Brevet FR3027075A1 — publié le 20160415

ENSEMBLE POUR PALIER DE GUIDAGE EN ROTATION D'UN ARBRE [0001] La présente invention porte sur un ensemble pour palier de guidage en rotation d'un arbre. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse, mais non exclusive, avec les vilebrequins de moteur thermique de véhicule automobile. [0002] On connaît des paliers de guidage en rotation d'arbres constitués par deux demi- corps ou demi-paliers assemblés de manière à présenter une surface interne formant une portée pour des demi-coussinets en matériau à faible coefficient de frottement interposés entre l'arbre et le palier. [0003] En outre, pour garantir le positionnement axial du vilebrequin dans le carter cylindre, il est communément utilisé des flasques de butée positionnés dans des logements ménagés dans le carter cylindres. Un flasque de butée est donc une pièce fixe par rapport au carter qui frotte sur une surface spécifiquement aménagée du vilebrequin désignée par collet. [0004] Du fait des efforts élevés subis par cette surface frottante, il est nécessaire de lubrifier l'interface pour limiter l'usure et garantir une bonne fiabilité du système. Cependant, de nombreux moteurs sont équipés de flasques de butée s'étendant uniquement sur la moitié de la circonférence supérieure du palier. En conséquence, le liquide de lubrification issu principalement du demi-coussinet supérieur a tendance à s'échapper par gravité vers le palier inférieur sans lubrifier convenablement la zone de contact entre le flasque de butée et le collet du vilebrequin. [0005] L'invention vise à remédier efficacement à cet inconvénient en proposant un ensemble pour palier de guidage en rotation d'un arbre comportant: - deux demi-corps assemblés de façon à présenter une surface interne et cylindrique formant une portée, - un demi-coussinet inférieur et un demi-coussinet supérieur, interposés entre ledit arbre et ladite portée, et - au moins un flasque de butée adjacent auxdits demi-coussinets s'étendant suivant une partie d'une circonférence supérieure , respectivement inférieure de ladite portée, tel que un desdits demi-coussinets, à savoir ledit demi-coussinet inférieur respectivement ledit demi-coussinet supérieur- , comporte au moins un ergot assurant un guidage d'un liquide de lubrification vers une extrémité dudit flasque de butée. 3027075 2 [0006] L'invention permet ainsi de réaliser une lubrification de la zone de contact entre le flasque de butée et le vilebrequin. En outre, l'invention permet d'éviter d'avoir à usiner le palier en lui-même pour générer des déflecteurs guidant l'huile vers les extrémités du flasque, ce qui simplifie grandement la réalisation de l'ensemble. 5 [0007] Selon une réalisation, ledit ergot présente une forme de rampe. [0008] Selon une réalisation, la rampe est inclinée vers l'extérieur de ladite portée. [0009] Selon une réalisation, ledit demi-coussinet comportant au moins un ergot, et notamment le demi-coussinet inférieur ou supérieur, comporte un ergot à chacune de ses extrémités. 10 [0010] Selon une réalisation, ledit demi-coussinet comportant au moins un ergot, notamment le demi-coussinet inférieur, présente un débord axial par rapport à ladite portée. Une telle caractéristique permet de retenir le liquide de lubrification issu de l'autre demi-coussinet, notamment du demi-coussinet supérieur. [0011] Selon une réalisation, lesdits ergots sont ménagés dans 15 les extrémités dudit débord axial. [0012] Selon une réalisation, ledit débord présente une épaisseur réduite par rapport à une épaisseur dudit demi-coussinet comportant au moins un ergot, notamment le demi- coussinet inférieur ou supérieur. Cela permet d'éviter d'éventuelles interférences avec le vilebrequin. 20 [0013] Selon une réalisation, ledit ergot est réalisé par déformation de matière dudit demi-coussinet comportant au moins un ergot. [0014] Selon une réalisation, ledit arbre est un vilebrequin de moteur à combustion, notamment pour véhicule automobile. [0015] L'invention a également pour objet un vilebrequin de moteur à combustion, 25 notamment pour véhicule automobile, qui est équipé de l'ensemble précédemment décrit. [0016] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. 3027075 3 - La figure 1 est une vue en perspective d'un ensemble pour palier de guidage en rotation d'un arbre selon la présente invention; - La figure 2 est une vue en coupe transversale de l'ensemble de la figure 1; - La figure 3 est une vue détaillée de l'ensemble de la figure 1 au niveau d'un ergot du 5 demi-coussinet inférieur; - La figure 4 est une vue en perspective du demi-coussinet inférieur de l'ensemble de la figure 1. [0017] Les éléments identiques, similaires, ou analogues conservent la même référence d'une figure à l'autre. 10 [0018] Par ailleurs, dans la description qui suit, les termes relatifs de type "supérieur" ou 'inférieur' sont entendus par rapport au positionnement du palier d'un vilebrequin de moteur thermique installé dans un véhicule en condition de fonctionnement correspondant à l'orientation de l'ensemble montré sur la figure 1. [0019] Dans l'exemple qui suit, le demi-coussinet modifié selon l'invention est le demi- 15 coussinet inférieur. Mais, comme indiqué plus haut, l'invention peut aussi bien s'appliquer, alternativement, au demi-coussinet supérieur. [0020] On voit sur les figures 1 et 2 qu'un palier fixe 1 de guidage en rotation d'un arbre 2, est usuellement constitué par deux demi-corps ou demi-paliers 3, 4. Dans le cas où l'arbre 2 à guider à l'aide de ce palier 1 est par exemple un vilebrequin de moteur à 20 combustion interne, les demi-paliers 3, 4 sont respectivement formés dans une partie de jonction de deux carters du moteur du véhicule. [0021] Pour réaliser le palier 1, les deux demi-corps 3 et 4 sont assemblés l'un à l'autre suivant un plan de joint 5 choisi de manière à comprendre l'axe de rotation X de l'arbre 2 à guider. Ces demi-corps 3 et 4 sont assemblés de façon à présenter une surface interne et 25 cylindrique d'axe X formant une portée 8. [0022] Un demi-coussinet inférieur 11 et un demi-coussinet supérieur 12 réalisés dans un matériau à faible coefficient de frottement sont interposés entre le tourillon du vilebrequin 2 et la portée 8. Chaque demi-coussinet 11, 12 présente la forme d'un demi-anneau s'étendant axialement par rapport à l'axe X. Le vilebrequin 2 est en frottement 3027075 4 contre une face annulaire d'orientation axiale définie par les deux demi-coussinets 11, 12 positionnés en regard l'un de l'autre avec leurs extrémités en contact. [0023] Par ailleurs, deux flasques de butée 15, 16 adjacents aux demi-coussinets 11, 12 s'étendent suivant la moitié supérieure de la circonférence de la portée 8. Ces flasques de 5 butée 15, 16 sont situés de part et d'autre du palier 1. Chaque flasque de butée 15, 16 est positionné dans un logement réalisé dans une face des demi-paliers 3, 4 s'étendant perpendiculairement à l'axe X. Le vilebrequin 2 présente ainsi des collets 19, 20 en frottement contre une face fixe de chacun des flasque de butée 15, 16 perpendiculaire à l'axe X de la portée 8. 10 [0024] Comme on peut le voir sur les figures 1 et 4, le demi-coussinet inférieur 11 comporte à chacune de ses extrémités un ergot 21, 22 assurant un guidage d'un liquide de lubrification vers une extrémité du flasque de butée 15. En l'occurrence, ces ergots 21, 22 sont ménagés sur un seul des côtés axiaux du demi-coussinet inférieur 11. [0025] Une telle configuration est par exemple souhaitable lorsqu'une zone de contact 15 d'un des flasques de butée 15, 16 avec le vilebrequin 2 est soumise à des efforts plus importants que la zone de contact opposée et nécessite donc d'être mieux lubrifier afin de réduire les frottements. Cela peut être par exemple dû à un type de moteur particulier dans lequel l'ouverture de l'embrayage engendre un effort axial et donc une pression du vilebrequin 2 contre le flasque de butée 15, 16 plus importante 20 d'un côté du vilebrequin 2 que de l'autre. [0026] Bien entendu, dans le cas où il serait nécessaire d'améliorer la lubrification au niveau des zones de contact du vilebrequin 2 avec les deux flasques de butée 15, 16, des ergots 21, 22 seraient ménagés au niveau des extrémités des deux côtés axiaux du demi-coussinet inférieur 11. 25 [0027] De préférence, comme cela est visible sur la figure 3, chaque ergot 21, 22 présente une forme de rampe inclinée vers l'extérieur de la portée 8. En variante, ils pourraient toutefois présenter une forme incurvée. Ces ergots 21, 22 sont réalisés par déformation de matière du demi-coussinet inférieur 11. Dans un exemple particulier de réalisation, chaque ergot 21, 22 présente une épaisseur égale à l'épaisseur des demi- 30 coussinets 11, 12 qui est par exemple de l'ordre de 1.8 mm et s'étend suivant une longueur de l'ordre de 4mm. 3027075 5 [0028] En outre, afin de retenir le liquide de lubrification, le demi-coussinet inférieur 11 présente une largeur plus grande que la largeur de la portée 8. Le demi-coussinet inférieur 11 présente ainsi un léger débord axial 25 par rapport à la portée 8 qui est bien visible sur la figure 4. Ce débord 25 est ici d'épaisseur réduite par rapport à l'épaisseur du demi- 5 coussinet 11 pour éviter tout contact parasite avec le vilebrequin 2. Les ergots 21, 22 sont ici ménagés dans les extrémités du débord axial 25 du demi-coussinet inférieur 11. [0029] A noter que ce débord 25 peut, de façon générale, être d'épaisseur identique à ou différente de celle du demi-coussinet modifié selon l'invention, ici le demi-coussinet inférieur 11, pour éviter tout contact parasite avec le vilebrequin 2. 10 [0030] En fonctionnement, un liquide de lubrification, tel que de l'huile s'échappe de façon axiale, principalement au niveau du demi-coussinet supérieur 12 pour alimenter une cavité de forme torique. Cette cavité de forme torique est délimitée sur son diamètre intérieur par le tourillon du vilebrequin 2, sur une face latérale par le coussinet et sur l'autre face latérale par le collet 19, 20 du vilebrequin 2. 15 [0031] Par ailleurs, sur le diamètre extérieur, la cavité est délimité en face supérieure par le flasque de butée 15 et en face inférieure par le demi-coussinet inférieur 11 dont la largeur est importante du fait du débord 25 et laisse un jeu faible avec le vilebrequin 2. [0032] Ainsi lors de la rotation du vilebrequin 2, l'huile sortant du demi-coussinet supérieur 12 est retenue par le débord 25 du demi-coussinet inférieur 11 puis guidée vers 20 les extrémités du flasque de butée 15 via les deux ergots 21, 22 en forme de rampe afin d'alimenter la zone de contact entre le flasque de butée 15 et le vilebrequin 2. REVENDICATIONS1. Ensemble pour palier (1) de guidage en rotation d'un arbre (2) comportant: - deux demi-corps (3, 4) assemblés de façon à présenter une surface interne et cylindrique formant une portée (8), - un demi-coussinet inférieur (11) et un demi-coussinet supérieur (12) interposés entre ledit arbre (2) et ladite portée (8), et - au moins un flasque de butée (15, 16) adjacent auxdits demi-coussinets (11, 12) s'étendant suivant une partie d'une circonférence supérieure, respectivement inférieure, de ladite portée (8), caractérisé en ce qu'un desdits demi-coussinets, à savoir ledit demi-coussinet inférieur (11), respectivement ledit demi-coussinet supérieur (12), comporte au moins un ergot (21, 22) assurant un guidage d'un liquide de lubrification vers une extrémité dudit flasque de butée (15, 16). 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit ergot (21, 22) présente une forme de rampe. 3. Ensembles selon la revendication 2, caractérisé en ce que la rampe est inclinée vers l'extérieur de ladite portée (8). 4. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit demi-coussinet comportant au moins un ergot comporte un ergot (21, 22) à chacune de ses extrémités. 5. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit demi-coussinet comportant au moins un ergot présente un débord axial (25) par rapport à ladite portée (8). 6. Ensemble selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que lesdits ergots (21, 22) sont ménagés dans les extrémités dudit débord axial (25). 7. Ensemble selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit débord (25) présente une épaisseur réduite par rapport à une épaisseur dudit demi-coussinet comportant au moins un ergot. 3027075 7 8. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit ergot (21, 22) est réalisé par déformation de matière dudit demi-coussinet comportant un ergot. 9. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en 5 ce que ledit arbre (2) est un vilebrequin de moteur à combustion, notamment pour véhicule automobile. 10. Vilebrequin de moteur à combustion, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un ensemble selon l'une des revendications précédentes.