Brevet FR2797011A1 — publié le 20010202

L'invention a trait à une plaquette de guidage et à un axe d'articulation pour une chaîne d'entraînement. L'invention a également trait à une chaîne comprenant une telle plaquette et/ou un tel axe et à un moteur équipé d'une telle chaine. Une chaîne d'entraînement peut être utilisée pour la transmission d'un mouvement et, en particulier, pour la synchronisation des éléments constitutifs du système de distribution d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile. Les chaînes classiques sont constituées de maillons reliés par des axes. Par exemple, les chaînes dites "à dents" comprennent, pour chaque maillon, plusieurs plaquettes disposées en alternance avec les plaquettes d'un maillon voisin et devant être reliées grâce à des axes. Des plaquettes dites "de guidage" sont pourvues d'orifices de réception de ces axes, la forme de ces orifices étant adaptée à celle des axes pour permettre une transmission d'effort efficace entre les axes et les plaquettes. Les axes peuvent être sertis dans ces orifices. Dans les chaines connues, on utilise des axes de formes complexes pour une transmission d'effort efficace, les profils de ces axes imposant des formes complexes pour les orifices dans lesquels ils doivent être introduits. Il en résulte une complexité de l'assemblage des chaînes de l'état de la technique, car chaque axe doit être orienté pour que sa forme extérieure corresponde à la forme intérieure d'un orifice d'une plaque de guidage dans lequel il doit être introduit. Cette orientation de l'axe par rapport à l'orifice de la plaque de guidage est particulièrement délicate et ne peut généralement pas être automatisée, ce qui implique que le montage de telles chaînes doit être réalisé manuellement, avec des risques d'erreur, dus à la fatigue d'un opérateur, et un coût important. C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en proposant une structure de plaquettes de guidage et une structure d'axe d'articulation pour une chaîne d'entraînement qui permettent un assemblage rapide et aisé d'une telle chaîne. Dans cet esprit, l'invention concerne une plaquette de guidage, pour une chaîne d'entraînement, cette plaquette étant pourvue de deux orifices de passage d'un axe d'articulation, caractérisée en ce que chaque orifice de passage a une forme globalement triangulaire, les bords de cet orifice étant identiques et courbes, avec une concavité tournée vers l'inté- rieur de cet orifice. L'invention concerne également un axe d'articulation pour une chaîne d'entraînement dont la section transversale a une forme globalement triangulaire, les bords extérieurs de cette section étant identiques et courbes, avec une concavité tournée vers l'intérieur de cet axe. Grâce à cette invention, chaque axe peut être introduit dans l'orifice correspondant d'une plaque de guidage sans précaution particulière relative à son orientation, car les bords de l'orifice de la plaque ou de la section de l'axe présentent une symétrie à 120 par rapport aux axes géométri- ques centraux de l'orifice ou de l'axe. En d'autres termes, il est relativement aisé de mettre en place un axe conforme à l'invention dans un orifice d'une plaquette conforme à l'invention et une telle opération peut être automatisée car l'orientation obtenue est satisfaisante, pour autant que l'axe peut pénétrer dans l'orifice correspondant. Selon des aspects avantageux de l'invention, la plaquette ou l'axe incorpore une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - Chaque bord a globalement une forme d'arc de cercle ou de cardioïde. D'autres formes peuvent être envisa- gées. - Les bords sont raccordés par des congés courbes dont les centres de courbure respectifs forment les sommets d'un triangle équilatéral. - Dans le cas d'un axe, celui-ci peut être obtenu par tréfilage. Ce mode de fabrication de l'axe est particuliè- rement avantageux sur le plan économique et permet d'utiliser des axes tréfilés bobinés ou "en torche" qui peuvent être découpés à une longueur correspondant à la largeur de la chaîne à fabriquer, grâce à une cisaille rapide, au niveau d'un poste de mise en place des axes dans les plaquettes. L'invention concerne également une chaîne à plaquettes qui comprend au moins une plaquette et/ou un axe tel que précédemment décrit. Grâce à la forme triangulaire des orifices de la plaquette et/ou de l'axe, cette chaîne permet un entraînement sensiblement homocinétique et régulier, y compris lorsque la chaîne est partiellement enroulée sur un pignon, car un déplacement unitaire, parallèlement à la direction d'avance de la chaîne, correspond sensiblement à un déplacement unitaire angulaire du pignon considéré. En outre, la forme globalement triangulaire des orifices et/ou axes permet une division de l'intensité des efforts subis par une plaquette dans sa zone de contact avec un axe, comme il ressort des explications qui suivent. Selon des aspects avantageux de l'invention, cette chaîne incorpore une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - Des plaquettes intermédiaires pourvues d'orifices de passage d'un axe d'articulation traversant la plaquette de guidage sont prévues, les bords des orifices de ces plaquettes intermédiaires reproduisant la géométrie de certains bords des orifices de la plaquette de guidage. - Chaque orifice de passage des plaquettes intermé- diaires est apte à recevoir deux axes d'articulation, l'un de ces axes étant immobilisé, par coopération de formes avec les parties des bords de cet orifice reproduisant la géométrie de certains bords des orifices de la plaquette de guidage, alors que l'autre axe est libre en rotation dans cet orifice. Cette construction permet une articulation relative des maillons de la chaine. - Les deux axes sont en appui l'un contre l'autre par deux surfaces courbes dont la concavité est tournée vers l'intérieur des axes, une ligne de contact étant définie par ces deux surfaces, cette ligne de contact étant mobile en fonction de l'orientation relative des plaquettes. L'invention concerne enfin un moteur, notamment un moteur à combustion interne, équipé d'une chaîne telle que précédem- ment décrite. Un tel moteur fonctionne dans des conditions optimisées de transmission des efforts de traction de la chaîne. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation d'une 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 schématique, en perspective éclatée, d'un tronçon d'une chaîne conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue de face d'une plaquette de guidage de la chaîne de la figure 1; - la figure 3 est une vue de face d'une plaquette intermédiaire de la chaîne de la figure 1; la figure 4 est une vue partielle en perspective d'un axe de la chaîne de la figure 1 et - la figure 5 est une représentation schématique partielle de la chaîne de la figure 1 en cours d'utilisation. La chaîne 1 représentée sur les figures est destinée à être utilisé dans un moteur à combustion interne de véhicule automobile. Cette chaîne est formée de plaquettes 2 et d'axes 3 destinés à être assemblés ensemble. Plus précisément, les plaquettes 2 se répartissent en plaquettes de guidage ou plaquettes externes 20 et en plaquettes intermédiaires ou plaquettes internes 120. Les axes 3 peuvent être des axes longs 30, destinés à coopérer avec des plaquettes 20 et 120, ou des axes courts 130 destinés à coopérer uniquement avec des plaquettes 120. Les plaquettes extérieures 20 sont chacune pourvues de deux orifices 21 et 22 de passage d'un axe 30. Les plaquettes sont chacune pourvues de deux orifices 121 et 122 dans lesquels peuvent être reçus à la fois un axe 30 et un axe 130. On a représenté avec les axes géométriques Xl et X2 la position de l'axe géométrique d'un axe 30 reçu dans les orifices 21 ou 22, en configuration montée de la chaîne. Deux plaques 120, notées 120, et 1202, sont disposées entre les plaques 20, leurs orifices 121 et 122 étant respectivement globalement alignés avec les orifices 21 et 22, de telle sorte que les axes 30 traversent ces orifices. D'autres plaques intermédiaires notées respectivement 1204 à 1209 sont prévues pour être partiellement disposées entre les plaquettes extérieures 20 en alternance avec les plaques 120, et 1202. Dans cette configuration, les orifices 122 des plaquettes 1204, 1205 et 1206 sont globalement alignées avec les orifices 121 des plaquettes 120z et 1202 et avec les orifices 21 des plaquettes 20. De la même manière les orifices 121 des plaquettes 1207, 1208 et 1209 sont prévus pour être globalement alignées avec les orifices 122 des plaquettes 120, et 1202 et avec les orifices 22 des plaquettes 20. Dans cette configuration, un axe court 130 peut être reçu dans les orifices 121 et 122 et l'on note X3 l'axe géométrique d'un axe 130 reçu dans les orifices 121 des plaquettes 120, et 1202 et X4 l'axe géométrique d'un axe 130 reçu dans les orifices 122 de ces plaquettes. En d'autres termes, en configuration montée de la chaîne, deux axes 30 traversent les plaquettes de guidage extérieure et chacune de cinq plaquettes 120, selon l'axe X1 ou l'axe X2, alternativement au niveau d'un orifice 121 ou d'un orifice 122. Par ailleurs des axes courts 130 s'étendent, entre les plaquettes 20, selon l'axe X3 ou l'axe X4, en traversant également cinq orifices 121 ou 122 des plaquettes 120. Chaque orifices 121 ou 122 d'une plaquette 120 recevant deux axes, à savoir un axe long 30 et un axe court 130. La géométrie d'une plaquette extérieure 20 ressort plus clairement de la figure 2. Cette plaquette est réalisée par poinçonnage, chaque orifice 21 ou 22 ayant une forme globale- ment triangulaire. L'orifice 21 est ainsi défini par trois bords B1, B2 et B3, courbes et dont la concavité est tournée vers l'intérieur de l'orifice 21. Les bords B1 et B2 sont reliés par une zone de raccordement R1 dont on note C1 le centre de courbure. De la même manière, des zones de raccorde- ment R2 et R3, dont on note C2 et C3 les centres de courbure, sont définies respectivement entre les bords B, et B3 et entre les bords B2 et B3. Les bords B,, B2 et B3 sont identiques en ce sens qu'ils présentent la même longueur et ont le même rayon de courbure, ce rayon de courbure étant relativement important, de telle sorte que l'orifice 21 peut être considéré comme globalement triangulaire. Les centres de courbure Cl, C2 et C3 forment les sommets d'un triangle imaginaire équilatéral T représenté en traits mixtes à la figure 2. Le fait que les zones de raccordement R1, R2 et R3 sont arrondies, permet d'éviter de créer des zones d'amorce de rupture entre les bords B1, B2 et B3. L'orifice 22 est analogue à l'orifice 21 mais orienté différemment. En effet, une pointe de chaque orifice 21 ou 22, c'est-à-dire une zone de raccordement, est tournée vers le bord extérieur 23 de la plaque 20 selon une direction Y, horizontale sur la figure 2 et passant par le centre des orifices 21 et 22. La plaquette 120 représentée à la figure 3 a une forme extérieure analogue à celle de la plaquette 20 au fait près qu'elle comprend une encoche 123 de réception d'une dent d'un pignon avec laquelle est prévue pour engrener la chaîne 1. L'orifice 121 de la plaquette 120 est bordé par deux bords B4 et B. reliés, sur la gauche de la figure 3, par une zone de raccordement R4 dont on note C4 le centre de courbure. Dans leurs parties B'4 et B'5 proche de la zone R4, les bords B4 et B5 ont une géométrie identique aux bords B1 et B2 de l'orifice 21 de la plaque 20. Ils peuvent ainsi leur être superposés. L'axe 30 représenté à la figure 4 est cylindrique et à base globalement triangulaire. Sa section est donc identique sur toute sa longueur. La section de l'axe 30 est identique à celle de l'orifice 21 en ce sens qu'il a une forme globale- ment triangulaire avec des bords B6, B7 et B8 courbes, de mêmes dimensions que les bords B1 à B3, dont la concavité est tournée vers son axe géométrique central X30, qui sont raccordés par des zones de raccordement notées respectivement R6, R7 et R8 et dont les centres de courbure C6, C7 et C8 définissent les sommets d'un triangle équilatéral imaginaire T', de mêmes dimensions que le triangle T. Ainsi, lorsque les plaquettes sont correctement alignées, l'axe 30 peut être inséré dans leurs orifices 21 avec les bords B6, B, B B8 de sa section en contact respectivement avec l'un des bords B1, B2, B3. I1 n'est pas nécessaire de choisir une orientation particulière de l'axe 30 par rapport à l'orifice 21, ce qui facilite le montage de la chaîne. Un axe 130 a la même section qu'un axe 30. Il est cependant plus court puisqu'il ne traverse pas les plaquettes 20. Lorsque la chaîne est montée, et comme il apparaît plus clairement à la figure 5, l'axe 30 est immobilisé par coopération de formes à l'intérieur de l'orifice 21. Sur cette figure, la référence 121 (1201-1202) correspond aux orifices 121 des plaquettes 120 et 1202, alors que la référence 122 (1204-1206) correspond aux orifices 122 des plaquettes 1204 à 1206. Comme les partie B'4 et B'I des bords B4 et B5 des orifices 121 des plaques 120, et 1202 sont identiques aux bords B1 et B2 de l'orifice 21, l'axe 30 est également immobilisé par coopération de forme à l'intérieur des orifices 121 des plaquettes 120, et 1202. En revanche, un axe 130 disposé selon l'axe géométrique X3 est libre de pivoter à l'intérieur des orifices 121 des plaquettes 120, et 1206. Cependant, cet axe 130, qui a la même section transversale que l'axe 30, est immobilisé par coopération de formes avec les parties correspondant aux parties B'4 et B'5 des orifices 122 des plaquettes 1204, 1205 et 1206 dans lesquels l'axe 30 est libre de pivoter. La transmission d'un effort de traction El exercée sur les plaquettes 1204, 1205 et 1206 a lieu par l'appui de l'arbre sur l'arbre 30, ce qui génère l'effort E2 au niveau d'une ligne de contact L3 entre des surfaces courbes en contact, S30 et SI30, des axes 30 et 130 qui correspondent chacune à un bord B6, B7 ou B8 de la section de l'axe considéré. Du fait de la géométrie de l'axe 30 et de l'orifice 21, cet effort de traction est réparti au niveau des bords B, et B2 de l'orifice 22 en deux efforts élémentaires E3 et E4, de moindre intensité. Ainsi, l'effort transmis à la plaquette 20 est peu susceptible de générer un déchirement de la plaquette 20 au niveau de l'orifice 21. Les dimensions de l'orifice 21 peuvent ainsi être réduites, de même que celles de l'axe 30, la taille de la chaîne pouvant être réduite en conséquence, par rapport aux chaînes de l'état de la technique, pour la transmission d'un effort de même valeur. Une répartition d'effort analogue a lieu au niveau des bords B'4 et B'5 des orifices 121 et 122, selon le sens de rotation de la chaîne. Pour les mêmes raisons que précédem- ment, les dimensions des orifices 121 et 122, des plaquettes et des axes 30 et 130 peuvent être réduites. Cette diminution des dimensions des éléments 2 et 3 permet de diminuer l'inertie de la chaîne. Un autre moyen de diminution de l'inertie de la chaine est de prévoir que l'axe 30 ou 130 soit creux, ce qui peut être aisément obtenu par tréfilage. On peut prévoir que les axes 30 ou 130 sont formés par tréfilage indépendamment de leur caractère creux ou plein, ce qui est très avantageux sur le plan économique et permet de les découper à la longueur choisie, immédiatement avant leur mise en place dans les plaquettes 20 et 120, les axes étant disposés en bobine ou en torche à proximité de leur poste d'introduction dans les orifices des plaquettes et coupés à la longueur adéquate à ce niveau. Comme il ressort plus particulièrement de la figure 2, la distance d entre le bord B2 de l'orifice 21 et le bord extérieur 23 de la plaquette 20, est relativement importante car le sens d'inclinaison du bord B2, par rapport à la direction Y, est le même que celui du bord 23 dans la zone considérée. En d'autres termes, la distance d est définie par la distance entre la zone R1 et le bord 23. Il n'est donc pas crée de zone de fragilisation de la plaquette 20 entre l'orifice 21 et le bord 23. Si l'orientation relative des plaques 20 et 120 autour des axes XI et X3 à la figure 5 varie, notamment lorsque la chaîne 1 commence à engrener sur un pignon, la position de la ligne de contact L3 sur les surfaces S30 et S130 peut varier, mais la répartition de l'effort de traction en deux composan- tes E3 et E4, exercées respectivement sur les bords B, et B2 de l'orifice 21, demeure, cette répartition étant assez homogène pour ne pas générer de contraintes destructives sur la plaque 20. La situation est identique pour la répartition d'efforts obtenue au niveau des bords des orifices 22, 121 et 122. La forme des bords B1 à Ba est choisie pour une optimisa- tion de la transmission des efforts entre les axes 30 et 130 et réciproquement. Il a pu être déterminé par le calcul que la formé théorique la plus adaptée est celle d'une cardioïde, une telle forme pouvant être raisonnablement approximée par un arc de cercle. L'invention a été représentée avec des plaquettes monocouches; elle est cependant applicable avec des plaquet- tes formées d'un empilement de plaquettes élémentaires telles que décrites dans la demande de brevet français 99 08429. REVENDICATIONS l.Plaquette de guidage (20) pour une chaîne d'entraîne- ment (1), ladite plaquette étant pourvue de deux orifices (21, 22) de passage d'un axe d'articulation (30), caractérisée en ce que chaque orifice de passage (21, 22) a une forme globalement triangulaire, les bords (BI, B2, B3) dudit orifice étant identiques et courbes, avec une concavité tournée vers l'intérieur dudit orifice. 2. Axe d'articulation (30, 130) pour une chaîne d'entraî- nement (1), caractérisé en ce que la section dudit axe a une forme globalement triangulaire, les bords extérieurs (B6, B7, B8) de ladite section étant identiques et courbes, avec une concavité tournée vers l'intérieur (X30) dudit axe. 3. Plaquette ou axe selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que chaque bord (BI, B2, B3, B6, B7, B8) a globalement une forme d'arc de cercle ou de cardioïde. 4. Plaquette ou axe selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que lesdits bords (B1, B2, B3, B6, B7, B8) sont raccordés par des congés courbes (R1, R2, R3, R6, R7, R8) dont les centres de courbure respectifs (C1, C2, C3, C6, C7, C8) forment les sommets d'un triangle équilatéral (T, T'). 5. Axe selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit axe (30, 130) est obtenu par tréfilage. 6. Chaîne à plaquettes, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une plaquette (20) et/ou un axe (30, 130) selon l'une des revendications précédentes. 7. Chaîne selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comprend des plaquettes intermédiaires (120) pourvues d'orifices (121, 122) de passage d'un axe d'articulation (30, ) traversant ladite plaquette de guidage, les bords (B'4, B'5) des orifices desdites plaquettes intermédiaires reprodui- sant la géométrie de certains bords (BI, B2) des orifices de ladite plaquette de guidage. 8. Chaîne selon la revendication 7, caractérisée en ce que chaque orifice de passage (121, 122) desdites plaquettes intermédiaires (120) est apte à recevoir deux axes d'articula- tion (30, 130), l'un desdits axes étant immobilisé, par coopération de formes avec lesdites bords (B'4, B'5) dudit orifice reproduisant la géométrie de certains bords (Bl, B2) des orifices (21, 22) de ladite plaquette de guidage (20) alors que l'autre axe est libre en rotation dans ledit orifice. 9. Chaîne selon la revendication 8, caractérisée en ce que lesdits deux axes (30, 130) sont en appui l'un contre l'autre par deux surfaces courbes (S30, S130, B6, B7, B.) dont la concavité est tournée vers l'intérieur (X30) desdits axes, une ligne de contact (L3) étant définie par lesdites deux surfa- ces, cette ligne de contact étant mobile en fonction de l'orientation relative desdites plaquettes (20, 120). 10. Moteur, notamment moteur à combustion interne, pour véhicule automobile, équipé d'une chaine (1) selon l'une des revendications 6 à 9.