'alésage. 20
3. 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel la formation de la forme non cylindrique de l'alésage grossier déformé comprend la formation de la forme non cylindrique de façon que le rayon de la forme non cylindrique croisse continûment du premier rayon au deuxième rayon. 25
4. 4. Procédé selon la revendication 2, dans lequel la formation de la forme non cylindrique de l'alésage grossier déformé comprend la formation de la forme non cylindrique de façon que le rayon de la forme non cylindrique décroisse continûment du deuxième rayon au premier rayon. 30
5. 5. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'application de la charge de compression à la bielle comprend la déformation de l'alésage grossier en une forme oblongue ayant un grand axe orienté sensiblement perpendiculairement à un axe longitudinal de la bielle. 35
6. 6. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'application de la charge de traction à la bielle comprendla déformation de l'alésage grossier en une forme oblongue ayant un grand axe orienté sensiblement parallèlement à un axe longitudinal de la bielle.
7. 7. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'application de l'une de la charge de compression et de la charge de traction comprend l'orientation de l'une de la charge de compression et de la charge de traction dans une direction parallèle à un axe longitudinal de la bielle.
8. 8. Procédé selon la revendication 7, comprenant en outre le positionnement d'au moins un support de façon adjacente à l'extrémité de la bielle ayant l'alésage grossier sensiblement cylindrique, dans lequel l'application de la charge de compression à l'extrémité de la bielle comprend le serrage de la bielle contre le support.
9. 9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel le positionnement de l'au moins un support de façon adjacente à l'extrémité de la bielle comprend le positionnement d'au moins deux supports de façon adjacente à l'extrémité de la bielle.
10. 10. Procédé selon la revendication 9, comprenant en outre l'ajustement d'un espacement entre les au moins deux supports avant d'appliquer la charge de compression afin de déformer au moins partiellement l'alésage grossier en la forme non cylindrique.
11. 11. Procédé selon la revendication 8, comprenant en outre le positionnement d'au moins un support de façon adjacente à l'extrémité de la bielle ayant l'alésage grossier sensiblement cylindrique, dans lequel l'application de la charge de traction à la bielle comprend la fixation de l'extrémité de la bielle au support.
12. 12. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la bielle comprend un corps et un capuchon relié au corps, dans lequel la réalisation de l'alésage grossier sensiblement cylindrique comprend la réalisation de l'alésage grossier sensiblement cylindrique au moins partiellement dans le corps et le capuchon.
13. 13. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre l'interruption de l'une de la charge de compression et de la charge de traction après l'usinage de l'alésage grossier déformé, et dans lequel l'interruption de l'une de la charge de compression et de la charge de traction comprend le fait de permettre à l'alésage usiné de prendre une second forme non cylindrique déformée.
14. 14. Bielle comprenant : un corps définissant un axe longitudinal ; un capuchon relié au corps ; et un alésage fini non cylindrique défini au moins partiellement par le corps et le capuchon, l'alésage fini définissant un axe central orienté sensiblement perpendiculairement à l'axe longitudinal, l'alésage fini ayant une forme en coupe transversale passant par un plan orienté sensiblement perpendiculairement à l'axe central, la forme en coupe transversale ayant un premier rayon minimal et un deuxième rayon maximal par rapport à l'axe central ; dans lequel le rayon de la forme en coupe transversale croît continûment du premier rayon au deuxième rayon.
15. 15. Bielle selon la revendication 14, dans laquelle le rayon de la forme non cylindrique décroît continûment du 25 deuxième rayon au premier rayon.
16. 16. Bielle comprenant : un corps définissant un axe longitudinal ; un capuchon relié au corps ; et un alésage fini oblong défini au moins partiellement 30 par le corps et le capuchon, l'alésage fini définissant un axe central orienté sensiblement perpendiculairement à l'axe longitudinal, l'alésage fini ayant une forme en coupe transversale passant par un plan orienté sensiblement perpendiculairement à l'axe central, la forme en coupe 35 transversale ayant un grand axe et un petit axe ;dans lequel l'un du grand axe et du petit axe est orienté sensiblement parallèlement à l'axe longitudinal, et dans lequel une corde délimitée par la forme en coupe transversale de l'alésage fini et passant par l'axe central a une longueur décroissant continûment d'une première orientation dans laquelle la corde est alignée avec le grand axe, à une deuxième orientation dans laquelle la corde est alignée avec le petit axe, lorsque la corde est amenée à tourner autour de l'axe central.