Brevet FR3091915A1 — publié le 20200724

Description Titre de l'invention : « Pièce métallique pour un moteur à combustion interne et ensemble comportant une telle pièce » Domaine technique de l'invention [0001] L'invention concerne une pièce métallique pour un moteur à combustion interne, notamment de véhicule automobile, destinée à être couplée avec au moins une autre pièce métallique par au moins une vis. [0002] L'invention concerne également un ensemble comportant au moins une pièce mé- tallique et une autre pièce métallique pour un moteur à combustion interne, notamment de véhicule automobile, dans lequel la pièce est couplée par au moins une vis avec l'autre pièce. Arrière-plan technique [0003] On connaît de l'état de la technique des exemples de telle pièce métallique assemblée par placage au moyen d'une vis avec une autre pièce avec laquelle ladite pièce métallique forme alors un ensemble unitaire. [0004] Selon un exemple, donné à titre non limitatif, la pièce métallique est constituée par une poulie qui est assemblée par placage sur un vilebrequin d'un moteur à combustion interne, notamment mais non exclusivement pour un véhicule automobile. [0005] La poulie est par exemple une poulie d'entraînement destinée à entraîner en rotation des accessoires du moteur. [0006] L'assemblage par plaquage consiste à plaquer un moyeu de la poulie sur le vi- lebrequin au moyen d'une vis centrale de manière à les coupler ensemble, à solidariser les deux pièces en mouvement et plus particulièrement en rotation. [0007] Toutefois, le couple de glissement de ce type de liaison est fonction de la géométrie des pièces trayons moyens de contact), de la tension de la vis mais également des coefficients de frottement des surfaces plaquées. [0008] Lorsqu'un couple de glissement élevé est nécessaire, comme dans l'exemple de la poulie montée sur le vilebrequin, il n'est parfois pas possible de jouer sur la géométrie des pièces, ni sur la tension de la vis, de sorte que la seule variable devient alors le coefficient de frottement. [0009] C'est la raison pour laquelle, on utilise alors au moins une pièce d'adaptation, telle qu'une rondelle dite « de calage». Avantageusement, une telle rondelle permet également de récupérer le jeu entre les pièces. [0010] Un exemple de rondelle de calage utilisée entre la poulie et le vilebrequin géné- ralement réalisés en acier est celui d'une rondelle dite « diamantée ». [0011] La rondelle diamantée est ainsi appelée parce que ses faces latérales comportent des 2 diamants synthétiques grâce auxquels un couple de glissement élevé est obtenu. [0012] La rondelle diamantée est insérée entre les surfaces plaquées desdites pièces en vis à vis pour éviter tout glissement, les diamants synthétiques permettant une indentation "male/femelle" des pièces, de manière à empêcher ensuite (après assemblage) tout desserrage et cela malgré un serrage au couple de la vis centrale. [0013] Lors du serrage de la vis, les diamants synthétiques de la rondelle viennent en effet marquer, par une déformation plastique, les surfaces de chacune des pièces en contact avec la rondelle, établissant alors une liaison physique entre les pièces avec un couple de glissement élevé grâce à ladite rondelle. [0014] L'utilisation d'une rondelle diamantée a toutefois des conséquences en matière de coût et induit aussi des risques liés à la présence d'une pièce supplémentaire, comme son omission lors de l'assemblage. [0015] Le but de l'invention est de résoudre au moins une partie des inconvénients de l'état de la technique et notamment de proposer une solution alternative à l'utilisation d'une rondelle de calage de type diamantée pour l'assemblage par placage de deux pièces par ailleurs liées ensemble par vissage. Résumé de l'invention [0016] Dans ce but, l'invention propose une pièce métallique pour un moteur à combustion interne, notamment de véhicule automobile, destinée à être couplée avec au moins une autre pièce métallique par au moins une vis, caractérisée en ce que ladite pièce comporte au moins une première surface comportant des moyens d'indentation qui sont configurés pour provoquer une déformation plastique d'une deuxième surface associée de ladite autre pièce présentant une dureté inférieure de manière à assembler par plaquage ladite pièce directement avec ladite autre pièce, sans interposition d'une rondelle de calage, telle qu'une rondelle diamantée. [0017] L'invention consiste à générer une texturation, une indentation "male/femelle" sur les surfaces plaquées, mais sans avoir recours à une rondelle diamantée. [0018] Conformément à l'invention, on donne à l'une des deux surfaces à plaquer une texture agressive, l'une première des pièces comportant une texturation qui est par exemple constituée par des moyens d'indentation. [0019] Avantageusement, la première pièce portant les moyens d'indentation présente une dureté qui est déterminée de manière que les moyens d'indentation ne s'écrasent pas pendant le sen-age de la vis lors de l'assemblage par placage de la première pièce avec la deuxième pièce. [0020] Avantageusement, la deuxième pièce présente une dureté inférieure à celle de la première pièce portant les moyens d'indentation afin d'en garantir une déformation plastique. 3 100211 Grâce à l'invention, on obtient entre la première pièce et la deuxième pièce, après leur assemblage par le serrage de la vis, un couple de glissement élevé sans utilisation d'une rondelle de calage telle qu'une rondelle diamantée. [0022] Avantageusement, l'invention permet ainsi de supprimer la rondelle diamantée utilisée jusqu'alors, en particulier pour l'assemblage par placage au moyen d'une vis centrale de la poulie d'entraînement et du vilebrequin. [0023] Selon d'autres caractéristiques de l'invention : [0024] - la pièce comportant les moyens d'indentation est une poulie d'entraînement destinée à être montée sur un vilebrequin du moteur à combustion interne ; [0025] - la pièce comportant les moyens d'indentation est un pignon destiné à être monté sur un vilebrequin d'un moteur à combustion interne ; [0026] - la pièce comportant les moyens d'indentation est un vilebrequin d'un moteur à combustion interne ; [0027] - les moyens d'indentation s'étendent en saillie par rapport à la première surface de la pièce ; [0028] - les moyens d'indentation comportent des picots, tels que des picots présentant glo- balement une forme pyramidale. [0029] L'invention propose également un ensemble comportant au moins une pièce mé- tallique et une autre pièce métallique pour un moteur à combustion interne, notamment de véhicule automobile, dans lequel ladite pièce est couplée par au moins une vis avec l'autre pièce, caractérisé en ce que ladite pièce dudit ensemble est constituée par une pièce réalisée selon l'invention et l'une quelconque des caractéristiques précédentes. [0030] Selon un exemple, ladite pièce est une poulie d'entraînement ou un pignon et l'autre pièce est un vilebrequin. [0031] Selon un autre exemple, ladite pièce est une poulie d'entraînement et l'autre pièce est un pignon. [0032] Avantageusement, la vis comporte une tige filetée dont une partie, après l'assemblage par placage de ladite pièce et de l'autre pièce, est reçue dans un perçage central que comporte un vilebrequin, ladite vis traversant axialement au moins ladite pièce formée par une poulie d'entraînement et/ou un pignon. Brève description des figures [0033] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : [0034] [fig.]] La figure 1 est une vue en perspective qui représente schématiquement une pièce comportant une surface texturée munie de moyens d'indentation selon l'invention, ladite pièce étant destinée à être assemblée par placage avec une autre pièce présentant une dureté inférieure et qui illustre, en détail avec un agrandissement, un exemple de réalisation desdits moyens d'indentation constitués par des picots de forme pyramidale ; [0035] [fig.2] La figure 2 est une vue en coupe qui représente un premier mode de réalisation d'un ensemble comportant au moins une première pièce formée par une poulie et une deuxième pièce formée par un vilebrequin et qui illustre, après leur assemblage par placage au moyen d'une vis centrale, lesdites première pièce et deuxième pièce dont l'une comporte des moyens d'indentation selon l'invention ; [0036] [fig.3] La figure 3 est une vue en coupe analogue à la figure 2 qui représente un deuxième mode de réalisation d'un ensemble comportant, outre une poulie et un vilebrequin, au moins un pignon et qui illustre avec ce pignon une autre pièce métallique susceptible de comporter des moyens d'indentation et/ou d'être assemblée par placage avec au moins une pièce comportant de tels moyens d'indentation. Description détaillée de l'invention [0037] Dans la suite de la description, des éléments présentant des fonctions analogues ou des structures identiques seront désignés par une même référence. [0038] Dans la suite de la description, on adoptera à titre non limitatif une orientation axiale dirigée selon l'axe X d'une pièce, tel qu'un vilebrequin, et une orientation radiale s'étendant perpendiculairement à l'axe X dans toutes les directions. [0039] On a représenté schématiquement à la figure I, une pièce 10 métallique, dite première pièce, présentant un axe X qui est destinée à être couplée avec au moins une autre pièce métallique (non représentée), dite deuxième pièce. [0040] Avantageusement, la première pièce 10 et la deuxième pièce sont des pièces mé- talliques, en particulier en acier, d'un moteur à combustion interne, notamment de véhicule automobile. [0041] La première pièce 10 et la deuxième pièce sont destinées à être couplées par au moins une vis (non représentée) pour former alors un ensemble. [0042] La vis est par exemple destinée à traverser axialement la première pièce 10 en son centre et à être reçue dans un perçage complémentaire de la deuxième pièce. [0043] Selon l'invention, la première pièce 10 comporte au moins une première surface S1 comportant des moyens 12 d'indentation qui sont configurés pour provoquer une déformation plastique d'une deuxième surface associée de ladite deuxième pièce présentant une dureté inférieure à celle de la première pièce 10. [0044] La première pièce 10 comporte une première surface Si comportant une texturation formée par lesdits moyens 12 d'indentation. [0045] La première pièce 10 est destinée à être assemblée par plaquage avec ladite deuxième pièce, au moyen d'une vis. [0046] Avantageusement, la première pièce 10 comportant les moyens d'indentation 12 est assemblée par plaquage avec la deuxième pièce avec un couple de glissement élevé et cela sans utiliser de rondelle de calage, telle qu'une rondelle diamantée. [0047] Avantageusement, les moyens 12 d'indentation s'étendent en saillie par rapport à la première surface Si de la première pièce 10. [0048] De préférence, les moyens 12 d'indentation comportent des picots, tels que des picots présentant globalement une forme pyramidale. [0049] Tel qu'illustré dans le détail d'agrandissement représenté sur la figure 1, les picots 12 présentent une forme pointue destinée à être engagée dans la deuxième surface de la deuxième pièce situé axialcment en vis-à-vis de la première surface Si ainsi texture°. [0050] Avantageusement, les moyens 12 d'indentation de la première pièce 10 sont configurés pour provoquer une déformation plastique de la deuxième pièce qui présente une dureté inférieure à celle de la première pièce 10 et tout particulièrement celle des moyens 12 d'indentation. [0051] On a représenté sur la figure 2 un premier mode de réalisation d'un ensemble afin d'illustrer un exemple d'application de l'invention. [0052] La figure 2 illustre un ensemble comportant au moins une pièce 10, dite première, et une autre pièce 20, dite deuxième, qui sont respectivement des pièces métalliques. [0053] La première pièce 10 et la deuxième pièce 20 de l'ensemble sont des pièces mé- talliques pour un moteur à combustion interne, notamment de véhicule automobile. [0054] Dans cet exemple d'application, la première pièce 10 comportant une texturation est une poulie d'entraînement et la deuxième pièce 20 est un vilebrequin. [0055] En variante, la première pièce 10 comportant la texturation est un vilebrequin et la deuxième pièce 20 est une poulie d'entraînement ou encore une autre pièce. [0056] Tel qu'illustré sur la figure 2, la première pièce 10 est couplée par au moins une vis 30 avec la deuxième pièce 20. [0057] La vis 30 comporte une tige 32 filetée dont une partie, après l'assemblage par placage, est reçue dans un perçage 22 central de la deuxième pièce 20 formée par le vilebrequin, ladite vis 30 traversant axialement au moins ladite première pièce 10 formée par la poulie d'entraînement. [0058] La vis 30 comporte une tête 34 qui est appui contre une surface S'l de la poulie d'entraînement formant ladite première pièce 10. [0059] La première pièce 10 et la deuxième pièce 20 sont des pièces cylindriques centrées sur l'axe X. [0060] Conformément à l'invention, la première pièce 10 de l'ensemble comporte au moins 6 une première surface S1 comportant des moyens 12 d'indentation qui sont configurés pour provoquer une déformation plastique d'une deuxième surface S2 associée de ladite deuxième pièce 20 présentant une dureté inférieure de manière à assembler par plaquage ladite première pièce 10 directement avec ladite deuxième pièce 20. [0061] Grâce à la texturation selon l'invention, la première pièce 10 et la deuxième pièce 20 maintenues ensemble par vissage sont également liées avec un couple de glissement élevé et cela sans utilisation d'une rondelle de calage, telle qu'une rondelle diamantée. [0062] Avantageusement, on donne à l'une des deux surfaces à plaquer une texture agressive, la surface 51 de la première pièce 10 comportant par exemple des moyens 12 d'indentation qui s'étendent en saillie par rapport à ladite première surface Si. [0063] De préférence, les moyens 12 d'indentation sont identiques aux picots représentés sur l'agrandissement de la figure 1. Tel qu'illustré sur la figure 1, les moyens 12 d'indentation sont formés par des picots présentant une forme pointue, ici pyramidale. [0064] Avantageusement, la première pièce 10 portant les moyens 12 d'indentation présente une dureté qui est déterminée de manière que les moyens 12 d'indentation ne s'écrasent pas pendant le serrage, l'assemblage par placage avec la deuxième pièce 20. [0065] Avantageusement, la deuxième pièce 20 présente ainsi une dureté inférieure à celle de la première pièce 10 portant les moyens 12 d'indentation de manière à garantir une déformation plastique de la deuxième pièce 20. [0066] Grâce à l'invention, on obtient entre la première pièce 10 et la deuxième pièce 20 un couple de glissement élevé. [0067] Dans ce premier mode de réalisation illustré à la figure 2, la première pièce 10 comportant les moyens 12 d'indentation est une poulie d'entraînement destinée à être montée sur un arbre, ici un vilebrequin. [0068] Tel que décrit précédemment, la deuxième pièce 20 comportant la deuxième surface S2 est constituée par le vilebrequin du moteur à combustion interne. [0069] En variante non représentée, une inversion de structure pourrait également être envisagée selon laquelle la deuxième surface S2 du vilebrequin 20 comporte lesdits moyens d'indentation qui sont configurés pour déformer plastiquement la première surface SI de la poulie 10 d'entraînement. [0070] On a représenté sur la figure 3 un deuxième mode de réalisation d'un ensemble afin d'illustrer une variante par rapport à la figure 2 et qui sera par conséquent décrit ci-après par comparaison par rapport au premier mode de réalisation. [0071] Selon ce deuxième mode de réalisation, l'ensemble 100 comporte au moins un pignon 40, préférentiellement ici un premier pignon 40 et un deuxième pignon 50 respectivement. [0072] Tel qu'illustré sur la figure 3, le premier pignon 40 et le deuxième pignon 50 sont agencés axialement de part et d'autre de la poulie 10. 7 [0073] L'ensemble comporte un premier pignon 40 interposé axialement entre la vis 30 et la poulie 10 d'entraînement et un deuxième pignon 50 interposé axialcment entre la poulie 10 et le vilebrequin 20. [0074] Dans ce deuxième mode de réalisation, plusieurs pièces parmi l'ensemble peuvent comporter une texturation de manière à présenter une surface qui, destinée à être plaquée contre une autre surface, soit pourvue de moyens d'indentation tels que des picots. [0075] Avantageusement, la pièce texturée comportant des moyens d'indentation est constituée par l'un et/ou l'autre desdits premier pignon 40 et deuxième pignon 50 qui sont montés avec la poulie 10 d'entraînement sur le vilebrequin 20 du moteur à combustion interne. [0076] Le premier pignon 40 comporte une surface S4 texturée munie de moyens d'indentation qui est destinée à être plaquée contre la deuxième surface S2 du vilebrequin 20. [0077] Le premier pignon 40 comporte une autre surface S'4 texturée munie de moyens d'indentation qui est destinée à être plaquée contre la première surface Si de la poulie 10. [0078] De la même manière, le deuxième pignon 50 comporte axialcment de part et d'autre une surface S5 et une autre surface S'5, la surface S5 étant destinée à être plaquée contre une surface SI de la poulie 10 et l'autre surface S'5 à recevoir en appui la tête 34 de la vis 30. [0079] Avantageusement, au moins la surface S5 du deuxième pignon 50 comporte des moyens d'indentation selon l'invention. [0080] Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits en référence à la figure 2 et à la figure 3. [0081] A titre d'exemple non limitatif et en variante non représentée, la première pièce 10 ou la deuxième pièce 20 est constituée par un arbre de cames. 8