Brevet FR2643941A1 — publié le 19900907

La présente invention concerne un dispositif de réglage angulaire relatif d'un arbre à cames par rapport au vilebrequin, assurant son entraînement, d'un moteur à combustion interne, ce dispositif comportant un manchon d'actionnement pourvu d'une denture extérieure et disposé, sans possibilité de rotation relative, à l'extrémité, située côté-entrainement, de l'arbre à cames, un fourreau d'entraînement entourant le manchon d'actionnement, relié à un pignon d'entraînement et comportant une denture inté- rieure, et en outre un poussoir de manoeuvre, monté de manière à coulisser entre le fourreau d'entraînement et le manchon d'actionnement et comportant une double denture en prise respectivement avec la denture intérieure du fourreau d'entraînement et la denture extérieure du manchon d'actionnement, au moins une paire de dentures étant agen- cées comme des dentures hélicoïdales, ainsi qu'un ressort par lequel le poussoir de manoeuvre est maintenu dans une position de base dans laquelle un déplacement de l'arbre à cames est limité par une butée. Un dispositif du type défini ci-dessus est connu d'après la demande de brevet allemand DE-OS 33 16 162. Dans ce dispositif, la course de déplacement du poussoir de manoeuvre disposé entre le fourreau d'entraînement et le manchon d'actionnement est limitée par des butées. A cet effet, les butées agissent directement entre le pous- soir de manoeuvre et des composants adjacents du disposi- tif. Par suite de cette disposition des butées, il n'est pas possible de contrôler le jeu des dentures entre le fourreau d'entraînement et le manchon d'actionnement. Cela présente l'inconvénient que, notamment dans les posi- tions limites du poussoir de manoeuvre, il peut se produi- re des bruits de claquement à cause du jeu existant entre les dentures en fonction des tolérances de fabrication. L'invention a pour but de créer un dispositif de réglage angulaire relatif d'un arbre à cames par rapport au vilebrequin assurant son entraînement, disposi- tif dans lequel on obtienne également, au moins dans une position limite du poussoir de manoeuvre, un maintien sans jeu des dentures entre le fourreau d'entraînement et le manchon d'actionnement. Ce problème est résolu conformément à l'inven- tion en ce que la butée agit entre le fourreau d'entraine- ment et l'arbre à cames. Du fait de la disposition de la butée en éloi- gnement du poussoir de manoeuvre, on obtient que celui-ci puisse se déplacer dans la denture de -façon exempte de butée au moins dans une direction de manoeuvre. La limita- tion du mouvement de réglage dans une position limite est alors assurée, de la manière conforme à l'invention, au moyen d'une butée agissant entre le fourreau d'entraine- ment et l'arbre à cames. On obtient ainsi que le poussoir de manoeuvre soit engagé, dans la position limite exempte de butée et sous l'effet de la pression d'un ressort ou d'un autre moyen d'actionnement, par exemple sous l'effet de la pression de l'huile de lubrification provenant du circuit de lubrification, dans les dentures du fourreau d'entraînement et de l'arbre à cames qui sont bloquées mutuellement par la butée. Du fait du blocage qui est ainsi réalisé dans les dentures, le jeu entre dents est contrebalancé et on évite ainsi d'une manière avantageuse la génération de bruits de claquement. Il s'est avéré que dans les phases de démarrage et de ralenti du moteur à combustion interne, des bruits de claquement se produisent le-plus fortement. Dans ces phases de fonctionnement, le dispositif se trouve dans une position dite " de base ", c'est-à-dire que le décalage angulaire entre le fourreau d'entraînement et l'arbre à cames est égal à zéro et que l'arbre à cames est réglé vers une condition de " retard ". Le poussoir de manoeuvre se trouve alors dans une position limite. Pour éliminer les bruits de claquement, il est par conséquent suffisant que, dans la position limite du dispositif, la butée entre en action entre le fourreau d'entraînement et l'arbre à cames et que le poussoir de manoeuvre soit exempt de butée dans la position limite correspondante. Selon d'autres particularités du dispositif conforme à l'invention: - la butée est constituée par au moins une dent d'entrai- nement disposée sur le fourreau d'entraînement et par un évidement correspondant prévu sur une partie de l'arbre à cames, ou inversement; il est prévu entre les flancs de la dent d'entraînement et les surfaces d'appui de l'évidement un jeu qui correspond dans une large mesure au réglage angulaire de l'arbre à cames. - Le manchon d'actionnement comporte une collerette en forme de disque, qui est reliée par boulonnage avec une contre-collerette correspondante prévue à l'extrémité c6té-entrainement de l'arbre à cames; le fourreau d'entraînement est soutenu de façon tournante par la surface périphérique cylindrique de la collerette et s'appuie contre un rebord, faisant saillie radialement de la surface périphérique de la collerette; et la dent d'entraînement, agencée comme un appendice axial du fourreau d'entraînement, s'engage dans l'évidement formé dans la surface périphérique du rebord. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mis en évidence dans la suite de la descrip- tion, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin annexé dans lequel: la figure 1 est une vue en coupe longitudinale du disposi- tif de réglage angulaire de l'arbre à cames, la figure 2 montre l'agencement et la disposition de la butée prévue entre le fourreau d'entraînement et l'arbre à cames, dans une vue en coupe faite selon la ligne II-II de la figure 1. La figure i représente un dispositif conforme à l'invention pour un réglage angulaire d'un arbre à cames par rapport au vilebrequin assurant son entraînement. Un pignon d'entraînement 1, actionné par l'intermédiaire d'une chaîne, non représentée, par un vilebrequin, égale- ment non représenté, est monté sur un fourreau d'entraîne- ment 3, pourvu d'une denture intérieure 2. Un poussoir de manoeuvre 6 de forme annulaire, pourvu d'un trou de passa- ge d'huile 5, est disposé dans le fourreau d'entraînement 3 de façon à pouvoir coulisser axialement et tourner au moyen d'une denture extérieure 4 correspondante. Le pous- soir de manoeuvre 6 comporte également sur son côté inté- rieur une denture 7 par l'intermédiaire de laquelle il est également relié, avec conjugaison de formes, avec une denture extérieure 8 d'un manchon d'actionnement 9 de façon à pouvoir coulisser axialement et tourner. Ce man- chon d'actionnement 9 comporte une collerette 12, qui est fixée par l'intermédiaire d'une liaison boulonnée 10 sur une contre-collerette d'un arbre à cames 11. Le fourreau d'entraînement 3 s'appuie de façon tournante contre la collerette 12 disposée à l'extrémité, située du côté de l'arbre à cames, du manchon d'actionnement 9 et également contre un couvercle 14 dirigé vers une partie 13 fixée sur le carter du moteur. Le fourreau d'entrainement 3 et le manchon d'actionnement 9 ainsi que l'arbre à cames 11 déli- mitent, en coopération avec le couvercle 14, un volume de forme annulaire, qui est divisé en deux chambres de travail 15 et I6 par le poussoir de manoeuvre 6 pouvant coulisser longitudinalement. Pour obtenir, au moyen d'une translation axiale du poussoir de manoeuvre 6, un réglage angulaire de l'arbre à cames 11, au moins une paire des dentures précitées, à savoir 2, 4 ou 7, 8, est agencée comme une paire de dentu- res hélicoïdales. Dans l'exemple considéré, les deux pai- res de dentures sont constituées par des dentures hélicoi- dales de sens contraires. L'utilisation d'un profil hélicoïdal dans les deux paires de dentures représentées, à savoir 2, 4 et 7, 8, permet de réduire l'angle d'hélice de chacune des dentures hélicoidales individuelles pour une même course de réglage longitudinal. De cette manière, il est possible d'obtenir une grande plage de réglage angulaire tout en utilisant simultanément une courte distance de manoeuvre axiale. Cette particularité permet de réaliser un disposi- tif de réglage qui soit court et peu encombrant. A l'intérieur du manchon d'actionnement creux 9, il est prévu un piston de commande 17, mobile dans la direction de son axe longitudinal et comportant une rai- nure circonférentielle 18 de passage d'huile, ce piston étant poussé par un ressort 20, s'appuyant contre une extrémité 19 du manchon d'actionnement 9, en direction de l'arbre à cames 11 jusque dans sa position de base. Du côté du piston de commande 17 qui est opposé à l'arbre à cames 11, ce piston, qui tourne avec le dispositif de réglage, est relié avec une armature 21 d'un électro-aiant 22, solidaire du moteur, par l'intermédiaire d'une liaison filetée 23. L'électro-aimant 22 est agencé comme un élec- tro-aimant annulaire dans lequel est engagée l'armature 21 de façon à pouvoir tourner librement. Par l'intermédiai- recd1econnexion 24, l'électro-aimant est relié électrique- ment avec un appareil de commande, non représenté. Lors de l'application d'une tension électrique à l'électro-aimant 22 par l'appareil de commande, l'armature tournante 21 est déplacée en direction de l'électro-aimant 22 et elle assu- re par conséquent le transfert du piston de commande 17, relié rigidement avec elle, en opposition à la force du ressort 20, de sa position de base jusque dans la position de travail o le piston de commande 17 est appliqué contre la surface 25, opposée à l'arbre à cames 11, du manchon d'actionnement 9. La position de cette surface 25 est choisie de telle sorte que la course de manoeuvre axiale du piston de commande 17 soit limitée de façon que l'arma- ture 21 n'entre pas en contact, dans sa position de travail, avec une partie du carter de l'électro-aimant 22. De cette manière il ne se produit aucun frottement entre l'armature tournante 21 et le carter fixe. Le piston de commande 17 reste dans cette position de travail tant qu'une tension est appliquée à l'électro-aimant 22 et c'est seulement après la coupure de cette tension qu'il est actionné par la force du ressort 20 pour revenir dans sa position de base en direction de l'arbre à cames 11. Dans la condition de désexcitation de l'électro- aimant 22, le piston de commande 17 est maintenu par la force du ressort 20 dans sa position de base représentée sur la figure. De l'huile de lubrification sous pression provenant du circuit de lubrification du moteur parvient, par l'intermédiaire dîun trou longitudinal 26 ménagé dans l'arbre à cames 11, d'un trou de liaison 27, d'un trou de passage d'huile 28 et d'une gorge périphérique 29, dans la rainure périphérique 18 de passage d'huile du piston de commande 17. Le manchon d'actionnement 9 comporte un trou radial 30 d'admission d'huile dans la première cham- bre de travail 16, ce trou étant relié à la rainure 18 dans cette postion du piston de commande. Simultanément, en relation avec cette position du piston de commande 17, le trou 31 de décharge d'huile à partir de cette chambre de travail 16 est fermé de sorte que le poussoir de manoeuvre est amené, sous l'effet de la pression d'huile, dans sa position de base opposée à l'arbre à cames 11. Auparavant, de l'huile se trouvant dans la seconde chambre de travail 15, qui est sans pression dans cette position du fait que le second trou 32 d'admission d'huile est fermé par le piston de commande 17, peut parvenir, à partir de la chambre de travail 15 et par l'intermédiaire des dentures 2, 4, du trou 5 de passage d'huile dans le poussoir de manoeuvre 6, de la seconde paire de dentures 7, 8 et d'un second trou radial 33 de décharge d'huile S prévu dans le manchon d'actionnement 9, jusqu'au piston de commande 17, à partir duquel elle revient à nouveau dans le circuit de lubrification du moteur par l'inter- médiaire de trous radiaux 35, d'un trou longitudinal 35 du piston de commande 17 et d'un canal 37 formé dans l'arbre à cames 11. Le réglage du dispositif dans la position de travail est enclenché par l'appareil de commande. Sous l'action de cet appareil de commande, l'électro-aimant 22 tire l'armature 21, et le piston de commande 17 relié avec elle, en opposition à la force du ressort 20, jusqu'à l'application de son épaulement contre une surface 25 du manchon d'actionnement 9 qui est située à l'opposé de l'arbre à cames 11. De l'huile sous pression provenant du circuit de lubrification du moteur parvient à partir du trou longitudinal 26 de l'arbre à cames 11, comme décrit ci-dessus, dans la rainure péri- phérique 18 du piston de commande 17. Du fait du change- ment de position du piston de commande 17, le trou 30 d'admission d'huile dans la chambre de travail 16 est fermé mais cependant le trou 31 de décharge d'huile est ouvert. De l'huile se trouvant dans la chambre de travail 16 peut être refoulée, lors du mouvement de manoeuvre du poussoir de manoeuvre 6, par l'intermédiaire de ce trou 31 et d'un passage 36 situé du côté de l'arbre à cames dans le piston de commande, jusque dans le canal 37 afin d'être recyclée dans le circuit de lubrification du moteur. Un écoulement d'huile dans la seconde chambre de travail par l'intermédiaire du trou longitudinal 36, des trous radiaux 35 et du piston de commande 17 est ainsi rendu impossible par la position du piston de commande 17. Par l'intermédiaire du second trou 32 d'admission d'huile qui est maintenant ouvert, l'huile sous pression provenant de la rainure périphérique 18 peut s'écouler en direction du trou 5 de passage d'huile du poussoir de manoeuvre 6 pour arriver dans la chambre de travail 15. Le poussoir de manoeuvre 6 est alors déplacé axialement en direction de l'arbre à cames 11 et de l'huile est refoulée, comme décrit ci-dessus, hors de la chambre de travail 16. Sous l'action des dentures hélicoïdales 2, 4 et 7, 8, l'arbre à cames 11 efectue, lors de la translation longitudinale du poussoir de manoeuvre 6, une rotation relative par rapport au pignon mené 1. Cette position de travail est conservée seulement jusqu'à ce que l'électro-aimant 22 soit excité par l'intermédiaire de l'appareil de commande. Lors de la désexcitation de l'électro-aimant 22, le piston de com- mande 17 est poussé par le ressort 20 dans sa position de base visible sur la figure 1 et l'arbre à cames 11 est ramené dans sa position de base par une nouvelle transla- tion longitudinale du poussoir de manoeuvre 6. Le couvercle 14 comporte, sur son côté dirigé vers le poussoir de manoeuvre 6, un évidement 38. On obtient ainsi entre l'extrémité des dentures 2, 4 ou 7, 8 et le couvercle 14 un passage libre 39 par l'intermédiaire duquel le poussoir de manoeuvre 6 peut être déplacé de façon exempte de butée lors d'un mouvement depuis la posi- tion de travail représentée en trait mixte jusqu'à la position de base représentée en trait plein. Dans la posi- tion de base, le décalage angulaire entre le pignon mené 1 et l'arbre à cames 11 est égal à zéro. Cette position entre le-pignon 1 et l'arbre à cames 11 est bloquée, conformément à l'invention, au moyen d'une butée 40 qui intervient entre le manchon d'actionnement 9 et le four- reau d'entraînement 3 et qui empêche, par l'intermédiaire des dentures, simultanément un autre mouvement au poussoir de manoeuvre 6 en direction du couvercle 14. Craze à ce passage libre 39, le poussoir de manoeuvre 6 peut cespn- dant être poussé dans la position de base par le fluide de commande intervenant dans la chambre de travail 16 et également dans les dentures, jusqu'à ce qu'un jeu exis- tant entre les dentures soit annulé et jusqu'à ce qu'on obtienne un effet de serrage entre les flancs des dents. On élimine ainsi la génération de bruits de claquement. Dans la phase de démarrage et dans la phase de ralenti, le dispositif se trouve dans la position de base indiquée sur la figure 1. Notamment dans la phase de démarrage, il n'existe pas encore dans la chambre de travail 16 une pression de commande suffisamment grande pour pouvoir engager le poussoir de manoeuvre 6 dans les dentures. Pour remplacer la pression de commande absente, il est prévu pour cette raison dans la chambre de travail 16 un ressort de pression 41, qui s'appuie contre le manchon d'actionnement 9 et contre le poussoir de manoeu- vre 6 et qui les pousse dans les dentures. On est ainsi assuré qu'également dans la phase de démarrage un claque- ment du dispositif soit évité. Du fait que, conformément à la réalisation de la figure 1, le poussoir de manoeuvre 6 est amené dans la position de base et dans la position de travail à l'aide du moyen de commande, le ressort 41 est agencé de telle sorte que sa force de poussée soit précisément suffisante pour maintenir le poussoir de manoeuvre 6 dans la position de base. Le fourreau d'entraînement 3, soutenu de façon tournante contre une surface périphérique cylindrique 42 de la collerette 12 du manchon d'actionnement 9, est guidé dans une direction axiale entre le couvercle 14 et un rebord 43 faisant saillie radialement de la surface péri- phérique 42. Conformément à la figure 2, la butée 40 se compo- se d'un évidement 44 ménagé dans le rebord 43 et d'une dent d'entraînement 45 prévue sur le fourreau d'entraine- ment 3 et s'engageant dans ledit évidement. La dent d'en- traînement 45, agencée d'une manière simple comme un appendice axial du fourreau d'entraînement, comporte deux flancs de butée 46 et 47, dont le flanc 46 s'applique, dans la position de base du dispositif, contre une surface correspondante 48 de l'évidement 44. La largeur de l'évi- dement est alors définie de telle sorte qu'il existe entre le flanc de butée 47 et une surface d'appui correspondante 49 de l'évidement 44 encore un espacement correspondant à l'angle de réglage de l'arbre à cames 11. Ainsi le pous- soir de manoeuvre 6 est également fixé dans la position de travail par la butée 40 et il peut être maintenu exempt de butée également dans cette position. Avec cet agence- ment de la butée 40, il est par conséquent possible d'éviter des bruits de claquement susceptibles de se produire aussi bien dans la position de base que dans la position de travail. Pour éviter les bruits, il est suffisant, dans le cadre de l'invention, que le poussoir de manoeuvre 6 soit maintenu de façon exempte de butée seulement dans la posi- tion de base et, à cet égard, la butée 40 prévue dans l'agencement conforme à l'invention est conçue de telle sorte que le fourreau d'entrainement 3 et l'arbre à cames soient seulement bloqués dans la posi.tion de base. 26439'41 1i REVENDICATIONS 1. Dispositif de réglage angulaire relatif d'un arbre à cames par rapport au vilebrequin, assurant son entraînement, d'un moteur à combustion interne, ce disposi- tif comportant un manchon d'actionnement pourvu d'une denture extérieure et disposé, sans possibilité de rota- tion relative, à l'extrémité, située côté-entrainement, de l'arbre à cames, un fourreau d'entraînement entourant le manchon d'actionnement, relié à un pignon d'entraîne- ment et comportant une denture intérieure, et en outre un poussoir de manoeuvre, monté de manière à coulisser entre le fourreau d'entraînement et le manchon d'actionnement et comportant une double denture en prise respectivement avec la denture intérieure du fourreau d'entraînement et la denture extérieure du manchon d'actionnement, au moins une paire de dentures étant agencées comme des dentures hélicoïdales, ainsi qu'un ressort par lequel le poussoir de manoeuvre est maintenu dans une position de base dans laquelle un déplacement de l'arbre à cames est limité par une butée, caractérisé en ce que la butée (40) agit entre le fourreau d'entraînement (3) et l'arbre à cames (11). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la butée (40) est constituée par au moins une dent d'entraînement (45) disposée sur le fourreau d'entrai- nement (3) et par un évidement correspondant (44) prévu sur une partie de l'arbre à cames (11), ou inversement, et en ce qu'il est prévu entre les flancs (46, 47) de la dent d'entraînement (45) et les surfaces d'appui (48, 49) de l'évidement (44) un jeu qui correspond dans une large mesure au réglage angulaire de l'arbre à cames (11). 3. Dispositif selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le manchon d'actionnement (9) compor- te une collerette (12) en forme de disque, qui est reliée par boulonnage avec une contre-collerette correspondante prévue à l'extrémité côtéentraînement de l'arbre à cames (11), en ce que le fourreau d'entraînement (3) est soutenu de façon tournante par la surface périphérique cylindrique (42) de la collerette (12) et s'appuie contre un rebord (43), faisant saillie radialement de la surface périphéri- que de la collerette (12), et en ce que la dent d'entraine- ment (45), agencée comme un appendice axial du fourreau d'entrainement (3), s'engage dans l'évidement (44) formé dans la surface périphérique du rebord (43).