Brevet FR3015598A1 — publié le 20150626

Dispositif de rouleau suiveur de came La présente invention concerne le domaine des dispositifs de rouleaux suiveurs de came utilisés dans les applications automobiles ou industrielles. Une application intéressante de l'invention concerne l'utilisation du dispositif de rouleau suiveur de came dans une pompe d'injection de carburant destinée à un moteur à combustion interne, notamment de véhicule motorisé tel qu'un véhicule automobile ou camion. Un tel dispositif comporte un poussoir ou corps et un rouleau monté à rotation sur le corps et prévu pour coopérer avec une came synchronisée avec l'arbre à cames du moteur à combustion interne de façon que la rotation de l'arbre à cames entraîne un déplacement périodique d'un piston de la pompe d'injection venant en appui contre ledit corps pour permettre une distribution de carburant. Une autre application intéressante de l'invention concerne l'utilisation du dispositif dans un système de culbuteur prévu pour la commande de soupapes d'un moteur à combustion interne à pistons. Dans cette application, le rouleau du dispositif est prévu pour coopérer par roulement avec une came de l'arbre à cames du moteur à combustion interne pour que la rotation de l'arbre à cames entraîne un pivotement périodique d'un corps du dispositif ou d'un corps de culbuteur pour actionner l'ouverture et la fermeture de soupapes du moteur. Pour ces dispositifs, le rouleau est généralement monté libre sur un arbre de support fixé sur le corps. En fonctionnement, compte tenu des efforts appliqués sur le dispositif, notamment des efforts axiaux, des contacts se produisent entre le rouleau et le corps. De tels contacts axiaux génèrent des frottements. Or, le corps de ces dispositifs est classiquement obtenu par forgeage, ce qui génère un couple de friction relativement élevé, voire une usure prématurée. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. Plus particulièrement, la présente invention vise à prévoir un dispositif de rouleau suiveur de came présentant un couple de friction réduit et/ou une résistance à l'usure augmentée, facile à fabriquer et à monter. Dans un mode de réalisation, le dispositif de rouleau suiveur de came comprend un corps, un arbre monté sur le corps, et un rouleau monté sur ledit arbre, mobile à rotation et comprenant deux faces d'extrémité. Chacune des faces d'extrémité est disposée au moins en partie axialement en regard d'une paroi intérieure du corps. Au moins une des faces d'extrémité du rouleau et/ou au moins une desdites parois intérieures du corps comprennent un revêtement antifriction et/ou résistant à l'usure. La disposition d'un revêtement antifriction et/ou résistant à l'usure sur au moins l'une des faces d'extrémité du rouleau et/ou sur au moins l'une des parois intérieures du corps permet de limiter le couple de friction du dispositif et/ou l'usure générée par les contacts axiaux entre le rouleau et le corps. Le rouleau peut comprendre une surface extérieure et un alésage qui sont délimités axialement par les faces d'extrémités. De préférence, le dispositif comprend au moins deux revêtements antifriction et/ou résistant à l'usure. L'un des revêtements peut être situé axialement d'un côté du rouleau et l'autre revêtement peut être situé axialement de l'autre côté dudit rouleau. Dans un mode de réalisation, au moins chaque face d'extrémité du rouleau comprend un revêtement antifriction et/ou résistant à l'usure. Alternativement ou en combinaison, au moins chaque paroi intérieure du corps peut comprendre un revêtement antifriction et/ou résistant à l'usure. L'association d'au moins un premier revêtement prévu sur les faces d'extrémité du rouleau et d'au moins un second revêtement prévu sur les parois intérieures du corps et aptes à venir axialement en appui l'un contre l'autre permet de réduire encore le couple de friction du dispositif et l'usure associée. Les revêtements du rouleau et du corps peuvent être identiques entre eux. Alternativement, les revêtements du rouleau et du corps peuvent être différents l'un de l'autre. Avantageusement, chaque face d'extrémité du rouleau peut comprendre un revêtement antifriction et chaque paroi intérieure du corps peut comprendre un revêtement résistant à l'usure, ou inversement. Dans un mode de réalisation, le revêtement de chaque face d'extrémité du rouleau comprend du carbone amorphe apparenté au diamant et le revêtement de chaque paroi intérieure du corps comprend du bisulfure de tungstène, ou inversement. Dans un mode de réalisation, le dispositif comprend en outre un palier lisse interposé radialement entre l'arbre et le rouleau. De préférence, au moins une des faces d'extrémité du palier lisse comprend un revêtement antifriction et/ou résistant à l'usure. Dans un mode de réalisation, les extrémités de l'arbre sont fixées dans des trous du corps s'étendant à partir des parois intérieures du corps. Alternativement, le corps peut comprendre en outre un support pourvu d'appuis ouverts supportant les extrémités de l'arbre. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée de modes de réalisation pris à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe d'un dispositif de rouleau suiveur de came selon un premier exemple de l'invention, et - les figures 2 et 3 sont des vues en coupe de dispositifs de rouleau suiveur de came selon des deuxième et troisième exemples de l' invention. Sur la figure 1, on a représenté un dispositif de rouleau suiveur de came, désigné par la référence numérique générale 10, pouvant par exemple être utilisé dans une pompe d'injection de carburant destinée à un moteur à combustion interne. Le dispositif 10 comprend un poussoir ou corps 12 et un rouleau 14 monté à rotation par rapport au corps et destiné à venir en appui contre une came synchronisée avec l'arbre à cames du moteur à combustion interne ou directement contre une came dudit arbre. Le corps 12 délimite un évidement 12a ouvert vers l'extérieur et l'intérieur duquel est monté le rouleau 14. Le corps 12 comprend deux parois intérieures 12b, 12c frontales radiales opposées délimitant axialement l'évidement 12a. Le rouleau 14 s'étend radialement en saillie à l'extérieur du corps 12. Le corps 12 peut avantageusement être obtenu à faible coût par forgeage ou par découpe, emboutissage et pliage à partir d'un flanc de tôle d'épaisseur mince. Le dispositif 10 comprend également un arbre 16, d'axe géométrique 16a, monté sur le corps 12 et supportant le rouleau 14. L'arbre 16 de support comprend une surface extérieure 16b cylindrique axiale sur laquelle est monté le rouleau 14. L'arbre 16 s'étend axialement de part et d'autre du rouleau 14. Les extrémités de l'arbre sont montées à l'intérieur de trous 18, 20 traversants ménagés sur le corps 12 axialement en regard l'un par rapport à l'autre. Les trous 18, 20 s'étendent à partir des parois intérieures 12b, 12c du corps. L'arbre 16 est fixé par tout moyen approprié sur le corps 12. Le rouleau 14 est monté libre à rotation sur l'arbre 16. Dans l'exemple de réalisation illustré, le rouleau 14 est également monté libre en translation sur l'arbre 16. Le rouleau 14 comprend un alésage 14a cylindrique axial monté en contact radial direct avec la surface extérieure 16b de l'arbre et formant une surface intérieure, et une surface extérieure 14b cylindrique axiale radialement opposée audit alésage. La surface extérieure 14b du rouleau forme une surface de contact destinée à venir en appui contre la came associée du moteur à combustion interne. Le rouleau 14 comprend également deux faces d'extrémité 14c, 14d frontales radiales opposées délimitant axialement l'alésage 14a et la surface extérieure 14b. Une partie de la face d'extrémité 14c, respectivement 14d, est axialement en regard de la paroi intérieure 12b, respectivement 12c du corps, i.e. orientée vers l'extérieur. Dans l'exemple de réalisation illustré, les faces d'extrémité 14c, 14d présentent une forme étagée. En variante, les faces pourraient être planes. Dans l'exemple de réalisation illustré, chaque face d'extrémité 14c, 14d du rouleau comprend un revêtement 22 pour limiter la friction et/ou l'usure qui sont générées par contact axial entre le rouleau 14 et le corps 12. Dans un mode de réalisation, le revêtement 22 comprend du carbone amorphe apparenté au diamant. Le carbone amorphe apparenté au diamant est connu internationalement sous la désignation DLC. Un tel revêtement offre de nombreux avantages parmi lesquels des propriétés autolubrifiantes et une bonne résistance à l'usure abrasive, adhésive et corrosive. En variante, le revêtement 22 peut comprendre du bisulfure de tungstène (WS2), ou de l'oxyde noir (« black oxidizing » en langue anglaise), ou du phosphate, ou du nitride de chrome, ou encore du nitride de titane. En variante, il est possible d'utiliser tout autre revêtement présentant des propriétés permettant de limiter la friction et/ou d'améliorer la résistance à l'usure. Le revêtement 22 peut par exemple présenter une épaisseur comprise entre 0,5 micromètre ([tm) et 1 !am. Sur la figure, l'épaisseur de chaque revêtement 22 a été augmentée pour des raisons de clarté. Le revêtement 22 est déposé sur chaque face d'extrémité 14c, 14d du rouleau sous la forme d'une couche dure. Le revêtement 22 peut être déposé, de manière connue en soi, par des techniques industrielles, telles que des dépôts sous vide ou des dépôts en phase vapeur. Le revêtement 22 peut être déposé directement sur chaque face d'extrémité 14c, 14d du rouleau formant alors substrat. A titre d'alternative, le revêtement 22 peut être déposé sur une ou plusieurs couches intermédiaires déposées au préalable sur chaque face d'extrémité 14c, 14d. Dans l'exemple de réalisation illustré, chaque revêtement 22 recouvre entièrement la face d'extrémité 14c, 14d associée du rouleau. En variante, il pourrait être possible de prévoir les revêtements 22 uniquement sur les parties des faces d'extrémité 14c, 14d axialement en regard des parois intérieures 12b, 12c du corps. On réduit ainsi la quantité de revêtement à déposer. Dans une autre variante, pour des raisons liées au procédé de dépose des revêtements 22, la totalité du rouleau 14 peut être recouvert par le revêtement 22. Alternativement, il pourrait encore être possible de prévoir des revêtements 22 différents pour la face d'extrémité 14c et pour la face d'extrémité 14d opposée du rouleau. De sorte à limiter encore la friction et/ou l'usure qui sont générées par contact axial entre le rouleau 14 et le corps 12, un revêtement 24 recouvre les parois intérieures 12b, 12c dudit corps. Le revêtement 24 prévu sur chaque paroi intérieure 12b, 12c du corps est axialement en regard du revêtement 22 prévue sur la face d'extrémité 14c, 14d associée du rouleau. Le revêtement 24 du corps forme une surface de frottement avec le revêtement 22 associé du rouleau, et inversement. De légers jeux axiaux subsistent entre le corps 12 et le rouleau 14. De façon identique au rouleau 14, le revêtement 24 peut comprendre du carbone amorphe apparenté au diamant, ou du bisulfure de tungstène (WS2), ou de l'oxyde noir, ou du phosphate, ou du nitride de chrome, ou encore du nitride de titane. En variante, il est possible d'utiliser tout autre revêtement présentant des propriétés permettant de limiter la friction et/ou d'améliorer la résistance à l'usure. Le revêtement 24 peut par exemple présenter une épaisseur comprise entre 0,5 micromètre (im) et 4 !am. Sur la figure, l'épaisseur du revêtement 24 a été augmentée pour des raisons de clarté. Dans l'exemple de réalisation illustré, le revêtement 24 recouvre entièrement les parois intérieures 12b, 12c du corps et une paroi de fond 12d axiale reliant lesdites parois. En variante, il pourrait être possible de prévoir deux revêtements 24 distincts recouvrant uniquement les parties des parois intérieures 12b, 12c du corps axialement en regard des faces d'extrémité 14c, 14d du rouleau. On réduit ainsi la quantité de revêtement à déposer. Dans ce cas, les deux revêtements peuvent être identiques ou différents l'un de l'autre. L'exemple de réalisation illustré à la figure 2, sur laquelle les éléments identiques portent les mêmes références, diffère en ce que le dispositif 10 comprend en outre un palier 26 lisse interposé radialement entre le rouleau 14 et l'arbre 16. Le palier 26 lisse présente une forme de manchon annulaire et est coaxial au rouleau 14 et à l'arbre 16. Le palier 26 comprend une surface extérieure 26a cylindrique montée radialement en contact contre l'alésage 14a du rouleau, et un alésage 26b cylindrique opposé monté radialement en contact contre la surface extérieure 16b de l'arbre. Le palier 26 comprend également deux faces d'extrémité (non référencées) frontales radiales opposées délimitant axialement la surface extérieure 26a et l'alésage 26b. Dans l'exemple de réalisation illustré, chaque face d'extrémité du palier 26 affleure avec la face d'extrémité 14c, 14d associée du rouleau. Le rouleau 14 est monté sur l'arbre 16 par l'intermédiaire du palier 26. Le palier 26 peut être fixé sur le rouleau 14, ou sur l'arbre 16 ou encore monté libre à rotation entre eux. Chaque face d'extrémité du palier 26 comprend un revêtement 28 pour limiter la friction et/ou l'usure recouvrant ladite face. Le revêtement 28 prévu sur chaque face d'extrémité du palier 26 peut avantageusement être identique à celui prévu sur la face d'extrémité 14c, 14d associée du rouleau. En variante, un seul revêtement commun peut être déposé sur la face d'extrémité du palier 26 lisse et la face d'extrémité 14c ou 14d associée du rouleau, par exemple lorsque le palier est fixé sur le rouleau. Dans une autre variante, il pourrait encore être possible de ne pas prévoir de revêtement sur le palier 26 lisse. Dans ce cas, la dimension axiale du palier 26 peut être réduite de sorte que ses faces d'extrémité soient axialement en retrait par rapport à celles du rouleau 14. L'exemple de réalisation illustré à la figure 3, sur laquelle les éléments identiques portent les mêmes références, diffère principalement du premier exemple de réalisation décrit en ce que le dispositif 10 comprend un support 30 monté axialement en appui contre la paroi de fond 12d du corps et comprenant des paliers ou appuis 30a, 30b ouverts et orientés radialement vers l'extérieur. Le support 30 est fixé sur le corps 12 par tout moyen approprié. Les appuis 30a, 30b présentent un profil semi-circulaire ouvert radialement vers l'extérieur avec un diamètre correspondant au diamètre de l'arbre 16. L'arbre 16 est monté radialement en contact contre les appuis 30a, 30b du support. Le support 30 comprend un alésage 30c radial comprenant le revêtement 24. Dans cet exemple de réalisation, le corps 12 comprend également une bague de retenue 32 annulaire fixée à son extrémité pour retenir le rouleau 14 relativement audit corps lors du transport et du montage du dispositif 10. La bague de retenue 32 comprend un alésage 32a radial comprenant le revêtement 24. Les alésages 32a et 30c de la bague de retenue et du support forment localement des parois intérieures annulaires du corps 12 recouvertes par les revêtements 24 qui sont axialement en regard des revêtements 22 du rouleau. Dans l'exemple de réalisation illustré, la bague de retenue 32 est une pièce rapportée et fixée sur le corps 12. Alternativement, il pourrait être possible de former, à l'extrémité du corps 12, une ou des déformations locales de matière de sorte à éviter un déplacement du rouleau 14 hors du corps 12 après montage. Dans ce cas, le revêtement 24 est prévu sur la paroi intérieure de chaque déformation locale. Dans les exemples de réalisation illustrés, il est prévu des revêtements antifriction et/ou résistant à l'usure à la fois sur le rouleau 14 et sur le corps 12. Alternativement, il pourrait être possible de prévoir un ou des revêtements antifriction et/ou résistant à l'usure uniquement sur l'un de ces deux éléments. La présente invention a été illustrée sur la base d'un dispositif de rouleau suiveur de came pouvant par exemple être utilisé dans une pompe d'injection de carburant destinée à un moteur à combustion interne. Il est également possible, sans sortir du cadre de l'invention, de prévoir un dispositif de rouleau suiveur de came dans un système de culbuteur qui est utilisé pour la commande de soupapes d'un moteur à combustion interne et qui comprend un revêtement antifriction et/ou résistant à l'usure prévu sur au moins l'une des faces d'extrémité du rouleau et/ou sur au moins l'une des parois intérieures du corps venant axialement en regard desdites faces d'extrémité. REVENDICATIONS1. Dispositif de rouleau suiveur de came comprenant un corps (12), un arbre (16) monté sur le corps, et un rouleau (14) monté sur ledit arbre, mobile à rotation et comprenant deux faces d'extrémité (14c, 14d), chacune desdites faces étant disposée au moins en partie axialement en regard d'une paroi intérieure (12b, 12c ; 30c, 32a) du corps, caractérisé en ce qu'au moins une des faces d'extrémité du rouleau et/ou au moins une desdites parois intérieures du corps comprennent un revêtement (22, 24) antifriction et/ou résistant à l'usure. 2. Dispositif selon la revendication 1, comprenant au moins deux revêtements (22, 24) antifriction et/ou résistant à l'usure, l'un des revêtements étant situé axialement d'un côté du rouleau (14) et l'autre revêtement étant situé axialement de l'autre côté dudit rouleau. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel au moins chaque face d'extrémité (14c, 14d) du rouleau comprend un revêtement (22) antifriction et/ou résistant à l'usure. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins chaque paroi intérieure (12b, 12c ; 30c, 32a) du corps comprend un revêtement (24) antifriction et/ou résistant à l'usure. 5. Dispositif selon la revendication 4 dépendante de la revendication 3, dans lequel lesdits revêtements (22, 24) du rouleau et du corps sont identiques entre eux. 6. Dispositif selon la revendication 4 dépendante de la revendication 3, dans lequel lesdits revêtements (22, 24) du rouleau et du corps sont différents l'un de l'autre. 7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel chaque face d'extrémité (14c, 14d) du rouleau comprend un revêtement antifriction et chaque paroi intérieure (12b, 12c ; 30c, 32a) du corps comprend un revêtement résistant à l'usure, ou inversement. 8. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel le revêtement de chaque face d'extrémité du rouleau comprend ducarbone amorphe apparenté au diamant et le revêtement de chaque paroi intérieure du corps comprend du bisulfure de tungstène, ou inversement. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un palier lisse (26) interposé radialement entre l'arbre (16) et le rouleau (14). 10.Dispositif selon la revendication 9, dans lequel au moins une des faces d'extrémité du palier lisse (26) comprend un revêtement (28) antifriction et/ou résistant à l'usure.