Brevet FR2867541A1 — publié le 20050916

Dispositif d'accouplement pour arbre à cames pour moteur à combustion interne et procédé d'assemblage d'un tel dispositif d'accouplement L'invention concerne un dispositif d'accouplement pour arbre à cames pour moteur à combustion interne, en particulier pour moteur à combustion interne de véhicule automobile. Elle concerne également un procédé d'assemblage d'un tel dispositif d'accouplement sur un arbre à cames. Un arbre à cames de moteur à combustion interne peut être soumis à des couples résistants plus ou moins importants en fonction de l'application. Un accouplement est donc nécessaire pour transmettre efficacement le couple moteur fourni par le vilebrequin du moteur à l'arbre à cames. Un autre accouplement peut, dans certains cas, être également prévu pour commander une pompe ou fournir un couple moteur à un deuxième arbre à cames. De manière conventionnelle, la transmission du couple moteur du vilebrequin jusqu'à l'arbre s'effectue par l'intermédiaire d'un embout qui vient se fixer sur l'une des extrémités de l'arbre à cames. Généralement, la fixation de l'embout s'effectue par soudure électrique. Ce procédé d'assemblage ne permet pas d'assembler à chaque extrémité du tube un dispositif d'accouplement permettant de coopérer avec un système d'entraînement à forte capacité. En outre, cette technique nécessite un montage des cames sur l'arbre avant la fixation de l'embout. De surcroît, ce procédé de soudure nécessite l'emploi d'un matériel dédié. Enfin, cette opération de soudage nécessite une mise au point poussée et ne tolère aucune dérive en cours de production dans la mesure où, sous l'effet de sollicitations dynamiques, la présence de défauts entraîne la rupture de la jonction soudée. Dans la mesure où l'opération de soudage occasionne une pénétration de métal en fusion à l'intérieur de l'arbre à cames, il est indispensable de prévoir une phase ultérieure de lavage de l'arbre. Le but de l'invention est de pallier ces inconvénients et de proposer un dispositif d'accouplement pour arbre à cames de moteur à combustion interne simple, fiable, ne nécessitant pas d'employer de soudeuse dédiée au montage du dispositif d'accouplement sur l'arbre à cames, et pouvant être accouplé à l'arbre après solidarisation des cames sur ce dernier. L'invention a donc pour objet un dispositif d'accouplement pour arbre à cames pour moteur à combustion interne comprenant un embout venant se monter sur l'une des extrémités de l'arbre à cames. L'embout comprend une première partie formant un manchon apte à transmettre un couple à l'arbre à cames et une deuxième partie en forme de flasque d'extrémité s'étendant à partir dudit manchon et apte à recevoir un couple d'entraînement de l'arbre. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'embout est réalisé en une seule pièce. Avantageusement, l'arbre à cames comporte un tube rotatif portant un ensemble de cames, l'embout étant fixé sur l'arbre par refoulement radial d'une partie de la paroi du tube dans le sens de l'éloignement de l'axe du tube. Par exemple, la paroi du flasque opposée au manchon porte une denture. Dans un mode de réalisation, le manchon de l'embout constitue en outre un palier sur lequel tourillonne l'arbre à cames. Dans ce cas, le tube et I'embout sont pourvus d'un orifice traversant pour l'alimentation du palier en lubrifiant. Selon l'invention, il est également proposé un procédé d'assemblage d'un dispositif d'accouplement tel que défini ci-dessus, comprenant les étapes de mise en place de l'embout sur l'une des extrémités de l'arbre à cames et de refoulement d'une partie de la paroi de I'arbre à cames en l'éloignant de l'axe de l'arbre de manière à fixer l'embout sur l'arbre. On peut en outre prévoir une étape facultative de perçage de l'embout et du tube. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en coupe schématique d'une portion d'arbre à cames équipé d'un dispositif d'accouplement selon l'invention, et - la figure 2 illustre l'étape de solidarisation de l'embout sur l'arbre. Sur la figure 1, on a représenté une vue en coupe d'un arbre à cames pourvu d'un dispositif d'accouplement conforme à l'invention, désigné par la référence numérique générale 10. Sur cette figure, l'arbre à cames a été illustré de manière schématique et partielle. On notera cependant qu'il est essentiellement constitué d'un tube 12 portant extérieurement un ensemble de cames (non représentées), comme cela est connu en soi. Le dispositif d'accouplement est réalisé en une seule pièce comprenant une première partie 14 essentiellement cylindrique formant un manchon coaxial à l'arbre 12 et solidarisé à l'une des extrémités du tube 12. Le manchon 14 se prolonge par une deuxième partie 18 généralement annulaire formant un flasque d'extrémité. Ce dispositif d'accouplement constitue donc un embout destiné à recevoir un couple moteur fourni par un pignon d'entraînement 20. A cet effet, la face du flasque d'extrémité 18 tournée vers le pignon est avantageusement pourvue d'une denture de manière à coopérer avec le pignon d'entraînement 20. On notera cependant, qu'en variante, il est également possible de fournir un couple moteur au flasque d'extrémité 18 en utilisant des moyens d'entraînement de type poulie ou en utilisant un pignon d'entraînement coopérant avec une denture périphérique prévue dans le flasque d'extrémité 18. En ce qui concerne le manchon 14, celui-ci est destiné à transmettre le couple moteur reçu par le flasque d'extrémité 18 à l'arbre à cames 12. Comme cela sera également mentionné par la suite, ce manchon 14 peut également servir de tourillon pour maintenir l'arbre à cames dans la culasse du moteur et assurer une bonne rotation. On notera qu'avant assemblage, le diamètre interne de l'embout 10 est légèrement supérieur au diamètre externe de l'arbre à cames 12 de sorte qu'il existe un jeu entre l'embout 10 et l'arbre à cames 12. Ainsi, avant solidarisation, l'embout 10 peut aisément coulisser le long de l'arbre 12. Comme on le voit sur la figure 2, pour fixer à demeure l'embout 10 sur l'arbre 12, la paroi de l'arbre 12 est localement refoulé de l'intérieur vers l'extérieur de manière à presser fortement la surface périphérique externe de l'arbre 12 contre la surface périphérique interne de l'embout 10. Comme on le voit sur cette figure, ce refoulement est produit mécaniquement au moyen d'un outil à refouler 22 qui est inséré axialement à l'intérieur de l'arbre 12. Sur la figure 2, l'outil 22 est représenté en cours de fonctionnement. Cet outil 22 a une forme tubulaire et présente une section en coupe transversale de diamètre suffisamment plus grand que le diamètre intérieur de l'arbre 12 pour que, pendant l'avance axiale de l'outil 22, l'arbre 12 soit solidarisé de manière permanente à l'embout 10. Afin de faciliter cette solidarisation, on prévoira avantageusement, dans la surface périphérique interne de l'embout 10, des rainures longitudinales de sorte que les parties refoulées du tube de l'arbre 12 pénètrent dans ces rainures et soient ainsi solidarisées de manière permanente à l'embout 10. Pour faciliter le refoulement, on pourra également prévoir dans l'outil à refouler des reliefs propres à refouler efficacement la paroi du tube dans les rainures. On notera que la dilatation radiale de l'arbre 12 sous l'effet de l'outil de refoulement est telle que l'embout 10 constitue un frettage sur une zone d'extrémité de l'arbre à cames 12. On notera également que la pression de contact à l'interface entre l'arbre à cames 12 et l'embout 10, combinée à la longueur de cette interface dimensionne l'effort et le couple transmissible par la liaison ainsi obtenue. La pression de contact dépend des dimensions radiales de l'outil de refoulement 22, de celles de l'arbre à cames 12 et de celles de l'embout 10, ainsi que de leurs caractéristiques mécaniques. Ces grandeurs sont généralement figées pour les arbres à cames. En revanche, la longueur du manchon peut être choisie de manière à obtenir un niveau d'effort et de couple à transmettre souhaité. Ainsi, le couple transmissible par l'embout 10 dépend de la longueur du manchon 14, de son épaisseur, ainsi que de sa limite à la rupture. Comme indiqué précédemment, le manchon 14 peut également servir de tourillon pour maintenir à rotation l'arbre à cames sur un palier prévu dans la culasse. Dans ce cas, on prévoit avantageusement un passage dans l'embout 10 et dans l'arbre 12, par exemple au niveau du manchon 14, de manière à alimenter la surface périphérique externe du manchon 14 en huile de lubrification sous pression. Par exemple, cette huile est acheminée par l'intérieur du tube constitutif de l'arbre à cames. Le passage dans l'embout 10 et dans l'arbre 12 peut être réalisé par perçage. En variante, il est également possible de lubrifier le palier en utilisant une alimentation en huile sous pression extérieure au palier. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'accouplement pour arbre à cames pour moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu'il comporte un embout venant se monter sur l'une des extrémités de l'arbre à cames, l'embout comprenant une première partie (14) formant un manchon apte à transmettre un couple à l'arbre à cames et une deuxième partie (18) en forme de flasque d'extrémité s'étendant à partir dudit manchon et apte à recevoir un couple d'entraînement de l'arbre. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'embout est réalisé en une seule pièce. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'arbre à cames comporte un tube (12) rotatif portant un ensemble de cames, l'embout étant fixé sur l'arbre par refoulement radial d'une partie de la paroi du tube (12) dans le sens de l'éloignement de l'axe du tube. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la paroi du flasque (18) opposée au manchon (14) porte une denture. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendication 1 à 4, caractérisé en ce que le manchon (14) de l'embout constitue en outre un palier sur lequel tourillonne l'arbre à cames. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le tube (12) et l'embout sont pourvus d'un orifice traversant pour l'alimentation du palier en lubrifiant. 7. Procédé d'assemblage d'un dispositif d'accouplement selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes de: mise en place de l'embout sur l'une des extrémités de l'arbre à cames (12) ;et refoulement d'une partie de la paroi de l'arbre à cames en l'éloignant de l'axe de l'arbre de manière à fixer l'embout sur l'arbre. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de perçage de l'embout et du tube.