Brevet FR2795475A1 — publié le 20001229

L'invention a trait à un pignon d'entraînement ou de renvoi de chaîne et a un moteur équipé d'un tel pignon. Il est connu d'utiliser une chaîne formée de maillons pour la transmission de puissance et, notamment, pour l'entraînement d'un arbre à cames en synchronisme d'un vilebrequin dans un moteur à combustion interne. Les pignons connus comprennent généralement une denture ménagée à la périphérie d'un corps monobloc, la géométrie de la denture étant adaptée à celle de la chaîne à entraîner. Pour éviter un grippage de la chaîne, il est connu de la faire barboter dans un bain d'huile, de telle sorte que l'huile pénètre entre les pièces de la chaîne en mouvement relatif, notamment entre les rouleaux, les douilles et les axes d'arti- culation de la chaîne. Cependant, les huiles modernes sont de plus en plus fluides et n'ont pas tendance à rester dans les interstices créés entre les pièces en mouvement relatif, d'o un risque de rupture du film d'huile entre ces pièces. Dans certaines applications, on peut prévoir que des pipettes alimentées en huile sous pression soient dirigées vers la chaîne en cours de défilement, mais ceci nécessite la mise en place précise de ces pipettes et la lubrification obtenue n'est pas optimale dans la mesure o il existe un mouvement relatif rapide entre la chaîne et la pipette dans la zone d'impact de l'huile sur la chaîne. C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en proposant un pignon prévu pour coopérer avec une chaîne qui permet également d'améliorer la lubrifica- tion de cette chaîne sans avoir recours à une pipette de projection d'huile ou à un barbotage de la chaîne. Dans cet esprit, l'invention concerne un pignon d'entraî- nement ou de renvoi de chaîne, notamment pour la transmission de puissance dans un moteur, comprenant une denture périphéri- que apte à coopérer avec les maillons de la chaîne, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un canal radial reliant une cavité du pignon formant répartiteur de fluide de lubrification avec une partie de la denture, au voisinage de la chaîne. Grâce à l'invention, le ou les canaux radiaux permettent de distribuer un fluide de lubrification tel qu'une huile, jusqu'au voisinage immédiat de la chaîne, alors que celle-ci se déplace à la même vitesse que la denture. Ainsi, le lubrifiant débouchant de chacun des canaux impacte la chaîne avec une orientation prédéterminée qui peut être mise à profit pour obtenir une lubrification efficace. Compte tenu de l'orienta- tion radiale des canaux, la force centrifuge générée par la rotation du pignon est utilisée pour conférer au fluide de lubrification une énergie cinétique telle qu'il pénètre efficacement dans les interstices de la chaîne. De plus, les canaux radiaux permettent de créer, au niveau de la denture du pignon, un coussin d'huile de lubrification, notamment en fond de denture, ce qui permet d'amortir les chocs au niveau des zones de contacts entre la chaîne et le pignon. On obtient d'une part, des sollicitations moindres de la chaîne et du pignon et, d'autre part, une réduction du bruit de fonctionne- ment d'un système d'entraînement incorporant un tel pignon. Ce coussin d'huile créé au niveau de la denture permet également de réduire l'effet de succion ou de ventouse qui se produit classiquement en fond de denture sur les pignons connus. Selon des aspects avantageux et non obligatoires de l'invention, le pignon incorpore une ou plusieurs des caracté- ristiques suivantes: - Le canal débouche dans la denture au fond d'un espace de réception d'une articulation de la chaîne, par exemple au fond d'un espace entre deux dents de la denture. Dans ce cas, le canal débouche en regard d'un axe, d'une douille et éventuellement d'un rouleau, de la chaîne, le fluide de lubrification s'écoulant autour de ces éléments de la chaîne qu'il permet de lubrifier efficacement. On peut prévoir que le débouché du canal est apte à être disposé en regard d'un orifice de passage d'un lubrifiant ménagé dans un rouleau ou dans une douille de la chaîne. Dans ce cas, le ou les canaux radiaux permettent d'alimenter en fluide de lubrification des orifices de répartition de lubrifiant dans les éléments d'articulation des plaquettes de la chaîne, d'o une lubrifica- tion directe qui peut être effectuée sous une pression qui est fonction de la vitesse de rotation du pignon. On peut également prévoir que le débouché des canaux radiaux est prévu dans une partie centrale de la surface de portée de la chaîne dans la denture. - Le pignon comprend plusieurs canaux radiaux régulièrement répartis autour d'un axe central du pignon. En particulier, on peut prévoir que chaque espace inter- dents de la denture est alimenté par un tel canal ou qu'un espace sur deux ou trois est alimenté par un tel canal, en fonction du degré de lubrification recherché. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, le pignon comprend un corps principal solidaire d'un arbre central et un corps secondaire monté sur ce corps principal, le ou les canaux étant formés entre ces corps. Dans ce cas, on peut prévoir que la cavité formant répartiteur est définie également entre ces corps. Selon un second mode de réalisation de l'invention, le pignon est monobloc et le ou les canaux et/ou la cavité formant répartiteur est ou sont constitués par des gorges ménagées sur une surface frontale du pignon. Cette variante est particuliè- rement simple à réaliser et, compte tenu de la vitesse de rotation habituelle d'un tel pignon, le fait que les canaux et/ou la cavité ne sont pas recouverts par un couvercle ne gêne pas sensiblement leur fonctionnement. Selon un autre aspect avantageux de l'invention la cavité formant répartiteur a un volume interne sensiblement supérieur à celui du canal ou des canaux. Grâce à cet aspect de l'inven- tion, la cavité joue le rôle d'un réservoir d'alimentation des canaux, ce réservoir étant lui-même alimenté grâce à une tubulure reliée à une pompe de circulation de l'huile de lubrification. En cas d'arrêt du moteur, cette pompe peut être immédiatement arrêtée alors que la chaîne continue à tourner du fait de l'inertie du moteur, auquel cas l'huile lubrifiante présente dans cette cavité continue à être acheminée vers la chaîne en assurant ainsi la fonction de lubrification jusqu'à l'arrêt complet du pignon. L'invention concerne également un moteur, notamment un moteur à combustion interne, équipé d'un pignon tel que précédemment décrit. Un tel moteur fonctionne efficacement avec une durée de vie sensiblement améliorée par rapport aux moteurs connus grâce à la longévité accrue du pignon et de la chaîne de transmission associée. 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'un pignon conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue de face d'un pignon conforme à l'invention équipé d'une chaîne; la figure 2 est une vue à plus grande échelle du détail II à la figure 1; - la figure 3 est une vue partielle en perspective éclatée de maillons de la chaîne utilisée avec le pignon de la figure 1; - la figure 4 est une coupe selon la ligne IV-IV à la figure 1; - la figure 5 est une vue analogue à la figure 1 pour un pignon conforme à un second mode de réalisation de l'inven- tion et - la figure 6 est une coupe selon la ligne VI-VI à la figure 5, une partie du pignon étant représentée en vue extérieure. Le pignon 1 représenté à la figure 1 comprend un corps principal 2 centré sur un axe Xl et un flasque -ou corps secondaire 3 monté sur le corps principal 2 par tout moyen approprié, et notamment par clinchage, soudage, vissage ou rivetage. Le corps 2 est solidaire d'un arbre d'entraînement 4 au moyen d'une bride 5. L'arbre 4 permet d'imprimer au pignon 1 un mouvement de rotation R. A sa périphérie, le pignon 1 est pourvu d'une denture 10 formée de dents 11 et d'espaces inter-dents 12. Cette denture est destinée à coopérer avec une chaîne 20 formée de maillons dont la structure est plus particulièrement visible à la figure 3. Des plaquettes extérieures 21 sont reliées par des axes 22 qui sont immobilisés dans des perçages 23 des plaquet- tes 21. Les éléments 21 et 22 constituent les maillons exté- rieurs de la chaîne. Par ailleurs, des plaquettes intérieures 24 sont reliées par des douilles 25 qui sont immobilisées dans des perçages 26 ménagés dans des plaquettes 24. Les éléments 24 et 25 constituent les maillons intérieurs de la chaîne. Des rouleaux 27 sont disposés autour des douilles 25 qui sont elle- mêmes disposées autour des axes 22. Chaque rouleau 27 est pourvu d'un orifice radial 28 de passage d'une huile de lubrification, alors que chaque douille 25 est pourvue d'un orifice radial 29 de passage d'huile. Les orifices 29 ont une orientation pré-déterminée par rapport à la direction F d'avance de la chaîne, car les douilles 25 sont fixes par rapport aux plaquettes 24. En revanche, les rouleaux 27 peuvent tourner librement autour des douilles 26, de telle sorte que l'orientation des orifices 28 est variable autour des axes 22. Conformément à l'invention, le pignon 1 comprend des canaux radiaux 6 régulièrement répartis autour de l'axe X1 et qui s'étendent entre une cavité 7, définie entre les corps 2 et 3, et chacun des espaces 12. Plus précisément, le débouché 6a de chaque canal 6 au niveau d'un espace 12 est formé dans le fond 12a de cet espace, c'est-à-dire dans la zone d'appui de la chaîne 20 sur la denture 10, sensiblement au centre de la surface de portée formée par ce fond, c'est-à-dire à égale distance des plaquettes 24. Comme il ressort plus clairement de la figure 2, un écoulement E1 de fluide de lubrification a lieu à l'intérieur des canaux 6, en direction des axes, douilles et rouleaux de la chaîne 10. Les orifices 29 sont en permanence orientés vers le débouché 6a des canaux 6 alors que, compte tenu de la libre rotation des rouleaux 27 autour des douilles 25, les orifices 28 peuvent être orientés indifféremment autour des axes 22. En considérant un pignon tournant à une vitesse de 1 000 tours/minute, il s'avère qu'un orifice 28 est disposé approxi- mativement en direction du débouché 6a d'un canal 6 une fois sur quatre, de telle sorte que la configuration visible dans la partie centrale de la figure 2 peut être obtenue dans un cas sur quatre. Dans cette configuration, l'écoulement E2 d'huile de lubrification permet de remplir directement les espaces interstitiels qui existent entre l'axe 22 et la douille 25 d'une part, et entre la douille 25 et le rouleau 27 d'autre part, ce qui permet une lubrification efficace de l'articula- tion de la chaîne 10. Dans la configuration représentée sur la droite de la figure 2, les orifices 28 et 29 ne sont pas alignés, mais un film d'huile est présent du fait de l'écoule- ment El et, dans tous les cas, de l'huile sous pression forme un coussin entre la surface externe du rouleau 27 et le fond 12a de l'espace 12. Un écoulement d'huile E3 peut avoir lieu à travers un orifice 28 incliné par rapport au canal 6 correspon- dant car l'huile a tendance à migrer vers l'extérieur de la denture 10 sous l'effet des forces centrifuges. Les chocs entre la denture 10 et la chaîne 20 sont amortis par le coussin d'huile, ce qui limite l'usure du pignon d'une part et de la chaîne d'autre part et diminue le bruit de fonctionnement d'un système de distribution ou de synchronisa- tion incorporant un tel pignon. En outre, l'effet de succion qui se produit classiquement en fond de denture sur les pignons connus est supprimé, car les fonds de denture sont alimentés en huile sous pression grâce aux canaux 6. Comme il ressort plus clairement de la figure 4, une tubulure 8, reliée à une source d'huile sous pression telle qu'une pompe 9, est orientée vers l'intérieur de la cavité 7 de façon à la remplir en permanence. Le volume de la cavité 7 est sensiblement supérieur à la somme des volumes des canaux 6, de telle sorte que, même en cas d'arrêt de la pompe 9 et d'inter- ruption de la projection d'huile à l'intérieur de la cavité 7, il reste dans cette cavité une quantité d'huile suffisante pour qu'une lubrification de la chaîne ait lieu pendant le mouvement de décélération du pignon 1. Dans le second mode de réalisation de l'invention repré- senté aux figures 5 et 6, les éléments analogues à ceux du premier mode de réalisation portent des références identiques augmentées de 50. Le pignon 51 de ce second mode de réalisation comprend un corps monobloc 52 centré sur un axe Xs1 et pourvu d'un bossage central 55 permettant de le raccorder avec un arbre d'entraînement non représenté. Comme précédemment, le pignon 51 est pourvu d'une denture 60 formée de dents 61 et d'espaces 62 dans lesquels sont reçus des éléments d'articula- tion d'une chaîne 70 analogue à la chaîne 20 du premier mode de réalisation. Le pignon 61 comprend une gorge 57 formant cavité de répartition d'une huile de lubrification débouchant d'une tubulure 58 alimentée grâce à une pompe 59. Des canaux 56 sont formés par des gorges radiales ménagées sur une face frontale ou latérale 52a du corps 52, ces canaux débouchant dans les espaces 62 sur un côté de ceux-ci à proximité des plaquettes intérieures de la chaîne 70. Compte tenu de l'orientation de la tubulure 58 et des forces centrifuges créées par la rotation R du flasque 51, l'huile est plaquée contre la surface radiale externe 57a de la gorge ou cavité 57 et s'écoule en direction des canaux 56 dans lesquelles elle suit un trajet sensiblement rectiligne et centrifuge en direction de la chaîne 70. En d'autres termes, une lubrification efficace de la chaîne 70 est obtenue sans recours à un capot équivalent au flasque 3 du premier mode de réalisation refermant la cavité 57 et les canaux 56. L'invention a été décrite avec une chaîne 20 ou 70 dont les rouleaux et douilles sont pourvus d'orifices de passage de l'huile de lubrification. Elle est cependant applicable avec une chaîne classique, la lubrification étant obtenue entre les rouleaux de la chaîne et la denture ou, dans le cas d'une chaîne sans rouleaux, entre les douilles et la denture. L'huile, qui est sous pression du fait des forces centrifuges qu'elle subit, peut pénétrer entre les rouleaux et douilles ou entre les douilles et axes par les interstices ménagés au niveau des articulations de la chaîne. L'invention est applicable avec un pignon menant ou un pignon mené coopérant avec une chaîne, la fonction de distribu- tion du fluide de lubrification étant obtenue par la rotation, motrice ou suiveuse, du pignon. Selon une variante non représentée de l'invention, l'arbre d'entraînement 4 du pignon du premier mode de réalisation peut être situé du côté opposé du corps 2, auquel cas la tubulure 8 est décalée pour ne pas interférer avec cet arbre. De même, dans le second mode de réalisation, le bossage 55 pourrait être façonné du côté opposé du corps 52. REVENDICATIONS 1. Pignon (1; 51) d'entraînement ou de renvoi de chaîne (20; 70), notamment pour la transmission de puissance dans un moteur, comprenant une denture périphérique (10; 60) apte à coopérer avec les maillons de ladite chaîne, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un canal radial (6; 56) reliant une cavité (7; 57) dudit pignon formant répartiteur de fluide de lubrification avec une partie (12; 62) de la denture, au voisinage de ladite chaîne. 2. Pignon selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit canal (6; 56) débouche dans ladite denture au fond (12a) d'un espace (12; 62) de réception d'une articulation (22, 25, 27) de ladite chaîne (20; 70). 3. Pignon selon la revendication 2, caractérisé en ce que le débouché (6a) dudit canal (6; 56) est apte à être disposé en regard d'un orifice (28, 29) de passage d'un lubrifiant ménagé dans un rouleau (27) ou une douille (25) de ladite chaîne (20). 4. Pignon selon l'une des revendications 2 ou 3, caracté- risé en ce que le débouché (6a) dudit canal (6; 56) est prévu dans une partie centrale de la surface de portée (12a) de ladite chaîne (20) dans ladite denture (10). 5. Pignon selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs canaux radiaux (6; 56) régulièrement répartis autour d'un axe central (X1; X51) dudit pignon (1; 51). 6. Pignon selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un corps principal (2) solidaire d'un arbre central (4) et un corps secondaire (3) monté sur ledit corps principal, ledit ou lesdits canaux (6) étant formés entre lesdits corps. 7. Pignon selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite cavité (7) formant répartiteur est définie entre lesdits corps principal (2) et secondaire (3). 8. Pignon selon l'une des revendications 1 à 5, caracté- risé en ce que ledit pignon (51) est monobloc et en ce que ledit ou lesdits canaux (56) et/ou ladite cavité (57) formant répartiteur est ou sont constitués par des gorges (56, 57) ménagées sur une surface frontale dudit pignon. 9. Pignon selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite cavité (7; 57) formant réparti- teur a un volume interne sensiblement supérieur à celui dudit canal ou desdits canaux (6; 56). 10. Moteur, notamment à combustion interne, équipé d'un pignon (1; 51) selon l'une des revendications précédentes.