Brevet FR2627227A1 — publié le 19890818

L'invention se rapporte à un dispositif auxi- Liaire d'entraînement d'un compresseur d'air du type à piston relié par une bielLe à un vilebrequin qui est Lui-même accou- plé fonctionnellement par des roues dentées à l'arbre-vilebre- quin d'un moteur thermique sur lequel est monté ce compres- seur d'air. Les compresseurs d'air de ce genre entraînés par des engrenages, ont, par rapport aux compresseur à entraîne- ment par courroie trapézoldale, le grand avantage de ne pas exiger de surveillance. Mais il se présente ici un inconvé- nient en ce sens que L'air restant comprimé dans le volume mort du compresseur se détend après que le piston a atteint le point mort haut de sorte que la force tangentielle d'entraî- nement du compresseur d'air devient brusquement négative et que le compresseur d'air fournit un couple. Ceci produit un brutal changement de flanc dans L'engrènement des dents, avec un désagréable bruit de choc. A ceLà s'ajoute de manière aggra- vante que la plus grande émission relative du bruit par les engrenages du compresseur d'air a Lieu juste au moment o, après une opération de freinage, le moteur tourne en marche à vide et le réservoir d'air est à nouveau rempli d'air comprimé (pour l'ensemble des appareils à air comprimé tels que les circuits de freinage, les portes coulissantes et similaires). En raison de la moindre pression d'allumage, le bruit de fonc- tionnement du moteur est alors très faible et les changements de flanc dans les roues dentées sont, en conséquence, nette- ment audibles. Pour remédier à cet inconvénient (c'est-à-dire pour réduire le jeu des dents en prise), toute une série de mesures est connue: 1. Changement de la matière des roues dentées appairées, passant de l'acier à la fonte, 2. Emploi d'une roue dentée divisée d'égalisation du jeu pour le compresseur d'air. 3. Resserrement du jeu des flancs en prise par augmentation de la largeur des dents. 4. Réglage du jeu au moyen du déplacement d'un excentrique. Toutes ces mesures sont soit coûteuses dans leur réalisation, soit dispendieuses d'après leur conception même et elles exigent une dépense supplémentaire sur la chaîne de montage des moteurs ou lors du remplacement du compresseur d'air dans les ateliers. Elles comportent, en outre, de nom- breuses possibilités d'erreurs et d'imprécisions par suite des pratiques individuelles de réglage. Mais le principal inconvé- nient qui est associé à des jeux trop serrés réside dans la pression accrue s'exerçant sur la totalité de l'axe dans les paliers du compresseur d'air, sur le vilebrequin du compres- seur d'air, ainsi que sur l'arbre à cames et dans les paliers de l'arbre à cames. Avec des arbres d'entraînement montés dans des paliers à roulements, les charges rotatives équi- valent à des conditions d'exploitation beaucoup plus sévères. Avec des arbres d'entraînement montés dans des paliers lisses, la pression de l'axe qui s'exerce constamment engendre une température élevée des paliers et une défaillance prématurée de ceux-ci. Cela aboutit finalement à une durée de vie réduite de l'ensemble de l'installation à air comprimé. L'invention a pour but principal de réduire l'émission des bruits par les flancs des dents, notamment dans la région de la position de point mort haut du piston du compres- seur d'air, et d'éviter en même temps des charges de flexion rotatives accrues sur le vilebrequin du compresseur d'air et sur l'arbre à cames. Ce but est atteint selon l'invention à l'aide d'un dispositif d'entraînement d'un compresseur d'air compre- nant une roue dentée montée sur l'arbre à cames du moteur et engrenant avec une roue dentée montée sur le vilebrequin du compresseur d'air, dans lequel la roue dentée du compresseur d'air a une excentricité définie et la valeur maximale de cette excentricité est assurée à la position de point mort haut du piston du compresseur d'air. Grâce à l'invention, le jeu entre les dents de la roue dentée d'entraînement du compresseur d'air et de la roue dentée calée sur l'arbre à cames n'est tenu réduit que pendant le temps nécessaire (au moment o le piston du compres- seur d'air atteint le point mort haut). Il en résulte, en pratique, pendant la rotation du vilebrequin du compresseur d'air une variation sinusoldale du jeu des flancs en prise (aucun jeu ou un jeu de valeur minimale pour le point mort haut, un jeu de valeur maximale pour le point mort bas), qui procure une amélioration considérable de la valeur de la charge de l'entraînement du compresseur d'air. Avec des arbres d'entraînement montés sur des roulements, c'est une charge ponctuelle qui agit sur la bague intérieure du palier à rou- lements au lieu d'une charge circonférentielle défavorable. De même avec les arbres d'entraînement montés dans des paliers lisses, il en résulte une plus grande durée de service du palier lisse (car les conditions de charge sont meilleures, ainsi que les fonctions de lubrification et de refroidissement). La fixation de la roue dentée d'entraînement du compresseur d'air-sur l'extrémité du vilebrequin peut être réalisée au moyen d'un manchon de serrage, et la valeur maxi- male de l'excentration associée à la position de point mort haut du compresseur d'air se trouve sur une droite reliant les centres des deux roues dentées (roue dentée d'entraîne- ment du compresseur d'air et roue dentée de L'arbre à cames). L'engrènement des dents entre les deux roues établit la Liaison. Un angledéterminé q est défini ici entre l'axe du cylindre (axe du piston) du compresseur d'air et La droite mentionnée ci-dessus de liaison des centres des deux roues dentées. D'autres caractéristiques du dispositif auxi- Liaire d'entraînement selon l'invention apparaitront au cours de la description d'un exemple de réalisation qui sera donnée maintenant sans intention de limiter l'invention. On se reportera au dessin annexé dans lequel: - la figure 1 est une vue schématique de l'avant (en partie en coupe) d'un dispositif auxiliaire d'entraîne- ment d'un compresseur d'air, montrant une roue dentée d'en- trainement montée sur le vilebrequin d'un compresseur d'air engrenant avec une roue dentée calée sur l'arbre à cames d'un moteur à combustion interne, la roue dentée du compresseur d'air ayant une excentricité définie, - la figure 2 est un graphique représentant le jeu des flancs en prise entre la roue dentée montée sur l'ar- bre à cames et la roue dentée d'entraînement du compresseur d'air, pendant une rotation du vilebrequin du compresseur d'air. La figure 1 montre un compresseur d'air 1, qui est réalisé comme compresseur à piston avec un piston 2 guidé dans un cylindre. Ce piston 2 est entraîné de manière connue (mais non représentée totalement) au- moyen d'une bielle par un vilebrequin qui est relié à une roue dentée d'entraînement 3. Cette roue 3 est en prise avec une roue dentée 4 calée sur l'arbre à cames d'un moteur à combustion interne. La roue dentée 4 est entraTnée de son côté à partir de l'arbre de sortie (non représenté) du moteur à combustion interne, au moyen de roues dentées. La roue dentée d'entraînement 3 du compresseur d'air est montée avec une excentricité définie. L'excentricité est La distance entre le milieu (axe central 6) de la denture de la roue dentée d'entraînement 3 et l'axe de rotation 5 du vilebrequin du compresseur d'air. La valeur maximale de l'ex- centricité, qui est associée à la position de point mort haut du piston 2 du compresseur d'air, se trouve sur une droite de liaison 7 reliant les centres des deux roues dentées ou, plus exactement, les deux axes de rotation de la roue dentée d'en- trainement 3 et de la roue dentée 4 de l'arbre à cames. Un angle déterminé q est défini par la ligne de liaison 7 et l'axe du cylindre 2a (axe du piston) du compresseur d'air 1. La roue dentée d'entraînement 3 est montée sur le vilbrequin du compresseur d'air 1 avec une orientation à l'aide d'un manchon de serrage non représenté, c'est-à-dire en relation avec la position de point mort haut OT du piston 2 du compresseur d'air. En d'autres termes, la roue dentée 3 d'entraînement du compresseur d'air est calée à une position déterminée (position angulaire) sur le vilebrequin du compres- seur d'air. On peut voir sur la figure 2 la modification 8 du jeu des flancs en prise de la paire de roues dentées 3/4 pendant une rotation de 360 -du vilebrequin du compresseur d'air. En ordonnées est porté, en mm, le jeu des flancs en prise et en abcisses les degrés angulaires de la manivelle de l'arbre du compresseur d'air. L'allure de la courbe représen- tant le jeu est valable pour une excentricité de e = 0,15 mm. Au moment de la position de point mort haut (OT) du piston 2 du compresseur d'air, il n'existe aucun jeu; en revanche, le jeu maximal entre les dents a lieu à la position de point mort bas (UT) du piston 2. On pourrait éventuellement concevoir que la valeur maximale de l'excentricité ne soit pas exactement en relation avec la position de point mort haut (OT)mais simplement avec la région du point mort haut du piston 2 du compresseur d'air,. Ainsi, il devient possible d'intervenir sur un éventuel bruit émis par les roues dentées, en raison du deuxième passage par zéro de La force tangentielle du piston du compresseur d'air (environ 30 à 50 d'angle de rotation de L'arbre de compresseur d'air après le point mort haut OT). En outre, par - un choix différent de la largeur des dents des roues dentées d'entraînement ou une correction de l'entraxe, un déplacement du jeu minimum des flancs en prise dans le domaine positif ou dans le domaine négatif devient possible. On remarquera encore un autre avantage de l'inven- tion spécialement avec un réglage éventuellement prévisionnel à l'aide d'un excentrique, étant donné que l'accouplement du compresseur d'air peut s'effectuer ici sans la moindre mesure de réglage coûteuse. La roue dentée d'entraînement du compres- seur d'air est tournée avec l'excentricité maximale sur la droite de liaison et réglée au jeu nul des flancs par le déplacement de l'excentration. REVENDICATIONS 1. Dispositif auxiliaire d'entraînement sur un. moteur à combustion interne d'un compresseur d'air du type à piston comprenant un piston guidé dans un'cylindre et en- traîné à l'aide d'une bielle par un vilebrequin, qui est lui- même relié fonctionnellement par des roues dentées à l'arbre de sortie de ce moteur, la roue dentée d'entraînement du compresseur d'air étant en prise avec une roue dentée calée sur l'arbre à cames du moteur, caractérisé en ce que la roue dentée d'entraînement du compresseur d'air (3) a une excen- tricité (e) définie et la valeur maximale de l'excentricité est associée à la position de point mort haut (OT) du piston du compresseur d'air, ce qui résulte d'un accouplement orienté de la roue dentée (3) d'entraînement du compresseur par rap- port au vilebrequin du compresseur d'air. 2. Dispositif auxiliaire.selon la revendication 1, caractérisé en ce que la.roue dentée (3) d'entraînement du compresseur d'air est calée sur le vilebrequin du compresseur d'air à l'aide d'un manchon de serrage.