FR3091735A1

FR3091735A1 - Mécanisme suiveur avec caractéristique anti-rotation

Info

Publication number: FR3091735A1
Application number: FR2000307A
Authority: FR
Inventors: Scott Abrahamson
Original assignee: Koyo Bearings North America LLC
Current assignee: JTEKT Bearings North America LLC
Priority date: 2019-01-14
Filing date: 2020-01-14
Publication date: 2020-07-17
Anticipated expiration: 2040-01-14
Also published as: KR102294206B1; CN111434913A; KR20200088221A; DE102020200279A1; JP6868130B2; US10941737B2; CN111434913B; JP2020112158A; DE102020200279B4; US20200224617A1; FR3091735B1

Abstract

Mécanisme suiveur (100) comprenant une coupelle externe (120) ayant une paroi latérale, une partie de lèvre annulaire (128) disposée au niveau d’une première extrémité de la paroi, un rebord annulaire (130) disposé sur la paroi et dans un plan transversal par rapport à un axe central longitudinal du mécanisme, et un dispositif anti-rotation disposé sur le rebord. Une coupelle interne (140) comprend une lèvre annulaire s’étendant radialement vers l’extérieur à partir de cette dernière, et une paire d’ouvertures d’arbre (150), la coupelle interne étant disposée dans la coupelle externe de sorte que la lèvre vient en butée contre le rebord de la coupelle externe ainsi que les dispositifs anti-rotation de sorte que la coupelle interne ne peut pas tourner par rapport à la coupelle externe. Un arbre (162) est reçu dans les ouvertures, et un galet suiveur (160) est reçu à rotation sur l’arbre. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 2.

Description

Mécanisme suiveur avec caractéristique anti-rotation

Domaine de l’invention

La présente invention concerne généralement les mécanismes suiveurs. Plus particulièrement, la présente invention concerne les conceptions et les procédés d’assemblage des mécanismes suiveurs et leurs dispositifs d’alignement associés.

Contexte de l’invention

Les mécanismes suiveurs sont souvent utilisés dans un dispositif de commande de soupapes d’un moteur à combustion interne pour transmettre le mouvement d’un arbre à cames du moteur à une ou plusieurs soupapes d’admission ou d’échappement. Lorsque l’arbre à cames tourne, les mécanismes suiveurs reçoivent à la fois une force latérale et une forme descendante des lobes correspondants sur l’arbre à cames, mais ne transmettent que la force descendante aux soupapes afin d’ouvrir et/ou de fermer les soupapes. Les mécanismes suiveurs réduisent ainsi la possibilité de plier ou bien d’endommager les tiges de soupape des soupapes. Egalement, les mécanismes suiveurs sont souvent utilisés dans des pompes à carburant haute pression entraînées par arbre à cames qui sont utilisées dans des systèmes d’injection directe d’essence (GDI).

Les mécanismes suiveurs de type à godet existants comprennent typiquement un godet estampé ou formé à froid. Un galet suiveur est typiquement supporté sur un arbre qui est directement fixé sur le godet par exemple par agrafage, retreinte, etc. Ainsi, le godet est un élément de support de charge et par conséquent, nécessite un traitement thermique et des opérations telle que la rectification. Ainsi, les mécanismes suiveurs ont souvent une certaine forme de dispositif d’alignement porté dans une ouverture définie par le godet de sorte que la rotation du mécanisme suiveur dans l’alésage correspondant est empêchée. Un exemple des dispositifs d’alignement connus est une broche en forme de champignon qui est fixée dans une ouverture du godet du mécanisme suiveur. De telles broches peuvent être difficiles à fabriquer en raison de leurs formes complexes. De plus, les traitements thermiques requis du godet peuvent provoquer la déformation de l’ouverture qui reçoit le dispositif d’alignement, compliquant ainsi l’assemblage. De tels dispositifs d’alignement sont souvent fixés dans leurs ouvertures correspondantes par un ajustement avec serrage. Ainsi, lorsqu’un mécanisme suiveur comprend un godet interne et un godet externe, un dispositif anti-rotation est souvent utilisé pour empêcher la rotation relative entre les deux godets. La fabrication de deux dispositifs d’alignement et anti-rotation distincts peut conduire à des coûts de fabrication élevés.

La présente invention reconnaît et traite les considérations des constructions et des procédés de l’art antérieur.

Un mode de réalisation de la présente divulgation propose un mécanisme suiveur mobile dans un alésage le long d’un axe central longitudinal de l’alésage, le mécanisme comprenant une coupelle externe ayant une surface interne et une surface externe définissant une paroi latérale sensiblement cylindrique, une partie de lèvre annulaire disposée au niveau d’une première extrémité de la paroi latérale, le rebord annulaire étant disposé dans un plan qui est transversal à un axe central longitudinal du mécanisme suiveur, et un dispositif anti-rotation disposé sur le rebord annulaire. Une coupelle interne comprend une lèvre annulaire s’étendant radialement vers l’extérieur à partir de cette dernière et une paire d’ouvertures d’arbre, la coupelle interne étant disposée dans la coupelle externe de sorte que la lèvre de la coupelle interne vient en butée à la fois contre le rebord annulaire et le dispositif anti-rotation de la coupelle externe de sorte que la coupelle interne ne peut pas tourner par rapport à la coupelle externe. Un arbre ayant une première extrémité et une seconde extrémité, chacune parmi la première extrémité et la seconde extrémité étant disposée dans une ouverture correspondante des ouvertures d’arbre, et un galet suiveur reçu à rotation sur l’arbre de sorte qu’une partie du galet suiveur s’étend axialement vers l’extérieur au-delà de la partie de lèvre annulaire de la coupelle externe.

Un autre mode de réalisation de la présente divulgation propose un ensemble de moteur à combustion interne ayant une culasse comprenant un alésage, un arbre à cames supporté à rotation dans la culasse, l’arbre à cames comprenant un lobe, une pompe à carburant comprenant une tige de pompe, un mécanisme suiveur disposé, de manière coulissante, dans l’alésage de la culasse, comprenant une coupelle externe ayant une surface interne et une surface externe définissant une paroi latérale sensiblement cylindrique, une première partie de lèvre annulaire disposée au niveau d’une première extrémité de la paroi latérale, un rebord annulaire qui est disposé à une intersection de la première extrémité de la paroi latérale et de la première partie de lèvre annulaire, et un dispositif anti-rotation s’étendant axialement vers l’extérieur à partir du rebord annulaire, dans lequel la première partie de lèvre annulaire est plus fine dans une direction radiale que la paroi latérale, une coupelle interne comprenant une paroi latérale et une lèvre supérieure s’étendant radialement vers l’extérieur à partir d’un périmètre supérieur de la coupelle interne, la coupelle interne étant disposée dans la coupelle externe de sorte qu’une partie de la lèvre supérieure de la coupelle interne vient en butée contre le rebord annulaire de la coupelle externe et y est axialement fixée par la première partie de lèvre annulaire de la coupelle externe qui vient en butée contre un bord supérieur de la coupelle interne ; et un galet suiveur reçu à rotation sur le mécanisme suiveur de sorte qu’une partie du galet suiveur s’étend axialement vers l’extérieur au-delà de la première partie de lèvre annulaire de la coupelle externe, dans lequel une partie de la lèvre supérieure de la coupelle interne vient en butée contre le dispositif anti-rotation de la coupelle externe, empêchant ainsi la rotation relative entre la coupelle interne et la coupelle externe.

Les dessins joints illustrent un ou plusieurs modes de réalisation de l’invention et conjointement avec la description, servent à expliquer les principes de l’invention.

Une description complète et suffisante de la présente invention, comprenant son meilleur mode, adressée à l’homme du métier, est présentée dans la divulgation, qui fait référence aux dessins joints, dans lesquels :
est une vue en perspective d’un mode de réalisation d’un mécanisme suiveur selon la présente description ;
est une autre vue en perspective d’un mode de réalisation d’un mécanisme suiveur selon la présente description ;
est une vue en perspective en éclaté du mécanisme suiveur représenté sur les figures 1A et 1B ;
est une vue en coupe du mécanisme suiveur représenté sur les figures 1A et 1B ;
est une autre vue en coupe du mécanisme suiveur représenté sur les figures 1A et 1B ;
est une vue en coupe supplémentaire du mécanisme suiveur représenté sur les figures 1A et 1B ;
est une vue en perspective d’une coupelle interne du mécanisme suiveur représenté sur les figures 1A et 1B ;
est une autre vue en perspective d’une coupelle interne du mécanisme suiveur représenté sur les figures 1A et 1B ;
est une vue en perspective d’une coupelle externe du mécanisme suiveur représenté sur les figures 1A et 1B ;
est une vue en perspective d’un mode de réalisation de la caractéristique anti-rotation présente sur la coupelle externe des mécanismes suiveurs présentement décrits ;
est une vue en perspective d’un autre mode de réalisation de la caractéristique anti-rotation présente sur la coupelle externe des mécanismes suiveurs présentement décrits ;
est une vue en perspective d’un mode de réalisation supplémentaire de la caractéristique anti-rotation présente sur la coupelle externe des mécanismes suiveurs présentement décrits ;
est une vue en perspective d’encore un autre mode de réalisation de la caractéristique anti-rotation présente sur la coupelle externe des mécanismes suiveurs présentement décrits ;
est une vue partielle de la caractéristique anti-rotation représentée sur la figure 6A ;
est une autre vue partielle de la caractéristique anti-rotation représentée sur la figure 6A ;
est une vue en coupe partielle d’une pompe à carburant haute pression comprenant le mécanisme suiveur représenté sur les figures 1A et 1B ;
est une vue en perspective d’un autre mode de réalisation en variante d’un mécanisme suiveur selon la présente description ;
est une autre vue en perspective d’un autre mode de réalisation en variante d’un mécanisme suiveur selon la présente description ;
est une vue en perspective en éclaté du mécanisme suiveur représenté sur les figures 9A et 9B ;
est une vue en coupe du mécanisme suiveur représenté sur les figures 9A et 9B ;
est une autre vue en coupe du mécanisme suiveur représenté sur les figures 9A et 9B ;
est une vue en coupe supplémentaire du mécanisme suiveur représenté sur les figures 9A et 9B ;
est une vue en coupe supplémentaire du mécanisme suiveur représenté sur les figures 9A et 9B ;
est une vue en perspective d’une coupelle interne du mécanisme suiveur représenté sur les figures 9A et 9B ;
est une vue en perspective supplémentaire d’une coupelle interne du mécanisme suiveur représenté sur les figures 9A et 9B ; et
est une vue en perspective d’une coupelle externe du mécanisme suiveur représenté sur les figures 9A et 9B.

L’utilisation répétée des numéros de référence dans la présente divulgation et les dessins est prévue pour représenter les mêmes caractéristiques ou éléments de l’invention ou des caractéristiques ou éléments analogues de l’invention selon la description.
Description détaillée des modes de réalisation préférés

On fait maintenant référence de manière détaillée aux modes de réalisation actuellement préférés de l’invention, dont un ou plusieurs exemples sont illustrés dans des dessins joints. Chaque exemple est proposé à titre d’explication, de manière non limitative, de l’invention. En fait, il ressortira plus clairement pour l’homme du métier que des modifications et des variantes peuvent être apportées à la présente invention sans pour autant s’éloigner de sa portée ni de son esprit. Par exemple, les caractéristiques illustrées ou décrites comme faisant partie d’un mode de réalisation peuvent être utilisées dans un autre mode de réalisation pour obtenir encore un autre mode de réalisation.

En référence maintenant aux figures, comme représenté sur les figures 1A à 3C, un mode de réalisation d’un mécanisme suiveur 100 selon la présente description comprend une coupelle externe 120 sensiblement cylindrique, une coupelle interne 140 reçue à l’intérieur de cette dernière, un galet suiveur 160 supporté par la coupelle interne 140, un dispositif d’alignement 142 formé dans la coupelle externe 120 et un dispositif anti-rotation 141 (figure 7A) formé par des parties des coupelles interne et externe, comme abordé de manière plus détaillée ci-dessous. Comme représenté sur la figure 8, le mécanisme suiveur 100 est utilisé dans une pompe à carburant haute pression 180 d’un moteur à combustion interne, bien que d’autres utilisations pour le mécanisme suiveur 100 sont possibles. Lorsqu’un arbre à cames 182 du moteur tourne, un lobe 184 de l’arbre à cames 182 ou d’un culbuteur (non représenté) raccordé à l’arbre à cames 182, met en prise le galet suiveur 160 du mécanisme suiveur 100 pour convertir le mouvement de rotation de l’arbre à cames 182 en mouvement linéaire du mécanisme suiveur 100 dans un alésage 186 d’une culasse 188 correspondante. Une tige de pompe 190 de la pompe 180 est positionnée dans et est raccordée au mécanisme suiveur 100 de sorte que, lorsque le mécanisme suiveur 100 se déplace dans une direction linéaire dans l’alésage 186, la tige de pompe 190 est déplacée de manière alternée vers la gauche (comme représenté) par le ressort 192 et vers la droite par le mécanisme suiveur 100. Les forces de l’arbre à cames 182 sont ainsi transmises par le mécanisme suiveur 100 à la pompe 180 de sorte que seules les forces sensiblement dans la même direction que le mouvement de la tige de pompe 190, agissent sur la pompe 180. De plus, le mécanisme suiveur 100 sert de dispositif d’isolation de vibration de torsion entre l’arbre à cames 182 et la pompe 180 pour empêcher la transmission des forces de rotation. Comme représenté, le dispositif d’alignement 142 est une saillie semi-cylindrique s’étendant vers l’extérieur qui est de préférence percée ou formée dans la paroi latérale de la coupelle externe 120 avant les processus de traitement thermique.

De plus, en référence à la figure 5, la coupelle externe 120 du présent mode de réalisation comprend une surface externe cylindrique 124, une surface interne cylindrique 126 qui est sensiblement concentrique avec cette dernière, le dispositif d’alignement 142 et le dispositif anti-rotation 141 (figure 7A). La coupelle externe 120 est de préférence formée à partir d’une ébauche de métal en feuille d’acier à faible, moyenne ou haute teneur en carbone ou d’acier allié par un processus d’estampage ou un processus d’emboutissage profond en utilisant une pression de transfert ou progressive à plusieurs stations. De plus, la coupelle externe 120 comprend une lèvre annulaire 128 et 134 formée au niveau de chacune de ses extrémités opposées. Une lèvre annulaire 128 est plus fine dans la direction radiale que la paroi latérale résiduelle de la coupelle externe 120, formant un rebord annulaire 130 avec cette dernière. Dans cet état initial, d’avant d’assembler complètement le mécanisme suiveur 100, la lèvre annulaire 128 s’étend axialement vers l’extérieur parallèlement à un axe central longitudinal de la coupelle externe 120, alors que le rebord annulaire 130 est dans un plan qui est transversal par rapport à l’axe central longitudinal. Lors de la formation de la coupelle externe 120, la lèvre annulaire 134 peut être initialement formée en s’étendant radialement vers l’intérieur lorsque les autres composants du galet suiveur sont de préférence placés dans la coupelle externe 120 à partir de l’extrémité à laquelle la lèvre annulaire 128 est disposée.

De plus en référence aux figures 4A et 4B, la coupelle interne 140 comprend de préférence une paroi latérale 144 comprenant deux parties incurvées 143 opposées avec deux parties latérales 155 parallèles s’étendant entre elles, une partie inférieure semi-sphérique 146, une lèvre annulaire 148 s’étendant radialement vers l’extérieur à partir d’un périmètre supérieur de la paroi latérale 144, et une paire d’ouvertures d’arbre 150 définie par la paroi latérale 144. La lèvre supérieure 148 définit un coin 149 au niveau de l’intersection de chaque partie incurvée 143 et de la partie latérale 155 de la paroi latérale 144 de la coupelle interne.

En référence maintenant à la figure 6A, un premier mode de réalisation d’un dispositif anti-rotation selon la présente description comprend au moins une saillie 147 s’étendant axialement vers le haut à partir du rebord annulaire 130 de la coupelle externe 120. Comme représenté, la saillie 147 s’étend le long du rebord annulaire 130 sur une longueur qui est sensiblement identique à la distance entre une paire de coins 149 qui sont séparés par une partie latérale 155 correspondante de la coupelle interne 140. Ainsi, comme mieux observé sur les figures 3A, 7A et 7B, lorsque la coupelle interne 140 est complètement insérée dans la coupelle externe 120, la lèvre supérieure 148 de la coupelle interne 140 s’appuie sur le rebord annulaire 130 de la coupelle externe 120 de sorte que chacun des coins 149 indiqués de la lèvre supérieure 148 vient en butée contre une partie d’extrémité 147a et 147b correspondante de la saillie 147, empêchant ainsi la rotation de la coupelle interne 140 par rapport à la coupelle externe 120 et garantissant le bon alignement de la coupelle interne 140 dans la coupelle externe 120. Dans le présent mode de réalisation, les parties d’extrémité 147a et 147b sont formées de manière correspondante aux coins 149 de la lèvre supérieure 148, comme représenté sur la figure 7A. De préférence, bien que seule une saillie 147 puisse être utilisée, deux saillies 147 s’étendent entre les ensembles correspondants de coins 149 de la lèvre supérieure 148 pour maintenir la symétrie de la coupelle externe 120. Il faut noter que la coupelle interne 140 peut être insérée directement dans la coupelle externe 120 sans inclinaison.

En référence maintenant aux figures 6B, 6C et 6D, on représente des modes de réalisation en variante des saillies anti-rotation. Comme représenté sur la figure 6B, les parties d’extrémité de la saillie 147A n’ont pas besoin d’être formées de manière similaire aux coins 149 de la lèvre supérieure. Comme représenté sur les figures 6C et 6D, plutôt que d’utiliser les saillies qui s’étendent sur toute la longueur du rebord 30 entre les coins 149 de la coupelle interne 140, on peut respectivement utiliser des paires de saillies 147B et 147C pour venir en butée contre les coins. Il faut noter que dans chaque mode de réalisation, la hauteur axiale de la saillie est inférieure à la hauteur axiale de la lèvre annulaire 128 afin de ne pas interférer en pliant la lèvre annulaire 128 radialement vers l’intérieur pendant l’assemblage, comme abordé ci-dessous.

Une fois complètement insérée dans la coupelle externe 120 et positionnée à rotation au moyen du dispositif anti-rotation 141, la coupelle interne 140 y est retenue en pliant la lèvre annulaire 128 vers l’intérieur, comme par sertissage, par enroulement à rotation, formage au poinçon, etc., de sorte que la lèvre supérieure 148 est comprimée de manière non rotative entre la lèvre annulaire 128 et le rebord annulaire 130. Il faut noter que, dans des modes de réalisation en variante, un dispositif d’espacement (non représenté), telle qu’une rondelle circulaire, peut être positionné entre la lèvre annulaire 128 et le rebord annulaire 130. Le dispositif d’espacement aide à garantir que des espaces potentiels entre la lèvre 128 et le rebord 130 sont minimisés. Les dispositifs d’espacement sont de préférence formés à partir d’un plastique ou d’un matériau similaire. Il faut noter qu’étant donné que la coupelle externe 120 ne supporte pas directement l’arbre de support 162 du galet suiveur 160, les processus de traitement thermique qui sont typiquement réalisés sur les coupelles externes des mécanismes suiveurs connus ne sont pas nécessaires. Ainsi, l’opération de pliage/sertissage réalisée sur la lèvre annulaire 128 est facilitée. Cependant, dans ces applications où le traitement thermique de la coupelle externe 120 est souhaité à des fins d’usure, le processus de traitement thermique a lieu après le formage du dispositif d’alignement 142. Comme représenté, le dispositif d'alignement 142 comprend une surface externe semi-cylindrique qui est formée de manière correspondante à la rainure d’alignement (non représentée) qui est formée dans la culasse 188 correspondante (figure 8). Il faut noter qu’avant le pliage, le sertissage, etc. de la lèvre annulaire 128 vers l’intérieur, la lèvre annulaire 128 est trempée pour faciliter l’opération et aider à empêcher les fissures.

De préférence, la coupelle interne 140 est formée à partir d’une ébauche de métal en feuille par un processus d’estampage ou un processus d’emboutissage, et est soumise aux processus de traitement thermique étant donné qu’elle supporte directement l’arbre 162 du mécanisme suiveur 100. Initialement, la paroi latérale 144 est sensiblement cylindrique lorsque la coupelle interne 140 est formée. Cependant, avant le processus de traitement thermique, les parties latérales plates 155 sont formées, ce qui se traduit par les parties latérales 155 qui s’étendent entre deux parties incurvées 143 opposées. Ainsi, avant les processus de traitement thermique, les ouvertures d’arbre 150 sont percées dans les parties latérales plates 155 de la coupelle interne 140. Des ouvertures de lubrification 154 sont également percées dans la partie inférieure semi-sphérique 146 de la coupelle interne 140 avant les processus de traitement thermique. Une partie de la partie inférieure semi-sphérique 146 peut être aplatie, formant ainsi une paroi inférieure 159 qui est perpendiculaire à l’axe central longitudinal 132 du mécanisme suiveur 100.

Comme mieux observé sur la figure 2, le galet suiveur 160 comprend l’arbre 162, une bague externe 166 et une pluralité de galets 164 disposés entre eux de sorte que la bague 166 peut tourner librement autour de l’arbre 162. Les extrémités opposées de l’arbre 162 sont reçues dans les ouvertures d’arbre 150 de la coupelle interne 140 de sorte que le galet suiveur 160 est monté sur la coupelle externe 120 du mécanisme suiveur 100 au moyen de la coupelle interne. Lorsqu’il est assemblé, le galet suiveur 160 s’étend axialement vers l’extérieur au-delà du bord supérieur de la coupelle externe 120 de sorte que la surface externe de la bague 166 met en prise un lobe 184 correspondant de l’arbre à cames 182, comme représenté sur la figure 8. De préférence, les diamètres des ouvertures d’arbre 150 sont légèrement plus grands que le diamètre de l’arbre 162 de sorte que l’arbre 162 est libre de tourner dans les ouvertures d’arbre 150 pendant l’opération. En variante, les extrémités opposées de l’arbre 162 peuvent être agrafées, embouties, etc. sur la coupelle interne 140 de sorte que la rotation par rapport à cette dernière est empêchée. Il faut noter que lorsque l’arbre 162 est libre de tourner dans les ouvertures d’arbre 150, le mouvement axial de l’arbre 162 est limité par butée à chaque extrémité avec la surface interne 126 de la coupelle externe 120. De préférence, on prévoit des bords biseautés annulaires 168 sur les extrémités opposées de la bague externe 166 pour permettre de maximiser la taille globale de la bague externe 166, mais sans être en contact avec la surface interne de la partie inférieure semi-sphérique 146 de la coupelle interne 140.

Comme représenté sur les figures 9A à 11C, un mode de réalisation en variante d’un mécanisme suiveur 200 selon la présente description comprend une coupelle externe 220 sensiblement cylindrique, une coupelle interne 240 reçue à l’intérieur de cette dernière, un galet suiveur 260 supporté par la coupelle interne 240, un dispositif d'alignement 242 formé dans la coupelle externe 220 et un dispositif anti-rotation 241 formé par une broche cylindrique 247 qui est reçue à la fois dans le dispositif d'alignement 242 et un évidement 249 (figure 10) formé sur la coupelle interne 240, comme abordé de manière plus détaillée ci-dessous. De manière similaire au mode de réalisation précédemment décrit, le mécanisme suiveur 200 peut être utilisé dans une pompe à carburant haute pression 180 (figure 8) d’un moteur à combustion interne, bien que d’autres utilisations pour le mécanisme suiveur 200 soient possibles.

De plus en référence à la figure 13, la coupelle externe 220 comprend une surface externe cylindrique 224, une surface interne cylindrique 226 sensiblement concentrique avec cette dernière, et un dispositif d'alignement 242. La coupelle externe 220 est de préférence formée à partir d’une ébauche de métal en feuille à faible, moyenne ou haute teneur en carbone ou d’acier allié par un processus d’estampage ou un processus d’emboutissage profond en utilisant une presse de transfert ou progressive à plusieurs stations. De plus, la coupelle externe 220 comprend une lèvre annulaire 228 et 234 formée au niveau de chacune de ses extrémités opposées. La lèvre annulaire 228 est plus fine dans la direction radiale que la paroi latérale résiduelle de la coupelle externe 220, formant un rebord annulaire 230 avec cette dernière. Avant d’assembler complètement le mécanisme suiveur 200, la lèvre annulaire 228 s’étend axialement vers l’extérieur parallèlement à un axe central longitudinal 232 de la coupelle externe 220, alors que le rebord annulaire 230 est dans un plan qui est transversal par rapport à l’axe central longitudinal 232. Lors du formage de la coupelle externe 220, la lèvre annulaire 234 peut être initialement formée en s’étendant radialement vers l’intérieur lorsque les autres composants du galet suiveur sont de préférence placés dans la coupelle externe 220 à partir de l’extrémité à laquelle la lèvre annulaire 228 est disposée. La coupelle externe 220 du présent mode de réalisation diffère principalement de la coupelle externe 120 du premier mode de réalisation en ce qu’elle ne comprend pas de caractéristique anti-rotation 141 sur le rebord annulaire 230 de sa surface interne.

De plus en référence aux figures 12A et 12B, la coupelle interne 240 comprend de préférence une paroi latérale 244 comprenant deux parties incurvées 243 opposées avec deux parties latérales 255 parallèles s’étendant entre elles, une partie inférieure semi-sphérique 246, une lèvre supérieure 248 s’étendant radialement vers l’extérieur à partir d’un périmètre supérieur de la paroi latérale 244, une paire d’ouvertures d’arbre 250 définies par la paroi latérale 244, et un évidement semi-cylindrique 249 formé dans l’une des parties incurvées 243. Comme mieux observé sur la figure 11A, lorsque la coupelle interne 240 est complètement insérée dans la coupelle externe 220, la lèvre supérieure 248 de la coupelle interne 240 s’appuie sur le rebord annulaire 230 de la coupelle externe 220 et une broche 247 est reçue à la fois dans le dispositif d'alignement 242et l’évidement 249. Egalement, comme représenté sur les figures 11C et 11D, le bon alignement de la coupelle interne 240 dans la coupelle externe 220 est maintenu par le dispositif anti-rotation 241 étant donné que la broche 247 met en prise à la fois le dispositif d'alignement 242 et l’évidement 249 simultanément. Il faut noter que la coupelle interne 240 peut être insérée directement dans la coupelle externe 220 sans inclinaison si la broche 247 est insérée dans le dispositif d'alignement 242 avant d’insérer la coupelle interne 240 dans la coupelle externe 220 étant donné que la broche 247 est reçue de manière coulissante dans l’évidement 249 formé dans la coupelle interne 240.

Une fois complètement insérée dans la coupelle externe 220 et positionnée à rotation au moyen du dispositif anti-rotation 241, la coupelle interne 240 y est retenue en pliant la lèvre annulaire 228 vers l’intérieur, comme par sertissage, par enroulement à rotation, formage au poinçon, etc., de sorte que la lèvre supérieure 248 est comprimée de manière non rotative entre la lèvre annulaire 228 et le rebord annulaire 230. Il faut noter qu’étant donné que la coupelle externe 220 ne supporte pas directement l’arbre 262 du galet suiveur 260, les processus de traitement thermique qui sont typiquement réalisés sur les coupelles externes des mécanismes suiveurs connus ne sont pas nécessaires. Ainsi, l’opération de pliage/sertissage réalisée sur la lèvre annulaire 228 est facilitée. Cependant, dans ces applications où le traitement thermique de la coupelle externe 220 est souhaité à des fins d’usure, le processus de traitement thermique a lieu après le formage du dispositif d'alignement 242. Comme représenté, le dispositif d'alignement 242 comprend une surface externe semi-cylindrique qui est formée de manière correspondante par rapport à la rainure d’alignement (non représentée) qui est formée dans la culasse 188 correspondante (figure 8). Ainsi, la surface interne du dispositif d'alignement 242 est également semi-cylindrique et formée afin de recevoir la broche 247 du dispositif anti-rotation 241 à l’intérieur de cette dernière. Avant le pliage, le sertissage, etc., de la lèvre annulaire 228 vers l’intérieur, la lèvre annulaire 228 est trempée pour faciliter l’opération et aider à empêcher les fissures.

De préférence, la coupelle interne 240 est formée à partir d’une ébauche de métal en feuille par un processus d’estampage ou un processus d’emboutissage, et est soumise aux processus de traitement thermique lorsqu’elle supporte directement l’arbre 262 du mécanisme suiveur 200. Initialement, la paroi latérale 244 est sensiblement cylindrique lorsque la coupelle interne 240 est formée. Cependant, avant le processus de traitement thermique, les parties latérales plates 255 sont formées, ce qui se traduit par les parties latérales 255 qui s’étendent entre les deux parties incurvées 243 opposées. Ainsi, avant les processus de traitement thermique, les ouvertures d’arbre 250 sont percées dans les parties latérales plates 255 de la coupelle interne 240. Les ouvertures de lubrification 254 sont également percées dans la partie inférieure semi-sphérique 246 de la coupelle interne 240 avant les processus de traitement thermique. Une partie de la partie inférieure semi-sphérique 246 peut être aplatie, formant ainsi une paroi inférieure 259 qui est perpendiculaire à l’axe central longitudinal du mécanisme suiveur 200.

Comme mieux observé sur la figure 10, le galet suiveur 260 comprend l’arbre 262, une bague externe 266 et une pluralité de galets 264 disposés entre eux de sorte que la bague 266 peut librement tourner autour de l’arbre 262. Les extrémités opposées de l’arbre 262 sont reçues dans les ouvertures d’arbre 250 de la coupelle interne 240. Lorsqu’il est assemblé, le galet suiveur 260 s’étend axialement vers l’extérieur au-delà du bord supérieur de la coupelle externe 220 de sorte que la surface externe de la bague 266 met en prise un lobe 184 correspondant de l’arbre à cames 182, comme représenté sur la figure 8. De préférence, les diamètres des ouvertures d’arbre 250 sont légèrement plus grands que le diamètre de l’arbre 262 de sorte que l’arbre 262 est libre de tourner à l’intérieur de ce dernier. En variante, les extrémités opposées de l’arbre 262 peuvent être agrafées, embouties, etc. sur la coupelle interne 240 de sorte que la rotation par rapport à cette dernière est empêchée. Il faut noter que, lorsque l’arbre 262 est libre de tourner dans les ouvertures d’arbre 250, le mouvement axial de l’arbre 262 est limité par butée au niveau de chaque extrémité de la surface interne 226 de la coupelle externe 220. De préférence, les bords biseautés annulaires 268 sont prévus sur les extrémités opposées de la bague externe 266 pour permettre de maximiser la taille globale de la bague externe 266, mais sans être en contact avec les coins inférieurs arrondis de la coupelle interne 240.

Alors qu’un ou plusieurs modes de réalisation de l’invention ont été décrits ci-dessus, l’homme du métier notera que différentes modifications et variantes peuvent être apportées dans la présente invention sans pour autant s’éloigner de sa portée ni de son esprit.

1. Ainsi, la présente invention a trait à un mécanisme suiveur mobile dans un alésage le long d’un axe central longitudinal de l’alésage, caractérisé en ce qu’il comprend :
une coupelle externe ayant une surface interne et une surface externe définissant une paroi latérale sensiblement cylindrique, une première partie de lèvre annulaire disposée au niveau d’une première extrémité de la paroi latérale, une seconde partie de lèvre annulaire disposée au niveau d’une seconde extrémité de la paroi latérale, un rebord annulaire qui est disposé à une intersection de la première extrémité de la paroi latérale et de la première partie de lèvre annulaire, et un dispositif anti-rotation s’étendant axialement vers l’extérieur à partir du rebord annulaire, dans lequel la première partie de lèvre annulaire est plus fine dans une direction radiale que la paroi latérale ;
une coupelle interne comprenant une paroi latérale, une paire d’ouvertures d’arbre, et une lèvre supérieure s’étendant radialement vers l’extérieur à partir d’un périmètre supérieur de la coupelle interne, la coupelle interne étant disposée dans la coupelle externe de sorte qu’une partie de la lèvre supérieure de la coupelle interne vient en butée contre le rebord annulaire de la coupelle externe et y est axialement fixée par la première partie de lèvre annulaire de la coupelle externe qui vient en butée contre un bord supérieur de la coupelle interne ;
un arbre ayant une première extrémité et une seconde extrémité, chacune parmi la première extrémité et la seconde extrémité étant disposée dans une ouverture correspondante des ouvertures d’arbre ; et
un galet suiveur reçu à rotation sur l’arbre de sorte qu’une partie du galet suiveur s’étend axialement vers l’extérieur au-delà de la première partie de lèvre annulaire de la coupelle externe ;
dans lequel une partie de la lèvre supérieure de la coupelle interne vient en butée contre le dispositif anti-rotation de la coupelle externe, empêchant ainsi la rotation relative entre la coupelle interne et la coupelle externe.

Suivant des dispositions spécifiques :
2. Dans le mécanisme suiveur selon 1., la paroi latérale de la coupelle interne comprend deux parties incurvées opposées, deux parties latérales parallèles s’étendant entre elles, et des coins formés entre des parties incurvées adjacentes et des parties latérales ;
la lèvre supérieure de la coupelle interne comprend deux parties incurvées opposées, deux parties latérales parallèles s’étendant entre elles, et des coins formés entre des parties incurvées adjacentes et des parties latérales, et
dans lequel les deux parties incurvées de la lèvre supérieure de la coupelle interne viennent en butée contre le rebord annulaire de la coupelle externe.

3. Dans le mécanisme suiveur selon 2., le dispositif anti-rotation comprend au moins une saillie s’étendant axialement vers l’extérieur à partir du rebord annulaire vers une première extrémité de la coupelle externe.

4. Dans le mécanisme suiveur selon 3., la au moins une saillie comprend des surfaces d’extrémité opposées et s’étend de manière circonférentielle le long du rebord annulaire de sorte que chaque surface d’extrémité vient en butée contre un coin correspondant de la lèvre supérieure de la coupelle interne.

5. Dans le mécanisme suiveur selon 3., la au moins une saillie comprend quatre saillies, chaque saillie venant en butée contre un coin correspondant de la lèvre supérieure de la coupelle interne

6. La présente invention a également trait à un ensemble de moteur à combustion interne caractérisé en ce qu’il comprend :
une culasse comprenant un alésage ;
un arbre à cames supporté à rotation dans la culasse, l’arbre à cames comprenant un lobe ;
une pompe à carburant comprenant une tige de pompe ; et
un mécanisme suiveur disposé de manière coulissante dans l’alésage de la culasse, comprenant :
une coupelle externe ayant une surface interne et une surface externe définissant une paroi latérale sensiblement cylindrique, une première partie de lèvre annulaire disposée au niveau d’une première extrémité de la paroi latérale, un rebord annulaire qui est disposé au niveau d’une intersection de la première extrémité de la paroi latérale et de la première partie de lèvre annulaire, et un dispositif anti-rotation s’étendant axialement vers l’extérieur à partir du rebord annulaire, dans lequel la première partie de lèvre annulaire est plus fine dans une direction radiale que la paroi latérale ;
une coupelle interne comprenant une paroi latérale et une lèvre supérieure s’étendant radialement vers l’extérieur à partir d’un périmètre supérieur de la coupelle interne, la coupelle interne étant disposée dans la coupelle externe de sorte qu’une partie de la lèvre supérieure de la coupelle interne vient en butée contre le rebord annulaire de la coupelle externe et y est axialement fixée par la première partie de lèvre annulaire de la coupelle externe qui vient en butée contre un bord supérieur de la coupelle interne ; et
un galet suiveur reçu à rotation sur le mécanisme suiveur de sorte qu’une partie du galet suiveur s’étend axialement vers l’extérieur au-delà de la première partie de lèvre annulaire de la coupelle externe ;
dans lequel une partie de la lèvre supérieure de la coupelle interne vient en butée contre le dispositif anti-rotation de la coupelle externe, empêchant ainsi la rotation relative entre la coupelle interne et la coupelle externe.

Suivant des dispositions spécifiques de cet ensemble :
7. Dans l’ensemble de moteur à combustion interne selon 6., la paroi latérale de la coupelle interne comprend deux parties incurvées opposées, deux parties latérales parallèles s’étendant entre elles, et des coins formés entre des parties incurvées adjacentes et des parties latérales,
la lèvre supérieure de la coupelle interne comprend deux parties incurvées opposées, deux parties latérales parallèles s’étendant entre elles, et des coins formés entre des parties incurvées adjacentes et des parties latérales, et
dans lequel les deux parties incurvées de la lèvre supérieure de la coupelle interne viennent en butée contre le rebord annulaire de la coupelle externe.

8. Dans l’ensemble de moteur à combustion interne selon 7., le dispositif anti-rotation comprend au moins une saillie s’étendant axialement vers l’extérieur à partir du rebord annulaire vers une première extrémité de la coupelle externe.

9. Dans l’ensemble de moteur à combustion interne selon 8., la au moins une saillie comprend des surfaces d’extrémité opposées et s’étend de manière circonférentielle le long du rebord annulaire de sorte que chaque surface d’extrémité vient en butée contre un coin correspondant de la lèvre supérieure de la coupelle interne.

10. Dans l’ensemble de moteur à combustion interne selon 8., la au moins une saillie comprend quatre saillies, chaque saillie venant en butée contre un coin correspondant de la lèvre supérieure de la coupelle interne.

Claims

Mécanisme suiveur mobile (100) dans un alésage le long d’un axe central longitudinal de l’alésage, caractérisé en ce qu’il comprend :
une coupelle externe (120) ayant une surface interne (126) et une surface externe (124) définissant une paroi latérale sensiblement cylindrique, une première partie de lèvre annulaire (128) disposée au niveau d’une première extrémité de la paroi latérale, une seconde partie de lèvre annulaire (134) disposée au niveau d’une seconde extrémité de la paroi latérale, un rebord annulaire (130) qui est disposé à une intersection de la première extrémité de la paroi latérale et de la première partie de lèvre annulaire, et un dispositif anti-rotation (141) s’étendant axialement vers l’extérieur à partir du rebord annulaire, dans lequel la première partie de lèvre annulaire est plus fine dans une direction radiale que la paroi latérale ;
une coupelle interne (140) comprenant une paroi latérale (144), une paire d’ouvertures d’arbre (150), et une lèvre supérieure (148) s’étendant radialement vers l’extérieur à partir d’un périmètre supérieur de la coupelle interne, la coupelle interne étant disposée dans la coupelle externe de sorte qu’une partie de la lèvre supérieure de la coupelle interne vient en butée contre le rebord annulaire de la coupelle externe et y est axialement fixée par la première partie de lèvre annulaire de la coupelle externe qui vient en butée contre un bord supérieur de la coupelle interne ;
un arbre (162) ayant une première extrémité et une seconde extrémité, chacune parmi la première extrémité et la seconde extrémité étant disposée dans une ouverture correspondante des ouvertures d’arbre ; et
un galet suiveur (160) reçu à rotation sur l’arbre de sorte qu’une partie du galet suiveur s’étend axialement vers l’extérieur au-delà de la première partie de lèvre annulaire de la coupelle externe ;
dans lequel une partie de la lèvre supérieure de la coupelle interne vient en butée contre le dispositif anti-rotation de la coupelle externe, empêchant ainsi la rotation relative entre la coupelle interne et la coupelle externe.
Mécanisme suiveur selon la revendication 1, dans lequel le galet suiveur comprend en outre :
une pluralité de galets (164) et une bague externe (166),
dans lequel la pluralité de galets est disposée entre une surface externe de l’arbre et une surface interne de la bague externe.
Mécanisme suiveur selon la revendication 1, dans lequel :
la paroi latérale (144) de la coupelle interne comprend deux parties incurvées (143) opposées, deux parties latérales (155) parallèles s’étendant entre elles, et des coins (149) formés entre des parties incurvées adjacentes et des parties latérales ;
la lèvre supérieure de la coupelle interne comprend deux parties incurvées opposées, deux parties latérales parallèles s’étendant entre elles, et des coins formés entre des parties incurvées adjacentes et des parties latérales, et
dans lequel les deux parties incurvées de la lèvre supérieure de la coupelle interne viennent en butée contre le rebord annulaire de la coupelle externe.
Mécanisme suiveur selon la revendication 3, dans lequel le dispositif anti-rotation comprend au moins une saillie (143) s’étendant axialement vers l’extérieur à partir du rebord annulaire vers une première extrémité de la coupelle externe.
Mécanisme suiveur selon la revendication 4, dans lequel la au moins une saillie comprend des surfaces d’extrémité (147a, 147b) opposées et s’étend de manière circonférentielle le long du rebord annulaire de sorte que chaque surface d’extrémité vient en butée contre un coin correspondant de la lèvre supérieure de la coupelle interne.
Mécanisme suiveur selon la revendication 5, dans lequel les surfaces d’extrémité de la au moins une saillie sont formées de manière correspondante par rapport aux coins de la lèvre supérieure de la coupelle interne.
Mécanisme suiveur selon la revendication 4, dans lequel la au moins une saillie comprend quatre saillies, chaque saillie venant en butée contre un coin correspondant de la lèvre supérieure de la coupelle interne.
Mécanisme suiveur selon la revendication 4, dans lequel une hauteur axiale de la au moins une saillie est inférieure à une hauteur axiale de la lèvre annulaire de la coupelle externe.
Ensemble de moteur à combustion interne caractérisé en ce qu’il comprend :
une culasse (188) comprenant un alésage ;
un arbre à cames (182) supporté à rotation dans la culasse, l’arbre à cames comprenant un lobe (184) ;
une pompe à carburant (180) comprenant une tige de pompe (190) ; et
un mécanisme suiveur (100) disposé de manière coulissante dans l’alésage de la culasse, comprenant :
une coupelle externe (120) ayant une surface interne (126) et une surface externe (124) définissant une paroi latérale sensiblement cylindrique, une première partie de lèvre annulaire (128) disposée au niveau d’une première extrémité de la paroi latérale, un rebord annulaire (130) qui est disposé au niveau d’une intersection de la première extrémité de la paroi latérale et de la première partie de lèvre annulaire, et un dispositif anti-rotation (141) s’étendant axialement vers l’extérieur à partir du rebord annulaire, dans lequel la première partie de lèvre annulaire est plus fine dans une direction radiale que la paroi latérale ;
une coupelle interne (140) comprenant une paroi latérale (144) et une lèvre supérieure (148) s’étendant radialement vers l’extérieur à partir d’un périmètre supérieur de la coupelle interne, la coupelle interne étant disposée dans la coupelle externe de sorte qu’une partie de la lèvre supérieure de la coupelle interne vient en butée contre le rebord annulaire de la coupelle externe et y est axialement fixée par la première partie de lèvre annulaire de la coupelle externe qui vient en butée contre un bord supérieur de la coupelle interne ; et
un galet suiveur (160) reçu à rotation sur le mécanisme suiveur de sorte qu’une partie du galet suiveur s’étend axialement vers l’extérieur au-delà de la première partie de lèvre annulaire de la coupelle externe ;
dans lequel une partie de la lèvre supérieure de la coupelle interne vient en butée contre le dispositif anti-rotation de la coupelle externe, empêchant ainsi la rotation relative entre la coupelle interne et la coupelle externe.
Ensemble de moteur à combustion interne selon la revendication 9, dans lequel la paroi latérale de la coupelle interne définit une paire d’ouvertures d’arbre (150), et le mécanisme suiveur comprend en outre un arbre ayant une première extrémité et une seconde extrémité, chacune parmi la première extrémité et la seconde extrémité étant disposée dans une ouverture correspondante des ouvertures d’arbre, et le galet suiveur est reçu à rotation sur l’arbre.
Ensemble de moteur à combustion interne selon la revendication 10, dans lequel le galet suiveur comprend en outre :
une pluralité de galets (164) et une bague externe (166),
dans lequel la pluralité de galets est disposée entre une surface externe de l’arbre et une surface interne de la bague externe.
Ensemble de moteur à combustion interne selon la revendication 9, dans lequel :
la paroi latérale de la coupelle interne comprend deux parties incurvées opposées (143), deux parties latérales (155) parallèles s’étendant entre elles, et des coins formés entre des parties incurvées adjacentes et des parties latérales,
la lèvre supérieure de la coupelle interne comprend deux parties incurvées opposées, deux parties latérales parallèles s’étendant entre elles, et des coins formés entre des parties incurvées adjacentes et des parties latérales, et
dans lequel les deux parties incurvées de la lèvre supérieure de la coupelle interne viennent en butée contre le rebord annulaire de la coupelle externe.
Ensemble de moteur à combustion interne selon la revendication 12, dans lequel le dispositif anti-rotation (141) comprend au moins une saillie (147) s’étendant axialement vers l’extérieur à partir du rebord annulaire vers une première extrémité de la coupelle externe.
Ensemble de moteur à combustion interne selon la revendication 13, dans lequel la au moins une saillie comprend des surfaces d’extrémité (147a, 147b) opposées et s’étend de manière circonférentielle le long du rebord annulaire de sorte que chaque surface d’extrémité vient en butée contre un coin correspondant de la lèvre supérieure de la coupelle interne.
Ensemble de moteur à combustion interne selon la revendication 14, dans lequel les surfaces d’extrémité de la au moins une saillie sont formées de manière correspondante par rapport aux coins de la lèvre supérieure de la coupelle interne.
Ensemble de moteur à combustion interne selon la revendication 13, dans lequel la au moins une saillie comprend quatre saillies, chaque saillie venant en butée contre un coin correspondant de la lèvre supérieure de la coupelle interne.
Ensemble de moteur à combustion interne selon la revendication 13, dans lequel une hauteur axiale de la au moins une saillie est inférieure à la hauteur axiale de la lèvre annulaire de la coupelle externe.