FR3001255A1 - Dephaseur d'arbre a cames - Google Patents

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Abstract

Un déphaseur d'arbre à cames comprend un stator dans lequel est complémentairement agencé un rotor pivotant entre une première position angulaire et une seconde position angulaire. Le rotor se déplace sous l'action d'un fluide sous pression. Le déphaseur comprend de plus un dispositif de verrouillage de sorte à solidariser le stator et le rotor. Le dispositif de verrouillage comprend un pêne et une gâche. Le pêne se place en une position rentrée lorsque le fluide sous pression exerce sur lui une force axiale supérieure à celle qu'exerce en permanence un ressort le sollicitant vers une position sorti. Le fluide F sous pression s'écoule dans un canal principal débouchant dans l'orifice de la gâche de sorte qu'il agit axialement sur l'extrémité du pêne. De plus, le déphaseur comprend un canal secondaire par lequel une partie du fluide peut s'écouler depuis l'orifice de la gâche jusqu'à une surface discale transversale du pêne de sorte à y exercer une force axiale supplémentaire.

Description

DP-320769/MA DEPHASEUR D'ARBRE A CAMES DOMAINE TECHNIQUE L'invention est relative à un déphaseur d'arbre à cames pour moteur à combustion interne, et plus particulièrement à son dispositif de verrouillage. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION Dans le but d'optimiser le fonctionnement énergétique des moteurs à combustion interne, ceux-ci sont pourvus de déphaseurs hydrauliques avançant, ou retardant, la position angulaire de l'arbre à cames relativement à celle du vilebrequin. Les déphaseurs sont réalisés à l'instar de vérins rotatifs en ayant un premier membre, également nommé stator, lié en rotation au vilebrequin et un second membre, également nommé rotor, lié en rotation à l'arbre à cames. Le rotor axialement monté dans le stator est pivotant entre une position extrême dite « retard » et une position extrême dite « avance ». Le déphaseur est de plus pourvu d'un dispositif de verrouillage dans lequel un pêne, ou un pion, coopère avec une gâche complémentaire. Le pêne est monté coulissant dans un logement pourvu dans le rotor et, la gâche est un orifice pourvu dans le stator. Un ressort agencé au fond du logement sollicite le pêne vers le verrouillage. Le déverrouillage, correspondant à la rétractation totale du pêne à l'intérieur du logement, est actionné quant à lui par un fluide sous pression agissant sur l'extrémité du pêne agencé dans la gâche. Il arrive que ces dispositifs se déverrouillent mal, la force exercée par le fluide sous pression sur le pêne n'étant pas suffisante pour assurer une rétractation soudaine et totale. RESUME DE L'INVENTION La présente invention résout le problème ci-dessus mentionné en proposant un déphaseur hydraulique d'arbre à cames d'un moteur à combustion interne, le déphaseur comprenant un stator dans lequel est complémentairement agencé un rotor y pivotant selon un premier axe et sous l'action d'un fluide sous pression, entre une première position angulaire et une seconde position angulaire. Le stator et le rotor sont liés en rotation pour l'un au vilebrequin du moteur et pour l'autre à l'arbre à cames. Le déphaseur comprend de plus un dispositif de verrouillage de sorte à solidariser le stator et le rotor. Le dispositif de verrouillage comprend un pêne s'étendant selon un second axe parallèle au premier axe depuis une extrémité intérieure jusqu'à une extrémité extérieure et coulisse entre une position rentrée, dans laquelle il est entièrement à l'intérieur d'un logement pourvu dans le rotor, respectivement le stator, et une position sortie, dans laquelle il est partiellement sorti du logement. En position sortie, l'extrémité extérieure du pêne est complémentairement engagée dans l'orifice d'une gâche solidaire du stator, respectivement du rotor. Le pêne se place en position rentrée lorsque le fluide sous pression exerce sur lui une force axiale supérieure à celle qu'exerce en permanence un moyen élastique, tel un ressort de compression, le sollicitant vers la position sortie. Le fluide sous pression circule dans un canal principal débouchant dans l'orifice de la gâche de sorte qu'il exerce axialement une force sur l'extrémité extérieure du pêne. De plus, le déphaseur comprend un canal secondaire par lequel une partie du fluide peut s'écouler depuis l'orifice de la gâche jusqu'à une surface discale transversale du pêne de sorte à y exercer une force axiale supplémentaire, de sorte à aider au retrait du pêne. Le pêne comprend un tronçon cylindrique extérieur de petite section transversale situé au voisinage de l'extrémité extérieure et, un tronçon cylindrique intérieur de plus grande section transversale situé au voisinage de l'extrémité intérieure. La surface discale transversale du pêne s'étend radialement entre les deux tronçons. Le logement pourvu dans le rotor, respectivement le stator, est pourvu d'une autre surface discale transversale agencée entre un tronçon intérieur du logement dans lequel coulisse le tronçon intérieur du pêne et un tronçon extérieur dans lequel coulisse le tronçon extérieur du pêne. La surface discale transversale du logement fait face à la surface discale transversale du pêne. Le canal secondaire s'étend axialement le long du tronçon extérieur du logement jusqu'à déboucher dans la surface discale transversale du logement. Selon un premier mode de réalisation, la section du tronçon extérieur du pêne est ajustée glissante à la section du tronçon extérieur du logement, le canal secondaire étant une rainure s'étendant le long du tronçon extérieur du logement. Selon un autre mode de réalisation, la section du tronçon extérieur du pêne est plus petite que la section du tronçon extérieur du logement, l'espace tubulaire intercalaire entre le pêne et le logement formant le canal secondaire.
DESCRIPTION DES FIGURES Un mode de réalisation de l'invention est maintenant décrit par l'intermédiaire des figures suivantes. La Figure 1 est une vue en coupe axiale d'un arbre à cames équipé d'un déphaseur ainsi que le schéma du circuit hydraulique. La Figure 2 est une coupe transversale du déphaseur de la Figure 1. La Figure 3 est une vue éclatée en du déphaseur des Figures 1 et 2. La Figure 4 est le schéma du dispositif de verrouillage du déphaseur réalisé selon l'invention et agencé en position rentrée.
La Figure 5 est similaire à la Figure 4 mais en position sortie. La Figure 6 est une coupe transversale du dispositif de verrouillage. DESCRIPTION DES MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS Selon la Figure 1 le vilebrequin, non représenté, d'un moteur à combustion interne 10 entraine en rotation autour d'un premier axe A, via une courroie non représentée, un arbre à cames 12 actionnant les soupapes d'admission. En bout de l'arbre à cames 12 est agencé un déphaseur 14 hydraulique qui permet d'ajuster la position angulaire de l'arbre à cames 12 relativement à celle du vilebrequin. Le déphaseur 14 comprend un membre extérieur, appelé stator 16, lié en rotation au vilebrequin et, un membre intérieur, appelé rotor 18, solidaire de l'arbre à cames 12. Selon la coupe de la Figure 2, le stator 16 est pourvu de quatre cloisons s'étendant radialement en direction du premier axe A et, le rotor 18 est complémentairement pourvu de quatre extensions radiales. Une fois le rotor 18 agencé dans le stator 16, les cloisons se placent entre les parois radiales et définissent quatre chambres hydraulique de retard, dites Cl, intercalées avec quatre chambres hydraulique d'avance, dites C2. Les chambres de retard Cl sont également appelées chambres de décroisement et les chambres d'avance C2, chambres de croisement. Un fluide F sous pression circulant dans les chambres Cl ou C2, le rotor 18 pivote dans le stator 16, selon le premier axe A, entre une première position extrême Pl, dite position retard, ou de décroisement, et une seconde position extrême P2, dite position avance, ou de croisement. Il existe de multiples alternatives à la présente construction, notamment des déphaseurs ayant plus ou moins de huit chambres. De plus la présente description prend pour exemple un déphaseur lié à un arbre à cames actionnant les soupapes d'admissions, l'invention est parfaitement applicable pour un déphaseur lié à un arbre à cames actionnant les soupapes d'échappement et l'homme du métier saura faire les adaptations nécessaires.
Selon la vue éclatée de la Figure 3, on distingue que le stator 16 est tubulaire et clôt par un couvercle transversal 20 mais, alternativement le stator 16 pourrait être réalisé en une seule pièce. Le déphaseur 14 est de plus pourvu d'un dispositif de verrouillage 22 comprenant, à l'instar d'un verrou, un pêne 24 et une gâche 26 complémentaires. Dans le rotor 18, le pêne 24 est ajusté coulissant dans un logement 28 s'étendant selon un second axe B parallèle au premier axe A, tandis que dans le couvercle 20 solidaire du stator 16 est pourvu un logement complémentaire constituant la gâche 26. Dans l'alternative d'un stator 16 réalisé en une seule pièce, le logement de la gâche 26 est directement est directement pourvu dans le stator 16.
Selon les Figures 4 et 5, le logement 28 s'étend selon le second axe B depuis un fond 30, situé sur la gauche des Figures, sans que cela ait un caractère limitatif notamment quant à l'orientation du déphaseur, jusqu'à une embouchure 32 située au voisinage immédiat du couvercle 20. Le logement 28 comprend un tronçon intérieur 34 cylindrique de révolution et un tronçon extérieur 36 également cylindrique de révolution. La section du tronçon intérieur 34 étant plus grande que celle du tronçon extérieur 36, une surface discale transversale 38 reliant les deux tronçons 34, 36. De plus, le tronçon extérieur 36 du logement est pourvu d'une rainure axiale 40 s'étendant de l'embouchure 32 à la surface distale transversale 38. Particulièrement visible sur la section transversale de la Figure 6, la rainure 40 a une section rectangulaire sans que cela soit limitatif, toute autre profil étant adéquat. Le pêne 24 coulissant dans le logement 28 s'étend également selon le second axe B depuis une extrémité intérieure 42 jusqu'à une extrémité extérieure 44. Il comprend un tronçon intérieur 46 ajusté glissant dans le tronçon intérieur 34 du logement et, un tronçon extérieur 48 ajusté glissant dans le tronçon extérieur 36 du logement. De manière complémentaire au logement 28, le pêne 24 est pourvu d'une surface discale transversale 50 reliant ses deux tronçons 46, 48, et faisant face à la surface discale transversale 38 du logement.
La gâche 26 comprend un orifice 52 complémentaire de l'extrémité extérieure 44 du pêne et dans lequel débouche un canal de déverrouillage 54 reliant l'orifice 52 à la chambre hydraulique avance C2 voisine. Ainsi agencé, le pêne 24 peut être entièrement à l'intérieur du logement 28, en position rentrée PR tel que sur la Figure 4, ou bien peut être partiellement sorti du logement 28, en position sorti PS, l'extrémité extérieure 44 du pêne s'agençant complémentairement dans l'orifice 52 de la gâche 26. En position rentrée PR, le rotor 18 peut pivoter, selon le premier axe A, par rapport au stator 16 alors qu'en position sorti PS, le rotor 18 et le stator 16 sont verrouillés, immobiles l'un par rapport à l'autre. Un ressort 56 de compression est agencé de sorte à solliciter en permanence le pêne 24 vers la position sortie PS. Alternativement et dans le but de maintenir le ressort 56 selon l'axe du pêne 24, celui-ci plutôt que d'être plein, peut être pourvu d'un alésage central s'étendant axialement depuis l'extrémité intérieure 42 du pêne vers l'extrémité extérieure 44 mais sans déboucher. Le ressort 56 est ensuite agencé dans cet alésage et y est maintenu en partie, le ressort 56 étant comprimé entre le fond 30 et le fond de l'alésage. Pour déverrouiller le déphaseur 14, les chambres C2 sont alimentées en fluide sous pression, celui-ci passe par le canal principal 54 et arrive dans l'orifice 52 de la gâche 26 où il exerce sur l'extrémité extérieure 44 du pêne une force Fl axiale sollicitant le pêne 24 vers la position rentrée PR. De plus du fluide sous pression passe également par la rainure 40, formant un canal secondaire, et vient exercer sur la surface discale transversale 50 du pêne une force supplémentaire F2 axiale s'ajoutant à la force Fl et sollicitant également le pêne 24 vers la position rentrée PR.
Dans une alternative non représentée, le canal secondaire longeant le tronçon extérieur 36 du logement peut avoir toute autre forme que la section rectangulaire. Notamment, la section du pêne 24 peut plus nettement petite que celle du logement 26 et ainsi former un passage tubulaire tout autour du tronçon extérieur 48 du pêne, ce passage tubulaire formant le canal secondaire 40 par lequel le fluide F passe pour agir sur le pêne 24.

Claims (4)

  1. REVENDICATIONS1. Déphaseur (14) d'arbre à cames (12) d'un moteur (10) à combustion interne, le déphaseur (14) comprenant un stator (16) dans lequel est complémentairement agencé un rotor (18) y pivotant selon un premier axe (A) et sous l'action d'un fluide (F) sous pression, entre une première position (P1) angulaire et une seconde position (P2) angulaire, le stator (16) et le rotor (18) étant liés en rotation pour l'un au vilebrequin du moteur (10) et pour l'autre à l'arbre à cames (12), le déphaseur (14) comprenant de plus un dispositif de verrouillage (22) de sorte à solidariser le stator (16) et le rotor (18), le dispositif de verrouillage (22) comprenant un pêne (24) s'étendant selon un second axe (B) parallèle au premier axe (A) depuis une extrémité intérieure (42) jusqu'à une extrémité extérieure (44) et coulissant entre une position rentrée (PR), dans laquelle il est entièrement à l'intérieur d'un logement (28) pourvu dans le rotor (18), respectivement le stator (16), et une position sortie (PS), dans laquelle il est partiellement sorti du logement (28), son extrémité extérieure (44) étant complémentairement engagée dans l'orifice d'une gâche (26) solidaire du stator (16), respectivement du rotor (18) ; le pêne (24) se plaçant en position rentrée (PR) lorsque le fluide (F) sous pression exerce sur lui une force axiale supérieure à celle qu'exerce en permanence un moyen élastique (56) le sollicitant vers la position sortie (PS), le fluide (F) sous pression circulant dans un canal principal (54) débouchant dans l'orifice de la gâche (26) de sorte qu'il exerce axialement (B) une force Fl sur l'extrémité extérieure (44) du pêne, caractérisé en ce que le déphaseur (14) comprend en outre un canal secondaire (40) par lequel une partie du fluide (F) peut s'écouler depuis l'orifice de la gâche (26) jusqu'à une surface discale transversale (50) du pêne de sorte à y exercer une force axiale supplémentaire (F2).
  2. 2. Déphaseur (14) selon la revendication précédente dans lequel le pêne (24) comprend un tronçon cylindrique extérieur (48) de petite section transversale situé au voisinage de l'extrémité extérieure (44) et, un tronçon cylindrique intérieur (46) de plus grande section transversale situé au voisinage de l'extrémité intérieure (42), la surface discale transversale (50) du pêne s'étendant radialement entre les deuxtronçons (46, 48), le logement (28) pourvu dans le rotor (18), respectivement le stator (16), étant pourvu d'une autre surface discale transversale (38) agencée entre un tronçon intérieur (34) du logement, dans lequel coulisse le tronçon intérieur (46) du pêne, et un tronçon extérieur (36) dans lequel coulisse le tronçon extérieur (44) du pêne, la surface discale transversale (38) du logement faisant face à la surface discale transversale (50) du pêne, le canal secondaire (40) s'étendant axialement le long du tronçon extérieur (36) du logement jusqu'à déboucher dans la surface discale transversale (38) du logement.
  3. 3. Déphaseur (14) selon la revendication 2 dans lequel la section du tronçon extérieur (48) du pêne est ajustée glissante à la section du tronçon extérieur (36) du logement, le canal secondaire (40) étant une rainure s'étendant le long du tronçon extérieur (36) du logement.
  4. 4. Déphaseur (14) selon la revendication 2 dans lequel la section du tronçon extérieur (48) du pêne est plus petite que la section du tronçon extérieur (36) du logement, l'espace tubulaire intercalaire entre le pêne (24) et le logement (28) formant le canal secondaire (40).20
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