Brevet FR2646206A1 — publié le 19901026

L'invention se rapporte à un arbre à cames, no- tamment pour moteurs à combustion interne de grande puis- sance, comprenant des portées de paliers et des cames com- posees d'un cercle de base et d'un lobe et qui sont re- liées les unes aux autres par des segments de l'arbre d'une forme qui diffère de la forme cylindrique. Un arbre à cames de ce genre est déjà connu par le DE-A-22 13 124. Dans cet arbre à cames déjà connu, pour améliorer la rigidité de forme, la jonction entre les sur- faces fonctionnelles de la came et la -portée de l'arbre est raccordée sans rupture de ligne, les formes de section variable étant obtenues en donnant aux segments de l'arbre des génératrices sensiblement droites. En raison de la forme non circulaire des sections, un tel arbre à cames ne peut être fabriqué et usiné, même à c6té des cames, qu'au prix d'une complication considérable; en particulier, la rectification des surfaces fonctionnelles est rendue plus difficile par les rétrécissements qui leur sont juxta- poses. L'invention se donne pour but de réaliser un ar- bre à cames d'une haute rigidité, dont la fabrication soit simple et dont l'usinage, en particulier l'usinage des surfaces fonctionnelles, ne soit pas rendu plus difficile ni limité par la présence des segments de l'arbre. Selon l'invention, ce problème est résolu, dans un arbre à cames du genre cité au début, par le fait que le segment d'arbre compris entre deux cames est en forme de tonneau, avec un diamètre maximum situé dans la région médiane du segment de l'arbre, qui est au maximum égal au diamètre du cercle de base. L'arbre à cames réalisé selon l'invention possède de grands diamètres dans les segments de l'arbre compris entre les cames et il présente de cette façon une haute rigidité de flexion. cependant que les régions des seg ments de l'arbre qui sont proches des cames sont suffi- samment en retrait pour que l'usinage des surfaces des ca- mes, qui est exécuté par exemple par une rectification à la meule de forme, et qui comporte l'usinage des chan- freins, ne soit pas gêné, même compte tenu du dégagement qui est nécessaire pour la liberté de mouvement des meu- les, et pour exclure que la meule ne taille dans les seg- ments de l'arbre des incisions qui amorceraient un effet d'entaille susceptible de réduire la rigidité de l'arbre à cames. Etant donné que les segments de l'arbre conservent en tous points une forme circulaire en section transver- sale, leur fabrication et leur usinage peuvent s'effectuer avec une faible dépense. On conna t par ailleurs, par le DE-B-19 10 517, un arbre à cames dans lequel les segments d'arbres situés entre deux cames ou entre une came et une portée de palier présentent une forme qui diffère de la forme cylindrique et présentent des contours incurves vers l'intérieur, dans une vue de côté. Selon une autre caractéristique de l'invention, la région médiane du segment d'arbre compris entre deux cames présente, dans une vue de côté, la forme d'un arc de cercle possédant un rayon de courbure qui est de l'ordre de grandeur du diamètre du cercle de base. Cette forme du segment d'arbre remplit de la meilleure façon possible les conditions exigées de haute résistance à la flexion et de dégagement des cames pour l'usinage. Selon une autre caractéristique de l'invention, le segment d'arbre compris entre une came et une portée de palier est de forme tronconique, dont le cône s'élargit vers la came. Cette configuration apporte une élévation de la rigidité de flexion des segments de l'arbre qui sont compris entre les cames et les portées de palier et, par conséquent, un accroissement de la rigidité de flexion de l'ensemble de l'arbre à cames, sans réduire l'accessibi lité des surfaces des cames et des portées de paliers pour l'usinage, et sans abandonner la forme circulaire de la section des segments de l'arbre. Dans la suite, l'invention est décrite de façon plus détaillée à propos d'un exemple de réalisation représenté sur les dessins. Sur les dessins, la figure i représente un arbre à cames par une vue de côté; et la figure 2 représente une partie de l'arbre à cames de la figure 1, à plus grande échelle, avec un outil d'usinage. Un arbre à cames 1 représenté sur la figure i présente plusieurs portées d'arbres 2 à l'aide desquelles il est monté rotatif dans des paliers non représentés d'un carter, par exemple du carter d'un moteur à combustion in- terne. Par ailleurs, cet arbre porte plusieurs cames 3 disposées par paires, qui servent à entraîner des soupapes d'admission et d'échappement non représentées. Entre une came 3 et l'une des portées intérieures 2, se trouve un segment d'arbre 4 qui est de configuration tronconique, dont le cône s'élargit vers la came 3. Dans le voisinnage de la portée de paliers 2 et de la came 3, les diamètres de ce segment 4 de l'arbre sont respectivement légèrement plus petits que celui de la portée de palier 2 et que ce- lui du cercle de base 9 de la came 3, de sorte que l'ac- cessibilité de cette portée et de cette came pour l'usi- nage reste intacte, mais que la rigidité à la flexion est cependant beaucoup plus grande que dans le cas d'un seg- ment d'arbre cylindrique qui posséderait un diamètre infé- rieur au plus petit des diamètres du segment d'arbre 4 dans la configuration selon l'invention. Entre deux cames 3, est interposé un segment d'arbre 5 qui est en forme de tonneau, symétriquement par rapport à son plan transversal médian. Dans sa région mé diane, considérée dans une vue de côté, ce segment de l'arbre possède la forme d'un arc de cercle 6 bombé vers l'extérieur et possédant un rayon de courbure 7 qui est de l'ordre de grandeur du diamètre 8 du cercle de base 9 de la came 3. Le diamètre maximum 16 du segment d'arbre 5 dans cette région médiane est légèrement plus petit que le diamètre 8 du cercle de base. A l'arc de cercle 6 se rac- cordent, des deux côtés, jusqu'aux cames 3, des arcs 10 incurvés vers l'intérieur qui se raccordent aux surfaces latérales 11 de la came 3 sans rupture de ligne. De cette façon, le segment 5 de l'arbre est plus rétréci dans ses régions voisines des cames que dans la région médiane, de sorte qu'on dispose de suffisamment de place, avec des to- lérances suffisantes, pour l'usinage du cercle de base 9 et de la surface effective 12 de la came. Ceci est valable en particulier lorsque cet usinage s'effectue avec une meule de forme 13 qui usine en même temps les chanfreins 14 de la came 3 et qui, pour cela, plonge par ces régions latérales 15 de plus grand diamètre dans l'espace jux- taposé latéralement aux cames 3. R E V E N D I C A T I ONS 1. Arbre à cames, notamment pour moteurs à combustion interne de grande puissance, comprenant des portées de paliers et des cames composées d'un cercle de base et d'une surface effective, qui sont reliées les unes aux autres par'des segments de l'arbre d'une forme qui diffère de la forme cylindrique, caractérisé en ce que le segment (5) de l'arbre compris entre deux cames (3) est en forme de tonneau avec un diamètre maximum (14) , situé dans la région médiane du segment (5) de l'arbre, qui est au maximum égal au diamètre (8) du cercle de base (9). 2. Arbre à cames selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que la région médiane du segment (5) de l'arbre qui est compris entre deux cames (3) présente dans une vue de côté la forme d'un arc de cercle (6) possédant un rayon de courbure (7) qui est de l'ordre de grandeur du diamètre (8) du cercle de base des cames. 3. Arbre à cames selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le segment (4) de l'arbre qui est compris entre une came (3) et une portée de palier (2) est de forme tronconique, dans laquelle le cône s'élargit en direction de la came (3).