Brevet FR2790514A1 — publié le 20000908

I L'invention concerne un dispositif pour séparer de l'huile à partir des gaz contournant les pistons d'un moteur à combustion interne comportant un arbre à cames, dans la roue à chaîne d'entraînement duquel est intégré un séparateur d'huile, qui est raccordé d'une part à une arrivée des gaz chargés d'huile, contournant les pistons, et d'autre part à une sortie pour les gaz contournant les pistons après purification de ces gaz, qui est reliée au conduit d'aspiration du moteur à combustion interne. Dans un dispositif connu du type mentionné (document allemand DE 44 37 128 A), le séparateur d'huile est formé par des canaux radiaux, dans lesquels les gaz contournant les pistons pénètrent au niveau de la périphérie et à partir desquels ces gaz sortent d'une manière centrale. Pour la séparation de particules d'huile à partir des gaz, on utilise l'inertie de masse plus grande des particules d'huile, qui est censée avoir pour effet que seuls les gaz contournant les pistons pénètrent dans les canaux et sont évacués en position centrale alors que les particules d'huile lourdes restent à l'extérieur. L'effet de la force centrifuge est à peine utilisé ou seulement à un faible degré pour séparer de l'huile à partir des gaz contournant les pistons. L'invention a pour but de créer un dispositif du type mentionné, dans lequel la séparation des particules d'huile à partir des gaz contournant les pistons soit réalisée uniquement au moyen de la force centrifuge et dans lequel les particules d'huile déposées soient utilisées pour lubrifier la chaîne d'entraînement. Ce problème est résolu conformément à l'invention à l'aide d'un dispositif du type indiqué grâce au fait que la roue à chaîne comporte une cavité concentrique, qui est délimitée par une première paroi latérale, une deuxième paroi latérale et une paroi périphérique et qui est reliée d'une part à une ouverture d'arrivée pour les gaz chargés d'huile, contournant les pistons, et d'autre part à une ouverture de sortie pour les gaz contournant les pistons, après purification de ces gaz, et dans laquelle sont prévus des moyens pour diriger les gaz contournant les pistons en direction de la paroi latérale et/ou la paroi périphérique de la cavité, et que dans la paroi péri- phérique sont disposés des perçages qui débouchent dans la zone de support de la chaîne d'entraînement. Dans la proposition selon l'invention, les gaz chargés d'huile contour- nant les pistons sont introduits dans la cavité de la roue à chaîne d'entraîne- ment. Sous l'effet de la force centrifuge produite par la rotation de la roue à chaîne, les gaz contournant les pistons sont guidés par les moyens de guidage contre les parois de la cavité, auquel cas, en raison de l'inertie de masse des particules d'huile, il se forme, par dépôt et accumulation sur les parois, un film d'huile qui est éjecté vers l'extérieur par l'accélération centrifuge, sort par les ouvertures formées dans la paroi périphérique de la cavité et graisse la chaîne d'entraînement. Selon une autre caractéristique de l'invention, la première paroi laté- rale s'étend obliquement vers l'intérieur en direction de la paroi périphérique. Selon une autre caractéristique de l'invention, la seconde paroi latérale est formée par un couvercle particulier de forme annulaire, il est prévu un composant fixe de forme tubulaire qui est disposé concentriquement par rapport à l'axe de rotation de la roue à chaîne et dans lequel sont disposées l'ouverture d'entrée et l'ouverture de sortie et qui s'engage, moyennant le montage intercalé d'une bague d'étanchéité d'arbre, dans une ouverture concentrique correspondante formée dans le couvercle, et sur le composant de forme tubulaire est disposée une chicane de forme annulaire, qui pénètre dans la cavité et possède une partie, qui est dirigée radialement vers l'extérieur et vers la paroi périphérique et/ou vers la première paroi latérale, et l'ouverture d'entrée est reliée à l'espace intérieur de la chicane et l'ouverture de sortie est reliée à un espace annulaire radialement à l'extérieur de la chicane. Selon une autre caractéristique de l'invention, au moins une ouverture d'entrée pour les gaz chargés d'huile, qui contournent les pistons, est prévue dans une paroi de la cavité, et dans la cavité sont prévues, entre les parois latérales, des premières, deuxièmes et troisièmes parois radiales, parmi lesquelles les premières parois s'étendent depuis la paroi périphérique jusqu'au moyeu de la roue à chaîne, les deuxièmes parois s'étendent depuis la paroi périphérique jusqu'en un emplacement situé à distance du moyeu et les troisièmes paroi s'étendent depuis le moyeu jusqu'un emplacement situé à une certaine distance de la paroi périphérique et ces premières, deuxièmes et troisièmes parois délimitent une voie de circulation en forme de labyrinthe pour les gaz contournant les pistons. Selon une autre caractéristique de l'invention, les premières parois sont prévues, dans le sens de rotation de la roue à chaîne, respectivement en arrière d'une ouverture d'arrivée. Selon une autre caractéristique de l'invention, la seconde paroi latérale est formée par un couvercle de forme annulaire comportant une gorge annulaire, il est prévu un composant fixe de forme tubulaire disposé con- centriquement par rapport à l'axe de rotation de la roue à chaîne, lequel composant s'engage dans la gorge annulaire et coopère, aussi bien au niveau de sa périphérie extérieure qu'au niveau de sa périphérie intérieure, par l'intermédiaire de bagues radiales d'étanchéité d'arbre, avec la péri- phérie extérieure et avec la périphérie intérieure de la gorge annulaire, et la gorge annulaire est reliée d'une part à la cavité et d'autre part à l'ouverture de sortie. Selon une autre caractéristique de l'invention, les parois radiales sont formées en partie sur la première paroi latérale de la cavité et en partie sur le couvercle. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la Figure la représente une coupe longitudinale partielle d'un arbre à cames comportant une roue à chaîne d'entraînement dans une culasse, dans un premier exemple de réalisation de l'invention; la Figure lb représente une coupe longitudinale partielle de l'objet de la Figure la correspondant à un second exemple de réalisation; - la Figure 2 représente une coupe longitudinale similaire à la Figure 1 pour un troisième exemple de réalisation, la roue à chaîne d'entraîne- ment étant représentée en coupe prise sur la ligne II-II sur les Figures 3 et4; - la Figure 3 est une vue de gauche de la roue à chaîne d'entraînement de la Figure 2; - la Figure 4 est une vue de la roue à chaîne d'entraînement telle qu'elle est représentée sur la Figure 3, mais le couvercle formant la paroi latérale de gauche de la cavité étant supprimé; et - la Figure 5 représente une coupe de la roue à chaîne d'entraînement de la Figure 2. Tout d'abord on va se référer à la Figure la, sur laquelle on a représenté un arbre à cames 1, qui est monté dans la culasse 2 d'un moteur à combustion interne et auquel est raccordée par brides une roue à chaîne d'entraînement 3. La roue à chaîne 3 possède une cavité concentrique 4 qui est délimitée par la paroi latérale 5 et la paroi latérale 6 de la roue à chaîne 3 et par un couvercle de forme annulaire 7. Concentriquement à l'axe de rotation de la roue à chaîne 3 il est prévu un composant de forme tubulaire 8, qui est raccordé par bride à la culasse 2 et s'étend dans le couvercle 7 moyennant le montage intercalé d'une bague d'étanchéité d'arbre 9. Le composant 8 possède au moins une ouverture d'entrée 10 pour les gaz contenant de l'huile et contournant les pistons et une ouverture de sortie 11 pour les gaz purifiés contournant les pistons et qui est reliée par une canali- sation d'évacuation 18 au conduit d'aspiration du moteurà combustion interne. Dans la cavité 4 est disposée une chicane ou tôle de guidage annulaire 12a qui est montée sur le composant de forme tubulaire 8 et dirige les gaz contournant les pistons en direction de la paroi périphérique 5 et de la paroi latérale 6 de la cavité 4. La chicane 12a possède une section transversale en forme de U, ouverte radialement vers l'extérieur et comportant des branches 13 et 14 dirigées vers l'extérieur et parmi lesquelles la branche 13 est montée axialement à l'intérieur de l'ouverture d'entrée 10 et axialement à l'extérieur de l'ouverture de sortie 11 sur le composant de forme tubulaire 8, et la branche 14 s'étend dans la cavité 4 en direction de la paroi périphé- rique 5. La chicane 12a délimite, avec le composant de forme tubulaire, un espace annulaire 15 qui est relié à l'ouverture de sortie 11. Les gaz contournant les pistons, qui pénètrent dans l'espace intérieur 15a de la chicane 12a, sont dirigés par cette chicane 12a dans la cavité 4 et sont entraînés conjointement par la roue à chaîne 3 en rotation, ce qui a pour effet que les particules d'huile lourdes sont accélérées par la force centrifuge en direction de la paroi périphérique 5 et en direction de la paroi latérale 6. La paroi latérale 6 s'étend obliquement vers l'intérieur en direction de la première paroi périphérique 5 de sorte que le film d'huile, qui se forme sur la paroi latérale 6 chemine, sous l'effet de la force centrifuge, en direction de la paroi périphérique 5. L'huile sort par des perçages 16 répartis uniformément, en direction périphérique, dans la paroi périphérique vers la zone d'appui de la chaîne d'entraînement 7 et lubrifie cette dernière. Les gaz contournant les pistons, qui sont dans une large mesure exempts d'huile, parviennent dans la cavité 15 et sont aspirés par l'ouverture de sortie 11 et la canalisation 18 pour être introduits dans le conduit d'aspiration du moteur à combustion interne. Sur la Figure lb, on utilise pour des parties identiques ou similaires les mêmes chiffres de référence que sur la Figure la. L'exemple de réalisation représenté sur la Figure lb diffère de celui de la Figure la essentiellement uniquement par une autre configuration de la chicane. Dans le cas de cette chicane 12b, la branche 14a, qui pénètre dans la cavité 4, s'étend en forme d'arc en direction de la paroi latérale 6 de la cavité. Les gaz contournant les pistons, qui pénètrent par l'ouverture 10, parviennent à l'intérieur de la chicane 12b et sont dirigés à partir de cet endroit dans la cavité 4, d'o ils sont entraînés par la roue à chaîne 3, qui tourne, et, sous l'action de la force centrifuge, sont projetés le long de la branche 14a contre la paroi latérale 6. Les particules d'huile s'accumulent sur la paroi latérale 6 et forment un film d'huile qui est entraîné en direction de la paroi périphérique le long de la paroi latérale 6 qui s'étend obliquement vers l'intérieur. L'huile sort par les perçages 16 et lubrifie la chaîne d'entraînement. Les gaz, qui contournent les pistons et sont dans une large mesure exempts d'huile, sont guidés préalablement par l'ouverture de sortie 11 en direction du conduit d'aspiration du moteur à combustion interne. Dans l'exemple de réalisation des Figures 2 à 5, les mêmes parties ou les parties similaires sont désignées par les mêmes chiffres de référence que sur la Figure 1. Dans cette forme de réalisation, les gaz contournant les pistons parviennent par des ouvertures 20 dans la paroi latérale 6 de la roue à chaîne 3, directement dans la cavité 4. L'autre paroi latérale de la cavité est à nouveau formée par un couvercle 21 qui possède une gorge annulaire concentrique 22, dans laquelle pénètre le composant de forme tubulaire 8' qui coopère aussi bien au niveau de sa périphérie intérieure qu'au niveau de sa périphérie extérieure avec la périphérie extérieure ou la périphérie intérieure de la gorge annulaire 22 par l'intermédiaire de bagues radiales d'étanchéité d'arbre 23, 24. La gorge annulaire 22 est ouverte en direction d'un espace annulaire 25 formé dans le composant 8' et qui est relié par l'intermédiaire de l'ouverture de sortie 11 et du raccord 26 au conduit d'aspiration du moteur à combustion interne. En outre la gorge annulaire 22 est reliée à la cavité 4 par l'intermédiaire d'ouvertures 27 formées dans le couvercle 21. Des premières, deuxièmes et troisièmes parois latérales 28, 29 et 30 sont prévues dans la cavité 4 entre la paroi latérale 6 et le couvercle 21. Comme cela est visible sur la Figure 4, les premières parois 28 s'étendent depuis la paroi périphérique jusqu'au moyeu 31 de la roue à chaîne 3, les deuxièmes parois 29 s'étendent depuis la paroi périphérique 5 jusqu'à un emplacement à distance du moyeu 31, et les troisièmes parois 30 s'étendent depuis le moyeu 31 jusqu'à un emplacement situé à distance de la paroi périphérique 5, ces parois 28, 29, 30 et délimitent une voie de circulation en forme de labyrinthe pour les gaz contournant les pistons. Les premières parois 28 sont prévues, dans le sens de rotation D de la roue à chaîne 3, respectivement en arrière d'une ouverture d'entrée 20. Les gaz contournant les pistons, qui sont chargés d'huile et pénètrent par les ouvertures d'entrée 20 dans la cavité 4, sont déviés par les parois et il se produit une première séparation de particules d'huile sous l'action de l'inertie de masse. Sous l'effet de l'accumulation sur la paroi il se forme un film d'huile, qui est éjecté vers l'extérieur, par la force centrifuge, en direction de la paroi périphérique 5. L'huile déposée sort par les perçages 16 formés dans la paroi périphérique 5 et lubrifie la chaîne d'entraînement. Les gaz contournant les pistons, après avoir été purifiés, sortent de la cavité 4 par les ouvertures 27 formées dans le couvercle 2 et sont aspirés par l'intermédiaire de l'espace annulaire 25, de l'ouverture de sortie 11 et du raccord 26. Les parois 28, 29, 30 peuvent être formées en partie sur la paroi latérale 6 et en partie sur le couvercle 21 et s'étendent alors dans le plan E. Dans cet exemple de réalisation, le couvercle 21 est fixé par les vis 32, à l'aide desquelles la roue à chaîne 3 est reliée à l'arbre à cames 1. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour séparer de l'huile à partir des gaz contournant les pistons d'un moteur à combustion interne comportant un arbre à cames (1), dans la roue à chaîne d'entraînement (3) duquel est intégré un séparateur d'huile, qui est raccordé d'une part à une arrivée des gaz chargés d'huile, contournant les pistons, et d'autre part à une sortie pour les gaz contour- nant les pistons après purification de ces gaz, qui est reliée au conduit d'aspiration du moteur à combustion interne, caractérisé en ce que la roue à chaîne (3) comporte une cavité concentrique (4), qui est délimitée par une première paroi latérale (6), une deuxième paroi latérale (7; 21) et une paroi périphérique (5) et qui est reliée d'une part à une ouverture d'arrivée (10) pour les gaz chargés d'huile, contournant les pistons, et d'autre part à une ouverture de sortie (11) pour les gaz contournant les pistons, après purification de ces gaz, et dans laquelle sont prévus des moyens (12a; 12b ; 28, 29, 32) pour diriger les gaz contournant les pistons en direction de la paroi latérale (6) et/ou la paroi périphérique (5) de la cavité (4), et que dans la paroi périphérique (5) sont disposés des perçages (16) qui débouchent dans la zone de support de la chaîne d'entraînement (17). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première paroi latérale (6) s'étend obliquement vers l'intérieur en direction de la paroi périphérique (5). 3. Dispositif selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la deuxième paroi latérale est formée par un couvercle particulier de forme annulaire (7), qu'il est prévu un composant fixe de forme tubulaire (8) qui est disposé concentriquement par rapport à l'axe de rotation de la roue à chaîne (3) et dans lequel sont disposées l'ouverture d'entrée (10) et l'ouverture de sortie (11) et qui s'engage, moyennant le montage intercalé d'une bague d'étanchéité d'arbre (9), dans une ouverture concentrique correspondante formée dans le couvercle (7), que sur le composant de forme tubulaire (8) est disposée une chicane de forme annulaire (12a ou 12b), qui pénètre dans la cavité (5) et possède une partie (14 ou 14a), qui est dirigée radialement vers l'extérieur et vers la paroi périphérique (5) et/ou vers la première paroi latérale (6), et que l'ouverture d'entrée (10) est reliée à l'espace intérieur (15a) de la chicane (12a; 12b) et que l'ouverture de sortie (11) est reliée à un espace annulaire (15) radialement à l'extérieur de la chicane (12a; 12b). 4. Dispositif selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'au moins une ouverture d'entrée (20) pour les gaz chargés d'huile, qui contournent les pistons, est prévue dans une paroi (6) de la cavité (4), et que dans la cavité (4) sont prévues entre les parois latérales (6; 21) des premières, deuxièmes et troisièmes parois radiales (28, 29, 30), parmi lesquelles les premières parois (28) s'étendent depuis la paroi périphérique (5) jusqu'au moyeu (31) de la roue à chaîne (3), les deuxièmes parois (29) s'étendent depuis la paroi périphérique (5) jusqu'en un emplacement situé à distance du moyeu (31) et les troisièmes paroi (3) s'étendent depuis le moyeu (31) jusqu'un emplacement situé à une certaine distance de la paroi périphérique (5) et ces premières, deuxièmes et troisièmes parois (28, 29, 30) délimitent une voie de circulation en forme de labyrinthe pour les gaz contournant les pistons. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les pre- mières parois (28) sont prévues, dans le sens de rotation (D) de la roue à chaîne (3), respectivement en arrière d'une ouverture d'arrivée (20). 6. Dispositif selon l'une ou l'autre des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que la deuxième paroi latérale est formée par un couvercle de forme annulaire (21) comportant une gorge annulaire (22), qu'il est prévu un composant fixe de forme tubulaire (8') disposé concentriquement par rapport à l'axe de rotation de la roue à chaîne (3), lequel composant s'engage dans la gorge annulaire (21) et coopère, aussi bien au niveau de sa périphérie extérieure qu'au niveau de sa périphérie intérieure, par l'intermédiaire de bagues radiales d'étanchéité d'arbre (23, 24), avec la périphérie extérieure et avec la périphérie intérieure de la gorge annulaire (22), et que la gorge annulaire (22) est reliée d'une part à la cavité (4) et d'autre part à l'ouverture de sortie (11). 7. Dispositif selon les revendications 4 et 5 prises dans leur ensemble, caractérisé en ce que les parois radiales (28, 29, 30) sont formées en partie sur la première paroi latérale (6) de la cavité (4) et en partie sur le couvercle (21).