Brevet FR2795472A1 — publié le 20001229

L'invention a trait à une plaquette de maillon pour une chaîne d'entraînement, à une chaîne comprenant une telle plaquette, à un moteur équipé d'une telle chaîne et à un procédé de fabrication d'une telle plaquette. Une chaîne d'entraînement peut être utilisée, de façon générale, pour la transmission de puissance, notamment pour un moteur de véhicule automobile, tel qu'un moteur à combustion interne. Une chaîne d'entraînement est généralement constituée de maillons intérieurs et de maillons extérieurs, ces maillons étant eux mêmes formées de deux plaquettes convenablement découpées et reliées entre elles par des axes ou des douilles cylindriques. Des plaquettes dites extérieures sont destinées à former, avec des axes creux ou pleins, les maillons exté rieurs de la chaîne alors que les plaquettes dites intérieures sont destinées à former, avec des douilles disposées autour de ces axe, les maillons intérieurs de la chaîne. Les plaquettes de maillons de chaînes de l'état de la technique ont une épaisseur suffisante pour résister efficace ment aux efforts de traction que subit la chaîne. En pratique, ces plaquettes sont réalisées en acier et ont une épaisseur de l'ordre de 1,5 mm dans le cas d'une chaîne de distribution de moteur à combustion interne. Comme il ressort de la figure 5 ci-jointe, lorsqu'on souhaite former un orifice 101 dans une telle plaquette 100 par découpage, le découpage est relativement régulier sur environ un tiers de l'épaisseur e de la plaquette, puis il se produit un déchirement du fait du fluage F de la matière de la pla quette 100, ce déchirement donnant naissance à un profil irrégulier 102 difficilement exploitable lors de l'assemblage d'un maillon qui a lieu par coopération de formes entre un axe et la plaquette 100 ou entre une douille et la plaquette 100. Ce phénomène se produit en particulier lorsqu'on cherche à découper une plaquette 100 dans une plaque ayant subi un traitement thermique visant à améliorer ses propriétés mécani ques, tel qu'un traitement de trempe. Les mêmes problèmes se posent au niveau des bords de la plaquette. En outre, les outils de découpe utilisés pour la formation des bords ou des orifices de la plaquette 100 d'épaisseur e de l'ordre de 1,5 mu s'usent rapidement et il arrive même qu'ils ne soient pas efficaces si la plaque de départ a subi un traitement métallur gique destiné à éviter le fluage de la matière en cours de découpage. Selon une alternative on peut procéder au découpage de la plaque de départ avant son traitement métallurgique, auquel cas, elle offre une moindre résistance et génère un phénomène de fluage moins important, ce qui permet d'obtenir des orifices de géométrie à peu près contrôlée. Cependant, dans ce cas, un traitement métallurgique ultérieur des plaquettes doit avoir lieu, ce traitement métallurgique ayant pour effet de modifier la géométrie des plaquettes obtenues et de générer une disper sion importante de leurs dimensions, notamment des entraxes des deux orifices de réception des axes ou douilles d'articulation du maillon. En outre, des micro-fissures générées lors de l'opération de découpe peuvent se propager au cours du traite ment métallurgique, qui est le plus souvent un traitement thermique, d'où la création de zones de faiblesse dans les plaquettes ainsi réalisées. C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en proposant une nouvelle structure de plaquette de maillon qui permet un découpage net des orifices de la plaquette, avec une faible dispersion de dimensions et une usure raisonnable des outils de découpe. Dans cet esprit, l'invention concerne une plaquette de maillon pour chaîne d'entraînement, caractérisée en ce qu'elle est formée d'un empilement de plaquettes élémentaires prédécou pées. En pratique, les plaquettes élémentaires utilisées pour former une plaquette de maillon d'épaisseur égale à environ 1,5 mm ont une épaisseur unitaire comprise entre 0,25 et 0,5 mm. Ces plaquettes élémentaires peuvent subir un traitement métallurgique avant découpage et ce traitement n'influe pas de façon négative sur l'opération de découpage car, compte tenu de l'épaisseur relativement faible de ces plaquettes élémentaires, le fluage constaté sur une plaquette d'épaisseur égale à 1,5 mm n'a pas lieu. De plus, compte tenu de l'épaisseur relativement faible de chaque plaquette élémentaire, les outils de découpe ne sont pas fortement sollicités et les orifices formés dans chaque plaquette élémentaire ont une géométrie bien définie. Comme aucun traitement thermique n'est nécessaire après découpage, la géométrie des plaquettes élémentaires découpées n'est pas influencée par un tel traitement thermique, ce qui permet de diminuer sensiblement la dispersion des cotes des plaquettes élémentaires, et par là même celles des plaquettes de maillons conformes à l'invention. En outre, le comportement en fatigue de plaquettes de maillons conformes à l'invention est très satisfaisant car la structure multicouche répond bien aux sollicitations mécaniques. En effet, une micro-fissure qui peut être générée au niveau d'une des plaquettes élémentaires se propage au plus dans l'épaisseur de cette plaquette, sans affaiblir les plaquettes voisines. Selon des variantes avantageuses de l'invention, on peut prévoir que - Les plaquettes élémentaires sont des plaquettes en acier d'épaisseur uniforme. Dans ce cas, un seul type de plaquettes élémentaires est utilisé pour former toutes les plaquettes de maillons, le nombre de plaquettes empilées pouvant être adapté en fonction de l'épaisseur souhaitée pour la plaquette de maillon, c'est-à-dire de l'effort que doit subir la plaquette de maillon, qui est fonction de la puissance nominale que peut transmettre une chaîne comprenant une telle plaquette de maillon. - Les plaquettes élémentaires sont des plaquettes en acier d'épaisseur variable. L'utilisation de plaquettes d'épaisseur variable permet de limiter au maximum les phénomè nes de résonance et la dispersion obtenue lors des opérations de découpage, car les dispersions individuelles obtenues au niveau de chaque plaquette ont tendance à se compenser. - Les plaquettes élémentaires sont revêtues d'un matériau élastique, notamment d'un élastomère. Ceci permet de conférer un caractère amortissant aux plaquettes élémentaires, et par là même à la plaquette de maillon, ce qui n'était pas possible lorsqu'un traitement thermique devait être appliqué à la plaquette de maillon après son découpage, le matériau élastique étant détruit ou endommagé par un tel traitement. On peut également prévoir que les plaquettes élémentaires sont percées d'un ajour, à l'exception d'une ou des plaquettes élémentaires externes, ce qui permet d'obtenir un allégement de la plaquette de maillon sur la plus grande partie de son épais seur, alors que la plaquette élémentaire externe qui n'est pas percée évite qu'un sifflement ne soit produit par la plaquette de maillon en mouvement. L'invention concerne également une chaîne d'entraînement, notamment pour un moteur, qui comprend au moins une plaquette de maillon telle que précédemment décrite. Un moteur, notamment un moteur à combustion interne équipé d'une telle chaîne, fait également partie de l'invention et a un prix de revient minoré par rapport au dispositif de l'état de la technique, alors que la durée de vie de son système de transmission est augmentée. L'invention concerne enfin un procédé de fabrication d'une plaquette de maillon telle que précédemment décrite et, plus précisément, un procédé qui consiste à - faire subir à des plaques élémentaires un traite ment métallurgique ; - découper, dans ces plaques élémentaires, des plaquettes élémentaires aux dimensions de la plaquette de maillon et - assembler par empilement ces plaquettes élémentai res pour former la plaquette de maillon. On peut en outre prévoir d'adapter le nombre de plaquettes élémentaires empilées à la puissance nominale d'une chaîne comprenant la plaquette de maillon. En d'autres termes, le procédé de l'invention permet une modularité de l'épaisseur des plaquettes de maillon produites. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre de deux modes de réalisation d'une plaquette de maillon pour chaîne conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une représentation en perspective, avec arrachement partiel, d'une chaîne conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue en perspective éclatée de certains éléments constitutifs de la chaîne de la figure 1 ; - la f figure 3 est une coupe à plus grande échelle selon la ligne III-III à la figure 2 ; - la figure 4 est une coupe analogue à la figure 3 pour une plaquette conforme à un second mode de réalisation de l'invention et - la figure 5 est une coupe partielle d'une plaquette de maillon conforme à l'état de la technique. La chaîne 1 représentée sur les figures est destinée à être utilisée dans un moteur à combustion interne de véhicule automobile pour l'entraînement en synchronisme d'éléments tels qu'un vilebrequin et un arbre à cames. La chaîne 1 est formée de maillons intérieurs et de maillons extérieurs disposés alternativement. Les maillons extérieurs comprennent chacun deux plaquettes 4 pourvues de perçages 5 et reliées entre elles par deux axes 6 pleins ou creux. Des axes 6 sont emmanchés en force ou fixés par tout autre moyen dans les perçages 6. Les maillons inté rieurs comprennent des plaquettes intérieures 14 pourvues de perçages 15 dans lesquels sont immobilisées des douilles 16 prévues pour être disposées autour des axes 6. Un maillon intérieur comprend deux plaquettes 14 reliées par deux douilles 16. Un rouleau 26 est prévu autour de chaque douille 16, ce rouleau 26 pouvant tourner librement sur la douille 16 qui l'entoure. Chaque rouleau 26 est pourvu d'un orifice 27 de passage d'un lubrifiant tel que de l'huile, alors que chaque douille 16 est pourvue d'un orifice 17 ayant la même fonction. Ainsi, les espaces annulaires intercalaires entre les axes 6 et les douilles 16 d'une part, les douilles 16 et les rouleaux 26 d'autre part, peuvent être garnis ou gavés d'huile de lubrifi cation. Conformément à l'invention et comme il ressort plus clairement de la figure 3, une plaquette 4 est formée d'un empilement de plaquettes élémentaires 40 d'épaisseur e' sensiblement inférieure à l'épaisseur e de la plaquette 4. Dans l'exemple représenté, la plaquette 4 est formée par l'empile ment de six plaquettes élémentaires 40 dont l'épaisseur e' est sensiblement égale à un sixième de l'épaisseur e. En considé- rant une plaquette 4 d'épaisseur égale à 1,5 mm, chaque plaquette 401 à 406 a une épaisseur e' égale à 0,25 mm. Chaque plaquette 401 à 406 est découpée dans une plaque élémentaire d'épaisseur e' ayant subi un traitement métallurgi que de trempe. Ainsi, les propriétés mécaniques de chaque plaquette 40 sont déterminées par le traitement métallurgique de la plaque de départ correspondante avant que ne soit formé les bords de cette plaquette et des orifices 501 à 506, sur l'épaisseur e', au moyen d'un outil de découpe. Comme il ressort de la figure 5 et du fait que l'épaisseur e' est nettement inférieure à e/3, il ne se produit pas de phénomène de fluage ou d'arrachement de la matière ou d'endom magement de l'outil de découpe, de telle sorte que l'empilement des plaquettes 40 permet d'obtenir un perçage 5 formé par l'empilement des perçages élémentaires 50 avec une géométrie bien définie et pouvant collaborer efficacement avec l'un des axes 6 pour son immobilisation relative. L'assemblage des plaquettes 40 est réalisé par la coopéra tion de chaque plaquette élémentaire 40 avec l'axe 6 correspon dant. Du fait de la structure lamellaire ou multicouche de la plaquette ainsi réalisée, les phénomènes de résonance à basse fréquence qui peuvent se produire dans une plaquette monobloc sont éliminés, ce qui est avantageux sur le plan mécanique et sur le plan acoustique. Un ajour 7 est formé sur la partie interne de la plaquette 4. Plus précisément, chacune des plaquettes élémentaires 401 à 405 est percée d'un ajour élémentaire 701, 702 ... 705, de telle sorte qu'il est formé une cavité 7 tournée vers l'intérieur du maillon et bordée par la plaquette externe 406 qui est pleine entre ses perçages 506. Cette disposition permet d'alléger sensiblement la plaquette 4 alors que la plaquette élémentaire 406 obture l'ajour 7, de telle sorte qu'il n'est pas créé de sifflement par le déplacement à grande vitesse de la plaquette 4 lors de l'utilisation de la chaîne 1. Selon une variante non représentée de l'invention, on peut prévoir que la plaquette élémentaire 40, n'est pas percée d'un ajour, de façon à limiter le bruit généré, la cavité 7 n'étant alors pas visible lorsque la plaquette 4 est assemblée. Selon une autre variante de réalisation de l'invention, les plaquettes élémentaires 40 peuvent avoir des épaisseurs différentes, ce qui permet d'améliorer encore la compensation des phénomènes de résonance. Dans le cas où les plaquettes élémentaires 40 ont une épaisseur constante, une unique référence de plaquettes élémentaires peut permettre de fabriquer des plaquettes de maillon d'épaisseur variable, ce qui est avantageux sur le plan de la gestion des approvisionnements. Qu'il s'agisse de plaquettes élémentaires de même épais seur ou d'épaisseurs variables, on peut adapter l'épaisseur de la plaquette 4, c'est-à-dire le nombre de plaquettes élémen taires empilées, à la puissance nominale de la chaîne 1, le caractère modulaire des plaquettes ainsi obtenues permettant une grande souplesse d'adaptation. Bien entendu, les plaquettes intérieures 14 de la chaîne 1 peuvent avoir une structure analogue aux plaquettes 4. Dans le second mode de l'invention de réalisation de l'invention représenté à la figure 4, les éléments analogues à ceux du premier mode de réalisation portent des références identiques. Dans ce second mode de réalisation, la plaquette 4 est formée de deux plaquettes élémentaires en acier, 401 et 40z, revêtues chacune d'une couche de caoutchouc 411 et 412, la plaquette 4 ainsi réalisée par empilement présentant des propriétés d'amortissement de vibrations. Tout type de matériau élastique peut être utilisé pour former les couches 411 et 412 et, en particulier, tout type d'élastomère, étant entendu qu'un tel élastomère n'est pas détruit par un traitement thermique' ultérieur puisque le traitement thermique des plaques élémen taires dans lesquelles sont découpées les plaquettes 401 et 402 peut être effectué avant mise en place des couches 411 et 412 et perçage des orifices 501 et 50z. Selon une première méthode de fabrication, une plaque élémentaire traitée métallurgiquement est revêtue d'une couche de caoutchouc et cet,assemblage est poinçonné pour former, en une opération, une plaquette 40 revêtue de caoutchouc. Selon une autre méthode de fabrication, la plaquette 40 et la couche 41 associée peuvent être fabriquées indépendamment et assem blées ultérieurement. L'invention est applicable à tout type de chaîne, qu'elle comprenne des douilles et/ou des rouleaux, des plaquettes, ou qu'il s'agisse de chaîne dite "à dents" ou de type MORSE. REVENDICATIONS 1. Plaquette (4 ,14) de maillon pour chaîne d'entraîne ment, caractérisée en ce qu'elle est formée d'un empilement de plaquettes élémentaires (40) prédécoupées. 2. Plaquette selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdites plaquettes élémentaires (40) sont pré-traitées avant assemblage pour former ladite plaquette (4) de maillon. 3. Plaquette selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdites plaquettes élémentaires (40) sont des plaquettes en acier d'épaisseur (t') uniforme. 4. Plaquette selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que lesdites plaquettes élémentaires (40) sont des plaquettes en acier d'épaisseur (e') variable. 5. Plaquette selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que lesdites plaquettes élémentaires (40) sont revêtues d'une couche (41) d'un matériau élastique, notamment d'un élastomère. 6. Plaquette selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdites plaquettes élémentaires (40) sont percées d'un ajour (70) d'allégement, à l'exception d'une ou des plaquettes élémentaires externes (401, 406). 7. Chaîne d'entraînement 1, notamment pour moteur, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une plaquette de maillon (4, 14) selon l'une des revendications précédentes. 8. Moteur, notamment moteur à combustion interne, équipé d'une chaîne (1) selon la revendication 7. 9. Procédé de fabrication d'une plaquette de maillon (4) pour chaîne d'entraînement (1), caractérisé en ce qu'il consiste à - faire subir à des plaques élémentaires un traite ment métallurgique ; - découper, dans lesdites plaques élémentaires, des plaquettes élémentaires (40) aux dimensions de ladite plaquette de maillon (4) et - assembler par empilement lesdites plaquettes élémentaires pour former ladite plaquette de maillon. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il consiste à adapter le nombre de plaquettes élémentaires (40) empilées à la puissance nominale d'une chaîne (1) compre nant ladite plaquette de maillon (4).