Brevet FR3028585A1 — publié le 20160520

PIGNON MENE EN POLYMERE Domaine technique de l'invention La présente invention un système d'entrainement d'un accessoire d'un moteur de véhicule automobile. La présente invention concerne en particulier un pignon d'entrainement d'accessoire de moteur de véhicule automobile. La présente invention concerne également un système d'engrènement de pignons pour entrainer un accessoire de moteur de véhicule automobile. Etat de la technique Pour son bon fonctionnement, un moteur doit être refroidi pour éviter des montées en températures trop importantes en regard aux caractéristiques des matériaux formant ledit moteur. Des systèmes de refroidissement lui sont associés afin de réguler la température de certains éléments du moteur comme par exemple la culasse ou le carter-cylindres. Lesdits systèmes de refroidissement comprennent un circuit de refroidissement dans lequel circule un liquide de refroidissement à base d'eau. Au moins une pompe à eau est chargée de la circulation de l'eau de refroidissement. Ladite pompe est entrainée également par le moteur thermique, ce qui permet de synchroniser au moins le fonctionnement du moteur et celui du système de refroidissement. L'entrainement de la pompe à eau est généralement effectué de manière indirecte par l'intermédiaire d'une courroie d'accessoires entourant une poulie entrainée par une extrémité de l'arbre du vilebrequin, et une poulie entrainant l'arbre de rotation de ladite pompe. Les rotations des poulies et de la courroie sont alors susceptibles de générer un jeu entre lesdites poulies et ladite courroie et nuire à l'efficacité de la transmission. Afin d'assurer un rendement optimal de l'entrainement de la pompe à eau, ladite courroie peut être associée à des systèmes de tension de courroie. 3028585 2 Des problèmes d'usure de ladite courroie de transmission sont aussi bien connus ainsi que des problèmes de tension de courroie. En effet, une tension non optimale entraine une diminution de l'efficacité du système de transmission. 5 Il est connu pour se passer de courroie de transmission d'entrainer la poulie d'une pompe à eau directement par la poulie de transmission du vilebrequin. La publication WO -A1-2014171567divulgue ainsi un dispositif d'entrainement d'une roue dentée par le pignon du vilebrequin, ledit 10 entrainement met en jeu des dentures de pignon du vilebrequin et de pignon de roue menée présentant des profils de dents optimisés pour réduire le bruit de contact des dents. Un inconvénient de ce dispositif d'entrainement est la complexité des profils des dentures et une fabrication couteuse comprenant un traitement 15 thermique des dentures. Un autre inconvénient est la nécessité d'un réglage du dispositif d'entrainement suite à la fabrication. Un autre inconvénient est la nécessité de disposer d'un système de lubrification entre les deux dentures pour de hauts régimes de rotation de la 20 roue menante. Un autre inconvénient est le nécessité d'utiliser des dentures métalliques pour les hauts régimes de rotation de la roue menante, l'engrenage desdites dentures métalliques nécessitant alors une lubrification afin d'améliorer le contact entre les dentures et de minimiser l'échauffement et l'usure des 25 dentures. Le but de l'invention est de pallier ces inconvénients et un objet de l'invention est un système d'entrainement de pignon d'accessoire simple et peu couteux pour un moteur thermique. 3028585 3 Bref résumé de l'invention La présente invention propose un dispositif d'entrainement d'un axe d'un accessoire de moteur de véhicule automobile comprenant : -une roue dentée menante, 5 -un pignon mené directement entrainé en rotation par la roue menante, ledit pignon étant fixé solidaire à une extrémité de l'axe de l'accessoire, Caractérisé en ce que le pignon mené porte une denture souple et élastique engrenant à sec la denture de la roue dentée. De manière avantageuse, le pignon mené est directement entrainé par 10 la roue menante ne nécessitant donc pas de courroie de transmission et évitant ainsi les risques liés à la déterioration de ladite courroie. Ledit pignon porte une denture souple et élastique pour améliorer le contact et l'entrainement du pignon mené tout en réduisant le bruit de fonctionnement dû au contact entre les dentures. La denture de la roue menante engrène la denture souple du 15 pignon mené à sec ou sans nécessiter de système de lubrification, ce qui réduit sensiblement les coûts. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : -la denture souple du pignon mené est apte à être comprimée au contact avec la denture de la roue menante. 20 De manière avantageuse, la denture de la roue menante vient en appui sur la denture souple du pignon mené et peut comprimer ladite denture souple afin d'améliorer le contact et les efforts de transmission vers le pignon mené. La denture souple dudit pignon est apte à être comprimée lors dudit engrènement afin de réduire les bruits de contact entre les dentures et donc de 25 fonctionnement du dispositif. -la denture souple comporte une hauteur supérieure à la hauteur de la denture de la roue menante sur tout le contact entre les dentures. De manière avantageuse, la denture souple comporte une hauteur supérieure à la denture de la roue menante pour assurer un contact radial entre 3028585 4 lesdites dentures. Ainsi, les dents de la denture souple sont conformées pour être enfoncées entre les dents de la roue menante et en contact avec le pied des dents de la roue menante. Lors dudit contact, la tête de la denture souple est sensiblement comprimée par le pied de la denture de la roue menante. 5 - l'écart entre la hauteur de la denture souple du pignon mené et la hauteur de la denture de la roue menante est inférieur à 5/10 mm. De manière avantageuse, l'écart de hauteur entre la denture souple de pignon mené et la denture de la roue menante n'excéde pas une valeur de 5/10 mm pour ne pas entrainer un effort de contact trop important entre les deux 10 pièces et diminuer alors l'efficacité de la transmission. -la denture du pignon mené comprend une couche élastique agencée à l'extrémité radiale de ladite denture. De manière avantageuse, la denture souple du pignon mené comprend une couche élastique agencée à l'extrémité radiale de la denture souple, ladite 15 couche élastique est destinée à assurer le contact entre la tête denture souple et le pied de la denture de la roue menante. Le contact entraine alors une légère compression de ladite couche élastique pour améliorer l'efficacité de la transmission. -le pignon mené porte une denture en élastomère et tissu. 20 De manière avantageuse, la denture souple du pignon mené est issu de moulage d'une matière combinant de l'élastomère et du tissu, ce qui est connu dans l'état de l'art pour la fabrication de courroie de transmission et facilite la fabrication de ladite denture souple. -la roue menante est en matériau rigide. 25 De manière avantageuse, la roue menante est issu de moulage de matériau rigide afin d'améliorer l'efficacité de la transmission. Le matériau rigide peut être de l'acier ou un plastique rigide. -l'entraxe entre la roue menante et le pignon mené est adapté pour produire une compression radiale de la denture du pignon mené lors de l'engrènement de la roue menante. 3028585 5 De manière avantageuse, la roue menante et le pignon sont agencés de telle façon que l'entrance entraine une compression radiale de la denture du pignon mené lors de l'engrènement de la roue menante afin d'améliorer le contact entre les deux pièces. 5 -les dentures de la roue menante et du pignon mené sont des dentures droites ou hélicoïdales. De manière avantageuse, les deux types de dentures améliorent l'engrènement des dentures et le silence de fonctionnement. - la plage de fonctionnement dudit dispositif varie de 0 à 6000 trs/mn. 10 De manière avantageuse, la denture souple du pignon mené permet un engrenement de la roue menante à de hauts régimes de rotation de ladite roue allant jusqu'à 6000trs/mn bien au-delà d'une denture en plastique dudit pignon. Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la 15 lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : -la figure 1 représente une vue de face d'un moteur comportant un dispositif d'entrainement d'accessoire de l'art antérieur. -la figure 2 représente une vue de face d'un moteur comportant un 20 dispositif d'entrainement d'un accessoire selon l'invention. -la figure 3 représente une vue schématique d'une portion de la denture souple du pignon mené. -la figure 4 représente une vue schématique du contact entre la roue menante et le pignon mené. 25 Description détaillée des figures Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires. 3028585 6 Un moteur 11 de véhicule automobile comprend des accessoires 13 tels qu'une pompe à eau destinée à faire circuler un liquide de refroidissement à base d'eau dans un circuit de refroidissement intégré dans le dit moteur, ledit circuit est conformé pour prendre de la chaleur due au fonctionnement du 5 moteur, ladite chaleur pouvant aussi être véhiculée par de l'huile dans un deuxième circuit de refroidissement (non représenté). Selon la figure 1 représentant une face accessoires du moteur 11 de véhicule automobile, un dispositif de transmission 10 comprend une roue 12 dentée fixée solidaire d'une extrémité d'un vilebrequin (non représentée), un pignon 14 mené fixé à 10 l'extrémité d'un arbre d'un accessoire 13 qui peut être une pompe à eau, la roue dentée 12 est menante et entraine en rotation le pignon 14 mené de l'accessoire par l'intermédiaire d'une courroie d'accessoires 15. La roue dentée 12 et le pignon mené 14 sont coplanaires et leurs axes de rotation sont parallèles. Toutefois, dans le cas d'un accessoire à faible charge comme une 15 pompe à eau dans notre exemple et dont le pignon mené 14 peut tourner à des régimes élevés et en sens inverse à la roue dentée menante 12, l'utilisation d'une courroie d'accessoires15 amène différents problèmes tels que la nécessité d'un galet ou d'une poulie 16 pour inverser le sens de rotation de la roue dentée menante 12, le réglage de la tension de courroie 15, ou l'usure de 20 ladite courroie 15. Ladite courroie est également agencée pour entrainer le pignon mené 14 par le dos de ladite courroie, ce qui entraine une augmentation sensible de l'encombrement du moteur avec ledit accessoire. Le dispositif de transmission 10 est aménagé dans un environnement protégé des chocs mais au contact avec des poussières ou de l'humidité et ne 25 peut donc pas comporter une chaîne. La courroie d'accessoires 15 est de manière préférentielle crantée ou dentée pour assurer une transmission sans glissement entre la roue menante 12 et le pignon mené 14 tous deux mobiles en rotation. Il est également connu d'utiliser une roue dentée 12 et un pignon mené 30 14 en matière rigide, la roue dentée engrenant directement le pignon mené. Ce type de transmission génère des bruits de fonctionnement et ne peut être utilisé 3028585 7 pour des vitesses de rotation élevées sous peine d'usure rapide des éléments mobiles. Selon la figure 2, l'invention propose un dispositif de transmission 10 comprenant la roue dentée menante 12 fixée solidaire de l'extrémité du 5 vilebrequin et engrenant directement le pignon mené 14 fixé à une extrémité d'un arbre d'un accessoire, ladite roue dentée et ledit pignon étant sensiblement coplanaires et présentent des axes de rotation parallèles. La roue dentée menante 12 est issue de moulage à partir de matière rigide telle que l'acier ou un plastique dur afin de conserver un bon niveau d'efficacité de la 10 transmission. Ladite roue dentée comprend une denture 18 avec des dents tournées 20 radialement vers l'extérieur de ladite roue 12. Selon la figure 3, le pignon mené 14 porte une denture souple et élastique 17 issu de moulage de matériaux comprenant un élastomère et du tissu, de façon semblable à la composition d'une courroie d'accessoires. Ladite 15 denture souple 17 selon un mode de réalisation préféré comprend un anneau 21 entourant une poulie 22 et fixé par un bord intérieur à une jante périphérique 23 de ladite poulie 22. Ledit anneau comprend des dents 24 s'étendant radialement depuis le bord extérieur. Ladite poulie 22 selon un mode de réalisation est issue de moulage de matière rigide comme l'acier ou un 20 plastique dur. Ladite poulie est fixée solidaire de l'arbre de l'accessoire 13. De manière préférentielle, le pas 27a de la denture de la roue dentée 12 est égal au pas 27b de la denture souple du pignon mené 14 et la largeur des dents de la roue dentée 28a et du pignon mené 28b est sensiblement la même. De manière connue, une denture comprend des dents espacées par 25 des pieds, lesdites dents comprenant une tête 30a, 30b prolongée latéralement par des flancs qui rejoignent des pieds 31a, 31b. Pour améliorer le contact entre les deux dentures, la hauteur 29 b des dents 24 de la denture du pignon mené 14 est sensiblement supérieure à la hauteur 29a des dents de la denture de la roue menante 12. On entend par 30 hauteur de la denture la distance selon un axe radial entre la tête 30a, 30b et le pied 31a, 31b des dents de ladite denture. De cette façon, la tête 30b de la 3028585 8 denture du pignon mené 14 est apte à venir en appui contre le pied 31a de la denture de la roue menante et améliorer le contact entre les deux dentures au niveau de l'engrènement tel que représenté en figure 4. De manière préférentielle, toujours pour améliorer le contact entre les 5 deux dentures 16, 17, la tête 30b de dent de la denture souple 17 du pignon mené 14 peut être recouverte par une couche élastique 32. Ladite couche élastique 32 agencée à l'extrémité radiale de la denture souple 17 peut être à base d'élastomère. Elle assure le contact avec appui de la tête 30b de dent de la denture du pignon mené avec le pied 31a de dent de la denture de la roue 10 menante. C'est ainsi que lors dudit contact, ladite couche 32 est sensiblement écrasée par l'appui du pied 31a de la denture de la roue menante. De manière préférentielle, l'écart de hauteur entre la denture 16 de la roue dentée 12 et la denture 17 du pignon mené 14 n'excède pas 5/10 mm afin de ne pas avoir un contact trop appuyé entre les deux dentures 16, 17 risquant 15 d'entrainer un frottement trop important d'une pièce sur l'autre, ce qui peut amener une défaillance d'une des deux pièces ou une réduction de l'efficacité de la transmission. De cette façon, la denture souple 22 vient s'engager dans la denture 21 de la roue menante, la tête 30b de la denture souple 17 vient appuyer, se déformer et frotter suffisamment contre le pied 31a de la denture 20 16 de la roue menante 12 pour assurer l'efficacité de la transmission. Selon un autre mode réalisation, l'entraxe entre le pignon mené et la roue menante est réduit pour entrainer un appui radial de la tête de la dent de pignon mené engagée entre deux dents de la roue menante et en appui contre le pied de la denture de la roue menante. A l'inverse, la tête d'une dent de la 25 denture de la roue menante reste à distance du pied de la denture du pignon mené. L'engrènement des dentures sans jeu radial permet ainsi une amélioration de l'efficacité de la transmission. Selon un mode de réalisation, les dentures 16, 17 de la roue menante 12 et du pignon mené 14 sont dans une liste comprenant la denture droite et la 30 denture hélicoïdale. 3028585 9 Selon un mode de réalisation, un morceau de courroie crantée 15 dont la longueur est égale au périmètre du bord de la poulie 22 du pignon mené 14 est découpé. Puis ledit morceau est retourné pour présenter un bord lisse en appui contre la jante périphérique de ladite poulie. Ledit morceau de courroie et 5 ladite poulie 22 sont alors assemblés ensemble par collage ou par soudage. Le pignon mené est ensuite engagé manuellement contre la roue menante. Ensuite, l'accessoire 13 est alors fixé contre une paroi du carter du moteur 11, l'entraxe entre la roue menante 12 et le pignon mené 14 est sensiblement diminué afin que la denture du pignon mené vienne en appui 10 radial contre la denture de la roue menante. La tolérance d'entraxe peut par exemple atteindre 0,3 mm pour obtenir une légère compression de la denture souple et élastique du pignon comprise entre 0 et 0,5mm. On peut par exemple prendre en compte les diamètres primitifs des deux dentures et également les profils des dentures, puis réduire l'entraxe selon la tolérance définie. 15 Le dispositif d'entrainement est alors apte à fonctionner à de hauts régimes de rotation à sec. On entend par les termes « à sec » le fait que le pignon est engrené sans nécessiter de lubrification. Des essais ont ainsi été effectués avec des régimes de fonctionner allant au moins jusqu'à 6000 trs/mn correspondant à un haut régime de fonctionnement du moteur thermique sans 20 détérioration de la denture du pignon et sans nécessité de lubrification. L'objectif de l'invention est atteint avec un pignon mené 14 comportant une denture souple et élastique 17. Ladite denture étant engagée dans la denture 16 de la roue menante pour présenter un appui de la denture souple contre la denture de la roue menante afin d'améliorer le contact entre les deux 25 pièces mobiles 12, 14. La denture du pignon étant souple et élastique prévient des risques de bruits de fonctionnement. L'engrènement est fiable jusqu'à de hauts régimes de fonctionnement du moteur et sans nécessiter de lubrification. Ce dispositif d'entrainement convient notamment pour l'entrainement d'accessoires avec une faible charge comme une pompe à eau. 30 REVENDICATIONS1. Dispositif d'entrainement (10) d'un axe d'un accessoire (13) de moteur (11) de véhicule automobile comprenant : -une roue dentée menante (12), -un pignon mené (14) directement entrainé en rotation par la roue menante, ledit pignon étant fixé solidaire à une extrémité de l'axe de l'accessoire (13), caractérisé en ce que le pignon mené porte une denture souple et élastique (17) engrenée à sec par la denture de la roue dentée. 2. Dispositif (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la denture souple (17) du pignon mené est apte à être comprimée au contact avec la denture (16) de la roue menante. 3. Dispositif (10) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la denture souple (17) comporte une hauteur supérieure à la hauteur de la denture (16) de la roue menante (12). 4. Dispositif (10) selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'écart entre la hauteur de la denture souple (17) du pignon mené (14) et la hauteur de la denture (16) de la roue menante (12) est inférieur à 5/10 mm. 5. Dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la denture souple (17) du pignon mené (14) comprend une couche élastique agencée à l'extrémité radiale de ladite denture (14). 6. Dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le pignon mené (14) porte une denture souple (17) en élastomère et tissu. 7. Dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la roue menante (12) est en matériau rigide. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'entraxe entre la roue menante (12) et le pignon mené (14) 3028585 11 est adapté pour produire une compression radiale de la denture souple (17) du pignon mené lors de l'engrènement de la roue menante. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les dentures (16, 17) de la roue menante et du pignon menées 5 sont des dentures droites ou hélicoïdales. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la plage de fonctionnement dudit dispositif varie de 0 à 6000 trs/mn.