FR3075286A1 - Arbre tournant et vehicule automobile equipe d'un tel arbre tournant - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un arbre 10 tournant comportant un palier 4 solide emmanché sur l'arbre 10 et une entretoise 2 formant butée fixée sur l'arbre 10, le palier 4 comportant un alésage 40 dans lequel l'entretoise 2 est insérée au moins partiellement. L'intégration de ce palier solide se fait dans un encombrement limité par exemple dans un encombrement équivalent à celui d'un palier hydrodynamique. L'invention concerne également un vilebrequin, un moteur et un véhicule automobile équipés d'un tel arbre tournant.

Description

ARBRE TOURNANT ET VEHICULE AUTOMOBILE EQUIPE D'UN TEL ARBRE TOURNANT
1. Domaine de l'invention
L'invention concerne un arbre tournant ainsi qu'un vilebrequin, un moteur et un véhicule automobile équipés d'un tel arbre tournant.
. Art antérieur
Dans une perspective de réduction des émissions de gaz à effet de serre d'un véhicule automobile, il est nécessaire de diminuer les frottements notamment liés à la rotation d'un arbre tournant au niveau du moteur. La réduction des frottements d'un arbre tournant est classiquement réalisée au moyen de paliers hydrodynamiques. Cependant, une telle solution ne permet pas de respecter les nouvelles exigences en matière de réduction des émissions de gaz à effet de serre.
Une solution pour réduire les frottements de manière satisfaisante est d'intégrer un palier à roulements. De tels paliers nécessitent une butée résistant aux efforts axiaux et s'opposant au glissement du palier le long de l'arbre. La butée est classiquement réalisée au moyen d'un anneau élastique ou d'un épaulement sur l'arbre.
Le problème d'une telle butée est qu'elle présente un encombrement supplémentaire le long de l'arbre par rapport à une solution comportant un palier hydrodynamique.
3. Objectifs de l'invention
L'invention propose une solution visant à pallier les inconvénients précités. Un objectif de l'invention est de permettre d'intégrer un palier à roulements dans un encombrement limité par exemple dans un encombrement équivalent à celui d'un palier hydrodynamique.
4. Résumé de l'invention
L'invention concerne un arbre tournant comportant un palier solide emmanché sur l'arbre et une entretoise formant butée fixée sur l'arbre, l'arbre étant caractérisé en ce que le palier comporte un alésage dans lequel l'entretoise est insérée au moins partiellement. Un tel arbre tournant présente l'avantage d'intégrer un palier solide dans un encombrement limité par exemple dans un encombrement équivalent à celui d'un palier hydrodynamique.
Selon une réalisation particulière de l'invention, le palier est un palier à roulements. Un palier à roulements est par exemple un roulement à billes. Un tel arbre tournant présente l'avantage de limiter les pertes par frottements par rapport à un palier hydrodynamique et donc de limiter les émissions de gaz à effet de serre.
Selon une réalisation particulière de l'invention, l'entretoise a une forme annulaire. Une entretoise de forme annulaire permet de répartir la résistance aux efforts axiaux et au glissement longitudinal du palier sur tout le périmètre de 1'arbre.
Selon une réalisation particulière de l'invention, l'entretoise comporte une portion emmanchée en force sur l'arbre. Ceci permet un montage simple du palier puis de l'entretoise par coulissement le long de l'arbre jusqu'à une position définitive.
Selon une réalisation particulière de l'invention, l'entretoise comporte une portion venue de matière avec l'arbre. Ceci permet d'obtenir une liaison fixe particulièrement rigide entre l'entretoise et l'arbre.
Selon une réalisation particulière de l'invention, le palier présente une forme annulaire. Ceci permet une répartition pratiquement uniforme de la masse autour de 1'arbre.
Selon une réalisation particulière de l'invention, l'alésage est réalisé le long d'une arête ou d'un congé du palier, en regard de l'arbre et de l'entretoise. Ceci permet de positionner l'entretoise entre le palier et un autre élément tel qu'un pignon de chaîne afin de séparer ces deux derniers éléments.
L'invention concerne également un vilebrequin comportant un arbre selon l'invention.
L'invention concerne également un moteur comportant un arbre selon l'invention.
L'invention concerne également un véhicule automobile comportant un arbre selon l'invention.
5. Liste des figures
D'autres caractéristiques et avantages innovants ressortiront de la description ci-après, fournie à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
La figure 1 représente une vue en perspective schématique et partielle d'un vilebrequin ;
La figure 2 représente une vue en perspective schématique et partielle du vilebrequin de la figure 1 équipé d'une entretoise ;
- La figure 3 représente une vue en perspective
schématique et partielle du vilebrequin de la figure 1 équipé
d'une entretoi se et d'un pignon de chaîne ;
- La figure 4 représente une vue de côté
schématique et partielle du . vilebrequin de la figure 1 ;
- La figure 5 représente une vue de côté
schématique et partielle du vilebrequin de la figure 1 équipé
d'un palier à roulements r et
- La figure 6 représente une vue de côté
schématique et partielle du vilebrequin de la figure 1 équipé
d'un palier à roulements, d 'une entretoise et d'un pignon de
chaîne selon un mode de réalisation de l'invention.
6. Description détaillée
Les figures 1 à 3 représentent respectivement une vue partielle d'un vilebrequin 1 d'un moteur de véhicule automobile, une entretoise 2 montée sur le vilebrequin 1 et un pignon de chaîne 3 monté sur le vilebrequin adjacent à l'entretoise 2. Le vilebrequin 1 comporte un arbre tournant 10 s'étendant suivant une direction d'élongation dite longitudinale. Un plan est dit longitudinal lorsqu'il comporte la direction longitudinale.
Les figures 1 à 3 représentent une configuration adaptée à la fois au cas classique d'un vilebrequin comportant un palier hydrodynamique et au cas correspondant à un mode de réalisation de l'invention.
Ainsi, les emplacements de l'entretoise 2 et du pignon de chaîne 3 sur le vilebrequin sont identiques dans le cas classique d'un vilebrequin comportant un palier hydrodynamique et dans le mode de réalisation de l'invention décrit. Par conséquent, l'encombrement le long de l'arbre est identique.
Les figures 4 à 6 représentent les étapes successives de montage d'un palier 4 à roulements, puis d'une entretoise 2 et d'un pignon de chaîne 3 sur le vilebrequin 1 selon un mode de réalisation de l'invention. La comparaison des figures 3 et 6 confirme que les emplacements de l'entretoise 2 et du pignon de chaîne 3 sur le vilebrequin sont identiques dans le cas classique d'un vilebrequin comportant un palier hydrodynamique (figure 3 par exemple) et dans le mode de réalisation de l'invention décrit dans lequel le vilebrequin comporte un palier 4 à roulements.
Le palier 4 à roulements a une forme au moins partiellement annulaire de sorte à s'emmancher sur l'arbre 10 du vilebrequin 1. Le palier 4 à roulements comporte par exemple une portion centrale 41 au contact de l'arbre 10 et entraînée en rotation avec l'arbre 10. En effet, l'emmanchement en force du palier 4 à roulements rend la portion centrale 41 solidaire de l'arbre 10. Le palier 4 à roulements comporte également une portion périphérique 42 éloignée radialement de l'arbre 10 et séparée de la portion centrale 41 par des billes 43 du palier 4 à roulements. Le palier 4 à roulements présente une section avant alésage rectangulaire dans un plan longitudinal.
En variante, le palier 4 est un palier lisse par exemple à coussinets. Le palier est réalisé dans une matière solide, par exemple métallique, en matière plastique ou en matériaux composites.
Le palier 4 à roulements présente une dimension longitudinale avant alésage L supérieure à la dimension longitudinale de l'emplacement disponible P pour le palier. Par conséquent, le palier 4 à roulements avant alésage positionné sur l'arbre 10 empiète sur l'emplacement de l'entretoise 2 dans la direction longitudinale d'une dimension d'empiètement E.
L'invention prévoit donc un alésage 40 dans le palier 4 à roulements de manière à ce que le palier 4 à roulements n'empiète pas sur l'emplacement de l'entretoise 2. L'alésage est réalisé au niveau d'une arête du palier 4 à roulements en regard de l'entretoise 2. L'arête est donc celle qui serait en contact avec l'arbre ou à proximité de l'arbre en l'absence d'alésage, et adjacente à l'entretoise. En variante, l'arête est remplacée par un congé assurant une transition curviligne entre deux faces du palier 4 dans un plan longitudinal. Dans l'exemple de la figure 6, l'entretoise 2 a une forme annulaire et comporte une portion périphérique 20 s'emboîtant parfaitement dans l'alésage 40.
L'entretoise 2 forme une butée résistant aux efforts axiaux et s'opposant au glissement longitudinal du palier 4 à roulements. Dans l'exemple, l'entretoise 2 est emmanchée en force sur l'arbre 10.
L'entretoise est réalisée par exemple dans une matière déformable élastiquement ou au contraire rigide. L'entretoise est par exemple en caoutchouc, métallique, en matière plastique ou en matériaux composites.
L'invention permet donc de placer le pignon de chaîne 3 au plus près du palier 4 à roulements afin de limiter l'encombrement de l'ensemble à un encombrement équivalent à celui d'un cas classique de vilebrequin à palier hydrodynamique.
L'intégration de ce palier solide se fait dans un encombrement limité par exemple dans un encombrement équivalent à celui d'un palier hydrodynamique.
A titre illustratif mais nullement limitatif, le palier 4 à roulements présente une dimension longitudinale avant alésage L de 20 millimètres et le lamage 40 présente une dimension longitudinale de 3 millimètres ce qui ne modifie pas le jeu entre l'entretoise 2 et le palier 4 à roulements de l'ordre de 0,1 millimètre.
En variante, l'entretoise comporte au moins une portion venue de matière avec l'arbre. Par exemple, l'entretoise est un épaulement formé dans l'arbre 10 ou un 5 ergot faisant saillie de l'arbre 10.
En variante, l'arbre tournant 10 est un arbre quelconque.
L'invention est décrite dans ce qui précède à titre d'exemple. Il est entendu que la personne de l'art est à même de réaliser différentes variantes de réalisation de l'invention, en associant par exemple les différentes caractéristiques ci-dessus prises seules ou en combinaison, sans pour autant sortir du cadre de l'invention.

Claims (8)

  1. REVENDICATIONS
    1. Arbre 10 tournant comportant un palier 4 solide emmanché sur l'arbre 10 et une entretoise 2 formant butée fixée sur l'arbre 10, l'arbre 10 étant caractérisé en ce que le palier 4 comporte un alésage 40 dans lequel l'entretoise 2 est insérée au moins partiellement.
  2. 2. Arbre 10 tournant selon la revendication 1 caractérisé en ce que le palier 4 est un palier à roulements.
  3. 3. Arbre 10 tournant selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'entretoise 2 a une forme annulaire.
  4. 4. Arbre 10 tournant selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'entretoise 2 comporte une portion emmanchée en force sur l'arbre 10.
  5. 5. Arbre 10 tournant selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'entretoise 2 comporte une portion venue de matière avec l'arbre 10.
  6. 6. Arbre 10 tournant selon d'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le palier 4 présente une forme annulaire.
  7. 7. Arbre 10 tournant selon la revendication précédente caractérisé en ce que l'alésage 40 est réalisé le long d'une arête ou d'un congé du palier, en regard de l'arbre 10 et de l'entretoise 2.
  8. 8. Vilebrequin caractérisé en ce qu'il comporte un arbre
    selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 . 9. Moteur caractérisé en ce qu'il comporte un arbre selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 . 5 10 Véhicule automobile caractérisé en ce qu' il
    comporte un arbre selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US2273379A (en) * 1938-12-07 1942-02-17 Fafnir Bearing Co Locking means for bearing rings
DE102015113174A1 (de) * 2015-08-10 2017-02-16 Erich Schürmann Verbindungselement für eine Welle-Nabe-Verbindung

Patent Citations (2)

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