Souvenirs d'un outilleur (3), 1985, tome 5, n 31, p.329-333.pdf
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Section dHistoire des Usines Renault
27, rue des Abondances
92100 BOULOGNE BILLANCOURT
tl. : +33 (0) 146 05 21 58
Larticle suivant a t publi dans le Bulletin de la section dHistoire des Usines Renault, tome 5,
Dcembre 1985, N31, 329-333.
Avec lautorisation de la Section dHistoire des Usines Renault, il est disponible sur
http://www.gmm.insa-tlse.fr/~rabut/bezier
Sa reproduction est soumise lautorisation de la Section dHistoire des Usines Renault
The following paper was published in Le Bulletin de la Section dHistoire des Usines Renault,tome 5, Dcembre1985, N31, 329-333.With the kind authorization of the Section dHistoire des Usines Renault,you can get it at
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Suite 3
Culasse
Lusinage de la culasse parait assez simple quand on le compare avec celui du carter-cylindres. II
n'y a pas autant de tolrances serres et l'alliage d'aluminium se travaille bien, du moins tant que
les fondeurs ne laissent pas driver la teneur en silicium car, au-del du seuil de l'eutectique, la
coule est facilite mais la longvit des outils coupants se trouve fort abrge.
En forant un peu sur les conditions de coupe, plusieurs des machines d'origine continurent
assurer la production en dpit du doublement de la cadence.
Cependant, de nouveaux problmes taient apparus depuis la naissance de la 4 CV : d'abord des
adaptations sur camionnette agricole ou propulseur marin avaient ncessit
l'adjonction de quelques usinages, ce qui avait entran l'installation, en fin de chane, de plusieurs
machines monobroches dont le rendement tait mdiocre et dont l'implantation compliquait les
manutentions ; ensuite, les pays o nous exportions utilisaient des carburants dont les indices
d'octane taient diffrents, et le taux de compression, c'est--dire la profondeur des chambres,
devait tre adapt chaque cas ; enfin, le problme pos par la tenue des soupapes mritait une
trs srieuse attention.
La premire opration de la gamme est le fraisage du plan de joint. Pour prouver les capacits des
outils en carbure de tungstne face aux alliages aluminium-silicium, une fraise de quarante centimtres fut monte sur une
broche tournant cinq mille tours par minute et entrane par un moteur de quinze kilowatts ;
quant l'avance de travail, elle fut fixe cent millimtres par seconde, et au double pour la
course de retour. L'on essaya mme, avec succs, de travailler deux cents millimtres par
seconde.
Les oprations suivantes s'effecturent sur des machines-transferts ; comme il y avait plusieurs
types de pices brutes, ce sont des cames situes sur les plateaux porte-pices qui autorisrent ou
interdirent le fonctionnement de telle ou telle unit lors du passage des pices devant elles. Si
notre imagination s'tait applique au vocabulaire plutt qu' la mcanique, nous aurions qualifice groupe de machines d'atelier flexible.
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L'bauche de la culasse produit une grosse quantit de copeaux projets assez loin et souvent de
faon malencontreuse sur les blocs tremps o viennent se poser les pices ; il est facile pour un
oprateur, mme mdiocrement qualifi, de s'assurer de la propret des appuis, de les nettoyer d'un
revers de main ou d'y projeter un jet d'air ou d'eau ; le problme se complique lorsqu'il s'agit
d'oprations entirement automatises. II fut donc prvu de percer des trous au centre de chacune
des surfaces d'appui et de les connecter l'chappement du vrin dposant la pice, ce qui agaranti la parfaite propret des plots.
La dernire opration d'usinage est la reprise de la face infrieure en vue d'ajuster le taux de
compression en fonction du type du moteur. Un rglage manuel trs simple intervient la fin de
chaque rafale de pices afin de passer d'un type l'autre, sans qu'il soit ncessaire d'automatiser
cette opration.
La chane ainsi conue reprsente une bauche de la solution qui me semble la mieux adapte pour
un atelier de grande srie dot d'un peu de polyvalence : un dbut de chane trs automatis
excutant les oprations strictement communes tous les modles, suivi d'une zone o l'onimplante, quand apparaissent les variantes, les machines accomplissant les fonctions spciales et
dont la slection est commande manuellement au dbut de chaque rafale de pices. L'on peut
videmment imaginer des solutions beaucoup plus automatises, mais leur rentabilit n'est pas
assure tout coup.
Le plomb ttrathyle, dont on nous annonce la disparition moyen terme, n'a pas seulement caus
des soucis aux cologistes. Pendant quelque temps, il a occasionn des dpts sur les soupapes ;
ds que la porte n'tait plus parfaite, le funeste "coup de chalumeau" pouvait intervenir tout
moment, et la crainte de "griller une soupape" tait installe au cur de chaque conducteur. La
crise avait mme pris une forme si aigu qu'il ne paraissait pas possible d'chapper l'obligationde garnir les ttes des soupapes d'un dpt de stellite ; nous avions mme dessin, toute affaire
cessante, des tourets pour les opratrices qui, chalumeau en main, allaient avoir traiter chaque
jour plusieurs milliers de soupapes. Heureusement, nous fmes dispenss de ce travail
particulirement dlicat raliser en grande srie ; en effet, d'une part, le bureau des tudes put
adapter un dispositif dit "rotator", qui faisait tourner les soupapes, ce qui entretenait la propret
des deux surfaces d'appui ; d'autre part, les mtallurgistes apportrent leur concours la rsolution
de cet pineux problme en modifiant la composition de l'acier des soupapes.
Il fallait nanmoins amliorer le portage des soupapes sur leur sige, qui tait contrl , l'aide
d'une jauge pneumatique d'une redoutable rigueur.
Depuis l'origine de l're automobile, la tenue des soupapes a longtemps t un des soucis majeurs
des constructeurs-et des conducteurs ; le rodage tait une opration fastidieuse et frquente, ainsi
que le ralsage des fts ; les ttes de soupape portaient une rainure pour permettre leur
entranement , l'aide d'un vilebrequin de menuisier ; vers 1935, il existait de petits porte-meule
moteur effectuant un mouvement plantaire autour d'une broche emmanche dans le guide-
soupape, mais cette rectification ne suffisait pas et le sige devait tre fini l'aide d'une fraise
munie d'un guide-avant et entrane la main par l'intermdiaire d'un vilebrequin ; une tradition
intangible voulait qu'un morceau de papier de journal ft interpos entre la fraise et le sige
roder ; le seul journal employ par les experts taitL'Auto, quotidien sportif imprim sur un papier
de couleur jaune (1) ; ce papier tait-il vraiment dot de qualits abrasives exceptionnelles ? C'est
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une question que le laboratoire n'a jamais examine de prs, mais je ne crois pas que l'achat du
journal ait fait l'objet d'un article du budget de l'atelier 32 que dirigeait Maurice Parmain.
(1) Pour ceux qui n'ont pas gard le souvenir de cette poque, rappelons que c'est L'Auto, dirig par Henri
Desgranges, qui organisait le Tour de France cycliste, et que la couleur du maillot du coureur de tte
rappelle encore celle du dfunt journal.
Il ne pouvait tre question de perptuer de pareilles pratiques, plus ou moins apparentes la
sorcellerie mdivale, d'autant plus que la fonte spciale des siges insrs dans l'alliage lger de
la culasse tait beaucoup plus dure que celle des vieux carters-cylindres soupapes latrales ; de
toute faon,L Auto avait disparu, victime de la guerre, et le papier du journal qui lui avait succd
pouvait fort bien avoir perdu, dans la tourmente, ses vertus abrasives en mme temps que sa
couleur.
Une rgle maintenant bien connue dispose que des surfaces qui sont lies par une relation
gomtrique tolrance serre doivent tre usines sur le mme poste de travail et mme, si c'est
possible, simultanment. C'tait justement le cas des guides et des siges, dont la coaxialit taitindispensable.
Ce travail est accompli sur une alseuse commande lectrique munie de ttes porte-broche
amovibles, dite A.E.T.A. ; chaque embout de broche porte la fois le grain de lamage du sige et
un canon tremp dans lequel coulisse l'outil multi-coupe qui alse le guide ; comme la vitesse de
rotation des deux outils est identique, le jeu entre l'outil et le canon est de quelques millimes de
millimtres, ce qui assure, depuis lors, la concentricit indispensable.
Les spcialistes qui rdigeront, ou qui rdigent dj, le systme expert destin remplacer
l'exprience des vtrans n'auront pas besoin d'inclure dans leur programme la rfrence au papier
de journal de couleur jaune !
Corps de pompe huile
Les difficults inhrentes l'usinage du corps de pompe huile sont de plusieurs sortes : d'abord,
la pice tant en aluminium moul sous pression, ses parois sont minces et la moindre contrainte
les dforme de faon gnante ; grce la comprhension du bureau des tudes, il fut remdi ce
dfaut en ajoutant deux petites nervures sans utilit en service, mais qui servaient la fois de
points d'appui et de serrage ; ensuite, plusieurs tolrances sont difficiles respecter : le diamtre
des logements doit tre tenu l'intrieur d'une tolrance de classe 7, et celle de leur profondeur est
l'avenant ; l'entraxe des pignons est galement soumis de strictes exigences ; cela s'ajoute la
vrification de la porte du clapet sphrique sur son sige conique l'aide d'une mince couche de
bleu de Prusse.
Les fondeurs, de leur ct, firent leur affaire d'insrer dans le moule la bague en laiton, ce qui nous
dispensa d'effectuer une opration dlicate d'alsage et d'emmanchement.
Toutes les exigences n'avaient pour but que d'assurer le dbit et la pression de l'huile de graissage,
mais l'ensemble de ces obligations tait assez dlicat respecter.
En examinant de prs ces conditions, l'on ne pouvait manquer d'observer que les fuites l'intrieur
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de la pompe empruntaient trois chemins parallles, par l'extrieur et par les faces des pignons et
par la ligne de contact des dentures ; or, un calcul simple montre que, lorsque plusieurs rsistances
sont en parallle, si l'une d'elles est faible, il ne sert pas grand-chose d'augmenter la valeur des
autres.
Il me fallut conduire de laborieuses ngociations avec mon ami Andr Burguire ; tout en
admettant que mes arguments avaient quelque valeur, il tait tenu par la lgitime prudence d'unhomme responsable d'une bonne part de la qualit d'un vhicule qui allait se trouver lch sur les
routes la cadence de deux mille par jour. ,
Finalement, il fut convenu que l'on fabriquerait une dizaine de pices tenues vers le maximum des
tolrances et que l'on essaierait les pompes sur des moteurs qui, ayant dj parcouru une longue
distance, auraient pris un jeu suffisant.
La tentative fut concluante, ce qui nous tira une belle pine du pied et nous permit, en particulier,
d'alser les deux logements au mme poste de la machine-transfert l'aide d'une tte bibroche
monte sur un barillet.
Afin de parfaire la porte du clapet, il fut admis qu'elle serait assure par un lger matage ; si le
diamtre de la bille utilise cette fin fut strictement dfini, le dosage de l'nergie dlivre par le
coup de maillet fut laiss l'apprciation de l'oprateur ; peut-tre est-ce l'ultime manifestation de
fantaisie qui subsiste dans le monde quelque peu dshumanis de la fabrication en grande srie.
En menant toutes ces ngociations, qui taient depuis longtemps le pain quotidien des relations
entre bureau des tudes et Mthodes, nous ne savions pas qu'elles seraient un jour ornes (lu
vocable pompeux d'analyse de la valeur. Dans notre simplicit
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bonne quinzaine de kilogrammes et il me semblait peu rationnel de faire tourner une telle masse
pour enlever seulement quelques grammes de matire ; et puis, j'ai gard le souvenir vivace d'un
grave accident survenu l'atelier d'outillage central, l'A.O.C., pendant l'hiver 1932-1933, au cours
duquel un chronomtreur avait eu le bras arrach en mettant au point un tour "Bullard" vertical
six broches ; la. manche de sa blouse avait t accroche par une bride du montage porte-pice ;
depuis ce temps, j'ai toujours craint qu'en dpit des carters de protection les circonstances se
reproduisent. Aussi le collecteur est-
il usin maintenant sur une machine spciale plateaucirculaire munie d'un robuste outil clipse et sur laquelle on excute en outre quelques
oprations supplmentaires.
Piston
Une vieille rengaine de potaches atteste l'importance capitale du rle du piston dans le
fonctionnement d'un moteur, et la rigueur des tolrances lui accorde sa caution. Les efforts et les
gradients thermiques engendrent des distorsions ; les dimensions des gorges des segments et des
logements d'axes doivent tre respectes quelques micromtres prs ; enfin la jupe doit avoir unepaisseur constante, sous peine de se dformer de faon excessive lorsque sa temprature s'lve.
Depuis 1947, les exigences du bureau des tudes s'taient faites plus svres mesure que s'levait
la puissance demande au moteur, et il tait temps de remettre de l'ordre dans une gamme
d'usinage qui s'tait peu peu complique.
Pour excuter la premire opration, on choisit un tour automatique multibroche pour baucher la
jupe et terminer tout le porte-segment, y compris la face suprieure. Le plus difficile fut de
raliser les mandrins expansibles quipant les broches, car il fallait rpartir l'effort de serrage entre
des points nombreux tout en respectant les rgles de l'isostatisme et en entranant fortement lespices en rotation ; le but atteindre tait d'obtenir, sans bauche pralable, un porte-segment
impeccable-; toutes les pices constituant un mandrin, corps principal, brides palonnes,
culbuteurs, taient loges dans un espace de quelques centimtres cubes ; je dois convenir que le
premier trac ne donna pas de rsultats pleinement satisfaisants ; ce n'est qu' la seconde tentative
que le but fut atteint et que le tour livra des pistons corrects ; si j'prouve une gne rtrospective
reconnatre un chec, j'essaie de me consoler en songeant que peu nombreux sont ceux qui,
exempts de pch, sont qualifis pour nous jeter la premire pierre.
L'opration suivante s'accomplit sur une machine-transfert qui bauche les logements d'axe, creuse
les gorges des joncs d'arrt, fraise les rainures d'extraction et perce quelques trous graisseurs. C'estune machine dont la ralisation ne posa gure de problmes.
L'alsage des logements d'axe est une opration plus dlicate, la tolrance tant de l'ordre du
centime de millimtre et celle de l'ovalit cinq fois plus faible. La machine dite A.E.T.A.
(alseuse d'opration ttes amovibles et commande lectrique) porte deux broches chaque
extrmit du banc et travaille en va-et-vient ; il faut donc placer et brider deux pices pendant que
les autres subissent l'usinage, et sans transmettre celles-ci la moindre vibration incompatible
avec la prcision exige. Un arrosage abondant empche l'lvation de temprature des pices, car
il ne faut pas oublier que le coefficient de dilatation thermique de l'aluminium est double de celui
de la fonte. Le bti est mont sur des blocs de caoutchouc souple afin d'viter toute vibrationextrieure, et les moteurs, fixs au sol, n'entranent les broches et le systme d'avance que par
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l'intermdiaire de courroies trapzodales ; c'est une vision trange, lorsque l'oprateur bloque les
pices, de voir toute la machine osciller sur ses supports cependant que deux broches excutent
une opration de haute prcision.
Aprs cela, il ne reste plus qu' finir la jupe, et cela n'est pas la partie la plus simple du travail, car
la forme obtenir est passablement complique. Le temps n'est plus o, au dbut du sicle, les
pistons en fonte taient tout simplement des cylindres de rvolution. Vers 1925, pour tenir comptede la dformation rsultant des efforts transmis par l'axe, on enleva quelques diximes de
millimtre en face des trous d'axe en tournant successivement les pices autour de trois lignes de
centres diffrentes ; la difficult venait de ce que les trois surfaces s'intersectaient sous un angle
trs faible et que, pour quelques micromtres de plus ou de moins, la ligne d'intersection se
dplaait visiblement ; cela n'avait pas grande importance, mais l'omnipotent service du Contrle
sautait sur l'occasion pour pousser des clameurs, et il tait superflu d'essayer de lui faire
comprendre ce qu'tait la cotangente d'un angle minuscule.
La lgende rapporte que Louis Renault, visitant une usine aux U.S.A., constata que les Amricains
fabriquaient des pistons ovales, et que le collaborateur qui l'accompagnait avait observphilosophiquement : "Nous aussi, nous faisons des pistons ovales, mais a n'est pas exprs".
Pour la 4 CV, le bureau d'tudes avait adopt une forme section elliptique constante, ce qui tait
assez facile raliser puisque, avec un outil creux, on obtenait un cylindre oblique section
circulaire, identique la forme souhaite.
Nos collgues de Poissy n'taient pas plus gts que nous, car leurs pistons, section elliptique
tout comme les ntres, avaient, de plus, des gnratrices courbes. Ils durent faire l'acquisition
d'alseuses dont l'outil creux portait un grain coulissant radialement pendant l'avance de la table ;
c'tait un mcanisme trs dlicat et souvent capricieux qui, de toute faon, ne pouvait engendrerque des ellipses d'excentricit constante ; nous imaginions leurs soucis et nous bnissions le Ciel,
et le bureau d'tudes, de nous avoir dispenss de cette preuve.
Mais c'tait trop beau pour durer, et le cataclysme n'allait pas tarder fondre sur nos chtives
paules : chaque jour ouvrable, je retrouvais mon vieil ami Andr Burguire pour djeuner la
Popote des Cadres ; la rgle, en principe intangible, est que l'on ne doit pas parler de travail
pendant ces instants consacrs la dtente ; en dpit de la fermet du prsident de la table 8, qui
tait par ailleurs colonel de rserve de l'arme blinde, il nous arrivait souvent d'tre en faute, et la
sanction prenait la forme d'une bouteille ; pour pargner nos convives un trpas prmatur pour
cause de cirrhose hypertrophique, nous payions une amende forfaitaire mensuelle, et nous tions
libres de poursuivre nos conversations, le porte-mine en main, grand renfort de croquis sur la
nappe en papier.
Andr Burguire me demanda donc un jour de lui faire construire une machine usiner les jupes
des pistons de ses moteurs prototypes. II ne faut pas oublier qu' cette poque, pour essayer une
nouvelle forme, la seule solution tait de confier un ajusteur hautement qualifi la tche de
modifier une pice de srie selon des indications sommaires, en se servant d'un grattoir et de toile
abrasive fine ; en dpit de l'extraordinaire adresse des compagnons, il n'tait pas possible d'obtenir
des pistons identiques et de savoir si les diffrences constates aux essais provenaient de la
dispersion des formes ou d'une autre raison, telle, par exemple, que l'irrgularit du
refroidissement des fts.
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A premire vue, les conditions qui nous taient imposes ne semblaient pas trop difficiles
satisfaire : les directrices seraient dfinies par des fonctions harmoniques du deuxime ordre et les
gnratrices seraient lgrement bombes. Le rsultat fut obtenu en combinant le mouvement
d'excentriques synchroniss avec une broche et attaquant un palonnier mont sur des lames
lastiques, auquel une came apportait une correction supplmentaire lie la forme des
gnratrices : le rapport des bras de levier nous garantissait que les gabarits correspondant unesolution particulire seraient faciles raliser, ce qui permettrait de passer sans effort d'une forme
une autre.
La ralisation de la machine s'avanait et l'horizon semblait vraisemblablement dgag lorsque des
nuages y firent leur apparition ; le service commercial exprima des critiques relatives un certain
bruit de claquements (le pistons qui tait, parait il, perceptible pendant les deux ou trois premires
minutes de monte en temprature du moteur et grce auquel on expliquait l'allure tombante des
statistiques de vente. Pour comble d'embarras, on vit apparatre, venant en droite ligne de Detroit,
des pistons de forme bien complique : les courbes directrices n'taient mme plus des ellipses,
leur aplatissement variait du haut en bas de la jupe, et les gnratrices taient bombes ; un vraicauchemar de gomtre 1 Les Amricains utilisaient pour cela des rectifieuses trs spciales, mais
nous n'aurions pas pu, en cas de besoin, employer la mme mthode, car nos pices n'taient pas
assez rigides pour supporter impunment l'effort exerc par les meules ; de plus, celles-ci
pouvaient laisser des particules d'abrasif dans les porosits du mtal.
Pendant que nous tudiions la modification de notre veau cinq pattes, je songeais que, ds que le
bureau des tudes aurait trouv un piston satisfaisant, nous verrions sans dlai arriver une note de
service nous enjoignant de le produire en srie, et dans les moindres dlais.
La perspective n'avait rien de rassurant car la machine tourner les prototypes, qui tait encore natre, ne conviendrait pas du tout pour la fabrication en grande srie ; dire le vrai, il n'existait
alors aucune machine rpondant la question, et la seule solution consistait en raliser une par
nos propres moyens.
Je fis part de mes soucis Pierre Debos qui trouva que je me laissais aller un pessimisme
excessif, moins que je ne me laissasse conduire par un got maladif pour la mcanique hors srie
; force d'insistance, j'obtins quand mme la permission d'engager l'tude, qui fut confie Henri
Peltier.
Revenant la charge, je russis convaincre mon patron qu'il serait raisonnable de lancer la
fabrication d'un tour prototype, car les rcriminations du service commercial gagnaient chaque
jour quelques dcibels.
Ainsi que je l'avais imagin, la spcification arriva si vite que six tours furent mis en fabrication
avant mme que le prototype ft assembl. La conception tait assez originale car il tait, d'une
part, quip d'une alimentation automatique avec orientation du piston et, d'autre part, dpourvu de
banc ; comme il fallait que la broche tourne vite, on dut rduire l'inertie du porte-outil qui fut
seulement anim d'un mouvement d'oscillation ; le rglage de position du grain fut obtenu par
dformation lastique et non par coulissement, et on l'obtint ainsi une sensibilit de l'ordre du
millime de millimtre.
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Pour raliser des reproducteurs de trs haute prcision, Franois Pruvot adapta une commande
numrique originale sur une rectifieuse classique ; les examens les plus minutieux ne purent
dceler la moindre erreur et cependant la forme des pistons ne correspondait pas exactement ce
que nous attendions ; une seconde vrification des reproducteurs confirma les conclusions de la
premire ; finalement on comprit que les bossages contenant le logement de l'axe jouaient le rle
de masselottes et que la force centrifuge dformait la jupe pendant son usinage. Il fallut, d'une
part, rduire la vitesse de la broche et, d'autre part, modifier la forme des reproducteurs afin decompenser la distorsion rsiduelle.
11 faut croire que la machine est assez russie car, depuis vingt-cinq ans, elle a t vendue, de
nombreux exemplaires dans le monde entier, y compris le japon et les U.S.A., des fabricants
portant des noms parmi les plus prestigieux.
De son ct, la machine tourner les pistons prototypes donna satisfaction ; peut-tre faudrait-il
mme dire qu'elle travailla trop bien : en effet, Andr Burguire fut mis en difficult parce que les
pistons taient tellement semblables que l'on ne trouvait pas de carter-cylindres prototype ayant
quatre fts identiques ; il fallut disperser volontairement le rglage de la machine pour donnersatisfaction aux demandes des monteurs. C'est bien la seule fois de ma vie que j'ai entendu
dplorer la trop grande prcision d'une de nos machines !
Au dernier poste de la chane, les pices sont vrifies et tries. Comme les exigences du montage
ne sont pas compatibles avec la dispersion des machines, il faut que les quatre pistons d'un mme
moteur aient mme masse et mme diamtre, les diffrences ne dpassant pas, respectivement,
deux grammes et cinq millimes de millimtre.
Une machine, du type transfert, excute ces mesures, et celle du logement d'axe, les marque de
taches colores correspondant chaque classe, et les range sur des plateaux en fonction de leurdiamtre, les quatre pices d'un mme rang ayant la mme masse. Je crois me souvenir qu'il y a
cinq classes de diamtres, et six masses.
Pour transporter de poste en poste les informations relatives chaque poste, afin d'agir sur les
dispositifs de marquage et le distributeur final, le systme de commande comporte une mmoire
lectronique sous forme d'un registre glissement imagin par Jacques Thilliez.
La mise en service de la machine concida, d'une faon imprvue, avec un resserrement des
dispersions. Aucune raison technique ne pouvant expliquer ce phnomne, nous en fmes rduits
supposer que le contrematre responsable de la chane ne pouvait plus jouer de sa persuasion, ou
de son autorit, prs de l'opratrice jusque-l charge de la mesure et du triage, et qu'il avait d
surveiller ses rglages pour donner satisfaction l'inflexible rigueur de la machine automatique.
( suivre)
Pierre BZIER
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