FR2517784A1 - Sheet metal pulley for toothed belt drive - is formed from one piece by pressing to form hub and toothed rim - Google Patents

Sheet metal pulley for toothed belt drive - is formed from one piece by pressing to form hub and toothed rim Download PDF

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Abstract

The sheet metal pulley has a toothed exterior rim, for belt transmission in vehicle applications. A cylindrical cup with the rim flanged outwards is pressed to produce a recessed, central hub with ID approximately half the rim radius. The hub has an outer, supporting annulus (10) in the plane of the main pulley disc (2). The hub base (7) is pierced (8) and the teeth on the rim (5,6) are rough formed and profiled. Diametrically opposed, axial keying grooves (4) are then rolled in the inner, cylindrical wall of the hub.

Description

Poulie en tôle pour courroie dentée et son procédé de fabrication.Sheet metal pulley for toothed belt and its manufacturing process.

L'invention concerne une poulie en tôle pour courroie dentée dren- traînement de composants de véhicules automobiles qui possède un disque solidaire d'une jante extérieure dentée, destinée à recevoir la courroie et un moyeu en tôle muni d'au moins une rainure axiale de clavetage, dans laquelle le disque, la jante et le moyeu sont réalisés d'une seule pièce.The invention relates to a sheet metal pulley for toothed belt driving motor vehicle components, which has a disc secured to a toothed outer rim, intended to receive the belt and a sheet metal hub provided with at least one axial groove of keying, in which the disc, the rim and the hub are made in one piece.

Dans une réalisation de poulie pour courroie dentée dans laquelle le disque porteur et le moyeu sont formés dans une môme pièce en tôle, le disque porte un élément annulaire comportant une couronne dentée qui est fixée par soudure sur le disque porteur. A cet effet, le disque se prolonge extérieurement par un anneau axial porteur de l'élément annulaire cranté et ce dernier est soudé à la surface correspondante de l'anneau dans le but d'accro4tre la rigidité de la poulie.In an embodiment of a pulley for a toothed belt in which the carrier disc and the hub are formed in the same sheet metal part, the disc carries an annular element comprising a toothed crown which is fixed by welding to the carrier disc. For this purpose, the disc is extended externally by an axial ring carrying the notched annular element and the latter is welded to the corresponding surface of the ring in order to increase the rigidity of the pulley.

Le but de l'invention est de trouver une solution grâce à laquelle le nombre d'élements de la poulie pour courroie dentée est réduit et qui procure néanmoins une rigidité à l'ensemble de la poulie.The object of the invention is to find a solution by which the number of elements of the pulley for toothed belt is reduced and which nevertheless provides rigidity to the whole of the pulley.

Un autre but de l'invention est la réalisation rapide et économique de poulies pour courroies du type désigné au préambule de la revendication de telle sorte que la fabrication en grande série de ces poulies soit possible.Another object of the invention is the rapid and economical production of pulleys for belts of the type designated in the preamble to the claim so that mass production of these pulleys is possible.

Dans la poulie pour courroie du type précité, ces objectifs sont atteints suivant l'invention par le fait que le bord extérieur du moyeu constitue un renflement qui définit une portée circulaire dtap- pui située dans le plan de la zone annulaire du disque à laquelle se raccorde la jante extérieure dentée.In the pulley for belts of the aforementioned type, these objectives are achieved according to the invention by the fact that the outer edge of the hub constitutes a bulge which defines a circular bearing surface located in the plane of the annular zone of the disc to which connects the toothed outer rim.

Selon une autre caractéristique de 1 í invention, le moyeu muni de la rainure de clavetage possède un fond qui se raccorde à la paroi tubulaire du moyeu
Ces dispositions constructives assurent l'indéformabilité de la poulie sous l'action d'efforts de compression axiaux communiqués par les éléments de liaison de la poulie aux organes moteurs dont elle est solidaire, et sous l'action des efforts radiaux communiqués par les tensions de la courroie.According to another characteristic of the invention, the hub provided with the keyway has a bottom which is connected to the tubular wall of the hub
These constructive arrangements ensure the indeformability of the pulley under the action of axial compression forces communicated by the elements for connecting the pulley to the motor members of which it is integral, and under the action of the radial forces communicated by the tensions of the belt.

La disposition précitée permet en outre le montage de la poulie en bout d'arbre, sans risque de frottement de celle-ci contre le carter
La poulie ainsi réalisée possède donc des caractéristiques constructives offrant la possibilité de transmettre un couple derotation élevé sans déformation inadmissible.The aforementioned arrangement also allows the pulley to be mounted at the end of the shaft, without the risk of it rubbing against the casing.
The pulley thus produced therefore has constructive characteristics offering the possibility of transmitting a high derotation torque without inadmissible deformation.

L'invention concerne en outre une nouvelle combinaison d'opérations par lesquelles on peut fabriquer une telle poulie de façon à obtenir des parois très résistantes et, le cas échéant, localement épaissies au siège des contraintes les plus élevées. On réalise les opérations suivantes - emboutissage d'une ébauche en forme de coupe ayant une paroi
cylindrique qui constitue la jante de la poulie et se termine
par un rebord orienté radialement vers l'extérieur - formage extérieur de la coupe au diamètre extérieur du renfle
rnent du moyeu et retournement du fond de la coupe aux dimen
sions du moyeu - emboutissage de la portée circulaire latérale d'appui du moyeu
dans la zone latérale annulaire du disque - poinçonnage du passage d'outil sur fond de moyeu ;; - formage d'une série de crans en V en ondulations périphériques, à
partir de ladite jante, par déplacement vers l'extérieur et vers
l'intérieur de régions de ladite jante de façon à former des
gorges et crêtes à fond et sommet arrondis ; - calibrage des dents au profil définitif - formage par roulage dans le moyeu de deux rainures diamétrale
ment opposées - calibrage de l'une desdites rainures pour constituer la rainure
de clavetage.The invention further relates to a new combination of operations by which one can manufacture such a pulley so as to obtain very resistant walls and, where appropriate, locally thickened at the seat of the highest stresses. The following operations are carried out - stamping of a cup-shaped blank having a wall
cylindrical which constitutes the rim of the pulley and ends
by a rim oriented radially outwards - external forming of the cut to the external diameter of the bulge
from the hub and turning the bottom of the cup to the dimen
sions of the hub - stamping of the lateral circular bearing surface of the hub
in the annular lateral zone of the disc - punching of the tool passage on the hub bottom ;; - forming a series of V-shaped notches in peripheral undulations,
from said rim, by moving outwards and towards
the interior of regions of said rim so as to form
gorges and ridges with rounded bottom and top; - calibration of teeth with final profile - forming by rolling in the hub of two diametrical grooves
opposite - calibration of one of said grooves to form the groove
keying.

La réalisation préférée de la poulie crantée avec moyeu porteur de la rainure de clavetage et un procédé de fabrication de cette poulie sont exposés dans la description ci-après et représentés au dessin dans lequel - la figure l représente,en coupe suivant la ligne I-I dela fi
gure 2, une poulie pour courroie suivant l'invention ;; - la figure 2 représente, en vue latérale suivant la direction de
la flèche II de la figure i, la poulie pour courroie dentée - la figure 3 est une vue en coupe d'une ébauche emboutie en forme
de coupe - la figure 4 est une vue semblable à la figure 3 montrant l'opé
ration qui suit au cours de la fabrication de la poulie au cours
de laquelle on délimite l'enveloppe de tôle nécessaire à la con
fection du moyeu - les figures 5 - Et - 7 sont des vues semblables à la figure 4
montrant trois opérations successives d'emboutissage du moyeu - la figure 8 montre l'opération de confection de la portée circu
laire latérale d'appui dans la zone annulaire du disque - la figure 9 montre l'opération de poinçonnage du fond du moyeu
et d'arasage de la jante - la figure 10 montre la phase de formage de la denture extérieure
de la jante et de la rainure de clavette.The preferred embodiment of the toothed pulley with hub carrying the keyway and a method of manufacturing this pulley are described in the description below and shown in the drawing in which - Figure l shows, in section along line II dela fi
gure 2, a pulley for belt according to the invention; - Figure 2 shows, in side view along the direction of
arrow II of Figure i, the pulley for toothed belt - Figure 3 is a sectional view of a blank stamped in shape
section - Figure 4 is a view similar to Figure 3 showing the ope
following ration during the manufacture of the pulley during
which delimits the sheet metal envelope necessary for the con
hub assembly - figures 5 - and - 7 are views similar to figure 4
showing three successive operations of stamping the hub - Figure 8 shows the operation of making the bearing circu
lateral support surface in the annular zone of the disc - Figure 9 shows the punching operation of the bottom of the hub
and leveling the rim - Figure 10 shows the forming phase of the outer toothing
of the rim and the keyway.

La poulie pour courroie dentée, désignée dans son ensemble par le repère i sur les figures 1, 2, possède un disque porteur 2 entôle qui est réalisé d'une seule pièce avec le moyeu 3 en forme de douille cylindrique Le moyeu est formé préalablement à la formation de la rainure 4 dirigée axialement. Une jante annulaire 5 comportant une couronne dentée 6 constitue conjointement avec le disque 2 et le moyeu 3 une même pièce. Le moyeu 3 possède un fond 7 muni d'un ajourage 8 de passage des galets de formage de la rainure telle que 4, sans que 11 outil porte-galets débouche au travers dudit moyeu ainsi que cela ressortira de la-description du procédé d'élaboration de la poulie.The pulley for toothed belt, designated as a whole by the reference i in FIGS. 1, 2, has a supporting disc 2 which is formed in one piece with the hub 3 in the form of a cylindrical sleeve. The hub is formed before the formation of the axially directed groove 4. An annular rim 5 comprising a toothed ring 6 constitutes jointly with the disc 2 and the hub 3 the same part. The hub 3 has a bottom 7 provided with an aperture 8 for the passage of the rollers for forming the groove such as 4, without the roller-bearing tool opening out through the said hub, as will emerge from the description of the method of elaboration of the pulley.

Selon l'invention, le bord latéral 31 du moyeu 3 constitue un renflement 9 qui définit une portée circulaire 10 d'appu-i située dans le plan de la zone annulaire du disque 2 à laquelle se raccorde la jante 5 comportant la couronne dentée 6. Cette caractéristique limite les contraintes localisées sur le flanc de la poulie De manière analogue, le fond 7 du moyeu 3 se raccorde à la paroi tubulaire du moyeu et constitue le flanc latéral de fixation de lapoulie sur l'arbre porteur non représenté.According to the invention, the lateral edge 31 of the hub 3 constitutes a bulge 9 which defines a circular bearing surface 10 of support i located in the plane of the annular zone of the disc 2 to which the rim 5 comprising the toothed crown 6 is connected. This characteristic limits the stresses located on the side of the pulley Similarly, the bottom 7 of the hub 3 is connected to the tubular wall of the hub and constitutes the lateral flank for fixing the pulley on the carrier shaft, not shown.

La rainure de clavetage 4 est par ailleurs opposée diamétralement à une autre rainure 41 de dimensions équivalentes qui répartit par symétrie les efforts de contrainte d'élaboration de la rainure 4.The keying groove 4 is moreover diametrically opposed to another groove 41 of equivalent dimensions which distributes by symmetry the stressing forces for producing the groove 4.

Dans le mode d'élaboration de la poulie représenté sur les figures 3 à 10, il est à remarquer que la poulie possède un diamètre quelconque compatible avec les exigences du système d'entraînement.In the embodiment of the pulley shown in Figures 3 to 10, it should be noted that the pulley has any diameter compatible with the requirements of the drive system.

En conséquence, pour faciliter l'illustration du procédé, il aété procédé à la représentation de l'ébauche de la poulie aux différents stades marquants de son élaboration. Consequently, in order to facilitate the illustration of the process, the rough outline of the pulley has been carried out at the various significant stages of its development.

La figure 3 représente l'ébauche de la poulie en forme de coupe obtenue à partir d'un flanc de tôle La coupe 20 présente une paroi cylindrique 21 qui constituera la jante annulaire 5 en fin du processus d'élaboration.FIG. 3 represents the blank of the pulley in the form of a cup obtained from a sheet metal side The cup 20 has a cylindrical wall 21 which will constitute the annular rim 5 at the end of the production process.

Celle-ci se termine par un rebord 22 orienté radialement ters 1 ' extéri eur.This ends with a rim 22 oriented radially towards the outside.

La figure 4 représente une deuxième pièce emboutie dont la paroi cylindrique 21 a été localement amincie dans le rapport 1,58.FIG. 4 represents a second stamped part whose cylindrical wall 21 has been locally thinned in the ratio 1.58.

Les figures 5-6 représentent le formage ultérieur de l'ébauche en poursuivant ltemboutissage local de la paroi cylindrique, successivement deux fois dans le rapport 1,33, jusqu'au diamètre extérieur du renflement 9 du moyeu. Le métal de la jante est de la sorte chassé radialement vers l'intérieur pour obtenir la matière de formage du moyeu.FIGS. 5-6 show the subsequent shaping of the blank by continuing the local stamping of the cylindrical wall, successively twice in the ratio 1.33, up to the outside diameter of the bulge 9 of the hub. The metal of the rim is thus driven radially inward to obtain the material for forming the hub.

La figure 7 représente l'emboutissage du fond de la coupe par retournement de celui-ci Cette opération assure le formage du moyeu
La figure 8 illustre l'emboutissage de la paroi circulaire latérale d'appui 10 du moyeu et sa mise en place axiale dans la zone latérale annulaire du disque 2.Figure 7 shows the stamping of the bottom of the cup by inversion thereof This operation ensures the forming of the hub
FIG. 8 illustrates the stamping of the lateral circular support wall 10 of the hub and its axial positioning in the annular lateral zone of the disc 2.

La figure 9 illustre le découpage du rebord 22 et le poinçonnage du fond 7 du moyeu dans le but de constituer l'ajour 8 destiné au passage des galets de formage de la rainure de clavetage 4.FIG. 9 illustrates the cutting of the rim 22 and the punching of the bottom 7 of the hub with the aim of constituting the aperture 8 intended for the passage of the rollers for forming the keyway 4.

La figure 10 montre la phase de formage de la couronne dentée 6 et des rainures 4 et 41.FIG. 10 shows the phase of forming the ring gear 6 and the grooves 4 and 41.

Il y a lieu de noter que les diverses phases de confection de la poulie nécessitent des outils de presse conventionnels à ltexcep- tion des outils de façonnage de la denture et de la rainure de clavette Ces outils, décrits dans les demandes de brevet 80/10 803 et 80/lu 804 déposées en France au nom de la demanderesse, pourront être avantageusement employés sur des presses existantes.It should be noted that the various phases of making the pulley require conventional press tools with the exception of the tools for shaping the teeth and the keyway. These tools, described in patent applications 80/10 803 and 80 / lu 804 registered in France in the name of the plaintiff, can be advantageously used on existing presses.

Ainsi, par exemple, les dents de la poulie sont formées en deux passes successives, mettant d'abord en oeuvre un jeu de galets, qui forment sur la jante une série de crans en V disposés en ondulations périphériques par déplacement vers l'extérieur et vers l'intérieur de régions de la jante de façon à former des gorges et crètes à fond et sommet arrondis.Thus, for example, the teeth of the pulley are formed in two successive passes, first implementing a set of rollers, which form on the rim a series of V-shaped notches arranged in peripheral undulations by displacement towards the outside and towards the inside of the rim regions so as to form grooves and ridges with rounded bottom and top.

La phase suivante utilise un autre jeu de galets qui assure le calibrage des dents au profil définitif.The next phase uses another set of rollers which calibrates the teeth to the final profile.

On assure le formage de la rainure de clavetage comme décrit dans la demande de brevet 80/lu 803 en réalisant deux rainures diamétralement opposées et en calibrant l'une d'entre elles
Pour avoir une idée des dimensions de la poulie, on retiendra que celle-ci possède une dimension telle que la jante cylindrique denw tée 5 se trouve dans le sens radiaI à une distance du moyeu sensiblement égaie au double du diamètre intérieur dudit moyeu. The keyway is formed as described in patent application 80 / lu 803 by making two diametrically opposite grooves and by calibrating one of them.
To have an idea of the dimensions of the pulley, it should be remembered that the latter has a dimension such that the cylindrical rim denw ted 5 is located in the direction radiaI at a distance from the hub substantially equal to twice the internal diameter of said hub.

Claims (6)

REVENDICATIONS i. Poulie en tôle pour courroie dentée qui possède un disque (2) solidaire d'une jante extérieure dentée (5, 6)1destinée à recevoir la courroie,et un moyeu en tôle (3) muni d'au moins une rainure (4) axiale de clavetage et dont le disque, la jante et le moyeu sont réalisés d'une seule pièce, caractérisée par le fait que le bord (31) du moyeu (3) constitue un renflement (9) qui définit une portée circulaire d'appui -(10), située dans le plan de la zone annulaire du disque (2) à laquelle se raccorde la jante extérieure dentée (5, 6). i. Sheet metal pulley for toothed belt which has a disc (2) integral with a toothed outer rim (5, 6) 1 intended to receive the belt, and a sheet metal hub (3) provided with at least one axial groove (4) keying and whose disc, rim and hub are made in one piece, characterized in that the edge (31) of the hub (3) constitutes a bulge (9) which defines a circular bearing surface - (10), located in the plane of the annular zone of the disc (2) to which the external toothed rim (5, 6) is connected. 2. Poulie selon la revendication l, caractérisée par le fait que le moyeu (3) muni de la rainure de clavetage (4) possède un fond (7) qui est la pièce constitutive au moyeu et se raccorde à la paroi tubulaire du moyeu.2. Pulley according to claim l, characterized in that the hub (3) provided with the keying groove (4) has a bottom (7) which is the component part of the hub and is connected to the tubular wall of the hub. 3. Poulie selon la revendication l, caractérisée par le fait que la rainure de clavetage est diamétralement opposée à une autrerainure de dimensions équivalentes.3. Pulley according to claim l, characterized in that the keyway is diametrically opposite to another groove of equivalent dimensions. de l'une denture elles. of one toothing them. ges et crètes à fond et sommet arrondis - calibrage des dents au profil définitif - formage par roulage dans le moyeu de deux rainures et calibrage ages and ridges with rounded bottom and top - calibration of the teeth with the definitive profile - forming by rolling in the hub of two grooves and calibration l'intérieur de régions de ladite jante de façon à former des gor the interior of regions of said rim so as to form gor partir de ladite jante, par déplacement vers ltextérieur et vers from said rim, by moving inwards and towards dans la zone latérale annulaire du disque - poinçonnage du passage d'outil sur fond de moyeu - formage d'une série de crans en V en ondulations périphériques à in the annular lateral zone of the disc - punching of the tool passage on the bottom of the hub - forming a series of V-shaped notches in peripheral undulations with moyeu, - emboutissage de la portée circulaire latérale d'appui du moyeu hub, - stamping of the lateral circular bearing surface of the hub du moyeu et retournement du fond de la coupe aux dimensions du of the hub and turning the bottom of the cup to the dimensions of un rebord orienté radialement vers l'extérieur - formage extérieur de la coupe au diamètre extérieur du renflement a rim oriented radially outwards - external forming of the cut to the external diameter of the bulge cylindrique qui constitue la jante de la poulie et se termine par cylindrical which constitutes the rim of the pulley and ends with 4 Procédé de fabrication de la poulie pour courroie dentée, caractérisé en ce qu'il comporte les opérations suivantes - emboutissage d'une ébauche en forme de coupe ayant une paroi 4 Method of manufacturing the pulley for toothed belt, characterized in that it comprises the following operations - stamping of a cup-shaped blank having a wall 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait, qu'au cours du formage du moyeu à partir du métal constitutif de l'ébauche, la jante cylindrique qui fournit le métal se trouve dans le sens radial à une distance du moyeu, sensiblement égale au double du diamètre intérieur dudit moyeu.5. Method according to claim 4, characterized in that, during the forming of the hub from the metal constituting the blank, the cylindrical rim which supplies the metal is in the radial direction at a distance from the hub, substantially equal to twice the inside diameter of said hub. 6 Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'su cours du formage du moyeu, le métal de la jante cylindrique, au dépens de laquelle est formé ledit moyeu, est chassé radialement vers l'intérieur.  6 Method according to claim 5, characterized in that during the forming of the hub, the metal of the cylindrical rim, at the expense of which said hub is formed, is driven radially inward.
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WO2008141966A1 (en) * 2007-05-18 2008-11-27 Schaeffler Kg Pulley

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