WO2017202971A1 - Dephaseur d'arbre a cames electrique a arbre unique - Google Patents

Dephaseur d'arbre a cames electrique a arbre unique Download PDF

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WO2017202971A1
WO2017202971A1 PCT/EP2017/062636 EP2017062636W WO2017202971A1 WO 2017202971 A1 WO2017202971 A1 WO 2017202971A1 EP 2017062636 W EP2017062636 W EP 2017062636W WO 2017202971 A1 WO2017202971 A1 WO 2017202971A1
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WO
WIPO (PCT)
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camshaft
phase shift
continuous phase
rotation angle
adjusting
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/062636
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English (en)
Inventor
Laurent HERBEIN
Gaël ANDRIEUX
Pierre-Alexis GRIVIAU
Original Assignee
Sonceboz Automotive Sa
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Filing date
Publication date
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Priority to US16/302,945 priority patent/US20190301313A1/en
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/352—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using bevel or epicyclic gear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
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    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/352—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using bevel or epicyclic gear
    • F01L2001/3521—Harmonic drive of flexspline type

Definitions

  • the present invention relates to the field of setting the laws of valve lift, specific to the internal combustion engine. It relates more particularly to a camshaft incorporating a phase shift device for a variable distribution motor.
  • the timing of the intake and exhaust valve lift laws is usually a compromise between different objectives. For example, a search for maximum performance will involve a compromise between low-end torque and maximum high-end power. On the other hand, a compromise between idle stability, emission of low-load pollutants and high-end power can be considered.
  • the invention relates more particularly to the field of electrical devices for adjusting the angle of rotation of a camshaft.
  • the present invention relates, in its most general sense, to an adjustment device for the continuous phase shift of the rotation angle of a camshaft controlling the gas exchange valves.
  • an internal combustion engine with respect to a driving element, in particular a chain or belt comprising an electric brushless adjusting motor with a fixed stator relative to an outer ring, the motor being coupled to a three-input gearbox / Outputs comprising the outer ring, an input member and an output disk, the outer ring is driven by said drive member, said output disk being integral with the camshaft.
  • the device comprises a single internal shaft to the stator of the electric motor, said electric motor comprising a rotor integral with the single shaft such that said single shaft supports the rotor of the electric motor and the input element of the gearbox.
  • said reducer is a trochoidal type reducer
  • the single axial shaft supports the eccentric or eccentric allowing a trochoidal type reduction.
  • said outer ring has on its inner surface a tubular toothed path meshing with one or more toothed wheels mounted on said eccentrics having holes of circular section distributed over the annular zone of said toothed wheel, the trochoidal reducer comprising a set of pins having a section smaller than that of said bores, said pins being secured to said output disk, and passing through said bores to ensure the transmission of movement between said eccentric gear wheel and said output disk.
  • said reducer is an epicyclic reduction gear
  • the single axial shaft carries the inner sun gear
  • said outer ring has on its inner surface a tubular toothed path meshed with one or more satellites, the satellites being movable in rotation around pins integral with said output disk to ensure the transmission of movement between the satellites and said output disk.
  • said single shaft has a through bore.
  • said output disc is secured to the camshaft by a screw having a complementary thread of the internal thread of the camshaft, and bearing against a radial shoulder of said output disc.
  • said electric motor is included in an outer casing having a housing receiving a guide element of said single shaft.
  • the stator of said electric motor is overmolded and secured to said outer casing.
  • said electric motor advantageously comprises a printed circuit supporting the electronic control and supply components of the electric coils carried by the stator.
  • the latter advantageously comprises at least one position sensor delivering a signal that is a function of the angular position of said output disk.
  • the device also preferably comprises at least one position sensor delivering a signal that is a function of the angular position of said outer ring.
  • said electric motor may have an outer outer surface envelope complementary to a housing provided on the engine cylinder head.
  • said outer casing may also have fixing elements for attachment to the cylinder head of the combustion engine.
  • FIGS. 1a and 1b show a longitudinal sectional view of a device according to the following invention a first embodiment and using respectively a trochoidal type reducer and an epicyclic type reducer,
  • FIG. 2 represents an isolated view of an exemplary gear wheel belonging to the trochoidal gearbox possible for the invention
  • FIG. 3 represents an isolated view of an example of an output assembly of a trochoidal type gearbox possible for the invention
  • FIG. 4 represents an exploded view of an exemplary embodiment of a trochoidal type gearbox possible for the invention
  • FIG. 5 represents an exploded view of an exemplary embodiment of the invention by subassembly
  • FIG. 6 represents a longitudinal sectional view of a device according to the invention according to a second embodiment
  • FIG. 7 represents an exploded view of the second embodiment of the invention by subassembly
  • FIG. 8 represents an isolated view of an embodiment of an output assembly highlighting the interest of the pin-holder used for measuring the phase shift
  • FIG. 9 represents a view of an adjusting device according to the invention, mounted on the cylinder head of an internal combustion engine,
  • FIG. 10 represents a view in longitudinal section of a device according to the invention according to a third embodiment
  • Figure 11 shows a longitudinal sectional view of a device according to the invention according to a fourth embodiment.
  • Figure la shows a sectional view of a device according to an embodiment of the invention, coupled to a camshaft (1).
  • the device consists of an electric motor (2) associated with a gearbox (3), here trochoidal type.
  • the gearbox (3) comprises an outer ring (4) driven by the chain or timing belt of the internal combustion engine (not shown).
  • This outer ring (4) has a typical outer diameter of 100 to 150 millimeters and has outer teeth adapted to the drive by said distribution chain.
  • This outer ring (4) is free to rotate relative to the camshaft (1).
  • An eccentric toothed wheel (6) has a lower section than the inner section of the outer ring (4), the number of teeth of the toothed wheel (6) being smaller than the number of teeth of the toothed track (5) on the inner surface the outer ring (4), identical module.
  • the difference between the number of teeth of the toothed wheel (6) and the number of teeth of the toothed path (5) on the inner surface of the outer ring (4) is advantageously one tooth in order to maximize the reduction ratio of the trochoidal reducer (3).
  • This toothed wheel (6) is guided by a bearing (7) mounted on the single shaft (8) at an eccentric (9) whose axis of revolution is eccentric with respect to the central axis of the single tree (8).
  • the offset between these two axes is generally between 0.1 and 1 mm and depends on the modulus of the toothing of the trochoidal meshing.
  • the eccentric toothed wheel (6) has a series of circular bores (10) distributed angularly on an annular track, as is appreciated in FIG. As seen in Figure 3, these holes (10) are traversed by pins (11) of circular section S g less than the section S p circular holes (10).
  • the circular section S g has a diameter less than twice the eccentricity between the single shaft (8) and the eccentric (9) with respect to the diameter of the section S p .
  • This pins (11) are perpendicular to the transverse surface of an output disk (12).
  • This output disk (12) is coaxial with the single shaft (8) and is free to rotate with respect to this single shaft (8). It is guided, relative to this single shaft (8) by a bearing (13).
  • the pins (11) are taken up at their end by a pin holder (20) advantageously to increase the torsional stiffness of the output assembly (21) of the reducer
  • Said pin holder (20) can, in a particular embodiment, be advantageously guided on a cylindrical inner surface (27) of the outer ring
  • the output disk (12) has a shoulder (14) for guiding the outer ring (4).
  • This output disk (12) is also secured to the camshaft (1) by a screw (23) with which it is coupled via a radial expansion (15), close to the axis of rotation of the formed assembly.
  • the invention is not limited to the trochoidal type reducer. Indeed, other reducers can be used, for example an epicyclic type reducer.
  • Figure lb we see, as for the case of Figure la, a sectional view using such a reducer.
  • the choice of a gearbox or other can be dictated according to the desired reduction ratio and depending on the final cost of the solution.
  • the single shaft (8) carries a sun gear (34) which meshes with satellites (35), typically two or three in number, which also mesh with the toothed path.
  • satellites (35) typically two or three in number, which also mesh with the toothed path.
  • outer ring (4) outer ring (4).
  • These satellites (35) are rotatable about pins (11) integrally connected to the output disk (12), the latter forming the carrier.
  • the relative displacement regulated between the sun gear (34) and the outer ring (4) thus makes it possible to adjust the phase shift.
  • the motor (2) comprises a rotor (16) integral with the single shaft (8). It has permanent magnets (17) alternately magnetized, typically radially or festooned.
  • the single shaft (8) carries the input element of the gear reducer: for example the eccentric gear (6) in the case of the trochoidal gearbox, or the inner sun gear (34) in the gearbox. case of epicyclic reducer.
  • the stator (18) of the electric motor (2) is constituted by a set of electric coils (24), forming a polyphase assembly, and a ferromagnetic part, generally laminated.
  • the motor (2) further comprises an electronic control circuit (19) controlling the operation of the motor, with synchronous rotation with the timing chain, except during the phase shift control.
  • the assembly formed by the stator (18), the rotor (16) and the electronic circuit (19) is positioned in an outer casing (29), which can be a casing or a skin overmoulding.
  • the single shaft (8) can thus be guided relative to the outer casing (29) through a bearing (30) between the reduction assembly and the rotor (16).
  • a seal (22), typically a lip seal, is positioned on the single shaft (8) in contact with the outer casing (29) of the motor.
  • the assembly of the formed geared motor assembly is greatly simplified. Indeed, the assembly of the rotor (16) and the output disk (21), as well as all the elements of the gear (3) can be realized on the single shaft (8) and the electric motor (2) can be mounted on this single shaft (8), after positioning the seal (22) to allow assembly of the assembly on the cam shaft (1) via the radial expansion (15) which has a smaller diameter to the hollow inner diameter of the single shaft (8). By screwing this radial expansion (15) on the camshaft (1), the single shaft (8) can thus be fixed coaxially with the camshaft (1).
  • An important advantage of the solution is therefore to be able to present a single shaft (8) completely hollow, allowing the easy screwing of the gear (3) after positioning the assembly.
  • FIG. 5 allows to appreciate the subassemblies described and their order of assembly.
  • the single input shaft (8) of the gearbox, carrying the magnet of the electric motor (2) is completely guided and carried by the gearbox ( 3).
  • This embodiment makes it possible, in a first step, to place the gearbox (3) with the single shaft (8) carrying the rotor (16) directly on the camshaft (1), then in a second step to insert directly the stator (18) of the electric motor (2) on said input shaft (8).
  • the assembly is facilitated and can be greatly simplified.
  • the mechanical clearance between the magnet (17) of the electric motor (2) and the stator (18) must advantageously be increased in order to tolerate the probable misalignments between the single input shaft (8).
  • Figure 7 shows the ease of assembly by first placing the gearbox (3) with the single shaft (8) on the camshaft (1), then the stator (18) of the electric motor (2). which is otherwise screwed onto the cylinder head of the engine (26) at a housing (25) by means of fasteners (33) here in the form of eyelets, to form an assembly as shown in FIG. 9 .
  • the use of the gearbox (3) advantageously allows to integrate a position sensor.
  • the pin holder (20), sliding on the cylindrical inner surface (27) of the outer ring (4) is connected to the output disc (12) to form the output assembly (21). .
  • a sensor magnet integral with this output assembly for example in the form of a disk or a magnet ring (31).
  • the positioning of a magnetic field measurement probe placed on the stator (18) side, facing the magnetic ring or disk (31) thus makes it possible to constitute an absolute phase shift position sensor, that is to say say allows the knowledge of the position of the camshaft (1).
  • knowledge of the phase shift is thus possible.
  • variable reluctance motor can also be considered in place of the magnet rotor motor.

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Abstract

La présente invention concerne un dispositif de réglage pour le déphasage en continu de l'angle de rotation d'un arbre à cames (1) commandant les soupapes d'échange de gaz d'un moteur à combustion interne par rapport à un élément d'entraînement, notamment une chaîne ou courroie, comprenant un moteur électrique (2) de réglage accouplé à un réducteur (3) à trois entrées/sorties comprenant une couronne extérieure (4), un élément d'entrée (6, 34) et un disque de sortie (12), la couronne extérieure (4) étant emmenée par ledit élément d'entraînement, ledit disque de sortie (12) étant solidaire de l'arbre à cames (1). Ce dispositif comporte un arbre unique (8) intérieur au stator (18) du moteur électrique (2), ledit arbre unique (8) supportant l'élément d'entrée (6, 34) du réducteur, et le rotor (16) du moteur électrique (2).

Description

Déphaseur d'arbre à cames électrique à arbre unique Domaine de 1 ' invention La présente invention se rapporte au domaine du calage des lois de levée de soupapes, propre au moteur à combustion interne. Elle vise plus particulièrement un arbre à cames incorporant un dispositif de déphasage, destiné à un moteur à distribution variable.
Le calage des lois de levée des soupapes d'admission et d'échappement fait généralement l'objet d'un compromis entre différents objectifs. Par exemple, une recherche de performances maximales supposera un compromis entre un couple à bas régime et une puissance maximale à haut régime. Par contre, un compromis entre une stabilité au ralenti, une émission de polluants à faible charge et une puissance à haut régime, peut être envisagé.
Le principe d'un calage adéquat en fonction du régime ou de la charge s'avère par conséquent intéressant.
Par ailleurs, différents systèmes permettant d'obtenir ce résultat ne s'appliquent en majorité qu'aux moteurs pourvus de deux arbres à cames, respectivement pour 1 ' admission et pour 1 ' échappement .
L'invention concerne plus particulièrement le domaine des dispositifs électriques de réglage de l'angle de rotation d'un arbre à cames.
Etat de la technique
On connaît dans l'état de la technique la demande de brevet européen EP2194241 décrivant un dispositif de calage variable de cames pour un arbre à cames d ' un moteur à combustion interne. Ce dispositif est constitué par un élément d'entraînement et un réducteur à onde de déformation (harmonie drive en anglais) en liaison active avec l'élément d'entraînement, et un élément de sortie d'entraînement d'un arbre à cames. Le réducteur est réglable au moyen d'un arbre de commande rotatif. Dans les modes de réalisations décrits, ce document présente toujours une machine électrique dont le rotor est extérieur au stator. Ce dernier doit ainsi être guidé, via un roulement, sur l'axe de sortie du réducteur qui est vissé sur l'arbre à cames. Le montage du moteur est ainsi relativement délicat avec un roulement nécessaire entre stator et l'axe de sortie. De plus, l'utilisation d'un rotor extérieur au stator impose une inertie mobile importante qu'il peut être difficile à entraîner de manière dynamique dans 1 ' application .
La demande de brevet internationale WO/2010/068613 décrit un dispositif de déphasage électrique destiné à un arbre à cames d'un moteur à combustion interne comprenant une machine électrique à flux axial qui est intégrée à un train d'engrenages différentiel et qui peut permettre un verrouillage par frottement. Dans cette demande, la machine électrique n'a aucun lien d'accouplement direct avec l'axe, il faut ainsi deux roulements pour positionner le stator d'une part et le rotor d'autre part. La facilité d'assemblage du moteur en est pénalisée.
Inconvénients de l'art antérieur Les solutions de l'art antérieur ne sont pas satisfaisantes dans le sens où la construction et le montage ne sont pas facilités et nécessite un nombre de guidages important .
De plus, les solutions de l'art antérieur ne sont pas totalement satisfaisantes en particulier en ce qui concerne la précision angulaire. Les réducteurs à onde de déformation ne présentent pas une grande rigidité en torsion. Compte tenu du couple élevé appliqué par de tels dispositifs (environ 50 Newton par mètre), cela se traduit par un risque de décalage angulaire inopiné. Enfin, il est régulièrement trouvé, dans les solutions concurrentes, des assemblages du train réducteur sur l'arbre à cames d'une part puis la fixation du moteur sur le train réducteur d'autre part, l'assemblage se faisant par un joint de type Oldham permettant de rattraper les jeux mécaniques entre réducteur et moteur. Ce joint Oldham rapporte une pièce supplémentaire qui impose un coût et une complexité de montage . Solution apportée par l'invention
Il est dans l'objet de l'invention que de proposer une amélioration aux solutions de déphasage d'arbre à cames par l'utilisation d'un motoréducteur compact dont le montage est facilité et le nombre de pièces minimisé.
Afin de répondre aux inconvénients de l'art antérieur, la présente invention concerne selon son acception la plus générale un dispositif de réglage pour le déphasage en continu de l'angle de rotation d'un arbre à cames commandant les soupapes d'échange de gaz d'un moteur à combustion interne par rapport à un élément d'entraînement, notamment une chaîne ou courroie, comprenant un moteur électrique de réglage sans balai avec un stator fixe relativement à une couronne extérieure, le moteur étant accouplé à un réducteur à trois entrées/sorties comprenant la couronne extérieure, un élément d'entrée et un disque de sortie, dont la couronne extérieure est emmenée par ledit élément d'entraînement, ledit disque de sortie étant solidaire de l'arbre à cames. Le dispositif comporte un arbre unique intérieur au stator du moteur électrique, ledit moteur électrique comprenant un rotor solidaire de l'arbre unique de telle manière que ledit arbre unique supporte le rotor du moteur électrique et l'élément d'entrée du réducteur. Dans un premier mode de réalisation, ledit réducteur est un réducteur de type trochoïdal, et l'arbre unique axial supporte le ou les excentriques permettant une réduction de type trochoïdale.
Avantageusement, la dite couronne extérieure présente à sa surface intérieure un chemin denté tubulaire engrené avec une ou plusieurs roues dentées montées sur lesdits excentriques présentant des perçages de section circulaire répartis sur la zone annulaire de ladite roue dentée, le réducteur trochoïdal comprenant un ensemble de goupilles présentant une section inférieure à celle desdits perçages, lesdites goupilles étant solidaires dudit disque de sortie, et traversant lesdits perçages pour assurer la transmission du mouvement entre ladite roue dentée à mouvement excentrique et ledit disque de sortie.
Dans un deuxième mode de réalisation, ledit réducteur est un réducteur de type épicycloïdal , et l'arbre unique axial porte le planétaire intérieur.
Dans ce cas, avantageusement, la dite couronne extérieure présente à sa surface intérieure un chemin denté tubulaire engrené avec un ou plusieurs satellites, les satellites étant mobiles en rotation autour de goupilles solidaires dudit disque de sortie pour assurer la transmission du mouvement entre les satellites et ledit disque de sortie.
Dans un mode de réalisation particulier, ledit arbre unique présente un alésage traversant.
Avantageusement alors, ledit disque de sortie est solidarisé avec l'arbre à cames par une vis présentant un filetage complémentaire du filetage interne de l'arbre à cames, et venant en appui contre un épaulement radial dudit disque de sorti.
Dans un mode de réalisation préféré, ledit moteur électrique est inclus dans une enveloppe extérieure présentant un logement recevant un élément de guidage dudit arbre unique. Dans ce cas, avantageusement, le stator dudit moteur électrique est surmoulé et solidaire de ladite enveloppe extérieure.
Afin de piloter le dispositif, ledit moteur électrique comporte avantageusement un circuit imprimé supportant les composants électroniques de pilotage et d'alimentation des bobines électriques portées par le stator.
Toujours afin de permettre le pilotage du dispositif, ce dernier comporte avantageusement au moins un capteur de position délivrant un signal fonction de la position angulaire dudit disque de sortie.
Le dispositif comporte aussi préférentiellement au moins un capteur de position délivrant un signal fonction de la position angulaire de ladite couronne extérieure.
Dans le cas d'utilisation de goupilles ces dernières peuvent avantageusement être reprises en leur extrémité libre par un porte-goupille, muni d'un aimant permanent positionné en regard d'une sonde magnétosensible formant avec ledit aimant ledit capteur de position.
Afin de permettre la fixation du dispositif, ledit moteur électrique peut présenter une enveloppe extérieure de surface extérieure complémentaire à un logement prévu sur la culasse du moteur à explosion.
Dans ce cas, ladite enveloppe extérieure peut aussi présenter des éléments de fixation pour la fixation sur la culasse du moteur à explosion.
Description détaillée d'un exemple non limitatif de
1 ' invention
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée d'un exemple non limitatif de l'invention qui suit, se référant aux dessins annexés où :
- les figures la et lb représentent une vue en coupe longitudinale d'un dispositif selon l'invention suivant un premier mode de réalisation et utilisant respectivement un réducteur de type trochoïdal et un réducteur de type épicycloïdal ,
la figure 2 représente une vue isolée d'un exemple de roue dentée appartenant au réducteur de type trochoïdal possible pour l'invention,
la figure 3 représente une vue isolée d'un exemple d'ensemble de sortie d'un réducteur de type trochoïdal possible pour l'invention,
- la figure 4 représente une vue éclatée d'un exemple de réalisation d'un réducteur de type trochoïdal possible pour l'invention,
la figure 5 représente une vue éclatée d'un exemple de réalisation de l'invention par sous-ensemble,
- la figure 6 représente une vue en coupe longitudinale d'un dispositif selon l'invention suivant un deuxième mode de réalisation,
la figure 7 représente une vue éclatée du deuxième exemple de réalisation de l'invention par sous- ensemble,
- la figure 8 représente une vue isolée d'un mode de réalisation d'un ensemble de sortie mettant en avant l'intérêt du porte-goupille servant à la mesure du déphasage,
- la figure 9 représente une vue d'un dispositif de réglage suivant l'invention, monté sur la culasse d'un moteur à explosion,
la figure 10 représente une vue en coupe longitudinale d'un dispositif selon l'invention suivant un troisième mode de réalisation,
- la figure 11 représente une vue en coupe longitudinale d'un dispositif selon l'invention suivant un quatrième mode de réalisation. La figure la représente une vue en coupe d'un dispositif selon un exemple de réalisation de l'invention, accouplé à un arbre à cames ( 1 ) .
Le dispositif est constitué par un moteur électrique (2) associé à un réducteur (3), ici de type trochoïdal .
Le réducteur ( 3 ) comprend une couronne extérieure (4) entraînée par la chaîne ou courroie de distribution du moteur à combustion interne (non représentée). Cette couronne extérieure (4) présente un diamètre extérieur typique de 100 à 150 millimètres et présente des dents extérieures adaptées à l'entraînement par ladite chaîne de distribution.
Elle présente à sa surface intérieure un chemin denté (5), de forme tubulaire.
Cette couronne extérieure (4) est libre en rotation par rapport à l'arbre à came (1).
Une roue dentée excentrée ( 6 ) présente une section inférieure à la section intérieure de la couronne extérieure (4), le nombre de dents de la roue dentée (6) étant inférieur au nombre de dents du chemin denté (5) sur la surface intérieure de la couronne extérieure (4), à module identique.
La différence entre le nombre de dents de la roue dentée ( 6 ) et le nombre de dents du chemin denté ( 5 ) sur la surface intérieure de la couronne extérieure (4) est avantageusement d'une dent afin de maximiser le rapport de réduction du réducteur trochoïdal (3).
Cette roue dentée ( 6 ) est guidée par un roulement (7) monté sur l'arbre unique (8) au niveau d'un excentrique (9) dont l'axe de révolution est excentré par rapport à l'axe médian de l'arbre unique (8). Le décalage entre ces deux axes est généralement compris entre 0.1 et 1 mm et dépend du module de la denture de 1 'engrènement trochoïdal.
La roue dentée excentrée ( 6 ) présente une série de perçages circulaires (10) répartis angulairement sur une piste annulaire, comme on l'apprécie en figure 2. Comme on le voit en figure 3, ces perçages (10) sont traversés par des goupilles (11) de section circulaire Sg inférieure à la section Sp des perçages circulaires (10). La section circulaire Sg présente un diamètre minoré de deux fois 1 ' excentration entre l'arbre unique (8) et l'excentrique (9) par rapport au diamètre de la section Sp.
Ces goupilles (11) s'érigent perpendiculairement par rapport à la surface transversale d'un disque de sortie (12). Ce disque de sortie (12) est coaxial avec l'arbre unique (8) et est libre en rotation par rapport à cet arbre unique (8). Il est guidé, par rapport à cet arbre unique (8) par un roulement (13).
Dans un mode de réalisation particulier, les goupilles (11) sont reprises en leur extrémité par un porte- goupilles (20) permettant avantageusement d'augmenter la rigidité en torsion de l'ensemble de sortie (21) du réducteur
(3) , formé par le porte-goupilles (20), les goupilles (11) et le disque de sortie (12).
Ledit porte-goupilles (20) peut, dans un mode de réalisation particulier, être avantageusement guidé sur une surface intérieure cylindrique (27) de la couronne extérieure
(4) , améliorant ainsi le guidage de l'ensemble de sortie (21) du réducteur ( 3 ) .
Le disque de sortie (12) présente un épaulement (14) pour assurer le guidage de la couronne extérieure (4).
Ce disque de sortie (12) est par ailleurs solidaire de l'arbre à cames (1) par une vis (23) avec lequel il est accouplé par l'intermédiaire d'un épanouissement radial (15), proche de l'axe de rotation de l'ensemble formé.
L'invention n'est pas limitée au réducteur de type trochoïdal. En effet, d'autres réducteurs peuvent être utilisés, par exemple un réducteur de type épicycloïdal . En figure lb, on voit, de même que pour le cas de la figure la, une vue en coupe utilisant un tel réducteur. Le choix d'un réducteur ou d'un autre peut être dicté en fonction du rapport de réduction souhaité et en fonction du coût final de la solution .
Dans le cas du réducteur épicycloïdal de la figure lb, l'arbre unique (8) porte un planétaire (34) qui engrène sur des satellites (35), typiquement au nombre de deux ou trois, qui engrènent eux-aussi sur le chemin denté (5) de la couronne extérieure (4) . Ces satellites (35) sont mobiles en rotation autour de goupilles (11) reliées solidairement au disque de sortie (12), ce dernier formant le porte-satellite. Le déplacement relatif régulé entre le planétaire (34) et la couronne extérieure (4) permet de régler ainsi le déphasage.
Dans tous les cas, et quel que soit le réducteur utilisé, le moteur (2) comprend un rotor (16) solidaire de l'arbre unique (8) . Il présente des aimants permanents (17) aimantés de manière alternée, typiquement radialement ou en feston.
Dans tous les cas, l'arbre unique (8) porte l'élément d'entrée du réducteur à engrenages : par exemple la roue dentée excentrée (6) dans le cas du réducteur trochoïdal, ou bien le planétaire intérieur (34) dans le cas du réducteur épicycloïdal . Le stator (18) du moteur électrique (2) est constitué par un ensemble de bobines électriques (24), formant un ensemble polyphasé, et une partie ferromagnétique, généralement feuilletée.
Le moteur (2) comprend en outre un circuit électronique (19) de pilotage commandant le fonctionnement du moteur, avec une rotation synchrone avec la chaîne de distribution, sauf lors de la commande de déphasage.
L'ensemble formé par le stator (18), le rotor (16) et le circuit électronique (19) est positionné dans une enveloppe extérieure (29), pouvant être un boîtier ou une peau de surmoulage. L'arbre unique (8) peut ainsi être guidé relativement à l'enveloppe extérieure (29) grâce à un roulement (30) entre l'ensemble de réduction et le rotor (16) .
Afin d'assurer l'étanchéité du moteur et notamment éviter les remontées d'huile vers le stator (18) et le circuit électronique de pilotage (19), un joint (22), typiquement un joint à lèvres, est positionné sur l'arbre unique (8), en contact avec l'enveloppe extérieure (29) du moteur.
Ainsi, par cette réalisation, le montage de l'ensemble motoréducteur formé est grandement simplifié. En effet, le montage du rotor (16) et du disque de sortie (21), ainsi que de tous les éléments du réducteur (3) peut être réalisé sur l'arbre unique (8) puis le moteur électrique (2) peut être monté sur cet arbre unique (8), après positionnement du joint (22) pour permettre le montage de l'ensemble sur l'arbre à came (1) par l'intermédiaire de l'épanouissement radial (15) qui présente un diamètre inférieur au diamètre intérieur creux de l'arbre unique (8) . Par vissage de cet épanouissement radial (15) sur l'arbre à came (1), l'arbre unique (8) peut ainsi être fixé de manière coaxiale avec l'arbre à cames (1) .
Un avantage important de la solution est donc de pouvoir présenter un arbre unique (8) totalement creux, permettant le vissage aisé du réducteur (3) après positionnement de l'ensemble.
La figure 5 permet d'apprécier les sous-ensembles décrits et leur ordre de montage.
Dans la réalisation alternative de la figure 6, représentant un mode de réalisation particulier, l'arbre unique d'entrée (8) du réducteur, porteur de l'aimant du moteur électrique (2), est intégralement guidé et porté par le réducteur (3) . Cette réalisation permet de placer, dans un premier temps, le réducteur (3) avec l'arbre unique (8) porteur du rotor (16) directement sur l'arbre à cames (1), puis dans un second temps d'insérer directement le stator (18) du moteur électrique (2) sur ledit arbre d'entrée (8) . Ainsi, l'assemblage se voit facilité et peut être grandement simplifié. Pour ce mode de réalisation particulier, le jeu mécanique entre l'aimant (17) du moteur électrique (2) et le stator (18) doit avantageusement être augmenté afin de tolérer les désalignements probables entre l'arbre unique d'entrée (8) du réducteur (3) et l'axe du logement cylindrique de l'aimant du moteur électrique (2) dans le stator (18) . L'utilisation d'un moteur sans balai, c'est-à-dire sans contact mécanique entre stator et rotor, est ici un avantage particulier à ce titre. A noter aussi que l'arbre unique (8) peut servir de culasse ferromagnétique aux aimants (17) comme il est montré en figure 6.
La figure 7 permet d'apprécier le montage facilité en plaçant d'abord le réducteur (3) avec l'arbre unique (8) sur l'arbre à cames (1), puis le stator (18) du moteur électrique (2) qui est vissé par ailleurs sur la culasse du moteur (26) au niveau d'un logement (25) par le biais d'éléments de fixation (33) ici sous la forme d'oeillets, pour former un ensemble comme montré en figure 9.
A noter aussi que, dans cette réalisation, la présence d'un arbre unique (8) totalement creux n'est pas absolument nécessaire puisqu'il se monte avant la mise en place du stator (18) . Ainsi, comme présenté en figure 10, il est possible, après montage du réducteur (3) sur l'arbre à cames (1), de positionner un rotor (16) rapporté sur l'arbre unique (8), l'étanchéité étant réalisée par un joint à lèvres (22) inversé, et de fermer l'ensemble par le stator dans son enveloppe (29) . Le moteur électrique (2) vient ainsi se fixer par son enveloppe (29) sur la culasse du moteur par les éléments de fixation (33) . Toujours dans cette réalisation, il est possible de se passer d'un joint à lèvres si l'étanchéité est réalisée par l'enveloppe surmoulant entièrement le moteur et les éléments électriques le composant. Cette alternative est présentée en figure 11. L'utilisation du réducteur (3), tel que présenté dans les différents modes et définit par l'invention, permet avantageusement d'intégrer un capteur de position. Comme illustré en figure 3, le porte-goupille (20), glissant sur la surface intérieure cylindrique (27) de la couronne extérieure (4), est relié au disque de sortie (12) pour former l'ensemble de sortie (21) . Il est possible d'envisager le positionnement d'un aimant capteur solidaire de cet ensemble de sortie, par exemple sous la forme d'un disque ou d'une bague aimantée (31) . Le positionnement d'une sonde de mesure du champ magnétique placée du côté du stator (18), en regard de la bague ou disque aimanté (31), permet ainsi de constituer un capteur de position absolu du déphasage, c'est-à-dire permet la connaissance de la position de l'arbre à cames (1) . Par association avec un capteur de position lié à la couronne extérieure (4) ou au niveau de l'arbre du moteur à explosion, la connaissance du déphasage est ainsi possible.
De par la description qui a été faite de l'invention, il est évident qu'elle ne se limite pas au type de moteur électrique utilisé. En effet, un moteur à réluctance variable peut aussi être envisagé en lieu et place du moteur à rotor aimanté .

Claims

Revendications
1 - Dispositif de réglage pour le déphasage en continu de l'angle de rotation d'un arbre à cames (1) commandant les soupapes d'échange de gaz d'un moteur à combustion interne par rapport à un élément d'entraînement, notamment une chaîne ou courroie, comprenant un moteur électrique (2) de réglage sans balai avec un stator (18) fixe relativement à une couronne extérieure, le moteur étant accouplé à un réducteur (3) à trois entrées/sorties comprenant la couronne extérieure (4), un élément d'entrée (6, 34) et un disque de sortie (12), la couronne extérieure (4) étant emmenée par ledit élément d'entraînement, ledit disque de sortie (12) étant solidaire de l'arbre à cames (1),
caractérisé en ce que ledit dispositif comporte un arbre unique (8) intérieur au stator (18) du moteur électrique (2), ledit moteur électrique comprenant un rotor solidaire de l'arbre unique (8) de telle manière que ledit arbre unique (8) supporte le rotor (16) du moteur électrique (2) et l'élément d'entrée (6, 34) du réducteur.
2 - Dispositif de réglage pour le déphasage en continu de l'angle de rotation d'un arbre à cames (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que
· ledit réducteur (3) est un réducteur de type trochoïdal,
• l'arbre unique (8) axial supporte le ou les excentriques permettant une réduction de type trochoïdale.
3 - Dispositif de réglage pour le déphasage en continu de l'angle de rotation d'un arbre à cames (1) selon la revendication 2 caractérisé en ce que la dite couronne extérieure (4) présente à sa surface intérieure un chemin denté (5) tubulaire engrené avec une ou plusieurs roues dentées (6) montées sur lesdits excentriques présentant des perçages (10) de section circulaire répartis sur la zone annulaire de ladite roue dentée ( 6 ) , le réducteur trochoïdal (3) comprenant un ensemble de goupilles (11) présentant une section inférieure à celle desdits perçages (10), lesdites goupilles (11) étant solidaires dudit disque de sortie (12), et traversant lesdits perçages (10) pour assurer la transmission du mouvement entre ladite roue dentée (6) à mouvement excentrique et ledit disque de sortie (12).
4 - Dispositif de réglage pour le déphasage en continu de l'angle de rotation d'un arbre à cames (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que
• ledit réducteur (3) est un réducteur de type épicycloïdal ,
• l'arbre unique (8) axial porte le planétaire intérieur (34).
5 - Dispositif de réglage pour le déphasage en continu de l'angle de rotation d'un arbre à cames (1) selon la revendication 4 caractérisé en ce que la dite couronne extérieure (4) présente à sa surface intérieure un chemin denté (5) tubulaire engrené avec un ou plusieurs satellites (35), les satellites étant mobiles en rotation autour de goupilles (11) solidaires dudit disque de sortie (12) pour assurer la transmission du mouvement entre les satellites (35) et ledit disque de sortie (12).
6 - Dispositif de réglage pour le déphasage en continu de l'angle de rotation d'un arbre à cames (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit arbre unique ( 8 ) présente un alésage traversant.
7 - Dispositif de réglage pour le déphasage en continu de l'angle de rotation d'un arbre à cames (1) selon la revendication précédente caractérisé en ce que ledit disque de sortie (12) est solidarisé avec l'arbre à cames (1) par une vis (23) présentant un filetage complémentaire du filetage interne de l'arbre à cames (1), et venant en appui contre un épaulement radial (15) dudit disque de sortie (12).
8 - Dispositif de réglage pour le déphasage en continu de l'angle de rotation d'un arbre à cames selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit moteur électrique (2) est inclus dans une enveloppe extérieure (29) présentant un logement recevant un élément de guidage (30) dudit arbre unique ( 8 ) .
9 - Dispositif de réglage pour le déphasage en continu de l'angle de rotation d'un arbre à cames (1) selon la revendication précédente caractérisé en ce que le stator (18) dudit moteur électrique (2) est surmoulé et solidaire de ladite enveloppe extérieure (29).
10 - Dispositif de réglage pour le déphasage en continu de l'angle de rotation d'un arbre à cames (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit moteur électrique (2) comporte un circuit imprimé (19) supportant les composants électroniques de pilotage et d'alimentation des bobines électriques (24) portées par le stator (18).
11 - Dispositif de réglage pour le déphasage en continu de l'angle de rotation d'un arbre à cames (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte au moins un capteur de position délivrant un signal fonction de la position angulaire dudit disque de sortie (12). 12 - Dispositif de réglage pour le déphasage en continu de l'angle de rotation d'un arbre à cames (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte au moins un capteur de position délivrant un signal fonction de la position angulaire de ladite couronne extérieure (4). 13 - Dispositif de réglage pour le déphasage en continu de l'angle de rotation d'un arbre à cames (1) selon la revendication 12 et la revendication 3 ou 5 caractérisé en ce que lesdites goupilles (11) sont reprises en leur extrémité libre par un porte-goupille (20), muni d'un aimant permanent positionné en regard d'une sonde magnétosensible formant avec ledit aimant ledit capteur de position.
14 - Dispositif de réglage pour le déphasage en continu de l'angle de rotation d'un arbre à cames (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit moteur électrique (2) présente une enveloppe extérieure (29) de surface extérieure complémentaire à un logement prévu sur la culasse (26) du moteur à explosion.
15 - Dispositif de réglage pour le déphasage en continu de l'angle de rotation d'un arbre à cames (1) selon la revendication précédente caractérisé en ce que ladite enveloppe extérieure (29) présente des éléments de fixation (33) pour la fixation sur la culasse (26) du moteur à explosion
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