FR2559545A1 - Device for supporting a camshaft on an internal combustion engine cylinder head, and method for mounting this camshaft - Google Patents

Device for supporting a camshaft on an internal combustion engine cylinder head, and method for mounting this camshaft Download PDF

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

Device for supporting a camshaft 6 on an internal combustion engine cylinder head 2, comprising bearings 7, 8, 11 securely fastened to the cylinder head 2 and each associated with a cylindrical bearing surface 9, 10, 12 of the shaft 6, two of these bearings being associated with two extreme bearing surfaces 9, 10 situated on either side of the cams 5, characterised in that each of the bearings 7, 8, 11 carrying the shaft 6 is made in a single part and fixed to the cylinder head 2 by means of screws 21, 22, 23 for assembling the latter to the engine block 1, and each extreme bearing surface 9, 10 of the shaft 6 has a diameter less than the radial dimension of the cams 5. This device is light, inexpensive and a low energy consumer.

Description

La présente invention a pour objet un dispositif de support d un arbre à cames sur une culasse de moteur à combustion interne, et comportant à cet effet plusieurs paliers solidaires de la culasse et associés chacun à une portée cylindrique de l'ar- bre, deux de ces paliers étant associés à deux portées extrëmes situées de part et d autre des cames. The present invention relates to a device for supporting a camshaft on an internal combustion engine cylinder head, and comprising for this purpose several bearings integral with the cylinder head and each associated with a cylindrical bearing of the shaft, two of these bearings being associated with two extreme bearings located on either side of the cams.

L'invention concerne également un procédé de montage de 1 arbre à cames au moyen de ce dispositif. The invention also relates to a method of mounting 1 camshaft by means of this device.

Les paliers sont généralement formés chacun de deux parties jointes suivant un plan diamétral et assemblées par deux vis après montage radial de l'arbre. Pour réduire le nombre de pièces et éviter les difficultés d ajustage précis de paliers en deux parties, il est connu de réaliser chaque palier monopièce avec la culasse. Celle-ci est alors de forme compliquée, difficile à obtenir par moulage d'un alliage léger notamment. En particulier, pour être démoulable lors de sa fabrication, la culasse doit comporter au droit des paliers des surplus de matière accroissant son poids. Par ailleurs, le montage de l'arbre devant alors s'effectuer axialement à travers les paliers. 1 alésage de ceux-ci, sauf d'un des paliers extrêmes, doit être suffisamment large pour laisser passer les cames.Les portées cylindriques correspondantes sont par suite d'un diamètre important et les frottements lors de la rotation de l'arbre y sont excessifs et générateurs d'une perte d'énergie nuisible au rendement du moteur. The bearings are generally each formed of two parts joined along a diametrical plane and assembled by two screws after radial mounting of the shaft. To reduce the number of parts and avoid the difficulties of precise adjustment of bearings in two parts, it is known to make each one-piece bearing with the cylinder head. This is then of complicated shape, difficult to obtain by molding a light alloy in particular. In particular, in order to be demouldable during its manufacture, the cylinder head must have, on the right of the bearings, surplus material increasing its weight. Furthermore, the mounting of the shaft must then be carried out axially through the bearings. 1 bore of these, except for one of the extreme bearings, must be wide enough to let the cams pass. The corresponding cylindrical bearings are consequently a large diameter and the friction during the rotation of the shaft are there excessive and generating a loss of energy detrimental to engine performance.

D'autre part, l'arbre à cames est avantageusement lubrifié au moyen d'une rampe tubulaire disposée parallèlement à l'arbre et reliant les paliers. La liaison de cette rampe avec les paliers nécessite 1 adaptation de raccords speciaux relativement coûteux. On the other hand, the camshaft is advantageously lubricated by means of a tubular ramp arranged parallel to the shaft and connecting the bearings. The connection of this ramp with the bearings requires 1 adaptation of relatively expensive special fittings.

L'invention a pour but de réaliser, pour supporter un arbre à cames de moteur à combustion interne, un dispositif léger, peu coûteux et faible consommateur d' énergie.  The object of the invention is to produce, for supporting a camshaft of an internal combustion engine, a light, inexpensive and low energy consumer device.

Selon 1 invention, chacun des paliers portant l'arbre est monopièce et fixé sur la culasse au moyen de vis d'assemblage de celle-ci sur le blocmoteur, et chaque portée extrême de l'arbre a un diamètre inferieur à la dimention radiale des cames. According to 1 invention, each of the bearings carrying the shaft is one-piece and fixed to the cylinder head by means of assembly screws thereof on the engine block, and each end bearing of the shaft has a diameter less than the radial dimension of the cams.

L'invention concerne aussi un procédé de montage de l'arbre à cames, consistant à emmancher d'abord chaque palier sur la portée correspondante, puis à fixer l'ensemble arbre et paliers sur la culasse. The invention also relates to a method of mounting the camshaft, comprising first fitting each bearing onto the corresponding bearing surface, then fixing the shaft and bearings assembly to the cylinder head.

Selon quelques caractéristiques avantageuses de l'invention
- une rampe de lubrification parallèle à l'arbre et reliant les paliers est rectiligne et emmanchée directement dans un trou de chaque palier, ce trou étant relie à la portée associée. Ce trou est borgne pour chaque palier extrême.Une goupille solidaire d'un des paliers coopère avec une encoche de la rampe de manière à maintenir celle-ci dans une position appropriée;
- a un palier intermédiaire est fixée une pièce d'immobilisation axiale de l'arbre, cette pièce étant engagée radialement dans une gorge de l'arbre délimitee d'un côté par la portée associée audit palier intermédiaire;
- chaque palier étant fixé à la culasse par deux vis orthogonal à l'arbre et situées de part et d autre de celui-ci, le palier comporte, ainsi éventuellement que la. culasse, un évidement entre les deux vis et entre l'arbre et la culasse:
- l'emmanchement de la rampe dans les trous des paliers s'effectue avant fixation de l'ensemble arbre et paliers sur la culasse.According to some advantageous features of the invention
- A lubrication ramp parallel to the shaft and connecting the bearings is straight and fitted directly into a hole in each bearing, this hole being connected to the associated bearing. This hole is blind for each end bearing. A pin secured to one of the bearings cooperates with a notch of the ramp so as to maintain the latter in an appropriate position;
- To an intermediate bearing is fixed an axial immobilization part of the shaft, this part being engaged radially in a groove of the shaft delimited on one side by the bearing associated with said intermediate bearing;
- Each bearing being fixed to the cylinder head by two screws orthogonal to the shaft and situated on either side of the latter, the bearing comprises, as well as possibly the. cylinder head, a recess between the two screws and between the shaft and the cylinder head:
- the fitting of the ramp into the bearing holes is carried out before fixing the shaft and bearings assembly on the cylinder head.

Un exemple de réalisation non limitatif d'un dispositif de support d'arbre à cames selon l'inven- tion est décrit ci-après, avec référence aux dessins annexés parmi lesquels
- la Figure 1 est une vue frontale d'une culasse d'un moteur à combustion interne équipée d'un mode de réalisation du dispositif selon 1 invention,
- la Figure 2 est une vue en élévation et coupe suivant la ligne Il-Il de la Figure 1;
- la Figure 3 est une vue frontale suivant
La fleche F3 (Figure 2) d'une partie du dispositif, avec coupe partielLe suivant la ligne III-IXI de la
Figure 2;
- et la Figure 4 est une vue frontale suivant la flèche F4 (Figure 2) d'une autre partie du dispositif, avec coupe partielle suivant la ligne
IV-IV de la Figure 2.A nonlimiting exemplary embodiment of a camshaft support device according to the invention is described below, with reference to the appended drawings among which
FIG. 1 is a front view of a cylinder head of an internal combustion engine equipped with an embodiment of the device according to 1 invention,
- Figure 2 is an elevational view in section along the line Il-Il of Figure 1;
- Figure 3 is a front view along
The arrow F3 (Figure 2) of a part of the device, with partial section along line III-IXI of the
Figure 2;
- And Figure 4 is a front view along arrow F4 (Figure 2) of another part of the device, with partial section along the line
IV-IV of Figure 2.

On voit sur les Figures, disposée sur un bloc-cylindres 1 de moteur à combustion interne, une culasse 2 dont la face 2a tournée vers le bloc délimite des chambres de combustion 3 et dont la face opposée 2b porte des guides 4 pour des soupapes non représentées. Ces soupapes sont destinées à être poussées vers les chambres de combustion, par l'in- termédiaire de leviers classiques non représentés, par des cames 5 formées sur un arbre 6. We see in the Figures, arranged on a cylinder block 1 of an internal combustion engine, a cylinder head 2 whose face 2a facing the block delimits combustion chambers 3 and whose opposite face 2b carries guides 4 for valves not represented. These valves are intended to be pushed towards the combustion chambers, by means of conventional levers not shown, by cams 5 formed on a shaft 6.

Cet arbre 6 est supporté par trois paliers deux paliers extrêmes 7, 8 associés à des portées cylindriques 9, 10 de l'arbre situées de part et d autre des cames 5, et un palier intermédiaire t1 associé à une portée 12 de l'arbre 6. This shaft 6 is supported by three bearings two extreme bearings 7, 8 associated with cylindrical bearings 9, 10 of the shaft located on either side of the cams 5, and an intermediate bearing t1 associated with a bearing 12 of the shaft 6.

Les portées 9. 10 sont de diamètre inférieur à la dimension radiale des cames 5, et seule la portée 12 est de diamètre supérieur à cette dimension. Une bague d'étanchéité 13, 14 est interposée radialement entre chaque palier extrême 7, 8 et un prolongement de la portée associée 9, 10. The bearing surfaces 9. 10 are of diameter less than the radial dimension of the cams 5, and only the bearing surface 12 is of diameter greater than this dimension. A sealing ring 13, 14 is interposed radially between each end bearing 7, 8 and an extension of the associated bearing surface 9, 10.

Les paliers 7, 8 sont en appui sur des bossages 15 qui saillent de la face 2b de la culasse 2 et qui sont reliés entre eux par un rebord 16 de cette face. Ce rebord 16 est delimité par une face plane 17 contre laquelle prend appui, par l'intermediaire d'un joint d'étanchéité 18, un couvercle 19 fixe à la culasse 2 par des vis non représentées. A chacune de ses deux extrémités, ce couvercle 19, tracé en traits mixtes à la Figure 1, prend appui sur l'un des paliers extrêmes 7, 8 suivant une ligne de jonction 20 en forme de V arrondi. The bearings 7, 8 are supported on bosses 15 which project from the face 2b of the cylinder head 2 and which are connected together by a flange 16 of this face. This rim 16 is delimited by a flat face 17 against which is supported, by means of a seal 18, a cover 19 fixed to the cylinder head 2 by screws not shown. At each of its two ends, this cover 19, drawn in phantom in Figure 1, is supported on one of the end bearings 7, 8 along a junction line 20 in the shape of a rounded V.

Des vis 21, 22, 23 orthogonales à l'arbre 6 et aux faces 2a et 2b traversent chacune un des paliers 7, 8, il et la culasse 2 et sont vissées dans le bloc-moteur, assurant ainsi simultanement la fixation des paliers 7, 8, 11 sur la culasse 2 et la fixation de celle-ci sur le bloc-moteur
Chaque palier 7, 8, 11 est traversé par deux vis 21, 22, 23 situées de part et d'autre de l'arbre à cames 6 et comporte. entre ces deux vis et entre 1 arbre 6 et la culasse 2, un évidement 24 au droit d'un évidement 25 de la culasse 2 délimite par deux bossages 15.Screws 21, 22, 23 orthogonal to the shaft 6 and to the faces 2a and 2b each pass through one of the bearings 7, 8, it and the cylinder head 2 and are screwed into the engine block, thus simultaneously ensuring the fixing of the bearings 7 , 8, 11 on the cylinder head 2 and the fixing thereof on the engine block
Each bearing 7, 8, 11 is crossed by two screws 21, 22, 23 located on either side of the camshaft 6 and comprises. between these two screws and between 1 shaft 6 and the cylinder head 2, a recess 24 in line with a recess 25 in the cylinder head 2 delimited by two bosses 15.

Une rampe tubulaire 26 de lubrification, rectiligne et parallèle à l'arbre 6, traverse le palier 11 par un trou 27, et chacune de ses extrémités est emmanchée dans un trou borgne 28, 29 d'un des paliers extrêmes 7, 6. Chacun de ces trous 27, 28, 29 est relié par un perçage 50, 51, 52 à la portée 9, 10, 12 associée au palier correspondant 7, 8, 11. A tubular ramp 26 for lubrication, straight and parallel to the shaft 6, passes through the bearing 11 through a hole 27, and each of its ends is fitted into a blind hole 28, 29 of one of the extreme bearings 7, 6. Each of these holes 27, 28, 29 is connected by a bore 50, 51, 52 to the bearing 9, 10, 12 associated with the corresponding bearing 7, 8, 11.

Une goupille 30 (Figure 2 et 3) solidaire du palier 7 coopere avec une encoche 31 de la rampe 26 de manière à maintenir celle-ci dans une position appropriée dans laquelle l'encoche 31 et diverses ouvertures 32, 33, 34 de la rampe 26 assurent le passage du lubrifiant arrivant par un conduit 35 de la culasse 2 vers les portées 10 et 12 et vers la périphérie des cames 5. A pin 30 (Figure 2 and 3) integral with the bearing 7 cooperates with a notch 31 of the ramp 26 so as to maintain the latter in a suitable position in which the notch 31 and various openings 32, 33, 34 of the ramp 26 ensure the passage of the lubricant arriving via a conduit 35 from the cylinder head 2 towards the surfaces 10 and 12 and towards the periphery of the cams 5.

Une plaque 36 en forme de fourche est engagée radialement dans une gorge 37 de l'arbre 6, délimitée d'un côté par la portée 12, et est fixée au palier 11 par une vis 38. Cette plaque 36 assure ainsi l'immobilisation axiale de l'arbre 6. A fork-shaped plate 36 is engaged radially in a groove 37 of the shaft 6, delimited on one side by the bearing 12, and is fixed to the bearing 11 by a screw 38. This plate 36 thus ensures the axial immobilization from the tree 6.

Le montage du dispositif s'effectue en emmanchant d'abord les paliers 11, 7 et 8 sur les portées cylindriques correspondantes 12, 9, 10. ainsi que la rampe tubulaire 26 dans les trous 27, 28, 29 des paliers. Puis on met en place la goupille 30 et la plaque 36, et enfin on fixe à la culasse 2 cet ensemble préassemblé au moyen des vis 21, 22 et 23. Le couvercle 10 est classiquement mis en place ultérieurement. The device is assembled by first engaging the bearings 11, 7 and 8 on the corresponding cylindrical surfaces 12, 9, 10. as well as the tubular ramp 26 in the holes 27, 28, 29 of the bearings. Then the pin 30 and the plate 36 are put in place, and finally this preassembled assembly is fixed to the cylinder head 2 by means of the screws 21, 22 and 23. The cover 10 is conventionally put in place later.

Ce dispositif est particulièrement leger et peu coûteux car il comporte peu de pièces de fixation ou de liaison notamment pour la rampe de lubrification 26, et les évidements 24, 25 sont réalisés aisément dans les paliers 7, 8, 11 et dans la culasse 2, fabriqués de préférence par moulage d'un alliage léger. De tels évidements n'auraient pu être prévus qu au prix d'un moule complexe composé de nombreuses pièces coulissantes si chaque palier 7, 8. 11 avait eté monopièce avec la culasse 2. This device is particularly light and inexpensive because it has few fixing or connecting parts, in particular for the lubrication ramp 26, and the recesses 24, 25 are easily made in the bearings 7, 8, 11 and in the cylinder head 2, preferably made by molding a light alloy. Such recesses could only have been provided at the cost of a complex mold composed of numerous sliding parts if each bearing 7, 8, 11 had been one-piece with the cylinder head 2.

Par ailleurs, le diamètre relativement petit des portees 9, 10, autorisé par le montage des paliers extrêmes 7, 8 sur l'arbre 6 avant leur fixation à la culasse 2, permet de ne consommer que peu d'énergie par frottement au droit de ces portées lors de la rotation de l'arbre 6.  Furthermore, the relatively small diameter of the bearing surfaces 9, 10, authorized by the mounting of the end bearings 7, 8 on the shaft 6 before their attachment to the cylinder head 2, makes it possible to consume little energy by friction at the right of these bearings during the rotation of the shaft 6.

Claims (6)

RvVENDICATIONSClaims 1 - Dispositif de support d'un arbre (6) à cames sur une culasse (2) de moteur à combustion interne, comportant des paliers (7, 8, 11) solidaires de la culasse (2) et chacun associés à une portée cylindrique (9, 10, 12) de l'arbre (6), deux de ces paliers étant associés à deux portées extrêmes (9, 10) situées de part et d'autre des cames (5), caractérisé en ce que chacun des paliers (7, 8, 11) portant l'arbre (6) est monopièce et fixé sur la culasse (2) au moyen de vis (21, 22, 23) d'assemblage de celle-ci sur le bloc-moteur '1), et chaque portée extreme (9, 10) de l'arbre (6) a un diamètre inférieur à la dimension radiale des cames (5). 1 - Device for supporting a camshaft (6) on a cylinder head (2) of an internal combustion engine, comprising bearings (7, 8, 11) integral with the cylinder head (2) and each associated with a cylindrical seat (9, 10, 12) of the shaft (6), two of these bearings being associated with two end bearings (9, 10) located on either side of the cams (5), characterized in that each of the bearings (7, 8, 11) carrying the shaft (6) is one piece and fixed to the cylinder head (2) by means of screws (21, 22, 23) for assembling the latter on the engine block '1) , and each end bearing (9, 10) of the shaft (6) has a diameter less than the radial dimension of the cams (5). 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est équipé d'une rampe rectiligne de lubrification (26) parallèle à l'arbre (6), reliant les paliers (7, 11, 8), et emmanchee directement dans un trou (28, 27, 29) à de chaque palier, ces trous communiquant avec les portées respectives (9, 11, 10) et les deux trous extrêmes (28, 29) étant borgnes, tandis qu'une goupille (30) solidaire de l'un des paliers coopère avec une encoche (31) de la rampe (26) pour maintenir cette dernière dans une position appropriée. 2 - Device according to claim 1, characterized in that it is equipped with a straight lubrication ramp (26) parallel to the shaft (6), connecting the bearings (7, 11, 8), and fitted directly into a hole (28, 27, 29) at each bearing, these holes communicating with the respective bearing surfaces (9, 11, 10) and the two end holes (28, 29) being blind, while a pin (30) secured of one of the bearings cooperates with a notch (31) of the ramp (26) to maintain the latter in an appropriate position. 3 - Dispcsitif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend une pièce (36) d'immobilisation axiale de l'arbre (6) engagée radialement Gdns une gorge (37) de ce dernier, ladite gorge étant délimitée d'un coté par la portée (2) associée au palier intermédiaire (11). 3 - Dispcsitif according to one of claims 1 and 2, characterized in that it comprises a part (36) of axial immobilization of the shaft (6) engaged radially Gdns a groove (37) of the latter, said groove being delimited on one side by the bearing (2) associated with the intermediate bearing (11). 4 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque palier (7, 8, 11) est fixé à la culasse (2) par des vis (21, 22. 23) orthogonales à l'arbre (6) et fixées de part et d'autre de celui-ci et chaque palier (7, 8, 11) comporte, ainsi qu'éventuellement la culasse (2).un évidement (24, 25) entre les vis (21, 22, 23) et entre l'arbre (6) et la culasse (2). 4 - Device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that each bearing (7, 8, 11) is fixed to the cylinder head (2) by screws (21, 22. 23) orthogonal to the shaft (6) and fixed on either side thereof and each bearing (7, 8, 11) comprises, as well as possibly the cylinder head (2) .a recess (24, 25) between the screws (21, 22, 23) and between the shaft (6) and the cylinder head (2). 5 - Procédé de montage d'un arbre (6) à cames sur une culasse (2) de moteur à combustion interne, au moyen d'un dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on emmanche d'abord chaque palier (11, 7, 8) sur la portee correspondante (12. 9. 10) de l'arbre (6), puis on fixe l'ensemble préassemblé arbre (6) et paliers (7, 8, 11) sur la culasse (2). 5 - A method of mounting a camshaft (6) on a cylinder head (2) of an internal combustion engine, by means of a device according to one of claims 1 to 4, characterized in that it engages d 'first each bearing (11, 7, 8) on the corresponding bearing (12. 9. 10) of the shaft (6), then the pre-assembled assembly of the shaft (6) and bearings (7, 8, 11) is fixed on the cylinder head (2). 6 - Procédé selon la revendication 5. ca ractérisé en ce qu'on emmanche une rampe rectiligne (26) de lubrification dans des trous correspondants (28, 27, 29) des paliers (7, 11, 8) avant la fixation sur la culasse (2) de l'ensemble arbre (6) et paliers (7. 8, 11).  6 - The method of claim 5. ca acterized in that it engages a straight rail (26) of lubrication in corresponding holes (28, 27, 29) of the bearings (7, 11, 8) before fixing to the cylinder head (2) of the shaft (6) and bearings (7, 8, 11) assembly.
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