Brevet FR3060072A1 — publié le 20180615

ELEMENT MECANIQUE CIRCULAIRE DE TRANSMISSION DE MOUVEMENT La présente invention se rapporte au maintien de deux éléments de machine par friction pour la transmission de couple. On connait du document US7472467 un assemblage serré entre l'extrémité d'un vilebrequin, deux pignons et une poulie. Dans cet assemblage, la surface frontale d'extrémité du vilebrequin, traitée par laser structuration, présente un relief en saillie. Cette surface frontale d'extrémité du vilebrequin vient en contact avec une première face frontale, non traitée par laser structuration du premier pignon. La seconde face frontale du premier pignon, traitée par laser structuration, présente un relief en saillie et vient en contact avec une première face frontale, non traitée par laser structuration, du second pignon. Enfin, la seconde face frontale du second pignon, traitée par laser structuration, vient en contact avec une surface frontale, non traitée par laser structuration, de la poulie. Un tel assemblage présente l'inconvénient de devoir traiter le vilebrequin ainsi que les deux poulies. Un autre inconvénient est qu'un tel traitement des poulies sur une seule face génère une diversité de pièces qui n'est pas souhaitée en production. Un autre inconvénient est qu'il faut tenir compte du sens de montage des pignons. Par conséquent, le problème à la base de l'invention est d'obtenir un assemblage entre un vilebrequin, deux pignons ayant ma capacité de transmettre du couple sans rotation des pièces entre elles, tout en limitant la diversité de pièce et de traitement des pièces et en facilitant la prise en compte du sens de montage. Pour atteindre cet objectif, il est prévu selon l'invention un élément mécanique circulaire de transmission d'un mouvement autour d'un axe de rotation, cet élément mécanique étant délimité latéralement par deux faces, caractérisé en ce que chacune des deux faces comprend une surface d'appui, ces surfaces d'appui comportant un même motif en relief, le motif en relief étant tel que la superposition de ce motif et de son image spéculaire, quelle que soit la position angulaire de superposition de l'image spéculaire relativement au motif, ne donne qu'un point d'intersection ou plus. L'effet technique est d'éviter une superposition linéaire partielle ou totale des motifs qui pourrait gêner le serrage et créer un risque de de glissement en fonctionnement. Le fait que le motif soit identique sur chaque face limite la diversité de pièces et d'opération de fabrication. 3060072 2 Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaisons : 5 En variante, pour favoriser la tenue mécanique, le motif est disposé sur la surface d'appui au moins prêt du bord de la surface d'appui le plus éloigné radialement du centre de rotation. En variante, pour simplifier la fabrication, le motif consiste en la répétition d'un motif 10 élémentaire. En variante, pour n'offrir que la possibilité d'avoir des intersections de motif, le motif élémentaire présente une forme d'arc ou d'un segment d'une droite dont le prolongement ne passe pas par l'axe de rotation. 15 En variante, l'élément mécanique est d'un pignon ou d'une poulie. En variante, le motif en relief est réalisé par micro usinage, de préférence par micro usinage laser. 20 L'invention a aussi pour objet un ensemble mécanique comprenant un premier élément mécanique, un deuxième élément mécanique, un troisième et un quatrième élément juxtaposés, les deuxième et troisième éléments étant enserrés entre les premier et quatrième éléments par des moyens de serrage, chaque élément étant en contact avec 25 son élément voisin par une surface de contact, caractérisé en ce que le deuxième et le troisième élément sont chacun un élément mécanique circulaire de transmission de l'invention. En variante, pour simplifier le montage, les deuxième et troisième éléments mécaniques 30 sont agencés de sorte à n'avoir chacun pas de sens de montage ou sont identiques. L'invention concerne aussi un moteur thermique comprenant un ensemble mécanique selon l'une des variantes décrites. 35 L'invention concerne aussi un véhicule comprenant un tel moteur thermique. 3060072 3 D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après d'un mode particulier de réalisation, non limitatif de l'invention, faite en référence aux figures dans lesquelles : 5 - La figure 1 est une représentation schématique d'un assemblage axial conforme à l'invention entre une extrémité de vilebrequin, deux pignons et une poulie. - La figure 2 est une représentation schématique de deux pignons conforme à l'invention présentés en vis-à-vis. - La figure 3 est une représentation schématique du résultat de la superposition d'un motif 10 conforme à l'invention et de son image par un miroir. La figure 1 présente un ensemble mécanique à quatre éléments mécaniques juxtaposés serrés les uns contre les autres. Dans le mode ce réalisation, cet ensemble mécanique 15 comprend comme premier élément mécanique un vilebrequin 1, deux pignons 2 et 3 en tant que deuxième et troisième élément mécanique et pour quatrième élément mécanique une poulie 4. Les éléments de cet ensemble mécanique sont ici destinés à être entraîné ensemble en 20 rotation autour d'un axe longitudinal Z. Les deux pignons 2 et 3 sont enserrés entre le vilebrequin 1 et la poulie 2 par des moyens de serrage de la poulie 2 vers le vilebrequin. Ici moyens de serrage se présentent sous la forme d'une vis 5 axiale montée selon l'axe longitudinal Z vissée dans un filetage 6 du 25 vilebrequin à travers un passage 7 de la poulie 4. Chaque pignon 2 et 3 présente une forme de roue d'axe de rotation Z, comprenant un orifice central, délimitée latéralement par deux faces et par des dents 8 sur sa périphérie circulaire. Ainsi, dans l'ensemble mécanique, le pignon 2 présente une face orientée vers 30 le vilebrequin 1 et sa seconde face orientée vers le pignon 3 tandis que le pignon 3 présente une face orientée vers la poulie 4 et sa seconde face orientée vers le pignon 2. Chacune des faces des pignons 2, 3 comprend une surface d'appui respectivement 2a, 2b, 3a, 3b. 35 Lorsque ces quatre éléments sont serrés entre eux, la surface de contact 1 a du vilebrequin 1 prévu à cet effet vient au contact de la surface d'appui 2a présente sur la 3060072 4 première face latérale du pignon 2, la surface d'appui 2b vient au contact de la surface d'appui 3a du pignon 3 et la surface d'appui 3b vient au contact d'une surface de contact 4a de la poulie prévue à cet effet. 5 Les pignons 2 et 3 sont bloqués en position uniquement par serrage, aussi, comme illustré sur la figure 2, afin d'améliorer la friction entre les surfaces en contact de cet ensemble mécanique, il est prévu un micro usinage sur chacune des surfaces d'appui 2a, 2b, 3a, 3b des pignons 2 et 3 d'un même motif 9 en relief sur la surface d'appui. On entend par motif l'ensemble du dessin réalisé sur la surface d'appui. 10 Le pignon 2 peut être un pignon pour transmettre du mouvement à un système de distribution du moteur tandis que le pignon 3 peut être un pignon pour transmettre du mouvement à une pompe à huile. 15 Le fait de faire un même motif simplifie la réalisation. Dans le cas d'usage, comme dans ce mode de réalisation, de deux pignons 2, 3 identiques, on s'affranchit de plus du sens de montage et on réduit la diversité de pièces. Les deux pignons 2, 3 peuvent être différents entre eux mais de préférence chaque 20 pignon est agencé de sorte à n'avoir pas de sens de montage. Autrement dit, le pignon 2 par exemple peut être retourné. Par exemple, les deux pignons 2, 3 peuvent être de largeur différente. Ce motif peut être la répétition d'un motif 9' élémentaire ce qui simplifie encore la 25 réalisation. Comme illustré par exemple sur la figure 3 le motif élémentaire 9' peut présenter la forme d'un arc. Le motif élémentaire 9' peut cependant avoir une autre forme telle que le segment d'une droite dont le prolongement ne passe pas par l'axe de rotation Z du pignon. 30 En revenant à la figure 2, le motif 9 est composé de motifs élémentaires 9' qui s'étendent du bord 2' le plus éloigné de l'axe de rotation Z au bord 2" le plus proche de l'axe de rotation. Pour des raisons de tenue au couple, il est prévu de que le motif 9 soit disposé sur la surface d'appui au moins prêt du bord 2' de la surface d'appui le plus éloigné radialement du centre de rotation Z. 35 Pour des raisons de facilité de mise en oeuvre, Le micro usinage du motif 9 en relief peut être réalisé par laser (méthode encore désignée « laser structuring » en terminologie 3060072 5 anglaise). D'autre forme de micro usinage peuvent être prévue, par exemple par faisceau d'électron. Ces micro usinages génèrent localement des légères élévations à la surface qui permettent une meilleure accroche des surface d'appui. 5 Afin d'éviter de perturber le serrage de l'ensemble mécanique, il est nécessaire de ne pas mettre deux surfaces et leur motif en relief en vis-à-vis et donc d'avoir deux hauteurs de relief à comprimer au serrage et un risque de glissement en fonctionnement car le reste des deux surfaces peut ne pas être en contact. 10 Afin d'éviter ce risque, le motif 9 est choisi tel que la superposition du motif 9 et de son image dans un miroir (image spéculaire), quelle que soit la position angulaire de superposition de l'image spéculaire relativement au motif 9, ne donne qu'un point d'intersection ou plus. 15 En illustration, à la figure 3, est présenté sur le schéma le plus à gauche une vue de face de la surface d'appui du pignon 2 ou 3 et de son motif 9. Le schéma central est l'image de la surface d'appui et de son motif dans un miroir. Le schéma le plus à droite présentant la superposition l'un sur l'autre des deux premiers schémas ne montre que des points 10 de croisement du motif original et de son image superposée. Il en va ainsi, quel que soit la 20 position angulaire de superposition de l'image spéculaire relativement au motif 9, autrement si on tourne l'image superposée du motif autour de l'axe de rotation Z, on n'obtient jamais de superposition du motif original et de son image autre que des croisements. 25 L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits. Dans le mode de réalisation décrit précédemment, les pignons 2, 3 constituent des éléments mécaniques circulaires de transmission de mouvement autour de l'axe de rotation Z. D'autres éléments mécaniques circulaires de transmission de mouvement autour de l'axe de rotation peuvent être prévus tels que des poulies. 30 Un tel ensemble mécanique peut être présent dans un moteur thermique. Un tel moteur thermique peut équiper un véhicule automobile. REVENDICATIONS1. Elément mécanique (2, 3) circulaire de transmission d'un mouvement autour d'un axe de rotation (Z), délimité latéralement par deux faces, caractérisé en ce que chacune des deux faces comprend une surface d'appui (2a, 2b, 3a, 3b), ces surfaces d'appui (2a, 2b, 3a, 3b) comportant un même motif (9) en relief, le motif (9) en relief étant tel que la superposition de ce motif (9) et de son image spéculaire, quelle que soit la position angulaire de superposition de l'image spéculaire relativement au motif (9), ne donne qu'un point d'intersection (10) ou plus. 2. Elément mécanique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le motif (9) est disposé sur la surface d'appui au moins prêt du bord (2') de la surface d'appui le plus éloigné radialement du centre de rotation (Z). 3. Elément mécanique selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le motif (9) en relief consiste en la répétition d'un motif élémentaire (9'). 4. Elément mécanique selon la revendication 3, caractérisé en ce que le motif élémentaire (9') présente une forme d'arc ou d'un segment d'une droite dont le prolongement ne passe pas par l'axe de rotation (Z). 5. Elément mécanique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il s'agit d'un pignon ou d'une poulie. 6. Elément mécanique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le motif (9) en relief est réalisé par micro usinage, de préférence par micro usinage laser. 7. Ensemble mécanique comprenant un premier élément (1) mécanique, un deuxième élément (2) mécanique, un troisième (3) et un quatrième élément (4) juxtaposés, les deuxième et troisième éléments (2, 3) étant enserrés entre les premier et quatrième éléments (1, 4) par des moyens de serrage (5), chaque élément étant en contact avec son élément voisin par une surface de contact (1a, 2a, 2b, 3a, 3b, 4a), caractérisé en ce que le deuxième et le troisième élément (2, 3) sont chacun un élément mécanique circulaire de transmission selon l'une des revendications 1 à 6. 8. Ensemble mécanique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les deuxième et troisième éléments mécaniques (2, 3) sont agencés de sorte à n'avoir chacun pas de sens de montage ou sont identiques. 3060072 7 9. Moteur thermique, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble mécanique selon la revendication 7 ou la revendication 8. 10. Véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend un moteur thermique selon la revendication 9. 5