Brevet FR3075286A1 — publié le 20190621

ARBRE TOURNANT ET VEHICULE AUTOMOBILE EQUIPE D'UN TEL ARBRE TOURNANT 1. Domaine de l'invention L'invention concerne un arbre tournant ainsi qu'un vilebrequin, un moteur et un vehicule automobile equipes d'un tel arbre tournant. 2. Art anterieur Dans une perspective de reduction des emissions de gaz a effet de serre d'un vehicule automobile, it est necessaire de diminuer les frottements notamment lies a la rotation d'un arbre tournant au niveau du moteur. La reduction des frottements d'un arbre tournant est classiquement realisee au moyen de paliers hydrodynamiques. Cependant, une telle solution ne permet pas de respecter les nouvelles exigences en matiere de reduction des emissions de gaz a effet de serre. Une solution pour reduire les frottements de maniere satisfaisante est d'integrer un palier a roulements. De tels paliers necessitent une butee resistant aux efforts axiaux et s'opposant au glissement du palier le long de l'arbre. La butee est classiquement realisee au moyen d'un anneau elastique ou d'un epaulement sur l'arbre. Le probleme d'une telle butee est qu'elle presente un encombrement supplementaire le long de l'arbre par rapport a une solution comportant un palier hydrodynamique. 3. Objectifs de l'invention L'invention propose une solution visant a pallier les inconvenients precites. Un objectif de l'invention est de permettre d'integrer un palier a roulements dans un encombrement limite par exemple dans un encombrement 2 equivalent a celui d'un palier hydrodynamique. 4. Résumé de l'invention L'invention concerne un arbre tournant comportant un 5 palier solide emmanche sur l'arbre et une entretoise formant butee fixee sur l'arbre, l'arbre etant caracterise en ce que le palier comporte un alesage dans lequel l'entretoise est inseree au moins partiellement. Un tel arbre tournant presente l'avantage d'integrer un palier solide dans un 10 encombrement limite par exemple dans un encombrement equivalent a celui d'un palier hydrodynamique. Selon une realisation particuliere de l'invention, le palier est un palier a roulements. Un palier a roulements 15 est par exemple un roulement a billes. Un tel arbre tournant presente l'avantage de limiter les pertes par frottements par rapport a un palier hydrodynamique et donc de limiter les emissions de gaz a effet de serre. 20 Selon une realisation particuliere de l'invention, l'entretoise a une forme annulaire. Une entretoise de forme annulaire permet de repartir la resistance aux efforts axiaux et au glissement longitudinal du palier sur tout le perimetre de l'arbre. 25 Selon une realisation particuliere de l'invention, l'entretoise comporte une portion emmanchee en force sur l'arbre. Ceci permet un montage simple du palier puis de l'entretoise par coulissement le long de l'arbre jusqu'd une 30 position definitive. Selon une realisation particuliere de l'invention, l'entretoise comporte une portion venue de matiere avec 3 l'arbre. Ceci permet d'obtenir une liaison fixe particulierement rigide entre l'entretoise et l'arbre. Selon une realisation particuliere de l'invention, le 5 palier presente une forme annulaire. Ceci permet une repartition pratiquement uniforme de la masse autour de l'arbre. Selon une realisation particuliere de l'invention, 10 l'alesage est realise le long d'une arete ou d'un conge du palier, en regard de l'arbre et de l'entretoise. Ceci permet de positionner l'entretoise entre le palier et un autre element tel qu'un pignon de chaine afin de separer ces deux derniers elements. 15 L'invention concerne egalement un vilebrequin comportant un arbre selon l'invention. L'invention concerne egalement un moteur comportant un 20 arbre selon l'invention. L'invention concerne egalement un vehicule automobile comportant un arbre selon l'invention. 25 5. Liste des figures D'autres caracteristiques et avantages innovants ressortiront de la description ci-apres, fournie a titre indicatif et nullement limitatif, en reference aux dessins annexes, dans lesquels : 30 La figure 1 represente une vue en perspective schematique et partielle d'un vilebrequin ; La figure 2 represente une vue en perspective schematique et partielle du vilebrequin de la figure 1 equipe 4 d'une entretoise ; - La figure 3 represente une vue en perspective schematique et partielle du vilebrequin de la figure 1 equipe d'une entretoise et d'un pignon de chaine ; 5 La figure 4 represente une vue de cote schematique et partielle du vilebrequin de la figure 1 ; - La figure 5 represente une vue de cote schematique et partielle du vilebrequin de la figure 1 equipe d'un palier a roulements ; et 10 - La figure 6 represente une vue de cote schematique et partielle du vilebrequin de la figure 1 equipe d'un palier a roulements, d'une entretoise et d'un pignon de chaine selon un mode de realisation de l'invention. 15 6. Description detainee Les figures 1 a 3 representent respectivement une vue partielle d'un vilebrequin 1 d'un moteur de vehicule automobile, une entretoise 2 montee sur le vilebrequin 1 et un pignon de chaine 3 monte sur le vilebrequin adjacent a 20 l'entretoise 2. Le vilebrequin 1 comporte un arbre tournant 10 s'etendant suivant une direction d'elongation dite longitudinale. Un plan est dit longitudinal lorsqu'il comporte la direction longitudinale. Les figures 1 a 3 representent une configuration 25 adaptee a la fois au cas classique d'un vilebrequin comportant un palier hydrodynamique et au cas correspondant a un mode de realisation de l'invention. Ainsi, les emplacements de l'entretoise 2 et du pignon de chaine 3 sur le vilebrequin sont identiques dans 30 le cas classique d'un vilebrequin comportant un palier hydrodynamique et dans le mode de realisation de l'invention decrit. Par consequent, l'encombrement le long de l'arbre est identique. 5 Les figures 4 a 6 representent les etapes successives de montage d'un palier 4 a roulements, puis d'une entretoise 2 et d'un pignon de chaine 3 sur le vilebrequin 1 selon un mode de realisation de l'invention. La comparaison des 5 figures 3 et 6 confirme que les emplacements de l'entretoise 2 et du pignon de chaine 3 sur le vilebrequin sont identiques dans le cas classique d'un vilebrequin comportant un palier hydrodynamique (figure 3 par exemple) et dans le mode de realisation de l'invention decrit dans lequel le vilebrequin 10 comporte un palier 4 a roulements. Le palier 4 a roulements a une forme au moms partiellement annulaire de sorte a s'emmancher sur l'arbre 10 du vilebrequin 1. Le palier 4 a roulements comporte par exemple une portion centrale 41 au contact de l'arbre 10 et 15 entrainee en rotation avec l'arbre 10. En effet, l'emmanchement en force du palier 4 a roulements rend la portion centrale 41 solidaire de l'arbre 10. Le palier 4 a roulements comporte egalement une portion peripherique 42 eloignee radialement de l'arbre 10 et separee de la portion 20 centrale 41 par des billes 43 du palier 4 a roulements. Le palier 4 a roulements presente une section avant alesage rectangulaire dans un plan longitudinal. En variante, le palier 4 est un palier lisse par exemple a coussinets. Le palier est realise dans une matiere 25 solide, par exemple metallique, en matiere plastique ou en materiaux composites. Le palier 4 a roulements presente une dimension longitudinale avant alesage L superieure a la dimension longitudinale de l'emplacement disponible P pour le palier. 30 Par consequent, le palier 4 a roulements avant alesage positionne sur l'arbre 10 empiete sur l'emplacement de l'entretoise 2 dans la direction longitudinale d'une dimension d'empietement E. 6 L'invention prevoit donc un alesage 40 dans le palier 4 a roulements de maniere a ce que le palier 4 a roulements n'empiete pas sur l'emplacement de l'entretoise 2. L'alesage est realise au niveau d'une arete du palier 4 a roulements 5 en regard de l'entretoise 2. L'arete est donc celle qui serait en contact avec l'arbre ou a proximite de l'arbre en l'absence d'alesage, et adjacente a l'entretoise. En variante, l'arete est remplacee par un conge assurant une transition curviligne entre deux faces du palier 4 dans un 10 plan longitudinal. Dans l'exemple de la figure 6, l'entretoise 2 a une forme annulaire et comporte une portion peripherique 20 s'emboitant parfaitement dans l'alesage 40. L'entretoise 2 forme une butee resistant aux efforts axiaux et s'opposant au glissement longitudinal du palier 4 15 a roulements. Dans l'exemple, l'entretoise 2 est emmanchee en force sur l'arbre 10. L'entretoise est realisee par exemple dans une matiere deformable elastiquement ou au contraire rigide. L'entretoise est par exemple en caoutchouc, metallique, en 20 matiere plastique ou en materiaux composites. L'invention permet donc de placer le pignon de chaine 3 au plus pres du palier 4 a roulements afin de limiter l'encombrement de l'ensemble a un encombrement equivalent a celui d'un cas classique de vilebrequin a palier 25 hydrodynamique. L'integration de ce palier solide se fait dans un encombrement limite par exemple dans un encombrement equivalent a celui d'un palier hydrodynamique. A titre illustratif mais nullement limitatif, le 30 palier 4 a roulements presente une dimension longitudinale avant alesage L de 20 millimetres et le lamage 40 presente une dimension longitudinale de 3 millimetres ce qui ne modifie pas le jeu entre l'entretoise 2 et le palier 4 a 7 roulements de l'ordre de 0,1 millimetre. En variante, l'entretoise comporte au moins une portion venue de matiere avec l'arbre. Par exemple, l'entretoise est un epaulement forme dans l'arbre 10 ou un 5 ergot faisant saillie de l'arbre 10. En variante, l'arbre tournant 10 est un arbre quelconque. 10 L'invention est decrite dans ce qui precede a titre d'exemple. Il est entendu que la personne de l'art est a meme de realiser differentes variantes de realisation de l'invention, en associant par exemple les differentes caracteristiques ci-dessus prises seules ou en combinaison, 15 sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS1. Arbre 10 tournant comportant un palier 4 solide emmanche sur l'arbre 10 et une entretoise 2 formant butee fixee sur l'arbre 10, l'arbre 10 etant caracterise en ce que le palier 4 comporte un alesage 40 dans lequel l'entretoise 2 est inseree au moins partiellement. 2. Arbre 10 tournant selon la revendication 1 caracterise en ce que le palier 4 est un palier a roulements. 3. Arbre 10 tournant selon l'une quelconque des revendications precedentes caracterise en ce que l'entretoise 2 a une forme annulaire. 4. Arbre 10 tournant selon l'une quelconque des revendications precedentes caracterise en ce que l'entretoise 2 comporte une portion emmanchee en force sur l'arbre 10. 5. Arbre 10 tournant selon l'une quelconque des revendications precedentes caracterise en ce que l'entretoise 2 comporte une portion venue de matiere avec l'arbre 10. 6. Arbre 10 tournant selon d'une quelconque des revendications precedentes caracterise en ce que le palier 4 presente une forme annulaire. 7. Arbre 10 tournant selon la revendication precedente caracterise en ce que l'alesage 40 est realise le long d'une arete ou d'un conge du palier, en regard de l'arbre 10 et de l'entretoise 2. 9 8. Vilebrequin caracterise en ce qu'il comporte un arbre selon l'une quelconque des revendications 1 a 7. 9.Moteur caracterise en ce qu'il comporte un arbre selon l'une quelconque des revendications 1 a 7. 10. Vehicule automobile caracterise en ce qu'il comporte un arbre selon l'une quelconque des revendications 1 a 7.