Brevet FR2878588A1 — publié le 20060602

-1-CHAPEAU DE PALIER DE VILEBREQUIN L'invention concerne un chapeau de palier de vilebrequin présentant la forme d'un demi cylindre d'axe X confondu avec l'axe de vilebrequin, comportant une surface convexe, dite externe et une surface concave dite interne , et comportant à chacune de ses extrémités un plot de fixation relié à la surface externe du chapeau par une zone de liaison. Le chapeau de palier de vilebrequin est soumis à des contraintes importantes, en particulier dans la zone se trouvant à proximité des Io plots de fixation, ce qui peut engendrer des amorces de rupture et entraîner une défaillance de la pièce et voire même du moteur. Il est donc nécessaire de prévoir le renforcement du chapeau, en particulier pour augmenter sa résistance en fatigue. Cependant, le chapeau de palier étant généralement fabriqué en fonte, il est nécessaire d'optimiser sa forme de façon à ne pas utiliser trop de matière, car cela augmente le coût de 'abrication ainsi que le poids du chapeau de palier. En effet la tendance actuelle est d'alléger les pièces du véhicule afin de limiter le poids du véhicule. On connaît par la publication WO-A-03D36070 un chapeau de palier de vilebrequin en forme de demi cylindre dont les extrémités comportent chacune un plot de fixation relié à la surface externe du chapeau par une bretelle. Le chapeau de palier comporte une nervure de renforcement, le long de sa surface externe, entre les deux bretelles. Cependant, ce dispositif présente l'inconvénient zs d'avoir une forme complexe, ce qui rend le procédé de fabrication plus difficile et en augmente le coût. Ce dispositif nécessite également d'ajouter beaucoup de matière. Afin de pallier ces inconvénients, l'invention a pour objet un chapeau de palier de vilebrequin qui soit résistant en fatigue, en particulier 30 dans la zone qui est soumise à des contraintes importantes. L'invention a également pour objet un chapeau de palier de vilebrequin robuste dont la fabrication reste simple et le poids assez léger. L'invention a en outre pour objet un chapeau de palier pouvant facilement être utilisé dans des moteurs différents. A cet effet, l'invention propose un chapeau de palier de vilebrequin du type cité ci-dessus, caractérisé en ce que le rayon de courbure de la zone de liaison est variable. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: I o - La zone de liaison comporte: - une première portion délimitée par un point appartenant à un sommet du plot de fixation et par un point de la surface de la zone de liaison et présentant une courbure de centre localisé à l'extérieur du chapeau, et - une deuxième portion délimitée par le point appartenant à la surface de la zone de liaison et par un point de jonction entre la zone de liaison et la surface externe, et présentant une courbure de centre localisé à l'extérieur du chapeau. - La deuxième portion de la zone de liaison correspond à une zone 20 de contraintes. - La surface externe délimitée par le point de jonction et par un point commun à la surface externe et à un plan de symétrie du chapeau, présente une courbure de centre localisé à l'intérieur du chapeau de palier. - Le centre de courbure de la surface externe se trouve sur le plan de symétrie du chapeau, à une distance donnée de l'axe du chapeau. - Les centres de courbure de la première et de la deuxième portion et le point appartenant à la zone de liaison sont alignés. - Les centres de courbure de la deuxième portion et de la surface 3o externe et le point de jonction sont alignés. - Le rapport entre le rayon de courbure de la première portion de la zone de liaison et une différence de cote entre le point appartenant au sommet du plot de fixation et le point appartenant à la zone de liaison est au moins égal à un. - Le rapport entre le rayon de courbure de la deuxième portion et le rayon de courbure de la première portion est compris dans un 5 intervalle entre 3 et 15. - L'angle entre un axe de vis de fixation et la droite passant par le centre de courbure de la deuxième portion et le point appartenant à la zone de liaison est inférieur à une dizaine de degrés.. - Le rapport entre le rayon de courbure de la surface externe et une io hauteur délimitée par l'axe du chapeau et le point commun à la surface externe et au plan de symétrie est compris dans un intervalle situé entre 0,5 et 1,5. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description d'exemples de réalisation d'un chapeau de is palier de vilebrequin en référence au dessin annexé dans lequel: La figure 1 est une vue du chapeau de palier de vilebrequin selon l'invention. Tel que représenté à la figure unique, un chapeau de palier 10 de vilebrequin présente une forme de demi cylindre d'axe X, l'axe X zo étant confondu avec l'axe de vilebrequin lorsque le chapeau 10 est en place sur le vilebrequin (non représenté). Le chapeau de palier 10 présente une symétrie générale par rapport à un plan S passant par l'axe X. Afin de faciliter la description, on ne décrira qu'une partie du chapeau 25 de palier 10, l'autre étant identique par rapport au plan de symétrie S. Le chapeau de palier 10 comporte une surface convexe 12 dite externe et une surface concave 14 dite interne . Par convention, dans la suite de la description, on considérera comme l'extérieur du chapeau 10 la zone se trouvant du côté de la surface externe 12 du chapeau 10 et comme l'intérieur du chapeau 10 la zone se trouvant du côté de la surface interne 14 du chapeau 10. Une extrémité 16 du chapeau 10 comporte un plot de fixation 18 destiné à recevoir un élément de fixation tel qu'une vis (non représentée) , par exemple, dont l'axe V est orienté selon une direction parallèle au plan S. Le plot de fixation 18 est relié à la surface externe 12 du chapeau de palier 10 par une zone de liaison 20 dont le rayon de courbure est variable. ia La zone de liaison 20 comporte une première portion située entre un point Pa d'un sommet 22 du plot de fixation 18 et un point P, de la surface de la zone de liaison 20. La première portion présente une courbure de rayon R2 et de centre C2 localisé à l'extérieur du chapeau de palier 10. La valeur du rayon R2 est imposée par les contraintes de fonderie. Dans le cas d'un chapeau de palier en fonte, le rayon R2 est supérieur ou égal à 2mm. La zone de liaison 20 comporte une deuxième portion délimitée par le point P, et par un point P2 dit de jonction entre la zone de liaison 20 et la surface externe 12 du chapeau 10. La deuxième portion o présente un rayon de courbure R3 et un centre C3 situé à l'extérieur du chapeau de palier 10. Les points C3, C2 et P, sont alignés. La différence de cote entre le point Po et le point PI est notée H. Le rapport entre R2 et H est au moins égal à un. 2 5 La droite passant par les points C3 et P, forme avec l'axe de la vis de fixation V un angle a dont la valeur est inférieure à une dizaine de degrés. La deuxième portion de zone de liaison 20 de rayon R3 correspond à une zone de fortes contraintes. II est donc nécessaire que le rayon 3o R3 soit suffisamment grand pour que la pièce 10 puisse résister en fatigue. Ainsi, il est prévu que le rappor: entre R3 et R2 soit compris entre 3 et 15. La surface externe 12 du chapeau 10, délimitée par le point de jonction P2 et un point P3 commun à la surface externe 12 et au plan de symétrie S, présente une courbure de rayon R4 et de centre C4, localisé à l'intérieur du chapeau 10. Le centre C4 se situe plus particulièrement dans le plan de symétrie S du chapeau, à une distance E de l'axe X. Les points C3, P2 et C4 sont alignés. La somme du rayon R4 et de la distance E correspond à la hauteur D totale du chapeau. La hauteur D doit être prévue pour que le lo chapeau 10 présente une raideur suffisante de façon à éviter toute déformation, tout en veillant à optimiser la quantité de matière utilisée. Le rapport entre R4 et D est donc situé entre 0,5 et 1,5. D'autre part, la hauteur D du chapeau 10 est aussi prévue pour que les vis de fixation ne soient pas en saillie par rapport à la hauteur D 15 du chapeau. Ainsi, dans le cas où l'on veut utiliser les mêmes vis de fixation d'un modèle de moteur à un autre de façon à. réduire les coûts, la hauteur totale du chapeau est fixée. Le chapeau de palier selon l'invention présente donc l'avantage d'être résistant en fatigue dans les zones de fortes contraintes, tout en répondant aux exigences de fabrication telles que la quantité de matière utilisée ou bien la prise en compte de certaines dimensions nécessaires du chapeau. REVENDICATIONS 1) Chapeau de palier (10) de vilebrequin présentant la forme d'un demi cylindre d'axe (X) confondu avec l'axe de s vilebrequin, comportant une surface convexe (12), dite externe et une surface concave (14) dite interne , et comportant à chacune de ses extrémités (16) un plot de fixation (18) relié à la surface externe (12) du chapeau par une zone de liaison (20), caractérisé en ce que le rayon de Io courbure de la zone de liaison (20) est variable. 2) Chapeau de palier (10) de vilebrequin selon la revendication 1, caractérisé en ce que la zone de liaison (20) comporte: une première portion délimitée par un point (Po) appartenant à un sommet (22) du plot de fixation (18) et par un point (P1) de la surface de la zone de liaison (20) et présentant une courbure de centre (C2) localisé à l'extérieur du chapeau (10), et - une deuxième portion délimitée par le point (P,) et par un 20 point (P2) de jonction entre la zone de liaison (20) et la surface externe (12), et présentant une courbure de centre (C3) localisé à l'extérieur du chapeau (10). 3) Chapeau de palier (10) de vilebrequin selon la revendication 25 précédente, caractérisé en ce que la deuxième portion de la zone de liaison (20) correspond à une zone de contraintes. 4) Chapeau de palier (10) de vilebrequin selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface externe (12) délimitée par le point de jonction (P2) et par un point (P3) commun à la surface externe (12) et à un plan de symétrie (S) du chapeau (10), présente une courbure de centre (C4) localisé à l'intérieur du chapeau de palier (10). 5) Chapeau de palier (10) de vilebrequin selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le centre {C4) se trouve sur le plan de symétrie (S) du chapeau, à une distance (E) de l'axe (X). 6) Chapeau de palier (10) de vilebrequin selon l'une quelconque des revendications 2 à 5 précédentes, caractérisé en ce que les points (C3), (C2) et (P,) sont alignés. s 7) Chapeau de palier (10) de vilebrequin selon l'une quelconque des revendications 4 à 6 précédentes, caractérisé en ce que les points (C3), (P2) et (C4) sont alignés. 8) Chapeau de palier (10) de vilebrequin selon l'une quelconque o des revendications 2 à 7 précédentes, caractérisé en ce que le rapport entre le rayon (R2) de courbure de la première portion de la zone de liaison et une différence de cote (H) entre le point (Po) et le point (P,) est au moins égal à un. 9) Chapeau de palier (10) de vilebrequin selon l'une quelconque des revendications 2 à 8 précédentes, caractérisé en ce que le rapport entre le rayon de courbure (R3) de la deuxième portion et le rayon (R2) est compris dans un intervalle entre 3 et 15. 10)Chapeau de palier (10) selon l'une quelconque des revendications 2 à 9, caractérisé en ce que l'angle (a) entre un axe (V) de vis de fixation et la droite passant par (C3) et (P,) est inférieur à une dizaine de degrés. 11)Chapeau de palier (10) selon l'une quelconque des revendications 4 à 10, caractérisé en ce que le rapport entre le rayon de courbure (R4) de la surface externe (12) et une hauteur (D) délimitée par l'axe (X) et le point (P3) est compris 3o dans un intervalle situé entre 0,5 et 1,5.