Brevet FR3015597A1 — 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, 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 et mobile à rotation. Le dispositif comprend en outre au moins un élément de friction monté sur l'arbre axialement entre le rouleau et le corps. Ledit élément de friction est distinct du corps et du rouleau. L'interposition d'au moins un élément de friction axialement entre le rouleau et le corps permet d'éviter un contact axial direct entre ces deux organes. On limite ainsi le couple de friction du dispositif. L'usure générée par contact axial entre le ou les éléments de friction, le rouleau et le corps est limitée. De préférence, le rouleau comprend deux faces d'extrémité et ledit élément de friction est monté axialement entre une desdites faces d'extrémité et le corps. Le rouleau peut comprendre une surface extérieure et un alésage qui sont délimités axialement par les faces d' extrémités. Dans un mode de réalisation préféré, le dispositif comprend au moins deux éléments de friction montés sur l'arbre axialement de part et d'autre du rouleau. L'un desdits éléments de friction peut être disposé axialement entre l'une des faces d'extrémité du rouleau et le corps, et l'autre élément de friction peut être disposé axialement entre l'autre face d'extrémité du rouleau et ledit corps. Avantageusement, le ou les éléments de friction sont montés libres sur l'arbre. Le ou les éléments de friction peuvent être montés libres à rotation sur l'arbre. Le montage flottant ou libre du ou des éléments de friction sur l'arbre permet de réduire encore le couple de friction du dispositif. En effet, en fonctionnement, le ou les éléments de friction peuvent être entrainés en rotation par le rouleau mais à une vitesse inférieure à celle de ce dernier. Ainsi, le frottement entre le rouleau et le ou les éléments de friction est faible. Alternativement ou en combinaison, le ou les éléments de friction peuvent être montés libres en translation sur l'arbre. Dans un mode de réalisation, le ou les éléments de friction comprennent au moins un revêtement antifriction et/ou résistant à l'usure. Ledit revêtement peut être disposé axialement du côté d'une des faces d'extrémité associée du rouleau et/ou axialement du côté du corps. Le ou les éléments de friction peuvent être réalisés en matière synthétique, telle que du polyamide, ou en matière métallique. Le ou les éléments de friction peuvent comprendre une rondelle. Dans un mode de réalisation, le dispositif comprend en outre un palier lisse interposé radialement entre l'arbre et le rouleau. Dans un mode de réalisation, les extrémités de l'arbre sont fixées dans des trous 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 à 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. Le dispositif 10 comprend également des rondelles 22, 24 de friction pour limiter le frottement axial entre le rouleau 14 et le corps 12. Les rondelles 22, 24 sont montées sur l'arbre 16 axialement entre le rouleau 14 et le corps 12. La rondelle 22 de friction est interposée axialement entre la face d'extrémité 14c du rouleau et le corps 12. La rondelle 24 est disposée axialement entre la face d'extrémité 14d opposée du rouleau et le corps 12. Les rondelles 22, 24 de friction sont montées sur la surface extérieure 16b de l'arbre et centrées sur l'axe 16a. Les rondelles 22, 24 de friction sont montées libres sur l'arbre 16 dans les sens axial et circonférentiel. Les rondelles 22, 24 de friction sont identiques entre elles. Chaque rondelle 22, 24 présente une forme annulaire et est délimitée axialement par deux faces frontales radiales 22a et 22b, 24a et 24b opposées. La face radiale 22a, 24a de chaque rondelle forme une surface de frottement avec le corps 12. La face radiale 22b, 24b forme une surface de frottement avec le rouleau 14. Dans l'exemple de réalisation illustré, les rondelles 22, 24 de friction sont axialement en contact d'un côté contre le rouleau 14 et axialement de l'autre côté contre le corps 12. Alternativement, au montage, il peut être prévu des jeux axiaux entre les rondelles 22, 24 de friction, le corps 12 et le rouleau 14. Les rondelles 22, 24 de friction sont distinctes du corps 12, du rouleau 14 et de l'arbre 16. Les rondelles 22, 24 sont avantageusement réalisées dans un matériau présentant un coefficient de frottement réduit par rapport à celui du corps 12 et/ou du rouleau 14. Les rondelles 22, 24 peuvent par exemple être réalisées en matière synthétique telle que polyamide chargé ou non de fibres minérales, ou en matière métallique rectifiée ou non. Dans une variante de réalisation, chaque face radiale des rondelles 22, 24 peut comprendre un revêtement pour limiter la friction et/ou l'usure. Le revêtement peut comprendre 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 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. Chaque revêtement peut recouvrir entièrement la face radiale associée de la rondelle de friction. Pour des raisons liées au procédé de dépose des revêtements, la totalité de chaque rondelle de friction 22, 24 peut être recouverte par le même revêtement. En variante, il pourrait encore être possible de prévoir un revêtement différent sur chacune des faces radiales de chaque rondelle de friction 22, 24, ou encore un seul revêtement par rondelle. 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 22 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. Les faces 22b, 24b des rondelles forment des surfaces de frottement pour le palier lisse 26 et pour le rouleau 24. Les rondelles 22, 24 sont également distinctes du palier 26. Dans cet exemple de réalisation, les rondelles 22, 24 présentent une dimension radiale accrue. Dans une variante de réalisation, il pourrait être possible de prévoir en remplacement du palier lisse un roulement à aiguilles. 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 28 monté axialement en appui contre une paroi de fond 12d axiale du corps qui relie les parois intérieures 12b, 12c. Le support 28 comprend des paliers ou appuis 28a, 28b ouverts et orientés radialement vers l'extérieur. Le support 28 est fixé sur le corps 12 par tout moyen approprié. Les appuis 28a, 28b 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 28a, 28b du support. Dans cet exemple de réalisation, le corps 12 comprend également une bague de retenue 30 annulaire fixée à son extrémité pour retenir le rouleau 14 relativement audit corps lors du transport et du montage du dispositif 10. La rondelle de friction 22 est interposée axialement entre d'une part la face d'extrémité 14c du rouleau 14 et d'autre part la bague 30 du corps et le support 28. La rondelle de friction 24 est disposée axialement entre d'une part la face d'extrémité 14d du rouleau 14 et d'autre part la bague 30 et le support 28. Dans l'exemple de réalisation illustré, la bague de retenue 30 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 les exemples de réalisation illustrés, les rondelles 22, 24 sont plates. En variante, les rondelles peuvent présenter une forme étagée. Dans une autre variante, les rondelles peuvent comprendre, sur l'une ou les deux faces frontales, au moins en saillie délimitant une portion de sphère apte à entrer en contact avec l'élément associé, i.e. le rouleau ou le corps, voire le palier lisse. Ainsi, les rondelles offrent une zone de frottement faible, ce qui limite encore le couple de friction du dispositif. 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 au moins une rondelle de friction montée sur l'arbre axialement entre le rouleau et le corps. 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 et mobile à rotation, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un élément de friction (22, 24) monté sur l'arbre (16) axialement entre le rouleau (14) et le corps (12), ledit élément de friction étant distinct dudit corps et dudit rouleau. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le rouleau (14) comprend deux faces d'extrémité (14c, 14d), ledit élément de friction (22, 24) étant monté axialement entre une desdites faces d'extrémité et le corps (12). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, comprenant au moins deux éléments de friction (22, 24) montés sur l'arbre (16) axialement de part et d'autre du rouleau (14). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le ou les éléments de friction (22, 24) sont montés libres sur l'arbre (16). 5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel le ou les éléments de friction sont montés libres à rotation et/ou en translation sur l'arbre. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le ou les éléments de friction (22, 24) comprennent au moins un revêtement antifriction et/ou résistant à l'usure. 7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel ledit revêtement est disposé axialement du côté d'une des faces d'extrémité (22b, 24b) associée du rouleau et/ou axialement du côté du corps. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le ou les éléments de friction (22, 24) sont réalisés en matière synthétique, telle que du polyamide, ou en matière métallique. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le ou les éléments de friction (22, 24) comprennent une rondelle. 10.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).