Titre de l'invention : DISPOSITIF DE DEPOT D’UN REVETEMENT

POUR LA FABRICATION D’UN SIEGE DE SOUPAPE

[0001 ] L’invention se rapporte à un dispositif de dépôt d’un revêtement pour la

fabrication d’un siège de soupape.

[0002] Une culasse d’un moteur de véhicule, comprend généralement une pluralité de logements destinés à recevoir chacun une soupape. Afin de fabriquer des sièges de soupape, il est prévu de déposer au moyen d’un dispositif possédant une buse, un revêtement sur la paroi délimitant chacun de ces logements. Ces logements présentent une ouverture circulaire et la paroi délimitant chacune de ces ouvertures est de forme tronconique. Le revêtement doit donc être déposé sur une bande tronconique fermée, à savoir sur 360°. Il est important de signaler, que le dépôt du revêtement s’effectue progressivement d’une ouverture à l’autre, et non pas simultanément autour de toutes les ouvertures de la culasse. En effet, un siège de soupape va d’abord être crée autour d’une ouverture, puis de proche en proche autour des autres ouvertures de la culasse.

[0003] Actuellement, certains procédés mis en oeuvre pour la réalisation du dépôt d’un tel revêtement, privilégient une position fixe de la buse et une mise en rotation sur 360°d’une pièce support de la culasse , afin de balayer la totalité de la paroi délimitant une ouverture.

[0004] D’autres procédés s’appuient sur une pièce support fixe de la culasse, et sur l’activation de robots aptes à manipuler le dispositif de dépôt du revêtement, afin qu’il puisse couvrir la totalité de la paroi délimitant une ouverture.

[0005] Or, ces procédés sont complexes à mettre en oeuvre, sont peu précis, sont lents et manquent de souplesse pour notamment pouvoir facilement et rapidement s’adapter à différentes géométries de soupape et/ou de culasse.

[0006] Un dispositif selon l’invention, permet de réaliser le dépôt d’un revêtement autour des ouvertures d’une culasse pour fabriquer des sièges de soupapes, tout en s’affranchissant des inconvénients relevés dans les procédés de l’état de la technique. [0007] L’invention a pour objet un dispositif de dépôt d’un revêtement sur une paroi fermée d’une culasse délimitant une ouverture destinée à recevoir une soupape afin de fabriquer un siège de soupape, ledit dispositif possédant une buse de sortie allongée et apte à diffuser un matériau constitutif du revêtement au moyen d’au moins un gaz chaud à très haute vitesse.

[0008] Selon l’invention, le dispositif comprend un moyen de mise en rotation de la buse permettant à ladite buse d’effectuer au moins une fois un déplacement rotatif sur 360°afin de déposer le revêtement sur la totalité de ladite paroi. La buse est l’élément du dispositif par lequel est diffusé le revêtement destiné à constituer le siège d’une soupape sur la culasse d’un moteur. Le principe d’un dispositif selon l’invention est de comporter un moyen de mise en rotation de la buse afin de permettre à celle-ci de pivoter sur au moins 360°. De cette manière, en supposant que la culasse demeure dans une position fixe, la buse peut déposer le revêtement sur la totalité de la paroi délimitant l’ouverture, afin d’élaborer un siège de soupape autour d’une ouverture de ladite culasse. Il est supposé que la culasse possède une pluralité d’ouvertures et que le dépôt du revêtement s’effectue d’abord autour d’une ouverture, puis lorsque le siège de la soupape a été créé autour de ladite ouverture, la culasse est déplacée pour recommencer l’opération de dépôt autour d’une autre ouverture, et ainsi de suite. Avantageusement, le moyen de mise en rotation est motorisé afin de bien contrôler le mouvement rotatif de la buse. Ce moyen de mise en rotation peut, soit être directement associé à la buse et entraîner la mise en rotation de la seule dite buse, soit être associé au dispositif et provoquer la mise en rotation de la buse par l’intermédiaire d’une mise en rotation du dispositif auquel est solidarisée ladite buse. Préférentiellement, le dispositif comprend des particules métalliques et reçoit un gaz sous pression qui permet d’accélérer lesdites particules en sortie de buse grâce à la forme particulière de ladite buse. De façon préférentielle, la buse est fixe au sein du dispositif. La buse peut effectuer plusieurs rotations successives de 360°, afin de créer le siège de soup ape, après plusieurs passages.

[0009] Selon une caractéristique possible de l’invention, le dispositif comprend un corps creux doté d’un élément de chauffage apte à chauffer ledit au moins un gaz et auquel est solidarisée la buse, l’élément de mise en rotation étant apte à mettre en rotation ledit corps. De cette manière, la mise en rotation du corps engendre une mise en rotation simultanée de la buse qui est fixée audit corps.

[0010] Selon une caractéristique possible de l’invention, le corps est cylindrique et la buse est inclinée par rapport à l’axe de révolution dudit corps, l’élément de mise en rotation provoquant une rotation du corps autour dudit axe. Grâce à cette configuration, la rotation du dispositif est bien maîtrisée puisqu’elle s’effectue autour de l’axe de révolution dudit corps. Le fait de préciser que la buse est inclinée par rapport à l’axe de révolution du corps signifie que l’axe longitudinal de la buse et ledit axe de révolution ne sont pas parallèles. De cette manière, la buse peut par exemple faire un angle de 10°, de 45° ou de 90° avec l’axe de révolution du corps.

[001 1 ] Selon une caractéristique possible de l’invention, un axe longitudinal de la buse est incliné de 45°par rapport à l’axe de révo lution du corps. Une telle configuration du dispositif est particulièrement adaptée au dépôt d’une substance sur une paroi tronconique de la culasse délimitant une ouverture circulaire.

[0012] Selon une caractéristique possible de l’invention, le gaz est de l’azote haute pression. Il s’agit d’un exemple illustratif particulièrement adapté à un dispositif selon l’invention, et non pas d’un exemple limitatif.

[0013] Selon une caractéristique possible de l’invention, la buse est une tuyère de Laval. Une telle buse permet d’accélérer le gaz sous pression la traversant, et donc des particules constituant le revêtement à déposer.

[0014] Selon une caractéristique possible de l’invention, le matériau constitutif du revêtement est pulvérulent et comprend des particules d’acier, des particules d’alliage de Nickel et des particules de cuivre. Il s’agit d’un exemple illustratif et non pas limitatif, de particules constituant le matériau à déposer au moyen d’un dispositif selon l’invention. Un mélange de telles particules permet de fabriquer des sièges de soupape robustes et constants dans le temps, tout en répondant aux spécificités de fonctionnement d’une soupape.

[0015] L’invention a pour autre objet un appareillage apte à déposer un revêtement sur une paroi fermée d’une culasse délimitant une ouverture destinée à recevoir une soupape afin de fabriquer un siège de soupape. [0016] Selon l’invention, l’appareillage comprend un dispositif de dépôt conforme à l’invention, et un élément de support de la culasse dont la position est figée lorsque la buse est mise en rotation pour déposer le revêtement. Il suffit donc de figer la position de l’élément de support portant la culasse, afin de permettre à un dispositif selon l’invention de cibler une ouverture particulière de ladite culasse, puis de mettre en rotation la buse afin de déposer le revêtement autour de l’ouverture ciblée. Une fois que le siège a été édifié, la position de l’élément de support portant la culasse est modifiée afin de permettre au dispositif de cibler une autre ouverture, et ainsi de suite. Dans un appareillage selon l’invention, l’élément de support de la culasse reste fixe, tandis que la buse du dispositif de dépôt est mise en rotation pour déposer le revêtement tout autour de l’ouverture sélectionnée.

[0017] Selon une caractéristique possible d’un appareillage selon l’invention, la distance séparant le dispositif de dépôt et l’élément de support est ajustable de manière à régler la distance séparant une extrémité de la buse par laquelle est diffusée le matériau constitutif du revêtement et la paroi de la culasse destinée à recevoir ledit revêtement. Ainsi, l’appareillage selon l’invention est souple d’utilisation, car il peut s’adapter à une géométrie particulière de culasse et/ou de soupape grâce à une distance ajustable entre une ouverture de la soupape et une extrémité de sortie de la buse.

[0018] L’invention a pour autre objet un procédé de dépôt d’un revêtement sur une paroi d’une culasse délimitant une ouverture destinée à recevoir une soupape pour fabriquer un siège de soupape à partir d’un appareillage conforme à l’invention.

[0019] Selon l’invention, le procédé comprend les étapes suivantes,

-Une étape de réglage de la distance entre le dispositif de dépôt et l’élément de support de la culasse, afin de régler la distance séparant la buse et la paroi de la culasse délimitant l’ouverture,

-Une étape de mise en rotation de la buse au moyen d’une mise en rotation du corps autour de son axe de révolution par l’intermédiaire d’un actionnement de l’élément de mise en rotation, [0020] Une étape de dépôt du revêtement sur la totalité de la paroi de la culasse délimitant l’ouverture, pour créer le siège de la soupape.

[0021 ] Il peut être considéré que le revêtement est complètement déposé après plusieurs rotations de 360°de la buse.

[0022] Un dispositif de dépôt selon l’invention présente l’avantage de fonctionner avec maîtrise et précision, tout en demeurant de conception simple. Il a de plus l’avantage d’être d’un encombrement constant par rapport aux dispositifs existants, tout en étant plus performants que ceux-ci.

[0023] On donne ci-après, une description détaillée d’un mode de réalisation préféré d’un dispositif de dépôt selon l’invention, en se référant aux figures suivantes :

[0024] [Fig. 1 ] est une vue schématique de côté d’un dispositif de dépôt selon

l’invention et d’un élément de support soutenant une culasse,

[0025] [Fig. 2] est une vue de côté schématique et agrandie d’une zone de la figure 1 regroupant une extrémité de la buse de sortie d’un dispositif selon l’invention, et d’une culasse placée sur un élément de support.

[0026] En se référant à la figure 1 , un dispositif 1 de dépôt d’un revêtement sur une culasse 2 d’un moteur de véhicule dans le but de fabriquer un siège 3 de soupape, comprend schématiquement un ensemble d’alimentation 4, un corps 5 et un embout 6 comprenant une buse 7.

[0027] L’ensemble d’alimentation 4 comporte un conduit d’arrivée 8 d’un mélange de poudres, un conduit d’arrivée 9 d’azote haute pression, au moins un conduit 10 d’arrivée d’un liquide de refroidissement et un joint tournant 1 1 , ledit ensemble 4 étant placé en amont du corps 5. Le mélange de poudre est préférentiellement composé d’une poudre d’acier, d’une poudre d’un alliage de nickel dur et d’une poudre de cuivre. Ces trois poudres constituent le matériau qui sera déposé sur la culasse 2 sous forme d’un revêtement pour obtenir un siège de soupape au moyen d’un dispositif 1 selon l’invention.

[0028] Le corps 5 du dispositif 1 est creux et est préférentiellement de forme

cylindrique. Il possède donc un axe de révolution 12 et renferme un système de chauffage 13 de l’azote alimenté par une arrivée électrique 40 inclus dans l’ensemble d’alimentation 4. Ce corps 5 est monté rotatif autour de son axe de révolution 12, par l’intermédiaire d’un moyen rotatif motorisé assurant la mise en rotation dudit corps 5 et contrôlant notamment son amplitude de rotation.

[0029] Le conduit d’arrivée 8 du mélange de poudre traverse le corps 5 et une partie de l’embout 6 jusqu’à déboucher en amont de la buse 7 dans un orifice de celle- ci. La poudre sortant du conduit d’arrivée 8 ne peut donc que transiter par la buse 7. L’azote haute pression, qui a été préalablement chauffé dans le corps 5, va contribuer à faire circuler la poudre dans la buse 7, dont la géométrie particulière va accélérer ladite poudre sortant de ladite buse 7 à une vitesse très élevée.

[0030] L’embout 6 est une pièce creuse présentant un premier segment rectiligne 15, prolongé par un deuxième segment rectiligne 16 qui est incliné par rapport audit premier segment 15. La section transversale du premier segment 15 est au moins deux fois plus élevée que la section transversale du deuxième segment 16 et correspond à la section transversale du corps 5. Le deuxième segment 16 se termine par une collerette 17 cylindrique et élargie, qui est inclinée par rapport à un axe longitudinal dudit deuxième segment 16. La buse 7, qui est une pièce cylindrique allongée prend naissance au niveau de cette collerette 17 de sorte que l’axe de révolution de ladite collerette 17 et l’axe de révolution de ladite buse 7 soient parfaitement confondus. Préférentiellement, le premier segment 15 et le deuxième segment 16 sont de forme cylindrique.

[0031 ] Avantageusement la buse 7 est une tuyère de Laval, présentant un canal interne dont une partie amont 18 est convergente et dont une partie aval 19 prolongeant ladite partie amont 18 est divergente. La partie amont 18 matérialise l’orifice de la buse 7 dans lequel débouche le canal d’arrivée 8 de poudre. La partie amont 18 et la partie aval 19 s’étendent dans la même direction, la partie aval 19 étant plus allongée que la partie amont 18.

[0032] L’embout 6 est fixé au corps 5, de sorte que le premier segment 15 dudit embout 6 prolonge ledit corps 5. Autrement dit, le corps 5 est prolongé par le premier segment 15, qui est lui-même prolongé par le deuxième segment 16, ledit deuxième segment 16 se terminant par la buse 7. Le deuxième segment 16 s’étend parallèlement à l’axe de révolution 12 du corps 5, en étant décalé par rapport audit axe 12, le premier segment 15 et la buse 7 étant inclinés par rapport audit deuxième segment 16. Schématiquement, l’embout 6 est une pièce en forme de U. Un axe longitudinal de la buse 7 fait préférentiellement un angle de 45° avec l’axe de révolution 12 du corps 5.

[0033] Une mise en rotation du corps 5 autour de son axe de révolution 12 par

l’intermédiaire du moyen rotatif motorisé, entraîne une mise en rotation simultanée de l’embout 6 qui est solidarisé audit corps 5, et donc une mise en rotation simultanée de la buse 7 qui fait partie intégrante dudit embout 6.

[0034] En se référant aux figures 1 et 2, la culasse 2 est supporté par un élément de support 20 qui est dissocié du dispositif 1 de dépôt. De cette manière, la mise en rotation du dispositif 1 de dépôt est sans influence sur le positionnement de l’élément de support 20 et inversement. L’élément de support 20 possède une position réglable, permettant d’ajuster la position de la culasse 2 par rapport au dispositif de dépôt 1 . La culasse 2 présente schématiquement plusieurs ouvertures 14 circulaires, destinées chacune à recevoir une soupape. Chaque ouverture 14 est associée à un guide 25 de soupape et est délimitée par une paroi tronconique 21 , destinée à recevoir le revêtement diffusé par le dispositif de dépôt 1 , afin de fabriquer un siège 3 de soupape. Grâce à la position réglable de l’élément de support 20, il est possible d’ajuster la distance séparant l’extrémité 23 de la buse 7 par laquelle va sortir le revêtement et la paroi tronconique 21 délimitant une ouverture 14 de la culasse 2 et destinée à recevoir le revêtement.

[0035] Un procédé de dépôt d’un revêtement à partir d’un dispositif 1 selon

l’invention, comprend les étapes suivantes :

-Une étape de réglage de la position de l’élément de support 20 dans lequel est placé la culasse 2, afin d’ajuster la distance entre l’extrémité 23 de la buse 7 et la paroi tronconique 21 délimitant une ouverture 14 de la culasse 2 et destinée à recevoir ledit revêtement,

-Une étape de mise en rotation du corps 5 du dispositif 1 autour de son axe de révolution 12 entraînant une mise en rotation simultanée de la buse 7 qui est solidarisée audit corps 5 par l’intermédiaire de l’embout 6. Cette étape de mise en rotation est réalisée au moyen d’un actionnement de l’élément de mise en rotation.

-Une étape de dépôt du revêtement sur la paroi tronconique 21 de la culasse 2 délimitant l’ouverture 14, pour créer un siège 22 de soupape. En effet, lors de la mise en rotation de la buse 7 autour de l’axe de révolution 12 du corps 5, l’extrémité 23 de ladite buse 7 va pivoter sur 360° de manière à déposer le revêtement sur la totalité de la paroi tronconique 21 délimitant l’ouverture 14. Le dépôt du revêtement sera effectif après plusieurs rotations de 360°de la buse 7.

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