Brevet FR2712056A1 — publié le 19950512

L'invention se rapporte à un dispositif pour la mise sous tension d'une commande de distribution qui présente deux arbres à cames reliés l'un à l'autre par un entraînement sans fin, de préférence une chaîne, comportant deux sabots de serrage qui reposent sur la face intérieure de chaque brin de l'entraînmement sans fmin et sont fixés chacun sur un piston, dont au moins un piston est sollicité par un fluide hydraulique pour mettre sous tension l'entraînement sans fin de l'arbre à cames. Dans le cas de ce dispositif connu, l'un des pistons au moins est alimenté par un fluide hydraulique, grâce à quoi les sabots de serrage sont appuyés contre les deux brins de l'entraînement sans fin, et l'entraînmement sans fmin est mis sous tension. Grâce à la configuration de l'arbre à cames, il se produit dans le brin flottant et dans le brin tendu de l'entraînmement sans fin des accélérations et des ralentissements qui provoquent le battement de l'entraînement sans fin. Par conséquent, tous les éléments de l'entraînement sans fin, en particulier ceux des courroies dentées reliant le vilebrequin du moteur à combustion interne à l'un des arbres à cames, sont soumis à une forte usure. Les battements dans l'entraînement sans fmin agissent également sur les sabots de serrage. Le piston qui est sous la pression du fluide hydraulique agit ici à la manière d'un corps rigide, de sorte que les sabots de serrage sont fortement sollicités par les battements de l'entraînement sans fmin et soumis à une plus forte usure. L'invention a pour objet de réaliser le dispositif du type connu, énoncé en introduction, de manière à éviter une usure prématurée des éléments du dispositif. Selon l'invention, ce problème est résolu pour le dispositif du type connu en ce que les deux pistons sont montés de manière souple et élastique à l'encontre de la pression de mise sous tension. Dans le cas du dispositif selon l'invention, les deux pistons sont montés de manière élastique flexible à l'encontre de la direction de mise sous tension. Cette réalisation à double effet permet d'éviter les battements de 2 2712056 l'entraînement sans fmin et par conséquent l'usure de l'élément d'entramînement côté primaire, c'est-à-dire de la courroie dentée reliant le vilebrequin à l'arbre à cames. Si pendant le fonctionnement du dispositif, il se produit tout de même des battements dans l'entraînement sans fin, les pistons peuvent alors fléchir de manière élastique, de sorte que les sabots de serrage fixés sur les pistons ne sont pas soumis à une usure plus forte. En raison de l'amortissement élastique des battements, le dispositif dans son ensemble est aussi moins sollicité, de sorte qu'une durée de vie plus longue est assurée. Grâce au montage flexible élastique, les pistons sont toujours sollicités dans leur position de mise sous tension, de sorte que la mise sous tension de l'entraînement sans fm n'est pas entravée. D'autres caractéristiques de l'invention découlent de la description et des dessins. L'invention est expliquée plus en détail à l'aide de quelques modes de réalisation représentés dans les dessins. Ceux-ci montrent: fig. 1 une représentation schématique d'une commande de la distribution à arbres à cames avec un dispositif pour la mise sous tension d'une chaîne, selon l'invention, et figs. 2 à fig. 8 respectivement une coupe longitudinale à travers divers modes de réalisation de dispositifs pour la mise sous tension d'une chaîne, selon l'invention. La fig. 1 montre un vilebrequin 1 d'un moteur à combustion d'un véhicule. Par l'intermédiaire d'un entramînement sans fmin 2, de préférence une courroie dentée, le vilebrequin 1 est relié en entraînement avec un arbre à cames 3 d'échappement avec lequel sont actionnées les soupapes d'échappement d'un moteur (non représenté). Par l'intermédiaire d'un entraînement sans fmin 4, de préférence une chamîne, l'arbre à cames d'échappement 3 est relié en entraînement à un arbre à cames d'admission 5 avec lequel sont commandées les soupapes d'admission du moteur. Un dispositif pour la mise sous tension 8 à double effet s'engage côté intérieur sur le brin flottant 6 et sur le brin tendu 7 de la chaîne 4. 3 2712056 Selon l'exemple de réalisation de la figure 2, ce dispositif possède un corps de base 9 qui présente deux perçages 10 et 10'. Dans ceux-ci font saillie aux deux extrémités respectivement un piston creux 1 1 et 12, qui porte un sabot de serrage respectif 13 et 14. Par l'intermédiaire de ces sabots est guidée la chaîne 4 dont il n'est représenté qu'un maillon à la figure 2. En direction longitudinale de chaque brin 6, 7, les sabots de serrage 13, 14 ont une face supérieure 15, 16 recourbée de forme convexe sur laquelle glissent les maillons de la chaîne 4. Le piston creux 11 repose sur la paroi du perçage 10 de manière déplaçable et il est soumis à la force d'un ressort de compression 17 qui s'appuie avec une extrémité sur le fond 18 du perçage 10 et avec l'autre extrémité sur le fond 19 du piston creux 11. L'autre piston creux 12 repose sur la paroi du perçage 10' et est également soumis à la force d'un ressort de compression 20 qui s'appuie avec une extrémité sur le fond 21 du perçage 10' et avec l'autre extrémité sur le fond 22 du piston creux 12. Les deux perçages 10 et 10' de même diamètre, situés coaxialement l'un par rapport à l'autre, sont séparés l'un de l'autre par une paroi intermédiaire 23 dont les deux faces frontales forment le fond 18 et 21 du perçage 10 et 10', respectivement. Le piston creux 11 est plus long que le piston creux 12, les deux faisant saillie au-delà des perçages 10, 10'. Grâce aux ressorts de pression 17, 20, les deux sabots de serrage 13 et 14 sont maintenus en contact sur les deux brins 6 et 7 de la chaîne 4. Dans le perçage 10, et au voisinage de la paroi intermédiaire 23, débouche une conduite hydraulique 24 à travers laquelle un fluide hydraulique peut être amené d'une source hydraulique (non représentée) du véhicule dans le perçage 10. Dans la conduite hydraulique 24 s'étendant à travers le corps de base 9 se trouve une soupape de retenue qui s'ouvre en direction du perçage 10. Le piston 11 est ainsi non seulement soumis au ressort de compression 17, mais aussi à la pression hydraulique du fluide hydraulique, qui remplit la chambre intérieure du piston creux 11 et qui est amené par l'intermédiaire de la conduite hydraulique 24 et de la soupape de retenue 25. En sollicitant sous 4 2712056 pression le piston creux 1l1 au moyen du fluide hydraulique, le sabot de serrage 13 est appuyé fermement contre la chaîne 4, grâce à quoi celle- ci est mise sous tension. Lorsque le piston 11 est sollicité par des battements de la chaîne, il agit à la manière d'un corps rigide. Cependant, selon la configuration de l'arbre à cames, il arrive que du côté du brin tendu 7, un mou 26 se produise dans le brin 7 au passage de la roue dentée située sur l'arbre à cames d'admission 5 (figure 1), ledit mou conduisant à un écart de rotation relatif des deux arbres à cames 3 et 5 l'un par rapport à l'autre. En continuant à tourner l'arbre à cames d'échappement 3 menant, il se produit une mise sous tension de la chaîne 4, celle-ci battant durement sur le sabot de serrage 14. Puisque le piston creux 12 portant ce sabot de serrage 14 est serré mécaniquement par le ressort de compression 20, ces battements de chamîne peuvent être encaissés de manière excellente par le fait que le piston creux 12 est déplacé contre la force du ressort de compression 20. Un autre avantage de ce dispositif 8 consiste en ce que les deux pistons creux 1, 12 sont chacun soumis à la force d'un ressort. Si le moteur à combustion interne est arrêté pendant une période prolongée, la pression hydraulique baisse. Après avoir démarré le moteur à combustion interne, il faut donc tout d'abord rétablir la pression hydraulique. Le dispositif pour la mise sous tension 8 est dans ce cas aussi tout à fait actif pendant le démarrage puisque les ressorts de pression 17, 20 poussent les pistons creux 11, 12 vers l'extérieur et maintiennent la chaîne 4 tendue, même sans pression hydraulique. Dans le cas du mode de réalisation de la figure 3, le piston 12a est soumis à la force d'un paquet de rondelles Belleville 27 qui prend appui sur le fond 21 du perçage 10' ainsi que sur le fond 22 d'un creux 28 sur la face frontale du piston 12a. Par ailleurs, ce dispositif de mise sous tension 8a est réalisé de la même manière que l'exemple de réalisation de la figure 2. Dans ce dispositif aussi, un amortissement optimal est obtenu grâce au paquet de rondelles Belleville 27 lorsque les battements de la chaîne se produisent en fonctionnement. En outre, ce dispositif 8a agit aussi lors du démarrage lorsque la pression hydraulique a baissé après un arrêt 2712056 prolongé du moteur à combustion interne et doit être de nouveau rétablie après le démarrage. Le dispositif de mise sous tension 8b selon la figure 4 présente un piston 12b de réalisation massive qui est pourvu sur sa face frontale d'un élément amortisseur 29 annulaire. Il repose sur le fond 21 du perçage 10'. Par ailleurs, ce dispositif est réalisé comme celui de l'exemple de réalisation de la figure 2. S'il se produit des battements de chaîne, ceux-ci peuvent être encaissés de façon sûre par déformation élastique de l'élément amortisseur 29. La chaîne 4 est grâce à cela à l'abri d'une usure inadmissible. En raison de l'amortissement élastique, les sabots de tension 13, 14 ne subissent pas non plus d'usure inadmissible. Dans l'exemple de réalisation de la figure 5, le piston 12c du dispositif de mise sous tension 8c est lui aussi réalisé sous la forme d'un piston creux qui est toutefois beaucoup plus long que dans les exemples de réalisation précédents. Il est logé mobile dans le perçage 10Oc qui traverse le corps de base 9c. Le sabot de serrage 14 est monté sur l'extrémité du piston creux 12c qui fait saillie vers le bas hors du perçage 1Oc. Dans le piston creux 12c est guidé en déplacement le piston creux 1 lc qui est réalisé de la même manière que dans le cas des modes de réalisation précédents. Le piston creux 1l c est lui aussi soumis à la force du ressort de compression 17 qui prend appui sur le fond 19c du piston creux 1 il c ainsi que sur le fond 22c du piston creux 12c. Dans la cavité 30 du piston creux 12c débouche une conduite hydraulique 24c dans laquelle se trouve la soupape de retenue 25c. Il est en outre prévu un étranglement 31. Le ressort de compression 17 amène toujours le piston creux 1i c sous une telle tension que la conduite hydraulique 24c n'est pas fermée par le piston creux 1l c. Ceci permet au fluide hydraulique de s'écouler par l'intermédiaire de la conduite hydraulique 24c dans la cavité 30 du piston creux 12c ainsi que dans le piston creux 1 l c. Le piston creux 12c fait saillie vers le bas, hors du corps de base 9c et porte le sabot de 6 2712056 serrage 14, tandis que le piston creux lc faisant saillie vers le haut, hors du corps de base 9c, présente le sabot de serrage 13. Le piston creux 12c est déplaçable axialement dans le piston creux 11 c et est soumis à la force du ressort de compression 17 ainsi que du fluide hydraulique amené par la conduite 24c. Si des battements de chaîne se produisent, le piston creux 1 c peut être déplacé à l'encontre de la force du ressort de compression 17 ainsi qu'à l'encontre du fluide hydraulique, afin d'encaisser les battements de chaîme en les amortissant. Le fluide hydraulique se trouvant dans le piston creux 11 c est refoulé par l'intermédiaire de l'étranglement 31, en évitant la soupape de retenue 25c. La section de l'étranglement assure de manière simple un mouvement amorti du piston creux 1 c. Contrairement aux modes de réalisation précédents, l'amortissement élastique de ce dispositif 8c est obtenu hydrauliquement. La figure 6 montre un dispositif de mise sous tension 8d dont le piston creux 11 d est réalisé de la même manière que dans l'exemple de réalisation de la figure 2. Il est soumis à la force du ressort de compression 17 qui prend appui sur le fond 19d du piston creux 1 d ainsi que sur le fond 18d du perçage 10d du corps de base 9d. Dans le perçage 10 Od débouche la conduite hydraulique 24d dans laquelle est logée la soupape de retenue 25d. Comme dans les modes de réalisation des figures 2 à 4, le piston creux 11 d est sollicité à tout moment par le ressort de compression 17 de telle façon que la conduite hydraulique 24d est ouverte. L'autre piston 12d est réalisé sous forme massive et présente un anneau d'étanchéité 33 inséré dans une gorge annulaire 32, ledit anneau pouvant être par exemple unjoint torique. Le piston 12d est guidé en déplacement dans le perçage 10d', en étant étanché par ce joint. La paroi intermédiaire 23d est traversée par une conduite hydraulique 34 qui relie le perçage 10d au perçage 10d'. Dans cette conduite hydraulique 34 est logée une soupape de retenue 35 qui s'ouvre en direction du perçage 10d'. Par ailleurs, il est prévu un étranglement 36 par l'intermédiaire duquel le 7 2712056 fluide hydraulique peut être refoulé depuis le perçage 1 Od' dans le perçage 1 Od, d'une manière qui sera décrite ci-après, lorsque des battements de chaîne se produisent. Par l'intermédiaire de la conduite hydraulique 24d et de la soupape de retenue 25d, le fluide hydraulique est introduit sous pression dans le perçage 1 Od. Grâce à cela, le piston creux 11 d est sollicité avec l'assistance du ressort 17 en direction du brin de chaîne correspondant. En même temps, le fluide hydraulique peut s'écouler aussi dans le perçage 1 0d' par l'intermédiaire de la conduite hydraulique 34 et de la soupape de retenue 35. Grâce à cela, l'espace entre la face frontale du piston 12d et le fond 21 de la paroi intermédiaire 23d est sous la pression par le fluide hydraulique. La chaînme 4 peut ainsi être tendue sans problèmes. Si des battements de chaîne se produisent, les pistons 1 ld et 12d peuvent être repoussés de manière amortie dans les perçages 10d et 1 Od', respectivement. Le fluide hydraulique se trouvant dans le perçage respectif est alors refoulé dans l'autre perçage. Si le piston 12d est sollicité par les battements de chaîne, le fluide hydraulique est refoulé par l'intermédiaire de l'étranglement 36, en évitant la soupape de retenue 35, ce qui permet d'obtenir un amortissement optimal de la chaîne. Dans ce mode de réalisation aussi, l'amortissement élastique est effectué hydrauliquement. Dans le mode de réalisation de la figure 7, l'amortissement élastique est effectué au moyen de pièces mécaniques. Dans le perçage 10e du corps de base 9e du dispositif de mise sous tension 8e est mise en place une douille 37 dans laquelle le piston creux 1le est guidé à déplacement. Dans la douille 37 enfoncée dans le perçage 10e débouche la conduite hydraulique 24e avec la soupape de retenue 25e. Le piston creux 1 le fait saillie vers le haut au-delà de la douille 37 et porte le sabot de serrage 13. A distance au-dessous de la douille 37, le perçage 10e est pourvu d'une bride annulaire 38 qui fait saillie radialement vers l'intérieur, sur les deux faces frontales 39 et 40 de laquelle reposent respectivement des anneaux 8 2712056 amortisseurs 41 et 42 élastiquement déformables. L'anneau amortisseur 41 repose sur la face inférieure d'une tête 43 du piston 12e. Cette tête 43 est en contact de son côté avec sa surface enveloppe sur la paroi du perçage 10e. La face frontale 44 de la tête 43 est en contact sur la face frontale 45 de la douille 37 qui est située à l'intérieur du perçage 10e. L'intervalle annulaire entre la tête 43 du piston 12e et la face frontale 39 de la bride annulaire 38 est rempli par l'anneau amortisseur 41. La tête 43 est jointive à un élément de guidage 46 de diamètre plus petit, qui est guidé en déplacement par sa surface enveloppe contre la surface circonférentielle intérieure de la bride annulaire 38. L'extrémité de cet élément de guidage 46, faisant saillie vers le bas hors du corps de base 9e, porte le sabot de serrage 14. Sur l'élément de guidage 46 se trouvent les deux anneaux amortisseurs 41 et 42, dont l'anneau amortisseur 42 inférieur est en contact sur la face frontale 40 de la bride annulaire 38 ainsi que sur la face supérieure 47 du sabot de serrage 14. Le piston 12e est monté de manière élastique dans les deux directions par l'intermédiaire des deux anneaux amortisseurs 41, 42 élastiquement déformables. On obtient grâce à cela une tension de chaîne optimale, amortie de manière élastique même lorsque les battements de chaîne agissent sur le dispositif 8e dans des directions alternantes. Le ressort de compression 17 s'appuie sur la face frontale 44 de la tête 43 du piston 12e. Le dispositif de mise sous tension 8f de la figure 8 possède également un piston 12f qui est monté de manière doublement amortie. Contrairement au mode de réalisation de la figure 7, l'amortissement est dans ce cas hydraulique. Le piston creux 11f est, de manière correspondante à l'exemple de réalisation de la figure 2, guidé en déplacement dans le perçage 10f du corps de base 9f. La conduite hydraulique 24f avec la soupape de retenue 25f débouche dans le perçage 10f. Le piston creux 11f est sollicité par le ressort de compression 17 en direction de mise sous tension. Celui-ci s'appuie sur le fond 19f du piston creux 11 f ainsi 9 2712056 que sur la face frontale 44f du piston 12f. Sur la moitié de sa longueur approximativement, la paroi cylindrique 48 du piston creux 11f est traversée radialement par un perçage 49 qui débouche dans une chambre annulaire 50 qui est formée entre la paroi du perçage 10f et la surface enveloppe du piston creux 1 1f dans la région située au-dessus du perçage 49. La largeur radiale s de cette chambre annulaire 50 est choisie telle qu'elle forme un étranglement par l'intermédiaire duquel le fluide hydraulique ne peut être évacué que de manière réduite. Cette chambre annulaire 50 est formée par une réduction du diamètre extérieur de la partie de la paroi 48 du piston creux 1 If, qui se trouve au- dessus du perçage 49. Le piston 12f est pour sa part réalisé massivement et il est traversé par un perçage hydraulique 51 qui débouche dans la face frontale 44f du piston 12f. En outre, le perçage hydraulique 51 débouche dans une chambre annulaire 52 qui se trouve entre la tête 43f du piston 12 et une collerette 53 orientée radialement vers l'intérieur. Elle est prévue sur l'extrémité du perçage 1 Of, orientée vers le sabot de serrage 14 et entoure l'élément de guidage 46f du piston 12f avec un faible jeu radial s. Grâce à cela est formé un étranglement 54 annulaire qui joue le même rôle que la chambre annulaire 50 qui entoure partiellement le piston creux 1 If et qui agit également à la manière d'un étranglement. Les deux pistons 11f et 12f se trouvent au-dessus et au-dessous de l'orifice de la conduite hydraulique 24f débouchant dans le perçage 10f. Grâce au fluide hydraulique qui est amené dans le perçage 10f par l'intermédiaire de la conduite hydraulique 24f et par la soupape de retenue 25f, les deux pistons 11f et 12f sont sollicités de manière opposée l'un à l'autre, de sorte que la chaîne 4 est tendue par l'intermédiaire des sabots de serrage 13, 14. Le perçage 49 et la chambre annulaire 50 ou la conduite hydraulique 51 et la chambre annulaire 54 sont si petits qu'au fonctionnement, il ne se produit pas ou à peine de perte de pression par l'intermédiaire de ces conduites. D'autre part, grâce à ces étranglements 50, 54, on assure qu'en cas de battements de la chaîne, les pistons 1 lf, 12f puissent être déplacés par le refoulement du 2712056 fluide hydraulique, de sorte que les battements de chaîne sont amortis élastiquement de manière excellente. Par l'intermédiaire des étranglements , 54, le fluide hydraulique refoulé peut être évacué de façon réduite, de sorte que l'on obtient un amortissement optimal. Selon la nature et l'angle de la torsion relative des arbres 3, 5 l'un par rapport à l'autre et selon la réalisation des mous 26, on peut également mettre en oeuvre une combinaison d'un amortissement à effet hydraulique et d'un amortissement mécanique. l 2712056 Revendications 1. Dispositif pour la mise sous tension d'une commande de distribution qui présente deux arbres à cames reliés l'un à l'autre par un entraînement sans fm, de préférence une chamîne, comportant deux sabots de serrage qui reposent sur la face intérieure de chaque brin de l'entraînement sans fin et sont fixés chacun sur un piston, dont au moins un piston est sollicité par un fluide hydraulique pour la mise sous tension de l'entraînement sans fin de l'arbre à cames, caractérisé en ce que les deux pistons (11, 1 lc à 1 If; 12, 12a à 12f) sont montés de manière souple et élastique à l'encontre de la pression de mise sous tension. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le piston (11, 11 c à 1 1f; 12, 12a à 12f) est monté de manière souple grâce à au moins un élément amortisseur (20, 27, 29, 41, 42) élastiquement déformable. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le piston (11, 11 c à 1 If; 12, 12a à 12f) est monté de manière souple élastique grâce à au moins un élément amortisseur (31, 36, 50, 54) à effet hydraulique. 4. Dispositif selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'élément amortisseur (20) élastiquement déformable est un ressort sollicitant le piston (12) dans sa position de mise sous tension, de préférence un ressort de compression hélicoïdal qui prend appui de préférence sur le fond (22) d'un creux du piston (12) et sur une paroi (23) d'un corps de base (9) du dispositif (8). 5. Dispositif selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'élément amortisseur (27) élastiquement déformable est un paquet de rondelles Belleville sollicitant le piston (12a) dans sa position de mise sous tension, qui prend appui de préférence sur le fond (22) d'un creux (28) du piston (12a) et sur une paroi (21) du corps de base du dispositif (8a). 12 2712056 6. Dispositif selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'élément amortisseur (29) élastiquement déformable est un anneau amortisseur réalisé en matériau élastiquement déformable, qui est situé entre la face frontale du piston (12b), détournée du sabot de serrage (14), et une paroi (21) du corps de base du dispositif (8b). 7. Dispositif selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le piston (12e) est entouré par deux anneaux amortisseurs (41, 42) agencés à distance l'un de l'autre, qui soutiennent de manière élastique le piston (12e) dans des directions opposées l'une à l'autre. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'un perçage (10e) du corps de base (9e), recevant le piston (12e), présente sur sa paroi une collerette annulaire (38) dirigée vers l'intérieur, sur les deux faces frontales (39, 40) de laquelle reposent les anneaux amortisseurs (41, 42). 9. Dispositif selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 3, caractérisé en ce que l'élément amortisseur (31) à effet hydraulique est formé par un étranglement qui est parallèle à une soupape de retenue (25c) agencée dans une conduite d'amenée (24c) de fluide hydraulique, ladite soupape s'ouvrant en direction du piston (11 c, 12c) à solliciter. 10. Dispositif selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 3, caractérisé en ce que l'élément amortisseur (36) à effet hydraulique est formé par un étranglement qui est parallèle à une soupape de retenue (35c) agencée dans une conduite hydraulique (34) reliant deux chambres de pression (1 Od, 1 Od'). 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les deux chambres de pression (1 Od, 1 Od') sont séparées l'une de l'autre par une paroi intermédiaire (23d) du corps de base (9d) du dispositif (8d) et sont limitées par les pistons (11 d, 12d). 13 2712056 12. Dispositif selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 3, caractérisé en ce que l'élément amortisseur (50, 54) à effet hydraulique est formé par au moins un étranglement entourant au moins un des pistons (I lf, 12f), étranglement qui est de préférence une chambre annulaire avec une largeur de fente (s) entourant un des pistons (1if), ladite chambre annulaire étant avantageusement reliée à la chambre de pression grâce à au moins un perçage (49) traversant la paroi (48) du piston (1 lf). 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'étranglement (54) est une chambre annulaire avec une largeur de fente (s) qui entoure l'autre piston (12f). 14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que la chambre annulaire (54) est reliée à la chambre de pression grâce à au moins un perçage (51) traversant le piston (12f).