Brevet FR2769042A1 — publié le 19990402

TITRE DE L'INVENTION Dispositif de réglage des soupapes ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION Domaine de l'invention La présente invention concerne un dispositif de réglage des soupapes et, en particulier, un dispositif de réglage des soupapes permettant de contrôler la différence angulaire de phase entre un vilebrequin d'un moteur à combustion interne et un arbre à cames de ce moteur. Arrière-plan de l'invention Un dispositif conventionnel de ce type est décrit, par exemple, dans le brevet US NO 4 858 572. Comme représenté sur la figure 9 et sur la figure 10, ce dispositif comprend un arbre à cames 204, une poulie de synchronisation 201 (élément de transmission rotationnel), six vannes 202, six chambres et un moyen d'alimentation en fluide. L'arbre à cames 204 est formé d'une pièce avec un rotor interne 203 par un boulon 220 et une entretoise 221. L'arbre à cames 204 est assemblé en rotation avec une culasse de cylindre 214 d'un moteur à combustion interne. La poulie de synchronisation 201 est entraînée par le couple de rotation d'un vilebrequin (non représenté) et montée sur l'arbre à cames de manière à entourer le rotor interne 203. Six chambres sont délimitées entre la poulie de synchronisation 201, le rotor interne 203 et une plaque avant 205. La plaque avant 205 est fixée rigidement à la poulie de synchronisation 201. Chaque chambre est partagée en une chambre d'avancement 209 et en une chambre de retardement 209a. Un moyen d'alimentation en fluide comprend une valve de commutation 215 qui fournit du fluide sous pression à au moins une chambre choisie parmi les chambres d'avancement 209 et de retardement 209a, de manière à assurer une rotation relative entre l'arbre à cames 204 et la poulie de synchronisation 201. Quand un solénoïde 213 de la valve de commutation 215 n'est pas excité, une bobine 218 se trouve positionnée comme représenté sur la figure 9, de manière à ce qu'un orifice d'alimentation 212 - en communication avec une pompe à huile (non représentée) actionnée par le moteur à combustion interne - de la valve de commutation 215 et un passage 211 soient mis mutuellement en communication. Le passage 211 aboutit à une d'entre les chambres d'avancement 209 et de retardement 209a. La pompe à huile fournit le fluide sous pression à l'orifice d'alimentation 212. Quand le solénoïde 213 de la valve de commutation 215 est excité, la bobine 218 est sollicitée de manière à coulisser dans la direction vers la droite sur la figure 9, contre la force d'un ressort 216, pour mettre mutuellement en communication l'orifice d'alimentation 212 et un passage 210. Le passage 211 est mis en communication avec l'autre des chambres d'avancement 209 et de retardement 209a. Dans ces conditions, la pression du fluide dans les chambres d'avancement 209 et dans les chambres de retardement 209a est commandée par la valve de commutation et ceci permet de fixer la position relative de l'arbre à cames 204 par rapport à la poulie de synchronisation 201. Dans le dispositif susmentionné de l'art antérieur, la poulie de synchronisation 201 a six saillies 201b. Chaque saillie 201b s'étend dans la direction vers l'intérieur. La portion supérieure de chaque saillie 201b s'engage avec la surface périphérique du rotor interne 203. Les deux parois latérales 208 de la saillie 210b peuvent venir en contact avec la vanne 202 pour déterminer l'angle de rotation relatif (O-) entre l'arbre à cames 204 et la poulie de synchronisation 201. Une construction compliquée du rotor interne 203, des vannes 202 et de la poulie de synchronisation 201 est nécessaire pour garantir la même position relative entre la vanne 202 et la chambre. Dans ces conditions, les coûts de fabrication de ces composants sont élevés. RESUME DE L'INVENTION Dans ces conditions, un objectif de la présente invention est de fournir un dispositif de réglage des soupapes sans les inconvénients susmentionnés. Un dispositif de réglage des soupapes selon la présente invention comprend un arbre à cames assemblé en rotation avec une tête de culasse d'un moteur; un élément de transmission rotationnel ayant une portion concave qui se trouve à l'intérieur de sa surface, l'élément de transmission rotationnel étant monté autour de la surface périphérique de l'arbre à cames, de manière à tourner par rapport à celui-ci dans une plage prédéterminée, pour transmettre une puissance de rotation depuis une poulie de vilebrequin; une pluralité de vannes prévues sur l'arbre à cames ou sur l'élément de transmission rotationnel; des chambres pour un fluide formées entre l'arbre à cames et la portion concave de l'élément de transmission rotationnel et séparées chacune en une chambre d'avancement et en une chambre de retardement par une vanne; un moyen d'alimentation en fluide pour fournir le fluide sous pression au moins à une chambre choisie entre les chambres d'avancement et de retardement; et un élément d'arrêt situé entre une portion supérieure d'une paroi latérale de la portion concave de l'élément de transmission rotationnel et la vanne de manière à limiter la rotation relative entre l'élément de transmission rotationnel et l'arbre à cames. D'autres objets et avantages de l'invention deviendront clairs à la lecture de la description qui suit et à l'examen des dessins annexés. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES DES DESSINS Les traits caractéristiques décrits et d'autres traits caractéristiques de la présente invention deviendront plus clairs à la lecture de la description détaillée qui suit de formes d'exécution préférées de l'invention, faite en se reportant aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue en coupe de la forme d'exécution préférée d'un dispositif de réglage des soupapes, réalisé conformément à la présente invention; la figure 2 est une vue en coupe prise suivant la ligne II - II de la figure 1, selon la présente invention; la figure 3 est une vue en coupe, à une échelle agrandie, d'une portion de l'élément d'arrêt représenté sur la figure 2, selon à la présente invention; la figure 4 est une vue en coupe d'une vanne selon la présente invention; la figure 5 est une figure similaire à la figure 3, montrant une autre variante de la présente invention; la figure 6 est une vue en coupe suivant la ligne VI - VI de la figure 5, selon la présente invention; la figure 7 est une vue similaire à celle de la figure 6, montrant une autre variante selon la présente invention; la figure 8 est une vue similaire à celle de la figure 6 selon la présente invention; la figure 9 est une vue en coupe d'un dispositif conventionnel de réglage des soupapes; et la figure 10 est une vue en coupe prise suivant la ligne X - X de la figure 9. DESCRIPTION DETAILLEE DES FORMES D'EXECUTIONS PREFEREES Des formes d'exécution préférées du dispositif de réglage des soupapes selon la présente invention seront décrites en se reportant aux dessins annexés. Comme représenté sur les figures 1 et 2, un dispositif de réglage des soupapes selon la présente invention est réalisé de manière à comprendre un arbre d'ouverture/fermeture des soupapes comprenant un arbre à cames 10 supporté en rotation par une tête de culasse 110 d'un moteur à combustion interne et un arbre rotatif qui a un rotor interne 20 réalisé d'une pièce avec la portion avant de l'arbre à cames 10; un élément de transmission rotationnel monté autour de l'arbre rotatif de manière à tourner par rapport à cet arbre à l'intérieur d'une plage prédéterminée et comprenant un rotor externe 30, une plaque avant 40, un capuchon 41, une plaque arrière 50 et une poulie de synchronisation 60; et six valves 70 assemblées avec le rotor interne 20. Ici, la poulie de synchronisation 60 est réalisée d'une manière connue dans l'art, pour transmettre la puissance de rotation dans le sens des aiguilles d'une montre sur la figure 2, depuis une poulie 61 du vilebrequin par une courroie de synchronisation 62 en résine ou en caoutchouc, comme représenté sur la figure 1. L'arbre à cames 10 est équipé de cames bien connues (non représentées) pour ouvrir/fermer une soupape d'admission ou une soupape d'échappement (non représentée) et il est pourvu d'un passage de retardement 11 et d'un passage d'avancement 12 qui s'étendent suivant la direction axiale de l'arbre à cames 10. Le passage de retardement 11 communique avec un orifice de communication 101 d'une valve de commutation 100, via un passage radial 13, un passage annulaire 14 et un passage de communication P1. Par ailleurs, le passage d'avancement 12 est en communication avec un orifice de communication 102 de la valve de commutation 100, via un passage annulaire 15 et un passage de communication P2. La valve de commutation 100 est réalisée de manière à ce qu'une bobine 104 soit déplacée vers la droite sur la figure 1, contre la force du ressort hélicoïdal 105, lorsque le solénoïde 103 est alimenté en courant. La valve de commutation 100 est réalisée de manière à établir, quand elle n'est pas alimentée, une communication entre un orifice d'alimentation 106 (en communication avec une pompe à huile non représentée, entraînée par le moteur à combustion interne) et l'orifice de communication 101 et une communication entre l'orifice de communication 102 et l'orifice de sortie 107 et de manière à établir, quand elle est alimentée, une communication entre l'orifice d'alimentation 106 et l'orifice de communication 102 et une communication entre l'orifice de communication 101 et un orifice de sortie 108. Dans ces conditions, l'huile de travail est fournie au passage de retardement 11 quand le solénoïde 103 n'est pas alimenté en courant et au passage d'avancement 12 quand le solénoïde est alimenté en courant. Le rotor interne 20 est fixé rigidement à l'arbre à cames 10 au moyen d'un boulon creux 16; et il est pourvu de rainures 21 pour valves, pour loger six valves individuelles 70 orientées radialement. En outre, on prévoit des passages 22 pour amener/évacuer l'huile de travail vers/hors des chambres de retardement R2 et des passages 23 comprenant un passage annulaire 15a en communication avec le passage d'avancement 12, ces six passages 23 s'étendant radialement par rapport à l'arbre à cames 10, pour amener/évacuer l'huile de travail vers/hors des chambres d'avancement R1. Ici, chaque vanne 70 est sollicitée radialement vers l'extérieur par un ressort 71 (comme représenté sur la figure 1) installé dans la portion inférieure de la rainure 21 pour vanne. La circonférence interne du rotor externe 30 coopère avec la circonférence externe du rotor interne 20 de manière à pouvoir tourner l'un par rapport à l'autre, dans une certaine plage. Une plaque avant 40 et une plaque arrière 50 sont fixées aux extrémités respectives du rotor externe 30, par l'intermédiaire des éléments de raccordement respectifs S1 et S2. Le rotor externe 30 entourant le rotor interne 20 est fixé rigidement à une poulie de synchronisation 60 par six boulons B1. La plaque avant 40 porte un capuchon 41 étanche aux liquides, pour former un passage 42 pour mettre en communication le passage de retardement 11 de l'arbre à cames 10 et les passages 22 du rotor interne 20. Par ailleurs et comme représenté sur la figure 2, le rotor externe 30 comporte six portions concaves 32 constituant une chambre R01 pour le fluide sous pression et cinq chambres R0 pour le fluide sous pression, recevant chacune une vanne 70 disposée pour diviser chaque chambre en une chambre d'avancement R1 et une chambre de retardement R2. Six saillies 31 sont présentes, une entre chaque paire de portions concaves 32 adjoignantes. Dans la forme d'exécution préférée, comme représenté sur la figure 2, la largeur dans la direction de la circonférence de la chambre R01 pour le fluide sous pression est plus petite que celle des chambres RO pour le fluide sous pression. Il y a des éléments d'arrêt 31a et 31b, sur les deux parois terminales opposées de la chambre R01 pour le fluide sous pression. Comme représenté sur la figure 3, chaque élément d'arrêt 31a et 3lb se trouve sur la portion supérieure de la paroi terminale respective. Ainsi dans la portion inférieure de la vanne 70, la vanne 70 qui se trouve dans la chambre R01 pour le fluide sous pression peut venir en contact avec les éléments d'arrêt 3la et 31b. Dans ces conditions, la rotation relative entre l'arbre à cames 10 et la poulie de synchronisation 60 est limitée par les éléments d'arrêt 3la et 31b. En outre, quand la vanne 70 dans la chambre R01 pour le fluide sous pression vient en contact avec l'élément d'arrêt 31a, il reste un espace 71 dans chaque chambre RO pour le fluide sous pression. L'espace 71 est formé dans les chambres R0 pour le fluide sous pression, entre la vanne 70 et la paroi terminale de la chambre RO pour le fluide sous pression. Sur la circonférence externe du rotor externe 30, comme représenté sur la figure 2, il y a six saillies 33 s'étendant vers l'extérieur pour recevoir le boulon B1. Par ailleurs, sur la circonférence interne de la poulie de synchronisation 60, il y a six saillies 60a qui sont engagées avec les saillies respectives 33 du rotor externe 30. Dans ces conditions, on obtient six cavités qui se trouvent entre la circonférence externe du rotor externe 30 et la circonférence interne de la poulie de synchronisation 60. Dans la forme d'exécution préférée de la présente invention décrite ci-dessus, comme la valve de commutation 100 contrôle le fluide sous pression des chambres d'avancement R1 et des chambres de retardement R2, le dispositif de réglage des soupapes peut passer de la position d'avancement maximum à la position de retardement maximum. Dans la position d'avancement maximum, représentée sur la figure 2, la vanne 70 dans la chambre R01 pour le fluide sous pression vient en contact avec l'élément d'arrêt 31 et les espaces 71 sont formés entre les vannes 70 dans les chambres R0 pour le fluide sous pression et les parois terminales des chambres de retardement R2. Par contre, dans les conditions de retardement maximum, la vanne 70 dans la chambre R01 pour le fluide sous pression vient en contact avec l'élément d'arrêt 3lb et les espaces 71 sont formés entre les vannes 70 dans les chambres R0 pour le fluide sous pression et les parois terminales des chambres d'avancement R1. La rotation relative entre l'arbre à cames 10 et la poulie de synchronisation 60 est limitée par une vanne 70 dans la chambre R01 pour le fluide sous pression, venant en contact avec soit l'élément d'arrêt 3la, soit l'élément d'arrêt 3lb, et les positions relatives entre les autres vannes 70 dans les chambres RO pour le fluide sous pression ne nécessitent pas les mêmes positions relatives. Ici, la vanne 70 dans la chambre R01 pour le fluide sous pression reçoit aussi bien le couple variable de l'arbre à cames 10 que le couple de rotation pour tourner l'arbre à cames 10, mais comme les éléments d'arrêt 31a et 3lb se trouvent dans la portion supérieure des parois latérales de la portion concave 32, ces couples sont reçus dans une portion de réception de couples 70a de la vanne 70, comme illustré sur la figure 4. La sollicitation de cisaillement agit sur la vanne 70 comme illustré sur la figure 3. Dans ces conditions, la solidité de la vanne 70 est augmentée d'une manière remarquable par comparaison avec le cas où les éléments d'arrêt 31a et 31b se trouvent dans la portion inférieure des parois latérales de la portion concave 32. Les auteurs ont trouvé expérimentalement que, dans ces conditions, le couple à la rupture de la vanne 70 est augmenté de 178 N.m à 374 N.m. Les figures 5 et 6 illustrent une autre version modifiée de la première forme d'exécution, avec des éléments d'arrêt 31a et 31b formés d'une manière différente. Sur la figure 5 les mêmes parties que celles représentées sur les figures 2 et 3 sont indiquées par les mêmes chiffres de référence que dans les figures 2 et 3. Dans cette variante, le dispositif de réglage des soupapes comprend en outre deux passages de communication 31c et 31d qui se trouvent entre la circonférence externe du rotor interne 20 et l'extrémité interne des éléments d'arrêt 3la et 31b. Le passage de communication 31c assure la communication entre le passage 22 et la portion 70a de réception du couple de la vanne 70, quand la vanne 70 vient en contact avec l'élément d'arrêt 31a. D'autre part, le passage de communication 3ld assure la communication entre le passage 23 et la portion 70a de réception du couple de la vanne 70 quand la vanne 70 vient en contact avec l'élément d'arrêt 31b. Quand le dispositif de réglage des soupapes change la position de rotation relative depuis la position extrême d'avancement/retardement vers la position extrême de retardement/avancement, le fluide sous pression agit sur la vanne 70 dans la chambre R01 pour le fluide sous pression dans la position extrême d'avancement/retardement. Dans ces conditions, la réponse du dispositif de réglage des soupapes est rapide. Les figures 7 et 8 illustrent une autre variante de la première forme d'exécution préférée, qui concerne un agencement modifié des éléments d'arrêt 31a et 31b. Sur la figure 7, les mêmes parties que celles représentées sur les figures 2 et 3 sont indiquées par les mêmes chiffres de référence que dans les figures 2 et 3. Dans cette variante, le dispositif de réglage des soupapes comprend en outre quatre passages de communication 31al et 31bl qui se trouvent dans les éléments d'arrêt 31a et 31b et qui sont parallèles à la vanne 70. Les passages de communication 31al assurent la communication entre le passage 22 et l'espace R02 quand la vanne 70 vient en contact avec l'élément d'arrêt 31a. L'espace R02 est formé entre la vanne 70 et la saillie 31 du rotor externe 30. Quand le dispositif de réglage des soupapes change la position de rotation relative de la position extrême d'avancement/retardement à la position extrême de retardement/avancement, le fluide sous pression agit sur la vanne 70 dans la chambre R01 pour le fluide sous pression dans la position d'avancement/retardement la plus avantageuse. Dans ces conditions, la réponse du dispositif de réglage des soupapes est rapide. REVENDICATIONS 1. Dispositif de réglage des soupapes comprenant un arbre à cames (10) assemblé en rotation avec une tête de culasse (110) d'un moteur; un élément de transmission rotationnel (30, 40, 50, 60) ayant une portion concave (32) qui se trouve à l'intérieur de sa surface, l'élément de transmission rotationnel étant monté autour de la surface périphérique de l'arbre à cames (10), de manière à tourner par rapport à celui-ci dans une plage prédéterminée, pour transmettre une puissance de rotation depuis une poulie (61) de vilebrequin; une pluralité de vannes (70) prévues sur l'arbre à cames (10) ou sur l'élément de transmission rotationnel (30, 40, 50, 60); des chambres (R0, R01) pour un fluide formées entre l'arbre à cames (10) et la portion concave (32) de l'élément de transmission rotationnel (30, 40, 50, 60) et séparées chacune en une chambre d'avancement (R1) et en une chambre de retardement (R2) par une vanne (70); un moyen (100) d'alimentation en fluide pour fournir le fluide sous pression au moins à une chambre choisie entre les chambres d'avancement (R1) et de retardement (R2); et un élément d'arrêt (31a, 31b) situé entre une portion supérieure d'une paroi latérale de la portion concave (32) de l'élément de transmission rotationnel (30, 40, 50, 60) et la vanne (70) de manière à limiter la rotation relative entre l'élément de transmission rotationnel (30, 40, 50, 60) et l'arbre à cames (10). 2. Dispositif de réglage des soupapes selon la revendication 1, dans lequel l'élément d'arrêt (31a, 31b) se trouve dans la portion supérieure de la paroi latérale de la portion concave (32). 3. Dispositif de réglage des soupapes selon la revendication 2, dans lequel un élément d'arrêt (31a, 3lb) se trouve sur chacune des parois latérales de la portion concave (32) 4. Dispositif de réglage des soupapes selon la revendication 2, dans lequel l'élément d'arrêt (31a, 31b) a un passage (31al, 31bl) pour le fluide le long de la paroi latérale de la portion concave (32). 5. Dispositif de réglage des soupapes comprenant un arbre à cames (10) assemblé en rotation avec une tête de culasse (110) d'un moteur; un élément de transmission rotationnel (30, 40, 50, 60) ayant une pluralité de saillies (31) qui s'étendent vers l'intérieur depuis sa surface interne, l'élément de transmission rotationnel (30, 40, 50, 60) étant monté autour de la surface périphérique de l'arbre à cames (10), de manière à tourner par rapport à celui-ci dans une plage prédéterminée, pour transmettre une puissance rotationnelle depuis une poulie (61) du vilebrequin; une pluralité de vannes (70) aménagées sur l'arbre à cames (10) ou sur l'élément de transmission rotationnel (30, 40, 50, 60); des chambres (R0, R01) pour le fluide formées chacune entre l'arbre à cames (10) et deux saillies (31) de l'élément de transmission rotationnel (30, 40, 50, 60) et séparées chacune en une chambre d'avancement (R1) et en une chambre de retardement (R2) par une vanne (70); des premiers passages (P2, 12, 23) pour le fluide, permettant d'amener/d'évacuer un fluide vers/hors des chambres d'avancement (R1); des seconds passages (P1, 11, 22) pour le fluide, permettant d'amener/d'évacuer un fluide vers/hors des chambres de retardement (R2); et un élément d'arrêt (31a, 31b) situé entre une portion supérieure d'une paroi latérale de la saillie (31) de l'élément de transmission rotationnel (30, 40, 50, 60) et la vanne (70), de manière à limiter la rotation relative entre l'élément de transmission rotationnel (30, 40, 50, 60) et l'arbre à cames (10). 6. Dispositif de réglage des soupapes selon la revendication 5, dans lequel l'élément d'arrêt (31a, 31b) se trouve dans la portion supérieure de la paroi latérale de la saillie (31). 7. Dispositif de réglage des soupapes selon la revendication 6, dans lequel un élément d'arrêt (31a, 31b) est prévu sur chacune des parois latérales des saillies (31) 8. Dispositif de réglage des soupapes selon la revendication 6, dans lequel l'élément d'arrêt (31a, 31b), a un passage (31al, 31bl) pour le fluide le long de la paroi latérale de la saillie (31) de manière à amener le fluide qui est amené via les premiers passages (P2, 12, 23) pour le fluide ou via les seconds passages (P1, 11, 22) pour le fluide, vers la portion inférieure de la saillie (31).