RÉPUBLIQUE FRANÇAISE N de publication : 3 07 481 (à n utiliser que pour les commandes de reproduction) INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE N d enregistrement national : 16 9970 COURBEVOIE @ IntCI8 B 23 P 1/00 (17.01), B 23 B 3/00, F 16 C 7/02 BREVET D'INVENTION B1 OUTIL POUR USINER ET GALETER UN TROU PERCE, PROCEDE MIS EN ŒUVRE AU MOYEN D'UN TEL OUTIL ET PIECE OBTENUE PAR LA MISE EN ŒUVRE D'UN TEL PRO CEDE". Références à d autres documents nationaux apparentés : O Demande(s) d extension : Demandeur(s) : RENAULT S.A.S. Société par actions simplifiée FR. Date de mise à la disposition du public de la demande :.04.18 Bulletin 18/16. @ Inventeur(s) : CHERONNEAU GERARD et SELMI JAOUHER. Date de la mise à disposition du public du brevet d'invention : 14.06.19 Bulletin 19/24. FR 3 07 481 - B1 Liste des documents cités dans le rapport de recherche : Se reporter à la fin du présent fascicule Titulaire(s) : simplifiée. RENAULT S.A.S. Société par actions Mandataire(s) : RENAULT SAS.
1 "OUTIL POUR USINER ET GALETER UN TROU PERCE, PROCEDE MIS EN ŒUVRE AU MOYEN D UN TEL OUTIL ET PIECE OBTENUE PAR LA MISE EN ŒUVRE D UN TEL PROCEDE" DOMAINE TECHNIQUE L invention concerne un outil pour usiner et galeter un trou percé dans une pièce à usiner, notamment une bielle pour un moteur à combustion interne de véhicule automobile. L invention concerne également un procédé d usinage et de galetage d un trou percé dans une pièce à usiner, ainsi qu une pièce obtenue par la mise en oeuvre d un tel procédé. ETAT DE L ART Il est connu de l art antérieur d usiner puis de galeter un trou préalablement percé dans une pièce à usiner. L usinage du trou vise à enlever de la matière au 1 2 trou afin d en ajuster le diamètre intérieur. Le galetage vise à obtenir un état de surface uni et lisse dans le trou. Le galetage s opère sans nouvel enlèvement de matière dans le trou préalablement percé et usiné, notamment en compactant fortement la matière en surface dans le trou. Or, ces opérations d usinage et de galetage sont de manière classique réalisées au moyen d un outil distinct, spécialement conçu pour l opération qui lui est dédiée. Ainsi, un outil spécialement conçu pour usiner le trou préalablement percé dans la pièce à usiner est d abord utilisé pour l opération d usinage, puis un outil spécialement conçu le galetage du trou préalablement percé et usiné est utilisé pour l opération de galetage. Cela est particulièrement contraignant que ce soit en termes de temps nécessaire pour usiner et galeter les pièces à usiner ou en termes de complexité pour mettre en oeuvre de ces opérations. Par ailleurs, cela nécessite de prévoir un nombre important d outils. Ces inconvénients ont en outre un impact non négligeable sur les coûts. Le document US 4 367 76 propose un exemple d outil permettant à la fois d usiner et de galeter un trou percé dans une pièce à usiner. Pour cela, l outil comprend un corps globalement cylindrique s étendant suivant une direction longitudinale entre une extrémité proximale et une extrémité distale par laquelle le corps plonge dans le trou percé de la pièce à usiner. Le corps comprend lui-même
2 des moyens d usinage pour usiner le trou percé et un étage de galets pour galeter le trou percé après usinage. Les moyens d usinage sont agencés au niveau de l extrémité distale du corps tandis que les galets sont agencés à distance des moyens d usinage suivant la direction longitudinale. 1 Dans ce document, les galets présentent une forme tronconique et coopèrent avec une portion du corps elle-même de forme tronconique. Le corps comprend en outre un piston qui, par l intermédiaire d un système de poussoir, permet de faire glisser les galets contre la portion tronconique du corps afin de déplacer les galets radialement par rapport au corps et ainsi ajuster la position des galets en fonction du diamètre du trou de la pièce à usiner. L outil proposé dans ce document présente cependant l inconvénient de nécessiter un nombre important de pièces mécaniques spécifiquement dédiées à la mise en oeuvre du déplacement radial des galets. En effet, le déplacement radial des galets nécessite d intégrer dans l outil un piston, un système de poussoir comportant lui-même plusieurs pièces mécaniques et une portion tronconique avec laquelle les galets coopèrent. L outil est donc compliqué à fabriquer. Il existe donc un besoin de proposer un outil pour l usinage et le galetage d un trou percé dans une pièce à usiner permettant de réaliser un déplacement radial des galets par rapport au corps de l outil mais qui reste simple à fabriquer. PRESENTATION DE L INVENTION Pour répondre à ce besoin, la présente invention propose un outil pour usiner et galeter un trou percé dans une pièce à usiner comprenant un corps 2 s étendant suivant une direction longitudinale, muni de moyens d usinage agencé à une extrémité du corps, d un ou plusieurs galets agencés à distance des moyens d usinage suivant la direction longitudinale et un conduit de pressurisation destiné à recevoir un fluide sous pression de manière à appliquer une pression au ou aux galets et ainsi déplacer radialement le ou les galets par rapport au corps et maintenir le ou les galets dans cette position. Plus précisément, l invention concerne un outil pour usiner et galeter un trou percé suivant un axe dans une pièce à usiner, l outil comprenant un corps globalement cylindrique s étendant suivant une direction longitudinale entre une extrémité distale et une extrémité proximale, le corps étant configuré pour plonger
3 dans le trou de la pièce à usiner par l extrémité distale dudit corps, le corps comprenant : - des moyens d usinage logés sur l extrémité distale du corps et configurés pour aléser le trou de la pièce à usiner, 1 2 - au moins un étage d un ou plusieurs galets, le ou les galets étant configurés pour galeter le trou de la pièce à usiner, le ou les étages de galets étant agencés à distance des moyens d usinage, entre l extrémité distale et l extrémité proximale du corps, - un conduit de pressurisation logé dans le corps et adapté pour recevoir un fluide, le conduit de pressurisation étant configuré pour appliquer, via le fluide, une pression de galetage au ou aux galets, de sorte à déplacer radialement le ou les galets par rapport au corps vers une position radiale et à maintenir le ou les galets dans ladite position radiale. Selon différents modes de réalisation de l invention, qui pourront être pris ensemble ou séparément : - l outil comprend un conduit d arrosage, le conduit d arrosage comprenant un orifice d entrée par l intermédiaire duquel le conduit d arrosage est relié au conduit de pressurisation et un orifice de sortie agencé sur l extrémité distale du corps ; - l orifice d entrée du conduit d arrosage comprend des moyens de fermeture du conduit d arrosage configurés pour autoriser le passage du fluide depuis le conduit de pressurisation vers le conduit d arrosage dans une position ouverte et pour empêcher le passage du fluide depuis le conduit de pressurisation vers le conduit d arrosage dans une position fermée ; - l outil comprend des moyens d entraînement en rotation du corps configurés pour entraîner en rotation le corps autour de la direction longitudinale à une première vitesse de rotation, dite vitesse d usinage, lorsque les moyens d usinage usinent le trou de la pièce à usiner, et pour entraîner le corps en rotation à une deuxième vitesse de rotation, dite vitesse de galetage, lorsque le ou les galets galettent le trou de la pièce à usiner ; - l outil comprend des moyens d activation des moyens de fermeture configurés pour déplacer les moyens de fermeture en position ouverte, lorsque les moyens d entraînement en rotation entraînent le corps en
4 rotation à la vitesse d usinage et pour déplacer les moyens de fermeture en position fermée, lorsque les moyens d entraînement en rotation entraînent le corps en rotation à la vitesse de galetage, la vitesse d usinage étant différente de la vitesse de galetage ; 1 2 - l outil comprend des moyens d orientation configurés pour pivoter le corps autour d un axe sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale, de sorte que la direction longitudinale suivant laquelle s étend le corps forme avec ledit axe un angle d orientation prédéterminé ; - le ou les galets sont réalisés en céramique ; - le ou les galets sont de forme sphérique ; - le ou les galets sont montés sur le corps par une liaison rotule ; - le corps comprend une pluralité d étages d un ou plusieurs galets, lesdits étages étant agencés à distance les uns des autres suivant la direction longitudinale. L invention a également pour objet un procédé d usinage et de galetage d un trou percé suivant un axe dans une pièce à usiner, le procédé étant mis en oeuvre au moyen d un outil tel que précédemment décrit, le procédé comprenant les étapes de : - plongée du corps dans le trou de la pièce à usiner par l extrémité distale dudit corps, - usinage du trou de la pièce à usiner, - galetage du trou de la pièce à usiner, l usinage et le galetage du trou étant réalisés au cours d un même mouvement de plongée du corps dans le trou, une pression de galetage étant appliquée au ou aux galets par le fluide du conduit de pressurisation de sorte à déplacer radialement le ou les galets par rapport au corps vers une position radiale et à maintenir le ou les galets dans ladite position radiale. Selon différents modes de réalisation de l invention, qui pourront être pris ensemble ou séparément : - lors de l étape d usinage du trou de la pièce à usiner, le trou est arrosé par le fluide ; - lors de l étape d usinage du trou de la pièce à usiner, le corps est entraîné en rotation autour de la direction longitudinale à une première vitesse de rotation, dite vitesse d usinage ;
- lors de l étape de galetage du trou de la pièce à usiner, le corps est entraîné en rotation autour de la direction longitudinale à une deuxième vitesse de rotation, dite la vitesse de galetage ; - le trou de la pièce à usiner est arrosé, lorsque la vitesse de rotation du 1 corps autour de la direction longitudinale est égale à la vitesse d usinage, la vitesse d usinage et la vitesse de galetage étant différentes ; - lors de l étape de plongée du corps dans le trou de la pièce à usiner, le corps est pivoté autour d un axe perpendiculaire à la direction longitudinale de sorte que la direction longitudinale suivant laquelle s étend le corps forme avec ledit axe un angle d orientation prédéterminé. L invention a aussi pour objet une pièce obtenue par la mise en oeuvre du procédé tel que précédemment décrit, ladite pièce présentant un trou s étendant suivant un axe entre une première et une deuxième extrémité, lesdites extrémités présentant un diamètre élargi par rapport au diamètre du reste du trou. La pièce est par exemple une bielle pour un moteur à combustion interne de véhicule automobile. PRESENTATION DES DESSINS L invention sera mieux comprise, et d autres buts, détails, caractéristiques 2 et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative détaillée qui va suivre, d'au moins un mode de réalisation de l invention donné à titre d exemple purement illustratif et non limitatif, en référence au dessin schématique annexé : - la figure 1 est une vue schématique, en coupe longitudinale, d un outil pour usiner et galeter un trou percée dans une pièce à usiner, selon un mode de réalisation de l invention ; - les figures 2a et 2b sont des vues schématiques, en coupe longitudinale, d un outil pour usiner et galeter un trou percée dans une pièce à usiner, selon un autre mode de réalisation de l invention que celui illustré à la figure 1 ; - la figure 3 est un ordinogramme d un procédé d usinage et de galetage d un trou percée dans une pièce à usiner, selon un mode de réalisation de l invention ;
6 - les figures 4a, 4b, 4c et 4d sont respectivement une vue de dessus, une vue de détail de la figure 4a, une vue en coupe et une vue de détail de la figure 4c d une bielle pour un moteur à combustion interne d un véhicule automobile, après mise en oeuvre du procédé illustré à la figure 3. DESCRIPTION DETAILLEE La figure 1 montre un outil pour usiner et galeter un trou percé dans une pièce à usiner suivant un axe selon un mode de réalisation de l invention. Les figures 2a et 2b montrent un outil pour usiner et galeter un trou percé dans une pièce à usiner selon un autre mode de réalisation de l invention. Les éléments communs entre ces deux modes de réalisation présentent les mêmes références. Le trou est un trou débouchant dont un exemple est illustré sur les figures 4a à 4d. La pièce à usiner est par exemple une bielle pour un moteur à combustion 1 2 interne (non représenté) de véhicule automobile. Un exemple de bielle 0 après usinage et galetage par l outil est représenté aux figures 4a à 4d. La bielle 0 s étend suivant un axe de bielle 3 et comprend un pied de bielle 4 destiné à être relié à un piston (non représenté) du moteur à combustion interne par l intermédiaire d un axe de piston (non représenté), une tête de bielle destinée à être reliée à un vilebrequin (non représenté) du moteur de combustion interne et un corps de bielle 6 par l intermédiaire duquel la tête de bielle est reliée au pied de bielle 4. Le trou 1 est par exemple percé dans le pied de bielle 4 et accueille l axe du piston, l axe 2 du trou 1 étant perpendiculaire à l axe de bielle 3. L outil comprend un corps 11 globalement cylindrique s étendant suivant une direction longitudinale X entre une extrémité distale 12 et une extrémité proximale 13, l extrémité distale 12 du corps 11 étant adaptée pour s insérer dans le trou 1 de la pièce 0 à usiner. Le corps 11 est configuré pour plonger dans le trou 1 de la pièce 0 à usiner par l extrémité distale 12. Le corps 11 comprend des moyens d usinage 14 agencés sur l extrémité distale 12 dudit corps 11 et configurés pour usiner le trou 1 de la pièce à usiner 1 et au moins un étage 1 d un ou plusieurs galets 1a agencé à distance des moyens d usinage 14, entre l extrémité distale 12 et l extrémité proximale 13 du
7 corps 11, le ou les galets 1a étant configurés pour galeter le trou 1 de la pièce 0 à usiner. De cette manière, l extrémité distale 12 du corps 11 qui porte les moyens d usinage 14 plonge en premier dans le trou 1 de la pièce 0 à usiner, les 1 2 moyens d usinage 14 commençant ainsi à usiner le trou 1, puis tandis que l extrémité distale 12 du corps 11 et donc les moyens d usinage 14 s enfoncent dans le trou 1, le cas échéant poursuivant l usinage dudit trou 1, le ou les galets 1a s introduisent aussi dans le trou 1 et galettent la portion du trou 1 déjà usinée par les moyens d usinage 14. Il n est donc pas nécessaire de réaliser l usinage et le galetage du trou 1 de la pièce 0 à usiner en deux mouvements distincts comprenant un mouvement d aller pendant lequel le corps 11 plonge dans le trou 1 et les moyens d usinage 14 usinent ledit trou 1 et un mouvement de retour pendant lequel le corps 11 se retire du trou 1 et le ou les galets 1a galettent le trou 1 préalablement usiné par les moyens d usinage 14. En effet, le fait que le ou les galets 1a soient agencés à distance des moyens d usinage 14 permet de réaliser l usinage et le galetage du trou 1 de la pièce 0 à usiner suivant un unique mouvement d aller dans ledit trou 1. Autrement dit, l usinage et le galetage du trou 1 de la pièce 0 à usiner sont réalisés au cours du même mouvement de plongée du corps 11 dans ledit trou 1. Cela est particulièrement avantageux car les chocs sont évités sur le ou les galets 1a ce qui permet d augmenter leur durée de vie. Cela permet en outre d obtenir un meilleur état de surface du trou 1. En particulier, un taux de portance RPK de 0.1 pm selon la norme ISO 136 peut être obtenu pour le trou 1. Par ailleurs, le fait d augmenter la durée de vie du ou des galets 1a permet en outre de réduire la qualité de l usinage, donc d appliquer une charge moindre à la surface du trou 1 via les moyens d usinage 14, et de compenser cela en appliquant une charge plus importante à la surface du trou 1 via le ou les galets 1a. Cela a donc pour effet d augmenter la durée de vie des moyens d usinage 14. L outil permet en outre de réduire le temps pour usiner et galeter le trou 1 d une pièce 0 à usiner, car un unique mouvement d aller suffit pour réaliser ces deux opérations.
8 Les moyens d usinage 14 comprennent par exemple une plaquette faisant saillie depuis une surface latérale 16 du corps 11. La plaquette 14 est par exemple réalisée à partir de céramique, de carbure ou de cermet. 1 Le ou les galets 1a font par exemple saillie depuis la surface latérale 16 du corps 11. Le ou les galets 1a sont par exemple réalisés à partir de céramique. Le ou les galets 1a présentent par exemple une forme sphérique. Le ou les galets 1a sont par exemple montés dans le corps 11 par une liaison rotule. Le ou les galets 1a peuvent donc tourner sur eux-mêmes par rapport au corps 11. Cela a pour avantage d user les galets 1a de manière uniforme sur toute leur surface et donc d augmenter leur durée de vie. Chaque étage 1 de galets 1a peut comprendre une pluralité de galets 1a équirépartis autour de la direction longitudinale X. Le corps 11 peut comprendre une pluralité d étages 1 d un ou plusieurs galets 1a, lesdits étages 1 étant agencés à distance les uns des autres suivant la direction longitudinale X. Dans les exemples illustrés aux figures 1, 2a et 2b, le corps 11 comprend un étage 1 de deux galets 1a agencés de manière diamétralement opposés par rapport à la direction longitudinale X. 2 L outil comprend par exemple des moyens d entraînement en translation (non représentés) du corps 11 configurés pour entraîner le corps 11 en translation suivant l axe 2 du trou 1 de la pièce 0 à usiner. L outil comprend en outre des moyens d entraînement en rotation (non représentés) du corps 11 configurés pour entraîner en rotation le corps autour de la direction longitudinale X. Les moyens d entraînement en rotation sont par exemple configurés pour entraîner le corps 11 en rotation à une première vitesse de rotation, dite vitesse d usinage VUSi, lorsque les moyens d usinage 14 usinent le trou 1 de la pièce 0 à usiner, et pour entraîner le corps 11 en rotation à une deuxième vitesse de rotation, dite vitesse de galetage Vgai, lorsque le ou les galets 1a galettent le trou 1 de la pièce à usiner préalablement usiné. La vitesse d usinage VUSi peut être égale à la vitesse de galetage Vgai. Les vitesses d usinage Vusi et de galetage Vgai sont par exemple égales à 4000tr/min, lorsque la pièce 0 à usiner est réalisée à partir d acier et que la plaquette 14 et les galets 1a sont réalisés à partir de céramique.
9 En variante, la vitesse d usinage VUSi peut être différente de la vitesse de galetage Vgai. L outil comprend en outre un conduit de pressurisation 17 logé dans le corps 11 et adapté pour recevoir un fluide f, le conduit de pressurisation 17 étant 1 2 configuré pour appliquer, via le fluide, une pression de galetage P au ou aux galets 1a, de sorte à déplacer radialement le ou les galets 1a par rapport au corps 11 vers une position radiale et à maintenir le ou les galets 1a dans cette position radiale. De cette manière, il est possible d ajuster la charge que le ou les galets 1a appliquent au trou 1 de la pièce 0 à usiner, lorsque le corps 11 est plongé dans ledit trou 1 et que le ou les galets 1a galettent ledit trou 1. Il est aussi possible d ajuster la pression de galetage P appliquée au ou aux galets 1a et donc d ajuster la charge de galetage que le ou les galets 1a appliquent au trou 1 de la pièce 0 à usiner en fonction de la qualité d état de surface recherchée. Par ailleurs, cela permet de compenser l état d usure du ou des galets 1a, la pression de galetage P appliquée au ou aux galets 1a pouvant être augmentée pour éloigner le ou les galets 1a de la direction longitudinale X à mesure que le ou les galets 1a s usent. Le ou les galets 1a ont donc une durée de vie augmentée. En outre, le déplacement radial du ou des galets 1a vers la position radiale et le maintien du ou des galets 1a dans cette position sont réalisés sans qu il soit nécessaire d ajouter un nombre important de pièces mécaniques. En effet, il suffit de ménager un conduit de pressurisation 17 dans le corps 11. L outil est donc simple à fabriquer. Cela permet aussi de réduire les coûts associés à la fabrication de l outil. La pression de galetage P est par exemple comprise entre et 70 bars, de préférence entre 2 et 3 bars. Le conduit de pressurisation 17 est par exemple relié à un réservoir (non représenté) configuré pour injecter du fluide dans le conduit de pressurisation 17 et ainsi faire varier la pression du fluide dans le conduit de pressurisation 17 et donc la pression de galetage P appliquée au ou aux galets 1a en fonction de la quantité de fluide injecté dans le conduit de pressurisation 17. Le conduit de pressurisation 17 peut comprendre une première portion de conduit 18 s étendant suivant la direction longitudinale X et une ou plusieurs deuxièmes portions de conduit 19 s étendant chacune globalement radialement
par rapport à la direction longitudinale X, depuis la première portion de conduit 18 jusqu au ou à l un des galets 1a. Le ou les galets 1a baignent donc en partie dans la deuxième portion de conduit 19 qui lui est dédiée, de sorte que le fluide injecté dans le conduit de pressurisation 17 applique directement au ou aux galets 1 2 1a la pression de galetage P. Autrement dit, la pression de galetage P est égale à la pression du fluide injecté dans le conduit de pressurisation 17. L outil peut aussi comprendre un conduit d arrosage, le conduit d arrosage comprenant un orifice d entrée 21 par l intermédiaire duquel le conduit d arrosage est relié au conduit de pressurisation 17 et un orifice de sortie 22 agencé sur l extrémité distale 12 du corps 11. Un exemple d outil comprenant un conduit d arrosage est représenté aux figures 2a et 2b. Cela est particulièrement avantageux car le conduit d arrosage permet d arroser le trou 1 de la pièce 0 à usiner de fluide f, notamment lors de l usinage dudit trou 1, afin de refroidir la pièce 0 à usiner. Le fluide f injecté dans le conduit de pressurisation 17 et le cas échéant le conduit d arrosage, sera par exemple un lubrifiant liquide. Le conduit d arrosage s étend par exemple suivant la direction longitudinale X, l orifice de sortie 22 du conduit d arrosage étant agencé de manière coaxiale avec la direction principale longitudinale X. L orifice d entrée 21 est par exemple connecté à la deuxième portion de conduit 19 du conduit de pressurisation 17. L orifice d entrée 21 du conduit d arrosage peut comprendre des moyens de fermeture 23 du conduit d arrosage configurés pour autoriser le passage du fluide f depuis le conduit de pressurisation 17 vers le conduit d arrosage dans une position ouverte et pour empêcher le passage du fluide f depuis le conduit de pressurisation 17 vers le conduit d arrosage dans une position fermée. La figure 2a illustre l outil, lorsque les moyens de fermeture 23 du conduit d arrosage sont en position ouverte, tandis que la figure 2b illustre l outil, lorsque les moyens de fermeture 23 du conduit d arrosage sont en position fermée. De cette manière, il est possible de n injecter du fluide f dans le conduit d arrosage que lorsque cela est nécessaire, c est-à-dire pendant l usinage du trou 1 de la pièce 0 à usiner.
11 Les moyens de fermeture 23 comprennent par exemple un clapet ou un coulisseau actionné par un tirant à broches ou par centrifugation. L outil comprend par exemple des moyens d activation (non représentés) des moyens de fermeture 23 configurés pour déplacer les moyens de fermeture 1 2 23 en position ouverte, lorsque le corps 11 est entraîné en rotation à la vitesse d usinage VUSi et pour déplacer les moyens de fermeture 23 en position fermée, lorsque le corps 11 est entraîné en rotation à la vitesse de galetage Vgai, la vitesse d usinage Vusi étant différente de la vitesse de galetage Vga. L outil comprend par exemple des moyens d orientation 24 configurés pour pivoter le corps 11 autour d un axe 2 sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale X, de sorte que la direction longitudinale X suivant laquelle s étend le corps 11 forme avec l axe 2 un angle d orientation prédéterminé. L angle d orientation peut être nul. L angle d orientation peut varier à mesure que le corps 11 s enfonce dans le trou 1 de la pièce 0 à usiner. Cela permet d usiner et de galeter le trou 1 de la pièce à usiner suivant une génératrice complexe. Autrement dit, cela permet d obtenir une section transversale évolutive du trou 1 en fonction de la profondeur dudit trou 1. Cela permet par exemple d obtenir un trou 1 présentant des arêtes 7, 8 biseautées ou arrondies aux extrémités 9, 1 du trou 1 suivant l axe 2, comme cela est décrit ci-dessous. La figure 3 montre un exemple de procédé 0 d usinage et de galetage d un trou 1 percé dans une pièce à usiner 1, mis en oeuvre au moyen de l outil. Le procédé 0 comprend les étapes de : - plongée 1 du corps 11 dans le trou 1 de la pièce 0 à usiner par l extrémité distale 12 dudit corps 11, - usinage 2 du trou 1 de la pièce 0 à usiner, - galetage 3 du trou 1 de la pièce 0 à usiner, l usinage 2 et le galetage 3 du trou 1 étant réalisés au cours d un mouvement continue de plongée du corps 11 dans le trou 1. Cela représente une réduction de temps pour usiner et galeter le trou 1 d une pièce 0 à usiner, car il n est pas utile que l usinage 2 s opère à l aller, c est-à-dire lorsque le corps 11 plonge dans le trou 1, et le galetage 3 au retour, c est-à-dire lorsque le corps 11 se retire du trou 1. En effet, un unique
12 mouvement d aller du corps 11 de l outil dans le trou 1 suffit pour réaliser ces deux opérations. Lors de l étape de plongée 1 du corps 11 dans le trou 1 de la pièce 0 à usiner, le corps 11 est par exemple déplacé en translation suivant l axe 2 1 2 du trou 1. Lors de l étape d usinage 2 du trou 1 de la pièce 0 à usiner, le corps 11 est par exemple entraîné en rotation autour de la direction longitudinale X à la vitesse d usinage Vusi. Lors de l étape de galetage 3 du trou 1 de la pièce 0 à usiner, le corps 11 est par exemple entraîné en rotation autour de la direction longitudinale X à la vitesse de galetage Vga. La vitesse d usinage Vusi et la vitesse de galetage Vgai peuvent être différentes ou égales. Lors du galetage 3 du trou 1 de la pièce à usiner, une pression de galetage P est appliquée au ou aux galets 1a, via le fluide f du conduit de pressurisation 17, de sorte à déplacer radialement le ou les galets 1a par rapport au corps 11 vers une position radiale et à maintenir le ou les galets 1a dans cette position radiale. Lors de l étape d usinage 2 du trou 1 de la pièce 0 à usiner, le trou 1 est par exemple arrosé par le fluide pour refroidir ledit trou 1. Le fluide f est par exemple envoyé dans le trou 1 par l extrémité distale 12 du corps 11 de l outil. Le trou 1 de la pièce 0 à usiner est par exemple arrosé 4, lorsque la vitesse de rotation du corps 11 autour de la direction longitudinale X est égale à la vitesse d usinage Vusi, la vitesse d usinage Vusi et la vitesse de galetage Vgai étant différentes. L arrosage 4 du trou 1 est en revanche stoppé, lorsque la vitesse de rotation du corps 11 autour de la direction longitudinale X est égale à la vitesse de galetage Vgai, la vitesse d usinage Vusi et la vitesse de galetage Vgai étant différentes. Lors de l étape de plongée 1 du corps 11 dans le trou 1 de la pièce 0 à usiner, le corps 11 est par exemple pivoté autour de l axe 2 de sorte que la direction longitudinale X suivant laquelle s étend le corps 11 forme avec l axe 2 un angle d orientation prédéterminé.
13 L angle d orientation peut varier à mesure que le corps 11 plonge 1 dans le trou 1 de la pièce 0 à usiner. Autrement dit, il est possible de faire varier l inclinaison du corps 11 par rapport à l axe 2 du trou 1 à mesure que le corps 11 plonge 1 dans le trou 1. De cette manière, le trou 1 peut être usiné 2 1 2 et gaieté 3 suivant une génératrice complexe. En d autres termes, cela permet d obtenir une section transversale évolutive du trou 1 en fonction de la profondeur dudit trou 1. Cela permet par exemple d obtenir un trou 1 de forme «trompette >>, par exemple un trou 1 présentant des arêtes 7, 8 biseautées ou arrondies aux extrémités 9, 1 dudit trou 1 suivant l axe 2. Pour cela, lors de la plongée du corps 11 dans le trou 1 de la pièce 0 à usiner, le corps 11 est dans un premier temps orienté suivant une première orientation dans laquelle la direction longitudinale X forme avec l axe 2 du trou 1 un premier angle d orientation non nul défini de sorte à usiner et à galeter en biseau l arête 7 définissant une première extrémité 9 du trou 1. Puis, le corps 11 est orienté suivant une deuxième orientation dans laquelle la direction longitudinale X et l axe 2 du trou 1 sont confondus, le deuxième angle d orientation étant nul, de sorte à usiner et à galeter en cylindre une portion du trou 1. Enfin, le corps 11 est orienté suivant une troisième orientation dans laquelle la direction longitudinale X forme avec l axe 2 du trou 1 un troisième angle d orientation non nul défini de sorte à usiner et à galeter en biseau l arête 8 définissant une deuxième extrémité 1 du trou 1. Les figures 4a à 4d montrent un exemple de pièce 0 obtenue directement par la mise en oeuvre du procédé 0. Dans ces figures, la pièce 0 est une bielle pour un moteur de combustion interne de véhicule automobile. La mise en oeuvre du procédé 0 permet d obtenir une bielle 0 présentant un trou 1 de forme «trompette >>. Les extrémités 9, 1 suivant l axe 2 du trou 1 présentent un diamètre élargi par rapport au diamètre d du reste du trou 1. Cela permet notamment de biseauter ou arrondir les arêtes 7, 8 définissant les extrémités 9, 1 du trou 1 et de s affranchir du montage d une bague entre la bielle 0 et l axe de piston qui serait sinon nécessaire. En effet, en biseautant ou en arrondissant les arêtes 7, 8 définissant les extrémités 9, 1 du trou 1 de la bielle 0, on obtient une meilleure
14 répartition des contraintes entre la bielle 0 et l axe de piston. Le retrait de cette bague représente donc un gain de coûts. Le pied de bielle 4 peut aussi comprendre un orifice de lubrification 111 s étendant radialement par rapport à l axe 2 du trou 1, par l intermédiaire 1 duquel un lubrifiant liquide est introduit dans le trou 1. L outil et le procédé 0 décrits ci-dessus sont particulièrement avantageux car ils permettent avec un unique mouvement de plongée dans le trou 1 de la pièce 0 à usiner d usiner et de galeter ledit trou 1. Cela représente un gain important de temps et de coûts. Cela permet en outre d augmenter la durée de vie du ou des galets 1a et des moyens d usinage 14. L outil et le procédé 0 sont aussi avantageux car ils permettent d ajuster la position radiale du ou des galets 1a par rapport au corps 11 afin notamment d adapter le galetage au trou 1 de la pièce 0 à usiner, sans toutefois compliquer la fabrication de l outil. L outil et le procédé 0 sont aussi avantageux car ils permettent de réaliser un usinage et un galetage du trou 1 de la pièce 0 à usiner suivant une génératrice complexe, et notamment obtenir un trou en forme de «trompette >>. En particulier, le ou les galets 1a peuvent épouser n importe quelle forme pour y appliquer la charge de galetage. L outil et le procédé 0 peuvent tout aussi bien réaliser un usinage et un galetage du trou 1 de la pièce 0 à usiner suivant une génératrice simple, telle qu un cylindre de révolution.
11 REVENDICATIONS 1 2 1. Outil () pour usiner et galeter un trou (1) percé suivant un axe (2) dans une pièce à usiner (0), l outil () comprenant un corps (11) globalement cylindrique s étendant suivant une direction longitudinale (X) entre une extrémité distale (12) et une extrémité proximale (13), le corps (11) étant configuré pour plonger dans le trou (1) de la pièce à usiner (0) par l extrémité distale (12) dudit corps, le corps (11) comprenant : - des moyens d usinage (14) logés sur l extrémité distale (12) du corps (11) et configurés pour aléser le trou (1) de la pièce à usiner (0), - au moins un étage (1) d un ou plusieurs galets (1a) agencés à distance des moyens d usinage (14) suivant la direction longitudinale (X), entre l extrémité distale (12) et l extrémité proximale (13) du corps (11), le ou les galets (1a) étant configurés pour galeter le trou (1 ) de la pièce à usiner (0), l'outil étant caractérisé en ce que te corps (11) comprend en outre un conduit de pressurisation (17) logé dans te corps (11) et adapté pour recevoir un fluide (f), te conduit de pressurisation (17) étant configuré pour appliquer, via te fluide (f), une pression de galetage (P) au ou aux galets (1a), de sorte à déplacer radialement te ou tes galets (1a) par rapport au corps (11) vers une position radiale et à maintenir te ou les galets (1a) dans ladite position radiale, en ce que l outil () comprend en outre un conduit d arrosage (), te conduit d arrosage () comprenant un orifice d entrée (21 ) par l intermédiaire duquel le conduit d arrosage () est relié au conduit de pressurisation (17) et un orifice de sortie (22) agencé sur l extrémité distale (12) du corps (11) et en ce que l orifice d'entrée (21) du conduit d arrosage () comprend des moyens de fermeture (23) du conduit d arrosage () configurés pour autoriser te passage du fluide (f) depuis te conduit de pressurisation (17) vers le conduit d arrosage () dans une position ouverte et pour empêcher te passage du fluide (f) depuis te conduit de pressurisation (17) vers te conduit d arrosage () dans une position fermée. 2. Outil () selon la revendication 1. comprenant des moyens d entraînement en rotation du corps (11) configurés pour entraîner en rotation le corps (11) autour de la direction longitudinale (X) à une première vitesse de rotation, dite vitesse d usinage (VUSj), lorsque les moyens d usinage (14) usinent te trou (1) de la pièce à usiner
12 (0), et pour entraîner te corps (11) en rotation à une deuxième vitesse de rotation, dite vitesse de galetage (Vgai), lorsque le ou les galets (1a) galettent le trou (1) de la pièce à usiner (0). 3. Outil () selon la revendication 2, lorsqu elle dépend de la revendication 3, comprenant des moyens d activation des moyens de fermeture (23) configurés pour déplacer les moyens de fermeture (12) en position ouverte, lorsque les moyens d entraînement en rotation entraînent te corps (11) en rotation à la vitesse d usinage (Vusj) et pour déplacer les moyens de fermeture (23) en position fermée, lorsque tes moyens d entraînement en rotation entraînent le corps (11) en rotation à la vitesse de galetage (Vgaî), la vitesse d usinage (Vusi) étant différente de la vitesse de galetage (Vgai). 1 4. Outil () selon l une des revendications 1 à 3, comprenant des moyens d'orientation (24) configurés pour pivoter le corps (11) autour d un axe (2) sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale (X), de sorte que la direction longitudinale (X) suivant laquelle s étend le corps (11) forme avec ledit axe (2) un angle d orientation prédéterminé.. Outil () selon l une des revendications 1 sont réalisés en céramique. à 4, dans lequel le ou les galets (1a) 2 6. Outil () selon l une des revendications 1 à, dans lequel le ou tes galets (1a) présentent une forme sphérique. 7. Outil () selon l une des revendications 1 à 6, dans lequel le ou les galets (1a) sont montés sur le corps (11) par une liaison rotule. 8. Outil () selon l une des revendications 1 à 7, dans lequel le corps (11) comprend une pluralité d étages (1) d un ou plusieurs galets (1a), lesdits étages (1) étant agencés à distance les uns des autres suivant la direction longitudinale (X). 9. Procédé (0) d usinage et de galetage d un trou (1) percé suivant un axe (2) dans une pièce à usiner (0), le procédé (0) étant mis en œuvre au moyen d un
13 outil () selon l une quelconque des revendications 1 à 8, le procédé (0) comprenant les étapes de : - plqngée (1) du corps (11) dans le trou (1) de la pièce à usiner (0) par l extrémité distale (12) dudit corps (11 ), - usinage (2) du trou (1) de la pièce à usiner (0), - galetage (3) du trou (1) de la pièce à usiner (0), l usinage (2) et le galetage (3) du trou (1) étant réalisés au cours d un mouvement continue de plongée du corps (11) dans le trou (1), une pression de galetage (P) étant appliquée au ou aux galets (1a), via le fluide (f) du conduit de pressurisation (17), de sorte à déplacer radialement le ou les galets (1a) par rapport au corps (11) vers une position radiale et à maintenir le ou les galets (1a) dans ladite position radiale. 1. Procédé (0) selon la revendication 11, dans lequel lors de l étape d usinage (2) du trou (1) de la pièce à usiner (0), le trou (1) est arrosé (4) par le fluide (f). 11. Procédé selon la revendication 9 ou la revendication, dans lequel lors de l étape de plongée (1) du corps (11) dans le trou (1) de la pièce à usiner (0), le corps (11) est pivoté autour d un axe (2) perpendiculaire à la direction longitudinale (X) de sorte que la direction longitudinale (X) suivant laquelle s étend le corps (11) forme avec ledit axe (2) un angle d orientation prédéterminé. 2 12. Pièce (0) caractérisé en ce qu elle est obtenue par la mise en œuvre du procédé (0) selon l une quelconque des revendications 9 à 11, ladite pièce (0) présentant un trou (1) s étendant suivant un axe (12) entre une première et une deuxième extrémité (7, 8), lesdites extrémités (7, 8) présentant un diamètre élargi par rapport au diamètre du reste du trou (1), ladite pièce (0) étant une bielle pour un moteur à combustion interne de véhicule automobile.
1/4 Fig. 2a Fig. 2b
2/4 1 3 4
3/4 > 0 Fig. 4c 7\ V d
4/4 Fig. 4d 0 ο
N d'enregistrement national : FR169970 N de publication : FR7481 RAPPORT DE RECHERCHE articles L.612-14, L.612-3 à 69 du code de la propriété intellectuelle OBJET DU RAPPORT DE RECHERCHE L'I.N.P.I. annexe à chaque brevet un "RAPPORT DE RECHERCHE" citant les éléments de l'état de la technique qui peuvent être pris en considération pour apprécier la brevetabilité de l'invention, au sens des articles L. 611-11 (nouveauté) et L. 611-14 (activité inventive) du code de la propriété intellectuelle. Ce rapport porte sur les revendications du brevet qui définissent l'objet de l'invention et délimitent l'étendue de la protection. Après délivrance, ΓΙ.Ν.Ρ.Ι. peut, à la requête de toute personne intéressée, formuler un "AVIS DOCUMENTAIRE" sur la base des documents cités dans ce rapport de recherche et de tout autre document que le requérant souhaite voir prendre en considération. CONDITIONS D'ETABLISSEMENT DU PRESENT RAPPORT DE RECHERCHE [x] Le demandeur a présenté des observations en réponse au rapport de recherche préliminaire. Le demandeur a maintenu les revendications. [x] Le demandeur a modifié les revendications. Le demandeur a modifié la description pour en éliminer les éléments qui n'étaient plus en concordance avec les nouvelles revendications. Les tiers ont présenté des observations après publication du rapport de recherche préliminaire. Un rapport de recherche préliminaire complémentaire a été établi. DOCUMENTS CITES DANS LE PRESENT RAPPORT DE RECHERCHE La répartition des documents entre les rubriques 1, 2 et 3 tient compte, le cas échéant, des revendications déposées en dernier lieu et/ou des observations présentées. [x] Les documents énumérés à la rubrique 1 ci-après sont susceptibles d'être pris en considération pour apprécier la brevetabilité de l'invention. Les documents énumérés à la rubrique 2 ci-après illustrent l'arrière-plan technologique général. Les documents énumérés à la rubrique 3 ci-après ont été cités en cours de procédure, mais leur pertinence dépend de la validité des priorités revendiquées. Aucun document n'a été cité en cours de procédure. Π2
N d'enregistrement national : FR169970 N de publication : FR7481 ïrëlëmënts DÉ L'ËTÂT DÉ TECHNIQUE SÏÏSCËPTÎBLÉS D'ETRE PRIS EN CONSIDERATION POUR APPRECIER LA BREVETABILITE DE L'INVENTION jr 00 317828 A (SUGINO MACH) 21 novembre 00 (00-11-21) EP 1 849 43 A2 (BAUBLIES AG [DE]) 31 octobre 07 (07--31) iüatabase WPI Week 19894 Thomson Scientific, London, GB; AN 1989-3333 XP00277072, -& [SU 1 46 284 A (TOLYATTIN POLY) 7 février 1989 (1989-02-07) GB 2 417 703 A (COGSDILL NUNEATON LTD [GB]) 8 mars 06 (06-03-08) iüatabase WPI Week 1984 Thomson Scientific, London, GB; AN 1984-061744 XP00277073, -& [SU 1 017 477 A(LEBEDEVV I) 1 mai 1983 (1983-0-1) US 09/23 A1 (GRUHLER SIEGFRIED [DE] ET AL) 24 septembre 09 (09-09-24) WO 12/782 A1 (MAUSER WERKE OBERNDORF MASCHB GMBH [DE]; ROEMPP [WOLFGANG [DE]; GRUHLER) 16 août 12 (12-08-16) ep 2 666 90 A2 (BOSCH GMBH ROBERT [DE]) 27 novembre 13 (13-11-27) [US 4 367 76 A (DICKINSON LAWRENCE C [US]) 11 janvier 1983 (1983-01-11) ep 0 773 37 A1 (TOYOTA MOTOR CO LTD [JP]) 14 mai 1997 (1997-0-14) [DE 2 8 143 A1 (NAGEL MASCH WERKZEUG [DE]) 24 juin 04 (04-06-24) [néant 2. ELEMENTS DE L'ETAT DE LA TECHNIQUE ILLUSTRANT L'ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE GENERAL 3. ELEMENTS DE L'ETAT DE LA TECHNIQUE DONT LA PERTINENCE DEPEND DE LA VALIDITE DES PRIORITES [néant 2/2