Brevet FR2878591A1 — publié le 20060602

La présente invention concerne un dispositif d'assemblage d'un vilebrequin et d'une poulie de commande d'accessoires qu'il entraîne, permettant de supprimer les degrés de liberté relatifs en rotation et en translation de ces élérrients entre eux, afin d'améliorer la tenue mécanique de l'ensemble sous les sollicitations des couples dynamiques d'un moteur en fonctionnement. Ce dispositif est, de préférence mais de manière non limitative, destiné à un véhicule automobile. D'une manière classique, le vilebrequin d'un moteur entraîne en rotation, par l'intermédiaire d'au moins un élément de liaison approprié, une poulie entraînant à son tour un certain nombre d'accessoires: la qualité et la reproductibilité de cette transmission de mouvement passe donc nécessairement par la qualité et la reproductibilité de la liaison entre ledit vilebrequin, ledit au moins un élément de liaison, et ladite poulie. En cela, il sera particulièrement recherché de supprimer toute rotation et toute translation relatives de ces éléments les uns par rapport aux autres. Plusieurs dispositifs d'assemblage d'un vilebrequin avec la poulie de commande d'accessoires qu'il entraîne sont connus dans l'état de la technique, qui permettent d'approcher cet objectif. Dans le mode d'assemblage présenté par le document JP5026248, par exemple, deux méplats sont réalisés sensiblement symétriquement à l'extrémité du vilebrequin, ainsi qu'une rainure sensiblement périphérique. L'extrémité du vilebrequin est engagée dans un orifice lisse sensiblement central de la poulie, et deux plaques insérées respectivement de part et d'autre de ladite poulie permettent de réaliser l'assemblage. La première plaque, située du même côté de ladite poulie que ledit vilebrequin, comporte un orifice dont la forme est sensiblement complémentaire de celle de l'extrémité dudit vilebrequin comportant lesdits méplats. La deuxième plaque présente une échancrure sensiblement en forme de U destinée à coopérer avec ladite rainure réalisée en périphérie de ladite extrémité dudit vilebrequin. Une fois le montage réalisé, ladite extrémité dudit vilebrequin traverse ainsi, successivement, la première plaque, puis la poulie sensiblement en son centre, puis enfin la deuxième plaque, dont ladite échancrure sensiblement en forme de U vient s'engager dans ladite rainure périphérique réalisée à l'extrémité dudit vilebrequin. Deux rivets solidarisent ces différents éléments entre eux. Ainsi, ladite poulie est arrêtée en rotation par ladite première plaque, ladite deuxième plaque permettant de bloquer ladite poulie en translation sur ledit vilebrequin. Dans un tel mode d'assemblage, toutefois, la présence desdits rivets limite fortement les possibilités de démontage de l'un des éléments, conduisant, d'une part, à compliquer les opérations de maintenance, et, d'autre part, au risque d'introduction de jeux non souhaités dans ledit assemblage en cas de démontages successifs. Le document US5720685 présente un mode d'assemblage dans lequel l'axe d'un moteur électrique et le moyeu de la poulie que ce moteur entraîne comportent, à leurs périphéries respectives, un certain nombre de rainures et de cannelures destinées à coopérer afin de supprimer tout degré relatif de liberté en rotation dudit axe par rapport à ladite poulie. La réalisation des cannelures et rainures peut toutefois s'avérer complexe et coûteuse pour des matériaux destinés à un environnement tel que celui du moteur à combustion interne d'un véhicule automobile, dans lequel les contraintes mécaniques et thermiques, ainsi que les sollicitations dynamiques en cours de fonctionnement sont plus importantes que dans l'application évoquée par le document cité. Une alternative est présentée par le document WO0047908, dans lequel le moyeu de la poulie ou de l'engrenage lié à un arbre de liaison ou vilebrequin est une pièce sensiblement cylindrique dont une extrémité est sensiblement obturée par une plaque dans laquelle une empreinte spécifique est réalisée afin de bloquer les translations éventuelles relatives des éléments les uns par rapport aux autres. Dans ce mode d'assemblage, la surface interne dudit moyeu de la poulie comporte en outre au moins une cannelure spécifique destinée à coopérer avec au moins une rainure complémentaire réalisée sur ledit arbre de liaison ou vilebrequin. Ledit moyeu de ladite poulie est, toutefois, ici, une pièce dont la réalisation mécanique est relativement complexe, notamment en fonction de la forme de l'empreinte spécifique réalisée dans ladite plaque placée à son extrémité (pouvant, par exemple, imposer une réalisation séparée de ladite plaque, puis une opération de soudure de celle-ci à l'extrémité dudit moyeu). Des jeux en translation peuvent, de plus, ici, apparaître entre les différents éléments. Dans ce type d'assemblage, en outre, le mode de réalisation de la poulie (soudure de plaques autour dudit moyeu, ou pressage dudit moyeu à l'intérieur du corps de ladite poulie) introduit une contrainte de fabrication supplémentaire. La présente invention a pour but de proposer, pour le moteur à combustion interne d'un véhicule automobile, un mode d'assemblage d'un vilebrequin et d'une poulie de commande d'accessoires dans lequel les degrés de liberté relatifs des différents éléments les uns par rapport aux autres soient minimisés, aussi bien en rotation qu'en translation, offrant des possibilités de serrage contrôlé, et présentant un montage aisé et reproductible, même en cas de démontages répétés, tout en préservant un faible coût de réalisation. L'invention atteint son but grâce à un dispositif d'assemblage d'un vilebrequin et d'une poulie de commande d'accessoires, dans lequel l'extrémité dudit vilebrequin traverse un élément de liaison et le moyeu de ladite poulie, lesdits vilebrequin, élément de liaison, et moyeu présentant des formes appropriées pour supprimer les degrés relatifs de liberté en rotation respectivement desdits vilebrequin et élément de liaison, ainsi que poulie et élément de liaison, dans lequel ladite extrémité dudit vilebrequin comporte un alésage sensiblement coaxial, caractérisé en ce qu'un moyen de forme appropriée pour le maintien entre eux desdits vilebrequin, poulie, et élément de liaison, est inséré dans ledit alésage. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, ledit alésage est taraudé, et ledit moyen de forme appropriée pour le maintien est une vis dont le serrage met les différents éléments de l'assemblage en compression. Avantageusement, l'invention peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - ledit élément de liaison a une forme générale sensiblement cylindrique, et comporte, sur une partie au moins de sa surface intérieure, une forme complémentaire de deux méplats sensiblement symétriques réalisés à la périphérie de ladite extrémité dudit vilebrequin; et ledit élément de liaison est réalisé par forgeage, ledit élément de liaison a une forme générale sensiblement cylindrique, et comporte, sur une partie au moins de sa périphérie extérieure, deux méplats sensiblement symétriques destinés à coopérer avec une forme complémentaire réalisée dans le moyeu de ladite poulie lors de l'opération de forgeage, les deux méplats aidant un opérateur lors de l'assemblage en orientant l'élément de liaison en fonction de l'orientation des méplats réalisés à la périphérie de l'extrémité du vilebrequin, - ladite extrémité dudit vilebrequin et lesdits méplats qu'elle comporte sont réalisés par fraisage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique en perspective éclatée du dispositif d'assemblage selon l'invention et de ses des différents éléments, - la figure 2 est une vue schématique en coupe transversale de l'ensemble des éléments du dispositif d'assemblage selon l'invention, montés. Le dispositif selon l'invention permet, ainsi que le montre la figure 1, de relier un vilebrequin 1 à une poulie de commande d'accessoires 2. Cet assemblage est réalisé au moyen d'un élément de liaison 3, de forme générale sensiblement cylindrique, dans lequel vient se loger l'extrémité 1' dudit vilebrequin 1, dans laquelle est réalisé un alésage sensiblement coaxial 5. Dans le dispositif d'assemblage selon l'invention, ledit alésage 5 est destiné à accueillir un moyen 6 approprié pour l'assemblage et le maintien entre eux desdits vilebrequin 1, poulie 2, et élément de liaison 3. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, et ainsi que le présentent les figures 1 et 2, ledit alésage 5 est un trou taraudé, et ledit moyen 6 est une vis dont le serrage permet, grâce à une forme appropriée de la tête 6' de ladite vis 6, le maintien par compression desdits différents éléments du dispositif d'assemblage selon l'invention entre eux. II est à noter que tout autre type de moyen de forme appropriée pour le maintien peut toutefois être retenu sans qu'il nuise à l'invention. Par ailleurs, lesdits vilebrequin 1, moyeu 4 de ladite poulie 2, et élément de liaison 3 ont des formes appropriées pour la suppression de toute possibilité de rotation relative de l'un desdits éléments de l'assemblage par rapport aux autres. De manière connue, et ainsi que le montre la figure 1, deux méplats 7, sensiblement symétriques, sont réalisés de part et d'autre de ladite extrémité 1' dudit vilebrequin 1. Ces deux méplats 7 sont destinés à coopérer avec une forme complémentaire 8 conférée à une partie au moins de la surface intérieure dudit élément de liaison 3. Grâce au contact plan-plan ainsi réalisé et à un ajustage approprié des cotes respectives de ladite extrémité 1' dudit vilebrequin 1, desdits méplats 7, et de ladite forme appropriée 8 de ladite surface intérieure dudit élément de liaison 3, toute possibilité de rotation relative dudit vilebrequin 1 par rapport audit élément de liaison 3 est ainsi supprimée. Complémentairement, dans le dispositif selon l'invention, deux méplats 9, sensiblement symétriques, sont également réalisés sur une partie au moins de la surface extérieure dudit élément de liaison 3: ces méplats 9 sont destinés à coopérer avec une forme complémentaire 10 réalisée dans le moyeu 4 de ladite poulie 2, et sont ainsi destinés à aider l'opérateur lors de l'assemblage et lui permettre d'orienter convenablement l'élément de liaison 3 sur la forme complémentaire du vilebrequin. Grâce au contact plan-plan ainsi réalisé et à un ajustage approprié des cotes respectives de ladite forme 10 réalisée dans ledit moyeu 4 de ladite poulie 2, de ladite surface intérieure de élément de liaison 3 par l'intermédiaire des méplats 7, toute possibilité de rotation relative de ladite poulie 2 par rapport audit élément de liaison 3 est ainsi supprimée. L'assemblage ainsi réalisé permet donc, par l'intermédiaire dudit élément de liaison 3, de supprimer toute possibilité de rotation relative dudit vilebrequin 1 par rapport à ladite poulie 2. Pour permettre l'ajustement précis, précédemment évoqué, des cotes des différents éléments, les procédés de fabrication des différents éléments du dispositif d'assemblage selon l'invention doivent être adaptés. Ainsi, de manière préférée mais non limitative, ledit alésage taraudage 5 et l'extrémité 1' sont réalisés par tournage, et lesdits méplats 7 sont réalisés par fraisage. De même, préférentiellement mais de manière non exclusive, ledit élément de liaison 3 est réalisé par forgeage, ce qui lui confère, en outre, une résistance satisfaisante au regard des contraintes que ledit moyen 6 apporte lors de sa mise en place et de son serrage. Enfin, de manière avantageuse mais non limitative, ladite empreinte dudit moyeu 4 de la poulie 2 est réalisée par emboutissage. La mise en oeuvre de l'ensemble de ces procédés permet ainsi d'atteindre les précisions souhaitées des cotes critiques pour le dispositif d'assemblage selon l'invention, tout en conservant des coûts de réalisation peu élevés. Le dispositif d'assemblage selon l'invention est, en outre, d'un montage simple et rapide. Enfin, l'utilisation, dans le mode de réalisation préféré de l'invention présenté par les figures 1 et 2, d'une vis 6 pour le maintien des différents éléments de l'assemblage, permet, outre des démontages aisés, le contrôle de la force de serrage appliquée à l'ensemble du dispositif d'assemblage, ainsi que la suppression de tout risque de jeu en translation de l'un quelconque des éléments de l'assemblage par rapport à l'autre. II est également à noter que, d'une manière avantageuse complémentaire, la forme intérieure dudit élément de liaison (3) peut être sensiblement conique, afin de compléter le blocage en translation et le serrage de ladite extrémité 1' dans ledit élément de liaison (3). Revendications 1) Dispositif d'assemblage d'un vilebrequin (1) et d'une poulie de commande d'accessoires (2), dans lequel l'extrémité (1') dudit vilebrequin (1) traverse un élément de liaison (3) et le moyeu (4) de ladite poulie (2), lesdits vilebrequin (1), élément de liaison (3), et moyeu (4) présentant des formes appropriées pour supprimer les degrés relatifs de liberté en rotation respectivement desdits vilebrequin (1) et élément de liaison (3), ainsi que poulie (4) et élément de liaison (3), dans lequel ladite extrémité (1') dudit vilebrequin (1) comporte un alésage sensiblement coaxial (5), caractérisé en ce qu'un moyen (6) de forme appropriée pour le maintien entre eux desdits vilebrequin (1), poulie (2), et élément de liaison (3), est inséré dans ledit alésage (5). 2) Dispositif d'assemblage selon la revendication 1, caractérisé en 15 ce que ledit alésage (5) est un trou taraudé. 3) Dispositif d'assemblage selon l'une ou l'autre des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit moyen (6) de forme appropriée pour le maintien est une vis. 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la forme de la tête (6') de ladite vis (6) permet, lors du serrage de ladite vis (6), le maintien en compression dudit élément de liaison (3) au sein dudit moyeu (4) de ladite poulie (2) et sur ladite extrémité (1') dudit vilebrequin (1). 5) Dispositif d'assemblage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel une partie au moins de la surface intérieure dudit élément de liaison (3) présente une forme (8) complémentaire de deux méplats (7) réalisés sensiblement symétriquement à l'extrémité (1') dudit vilebrequin (1), caractérisé en ce que ledit élément de liaison (3) est réalisé par forgeage. 6) Dispositif d'assemblage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel une partie au moins de la surface extérieure dudit élément de liaison (3) présente deux méplats (9) destinés à coopérer avec une forme complémentaire (10) conférée à l'empreinte du moyeu (4) de ladite poulie (2), caractérisé en ce que ladite forme complémentaire (10) est réalisée lors de l'opération de forgeage. 7) Dispositif d'assemblage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite extrémité (1') dudit vilebrequin (1) et lesdits méplats (7) qu'elle comporte sont réalisés par fraisage. 8) Véhicule automobile comportant au moins un dispositif d'assemblage d'un vilebrequin (1) et d'une poulie de commande d'accessoires (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.