Brevet FR2905996A1 — publié le 20080321

DISPOSITIF DE MONTAGE D'UN PIGNON DE DISTRIBUTION ET D'UNE POULIE ACCESSOIRE SUR UN NEZ DE VILEBREQUIN La présente invention concerne un dispositif permettant le montage d'un pignon de distribution et d'une poulie accessoire sur un nez de vilebrequin d'un moteur à combustion interne. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse, mais non exclusive, dans le domaine automobile. Il existe une catégorie de moteur à combustion interne dont le fonctionnement implique la mise en œuvre à la fois d'une chaîne de distribution et d'une courroie d'accessoires. L'entraînement de ces deux organes de transmission s'opère classiquement à partir du mouvement de rotation du vilebrequin, par l'intermédiaire respectivement d'un pignon de distribution et d'une poulie accessoire qui sont montés fixement directement sur le nez dudit vilebrequin. La chaîne de distribution devant travailler dans un bain d'huile, elle est traditionnellement contenue dans un compartiment du bloc moteur qui est fermé par un élément de fermeture spécifique, couramment appelé carter de distribution. Mais comme le vilebrequin doit également entraîner la courroie de distribution, qui elle doit fonctionner à l'extérieur du bloc moteur, un trou est habituellement ménagé à travers le carter de distribution pour permettre le passage de la partie la plus distale du nez de vilebrequin, qui est chargée à supporter la poulie accessoire. L'étanchéité au niveau de ce trou de passage est traditionnellement réalisée au moyen d'un joint officiant entre le carter de distribution et le pignon de distribution. 2905996 2 Quoi qu'il en soit, le pignon de distribution et la poulie accessoire constituent deux éléments de transmission amovibles et indépendants l'un de l'autre, qu'il convient donc de solidariser rigidement sur le nez 5 de vilebrequin. L'objectif est double puisqu'il s'agit de les immobiliser tous deux à la fois en translation et en rotation. Quantité de techniques de fixation ont été développées à cet effet. On connaît notamment un dispositif de montage dans 10 lequel le pignon de distribution est bloqué en rotation par l'intermédiaire d'un ergot qui s'étend radialement vers l'intérieur de l'alésage central dudit pignon, et qui est en mesure de s'emboîter axialement dans une rainure de section complémentaire, ménagee 15 longitudinalement à la surface du nez de vilebrequin. Le blocage en rotation de la poulie accessoire par rapport au nez de vilebrequin est lui aussi obtenu par emboîtement axial de formes complémentaires. Concrètement, la poulie accessoire est pourvue d'un 20 alésage centrale dont la forme est sensiblement complémentaire d'une portion du nez de vilebrequin à la surface de laquelle ont été ménagés deux méplats diamétralement opposés.. Les immobilisations en translation du pignon de distribution et de la poulie 25 accessoire sont quant à elles réalisées conjointement, par serrage axial au moyen d'une vis venant se loger dans un trou taraudé ménagé axialement à l'extrémité du nez de vilebrequin. Ce type de dispositif de montage présente toutefois 30 l'inconvénient de ne pas être totalement étanche, ce qui se matérialise généralement par un suintement d'huile au niveau du nez de vilebrequin. En effet, l'huile contenue dans le compartiment dédié à la chaîne de distribution, a naturellement tendance à passer entre les différents 2905996 3 éléments de transmission montés sur le nez de vilebrequin, et notamment au niveau du pignon de distribution. Cette huile va alors glisser le long du nez, avant d'entrer progressivement dans la rainure de 5 blocage longitudinale qui est par définition ouverte sur l'extérieur à l'une de ses extrémités. Une fois qu'une quantité suffisante se sera accumulée dans la rainure, l'huile va finir par sortir en bout de nez de vilebrequin, sous la forme d'un suintement 10 particulièrement inesthétique et dévalorisant. Il est à noter que ce phénomène est d'autant plus important que le moteur est chaud, en raison bien évidemment du fait que toute élévation de la température de l'huile a pour conséquence une augmentation sensiblement proportionnelle 15 de sa fluidité. Aussi, le problème technique à résoudre par l'objet de la présente invention, est de proposer un dispositif de montage d'un pignon de distribution et d'une poulie accessoire sur un nez de vilebrequin, pour un moteur à 20 combustion interne mettant en œuvre une chaîne de distribution et une courroie d'accessoires, dispositif de montage qui permettrait d'éviter les problèmes de l'état de la technique en offrant notamment une étanchéité sensiblement améliorée au niveau du nez de vilebrequin. 25 La solution au problème technique posé consiste, selon la présente invention, en ce que le pignon de distribution est monté libre en rotation autour du nez de vilebrequin, en ce que la poulie accessoire est montée fixe en rotation autour du nez de vilebrequin, et en ce 30 que dispositif de montage comporte des moyens de couplage solidarisant en rotation le pignon de distribution et la poulie accessoire, ainsi que des premiers moyens d'étanchéité obturant de manière étanche l'espace qui s'étend entre le nez de vilebrequin et un élément de 2905996 4 transmission choisi parmi le pignon de distribution et la poulie accessoire. A ce stade, il est entendu que les moyens de couplage peuvent être de toutes natures connues. Il en 5 est d'ailleurs de même pour les premiers moyens d'étanchéité, qui peuvent se présenter sous des formes quelconques sous réserve bien entendu que la fonction étanchéité soit convenablement remplie. Quoi qu'il en soit, l'invention telle qu'ainsi 10 définie présente l'avantage de proposer une véritable étanchéité au niveau du nez de vilebrequin, ce qui permet avantageusement de faire disparaître les risques de fuites d'huile de l'état de la technique. Cette étanchéité peut par ailleurs se faire au choix, entre le 15 nez de vilebrequin et le pignon de distribution, ou entre le nez de vilebrequin et la poulie accessoire. La possibilité de réaliser une étanchéité directement autour du nez de vilebrequin provient essentiellement de la disparition de la rainure de 20 blocage longitudinale à la surface du nez de vilebrequin, et donc plus généralement du changement du principe d'entraînement en rotation du pignon de distribution. Contrairement à l'art antérieur, le pignon de distribution n'est pas directement solidaire du 25 vilebrequin. Il est en fait monté rotatif par rapport au nez de ce dernier, tout en étant couplé en rotation avec la poulie accessoire, qui elle est solidaire dudit nez de vilebrequin. En clair, l'entraînement du pignon de distribution s'effectue par l'intermédiaire de la poulie 30 accessoire. La suppression de la rainure permet au nez de vilebrequin de présenter localement une forme uniformément cylindrique, c'est-à-dire parfaitement complémentaire d'au moins un élément de transmission avec 2905996 5 lequel elle est emboîtée, et ce qu'il s'agisse du pignon de distribution ou de la poulie accessoire. L'intervalle séparant le nez de vilebrequin et l'élément de transmission considéré étant par ailleurs relativement 5 faible et constant, il est par conséquent aisé de réaliser une étanchéité efficace dans cet espace, au moyen d'un simple joint par exemple. Outre le fait qu'il est désormais possible de prévoir un joint d'étanchéité autour du nez de 10 vilebrequin, la disparition de la rainure de blocage longitudinale présente plusieurs autres avantages. Le premier est que cela permet avant toute chose de supprimer un usinage risqué et donc coûteux, car ménagé sur une pièce particulièrement onéreuse, à savoir le 15 vilebrequin. Le second avantage est directement lié au premier puisqu'il provient de la suppression de l'ergot associé à la rainure, c'est-à-dire d'un usinage compliqué et donc lui aussi cher à réaliser. Un troisième avantage réside quant à lui dans le fait que la disparition de la 20 rainure procure un renforcement de la tenue mécanique du nez de vilebrequin. Cela lui permet ainsi de mieux résister aux fortes contraintes exercées par la distribution ainsi que pa:: les différents accessoires mis en oeuvre par le moteur. 25 La présente invention concerne également les caractéristiques qui ressortiront au cours de la description qui va suivre, et qui devront être considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniques possibles. 30 Cette description, donnée à titre d'exemple non limitatif, est destinée à mieux faire comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. Elle est par ailleurs donnée en référence aux dessins annexés dans lesquels: 2905996 6 La figure 1 est une vue de côté illustrant un dispositif de montage conforme à un premier mode de réalisation de l'invention. La figure 2 constitue une coupe longitudinale du 5 dispositif de montage de la figure 1. La figure 3 représente en détail, et en perspective arrière, la poulie accessoire de ce premier dispositif de montage. La figure 4 fait quant à elle apparaître en détail 10 et en perspective avant, le pignon de distribution du premier dispositif de montage. La figure 5 est une vue en perspective arrière, montrant le positionnement relatif des différents éléments de transmission du premier dispositif de 15 montage. La figure 6 illustre pour sa part le premier dispositif de montage en perspective avant, vue dans laquelle la poulie accessoire n'a pas été représentée. La figure 7 montre la poulie accessoire en vue 20 sensiblement de face. La figure 8 constitue une vue en perspective arrière de la rondelle de serrage déjà visible à la figure 1. La figure 9 est une vue similaire à la figure 2, 25 mais qui illustre dans le cas présent un dispositif de montage conforme à un second mode de réalisation de l'invention. Pour des raisons de clarté, les mêmes éléments ont été désignés par des références identiques. De même, 30 seuls les éléments essentiels pour la compréhension de l'invention ont été représentés, et ceci sans respect de l'échelle et de manière schématique. Les figures 1 et 2 illustrent un dispositif de montage 1 qui est destiné à un moteur à combustion 2905996 7 interne mettant en oeuvre une chaîne de distribution et une courroie d'accessoires. Il est à noter que ces deux organes de transmission n'ont pas été représentées pour de simples raisons de clarté. 5 Quoi qu'il en soit, il s'agit plus particulièrement d'un dispositif 1 permettant le montage sur un nez de vilebrequin 10, d'une par= d'un pignon d'entraînement de la chaîne de distribution, communément appelé pignon de distribution 20, et d'autre part d'une poulie 10 d'entraînement de la courroie d'accessoires, couramment désignée par l'expression poulie accessoire 30. On observe toutefois que dans ce mode particulier de réalisation, choisi uniquement à titre d'exemple, le nez de vilebrequin 10 entraîne un troisième élément de 15 transmission qui se présente sous la forme d'un pignon de pompe à huile 70. Conformément à l'objet de la présente invention, le pignon de distribution 20 est monté libre en rotation autour du nez de vilebrequin 10, tandis que la poulie 20 accessoire 30 est montée fixe en rotation autour dudit nez de vilebrequin 10. Par ailleurs, le dispositif de montage 1 est tout d'abord doté de moyens de couplage 40 solidarisant en rotation le pignon de distribution 20 et la poulie accessoire 30. Enfin, le dispositif de montage 25 1 est pourvu de premiers moyens d'étanchéité 50 qui obturent de manière étanche l'espace s'étendant entre le nez de vilebrequin 10 et un des élément de transmission 20, 30. Dans ce premier mode de réalisation de l'invention, 30 l'étanchéité se fait plus précisément au niveau de la poulie accessoire 30. En effet, les premiers moyens d'étanchéité 50 sont concrètement constitués par un joint torique 51 qui est positionné dans l'intervalle séparant la poulie accessoire 30 et le nez de vilebrequin 10. 2905996 8 De manière particulièrement avantageuse, le joint torique 51 est maintenu par une gorge 52 qui est ici ménagée sur la poulie accessoire 30, à l'intérieur de la portion tubulaire délimitant son alésage central 32. 5 Bien entendu, le maintien du joint torique 51 pourrait être complété par une gorge supplémentaire ménagée directement sur le nez de vilebrequin 10, en vis-à-vis de la première. Une autre variante serait de ne prévoir qu'une unique gorge sur le nez de vilebrequin 10. 10 Mais dans les deux cas, ces solutions seraient moins pertinentes que celle mise en oeuvre dans l'exemple de réalisation illustré. Car comme pour la rainure de blocage de l'art antérieur, la réalisation d'une gorge de maintien sur le nez de vilebrequin 10 serait risquée, 15 onéreuse et fragilisante. Selon une particularité de l'invention, le dispositif de montage 1 dispose en outre de seconds moyens d'étanchéité 60 qui sont en mesure d'obturer de manière étanche l'espace s'étendant entre, d'une part, 20 l'élément de transmission 20, 30 au niveau duquel agissent les premiers moyens d'étanchéité 50, et d'autre part, un élément de fermeture 80 chargé de clore la partie du moteur renfermant la chaîne de distribution. Dans cet exemple de réalisation, les seconds moyens 25 d'étanchéité 60 sont constitués par une bague à lèvre 61 qui est solidaire de l'élément de fermeture 80, et qui coopère par contact étanche avec une portion tubulaire de la poulie accessoire 30. Selon une autre particularité de l'invention, les 30 moyens de couplage 40 qui sont chargés de solidariser en rotation le pignon de distribution 20 et la poulie accessoire 30, sont composés de deux éléments saillants 41 qui sont solidaires dudit pignon de distribution 20 (figure 4), ainsi que de deux logements de blocage 42 qui 2905996 9 sont ménagés sur ladite poulie accessoire 30 (figure 3) et qui sont sensiblement complémentaires desdits éléments saillants 41. L'ensemble est agencé de manière à ce que les deux éléments saillants 41 soient en mesure de 5 coopérer par emboîtement avec les deux logements de blocage 42 associés, suivant une direction sensiblement parallèle à l'axe de rotation du pignon de distribution 20 et de la poulie accessoire 30 (figure 5). De manière particulièrement avantageuse, les deux 10 éléments saillants 41 sont ménagés dans le prolongement de la portion tubulaire 21 du pignon de distribution 20, qui délimite l'alésage central 22 destiné au passage du nez de vilebrequin 10 (figure 4). De façon analogue, les deux logements de blocage 42 sont quant à eux ménagés au 15 niveau de la portion tubulaire 31 de la poulie accessoire 30, qui délimite l'alésage central 32 destiné au passage du nez de vilebrequin 10 (figure 3). Un tel positionnement relatif des moyens de couplage 40 permet d'optimiser la transmission du couple 20 de rotation, et donc l'entraînement du pignon de distribution 20 par la poulie accessoire 30. Mais bien entendu, tout autre positionnement des éléments saillants 41 et des logements de blocage 42 sur les éléments de transmission 20, 30 qui les supportent, pourrait très 25 bien être envisagé. Conformément à une autre caractéristique avantageuse, les éléments saillants 41 et les logements de blocage associés 42 sont répartis de manière sensiblement régulière par rapport à l'axe de rotation 30 des éléments de transmission 20, 30 qui les supportent. Cela signifie que comme dans l'exemple illustré, lorsqu'il n'y a que deux éléments saillants 41, ces derniers sont disposés sensiblement en opposition diamétrale par rapport à l'axe de rotation. Mais cela 2905996 10 veut également dire que quand les éléments saillants 41 seront plus de trois, on adoptera de préférence un positionnement sensiblement symétrique par rapport à l'axe, de façon à obtenir une meilleure répartition du 5 couple d'entraînement. Ainsi qu'on peut le voir aux figures 3 à 5, chaque élément saillant 41 de cet exemple de réalisation est concrètement constitué par un ergot 43 qui s'étend axialement à partir de la portion tubulaire 21 du pignon 10 de distribution 20. Chaque logement de blocage 42 se présente quant à lui sous la forme d'une encoche 44 qui est ménagée radialement à l'extrémité de la portion tubulaire 31 de la poulie accessoire 30. Bien entendu, le nombre, la forme, la taille, les 15 positions respectives et le positionnement relatif des différents éléments saillants 41 et des logements de blocages 42, peuvent à priori être quelconques. Dans ce mode particulier de réalisation, donné uniquement à titre d'exemple, la poulie accessoire 30 est 20 bloquée en rotation autour du nez de vilebrequin 10 par emboîtement axial de formes complémentaires. C'est ainsi que conformément à la figure 6, la portion distale du nez de vilebrequin 10 est dotée de deux méplats 11 diamétralement opposés, tandis que conformément cette 25 fois à la figure 7, l'alésage centrale 32 de la poulie accessoire 30 présente une section de blocage 33 dont la forme est sensiblement complémentaire de ladite portion distale du nez de vilebrequin 10. Les immobilisations en translation du pignon de 30 distribution 20 et de la poulie accessoire 30 sont quant à elles réalisées à l'aide de moyens de serrage 90 qui se composent principalement d'une vis 91 et d'une rondelle 92. Ainsi qu'on peut le voir sur la figure 8, la rondelle 92 présente un logement ouvert 93 dont la forme est 2905996 11 sensiblement complémentaire de l'extrémité du nez de vilebrequin 10, ceci afin de lui éviter de tourner. Elle dispose également d'un alésage centrale 94 permettant le passage de la vis 91. Conformément à la figure 2, 5 l'ensemble est ménagé de manière à ce que la vis 90 puisse être engagée dans la rondelle 92 via l'alésage 94, avant de venir se loger dans un trou taraudé 12 qui est ménagé axialement à l'extrémité du nez de vilebrequin 10. Selon une autre particularité de l'invention, le 10 dispositif de montage 1 est doté de premiers moyens détrompeurs qui sont en mesure de positionner angulairement la poulie accessoire 30 par rapport au nez de vilebrequin 10, en fonction du point mort haut du moteur. 15 Dans cet exemple de réalisation, les premiers moyens détrompeurs sont en fait constitués directement par les méplats 11 du nez de vilebrequin 10, associés à la section de blocage 33 de la poulie accessoire 30. Selon une autre particularité de l'invention, le 20 dispositif de montage 1 est en outre pourvu de seconds moyens détrompeurs qui sont quant à eux à même de positionner angulairement le pignon de distribution 20 par rapport à la poulie accessoire 30, en fonction du point mort haut du moteur. 25 Dans ce mode particulier de réalisation, les seconds moyens détrompeurs constitués par les ergots 41 42 eux mêmes. Il est en effet de montage unique, en sont ici avantageusement et les logements de blocage aisé d'imposer une position adoptant notamment un 30 positionnement asymétrique des éléments saillants 41, une répartition des éléments saillants 41 à la fois sur le pignon de distribution 20 et sur la poulie accessoire 30, des éléments saillants 41 de formes distinctes, un élément saillant 41 spécifique, etc. 2905996 12 Bien évidemment, que ce soit pour les premiers ou les seconds moyens détrompeurs, tout autre méthode connue de l'état de la technique pourrait être utilisée de manière équivalente, comme par exemple un marquage 5 visuel. La figure 9 illustre un dispositif de montage 100 qui est conforme à un second mode de réalisation de l'invention. Il se distingue du premier précédemment décrit, avant tout par le fait que les premiers moyens 10 d'étanchéité 50 sont ici constitués par un joint torique 53 qui est interposé entre le pignon de distribution 20 et le nez de vilebrequin 10. On voit d'ailleurs que le joint torique 53 est maintenu par une gorge 54 qui est ménagée sur le pignon de distribution 20, à l'intérieur 15 de la portion tubulaire délimitant son alésage central 22. L'autre différence importante, qui au passage découle directement de la première, réside dans le fait que les seconds moyens d'étanchéité 60 sont ici fort 20 logiquement agencés de manière à rendre étanche l'espace s'étendant entre le pignon de distribution 20 et l'élément de fermeture 80. On retrouve toutefois une bague à lèvre 62 qui est solidaire de l'élément de fermeture 80, et qui coopère par contact étanche avec une 25 portion tubulaire du pignon de distribution 20. Bien entendu, l'invention concerne plus généralement tout moteur à combustion interne mettant en oeuvre une chaîne de distribution et une courroie d'accessoires, et comportant au moins un dispositif de 30 montage 1, 100 tel que précédemment décrit. REVENDICATIONS 1. Dispositif de montage (1, 100) d'un pignon de distribution (20) et d'une poulie accessoire (30) sur un nez de vilebrequin (10), pour un moteur à combustion interne mettant en oeuvre une chaîne de distribution et une courroie d'accessoires, caractérisé en ce que le pignon de distribution (20) est monté libre en rotation autour du nez de vilebrequin (10), en ce que la poulie accessoire (30) est montée fixe en rotation autour du nez de vilebrequin (10), et en ce que le dispositif de montage (1, 100) comporte des moyens de couplage (40) solidarisant en rotation le pignon de distribution (20) et la poulie accessoire (30), ainsi que des premiers moyens d'étanchéité (50) obturant de manière étanche l'espace qui s'étend entre le nez de vilebrequin (10) et un élément de transmission choisi parmi le pignon de distribution (20) et la poulie accessoire (30). 2. Dispositif de montage (1, 100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premiers moyens d'étanchéité (50) comportent un joint torique (51, 53) qui est positionné entre l'élément de transmission considéré (20, 30) et le nez de vilebrequin (10). 3. Dispositif de montage (1, 100) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le joint torique (51, 53) est maintenu par au moins une gorge (52, 54) ménagée indifféremment sur le (20), sur la poulie accessoire vilebrequin (10). 4. Dispositif de montage quelconque des revendications 1 que les moyens de couplage (40) élément saillant (41) associé à (42) sensiblement complémentaire, pignon de distribution (30) et sur le nez de (1, 100) selon l'une à 3, caractérisé en ce comportent au moins un un logement de blocage chaque élément saillant 2905996 14 (41) et son logement de blocage (42) étant ménagés respectivement et indifféremment sur le pignon de distribution (20) et sur la poulie accessoire (30), et aptes à coopérer par emboîtement suivant une direction 5 sensiblement parallèle à l'axe de rotation dudit pignon de distribution (20) et de ladite poulie accessoire (30). 5. Dispositif de montage (1, 100) selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque élément saillant (41) et chaque logement de blocage associé (42) 10 sont ménagés au niveau des portions tubulaires (21, 31) des éléments de transmission (20, 30), qui délimitent les alésages centraux (22, 32) destinés au passage du nez de vilebrequin (10). 6. Dispositif de montage (1, 100) selon l'une des 15 revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que les éléments saillants (41) et les logements de blocage associés (42) sont répartis de manière sensiblement régulière par rapport à l'axe de rotation des éléments de transmission (20, 30) qui les supportent. 20 7. Dispositif de montage (1, 100) selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que chaque élément saillant (41) est constitué par un ergot (43) coopérant par emboîtement axial avec une encoche (44), formant logement de blocage (42). 25 8. Dispositif de montage (1, 100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des seconds moyens d'étanchéité (60) aptes à obturer de manière étanche l'espace s'étendant entre, d'une part, l'élément de transmission 30 (20, 30) au niveau duquel agissent les premiers moyens d'étanchéité (50), et d'autre part, un élément de fermeture (80) chargé de clore la partie du moteur renfermant la chaîne de distribution. 2905996 15 9. Dispositif de montage (1, 100) selon la revendication 8, caractérisé en ce que les seconds moyens d'étanchéité (60) comportent une bague à lèvre (61, 62) qui est solidaire de l'élément de fermeture (80), et qui 5 coopère par contact étanche avec une portion tubulaire de l'élément de transmission considéré (20, 30). 10. Dispositif de montage (1, 100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte des premiers moyens détrompeurs aptes à 10 positionner angulairement la poulie accessoire (30) par rapport au nez de vilebrequin (10), en fonction du point mort haut du moteur. 11. Dispositif de montage (1, 100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce 15 qu'il comporte des seconds moyens détrompeurs aptes à positionner angulairement le pignon de distribution (20) par rapport à la poulie accessoire (30), en fonction du point mort haut du moteur. 12. Moteur à combustion interne mettant en œuvre 20 une chaîne de distribution et une courroie d'accessoires, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un dispositif de montage (1, 100) conforme à l'une quelconque des revendications précédentes.