FR2563305A1 - Poulie de variateur de vitesse a revetement antifriction - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UNE POULIE DE VARIATEUR DE VITESSE COMPORTANT, EN REGARD D'UN FLASQUE 15, UN FLASQUE MOBILE 21 COULISSANT LE LONG D'UN MOYEU 11 ENTRE DEUX CONFIGURATIONS EXTREMES DONT L'UNE AU MOINS CORRESPOND A LA MISE EN REGARD D'UNE PORTEE PRIMAIRE 22A SOLIDAIRE DU FLASQUE MOBILE ET D'UNE PORTEE SECONDAIRE 24. POUR EVITER UNE USURE INTEMPESTIVE DE CES PORTEES PAR FLEXION ROTATIVE DU FLASQUE MOBILE, UN REVETEMENT 31 EN MATERIAU ANTIFRICTION EST INTERPOSE ENTRE ELLES, DE PREFERENCE SOLIDAIRE DU FLASQUE MOBILE, PAR EXEMPLE D'UN COUSSINET 30, 30 GRACE AUQUEL IL COULISSE. APPLICATIONS : VARIATEUR DE VITESSE, NOTAMMENT POUR VEHICULE AUTOMOBILE.

Description

La présente invention concerne les poulies de variateurs de vitesse,

c'est-à-dire les poulies comportant, pour la réception d'une courroie, en regard l'un de l'autre, deux flasques coaxiaux à écartement variable, calés en rotation sur un moyeu adapté à tourner autour d'un axe longitudinal; l'un d'entreeux au moins, appelé ci-dessous flasque mobile,

coulisse le long du moyeu avec jeu radial entre deux confi-

gurations extrêmes dont l'une au moins correspond à la mise en regard d'une portée primaire, solidaire du flasque mobile, et d'une portée secondaire, solidaire de l'autre flasque, du moyeu, ou des deux si l'autre flasque est fixe, ce qui

correspond à un cas fréquent.

L'invention se préoccupe plus précisément des risques d'usure et d'incrustation que courent les portées précitées lors de flexions rotatives du flasque mobile par rapport au

moyeu en raison du jeu radial précité qui les sépare.

La structure générale des poulies de variateurs de vitesse est bien connue et est rappelée, notamment, dans le brevet français N 76.39743 publié sous le numéro FR-2 376 347,

déposé par la Demanderesse le 31 décembre 1976.

Ainsi qu'on le sait, le flasque mobile est généralement commandé en coulissement le long du moyeu par un organe de rappel élastique et d'attelage en rotation constitué par un

diaphragme à conicité variable comportant une partie péri-

phérique,formant rondelle Belleville en regard d'un prolon-

gement axial périphérique du flasque mobile, et une partie centrale, fragmentée en doigts radiaux, en appui basculant contre une pièce d'appui transversale solidaire du moyeu. Le plus souvent, la conicité du diaphragme est asservie à la vitesse de rotation de la poulie au moyen de masselottes, montées en porte-à-faux sur le diaphragme, et qui, en raison des forces centripètes qu'elles subissent et transmettent au diaphragme lorsque ce dernier est entraîné en rotation par le

moyeu, exercent sur le diaphragme des couples assurant un as-

servissement de la conicité du diaphragme vis-à-vis de la vi-

tesse de rotation du moyeu.

En pratique, le flasque mobile précité oscille entre des configurations extrêmes (associées généralement à une vitesse

minimale de ralenti ou nulle et une vitesse maximale, respec-

tivement) correspondant généralement à une mise en butée de

ce flasque mobile contre l'autre flasque ou une portée du moyeu.

Au moins entre ces configurations extrêmes, la position du flasque mobile est définie par un équilibre des forces appli- quées sur le flasque mobile par le diaphragme et la courroie

du fait de sa tension.

En fait, ainsi qu'on le sait, une courroie coopère avec les joues d'une poulie en venant en appui sur des secteurs variables de zones annulaires de ces joues qui subissent de ce fait des efforts cycliques de flexion tendant à les désaxer angulairement, au moins par déformation élastique: on parle généralement de flexion rotative. Dans le cas présent de

poulies de variateur de vitesse, ce phénomène de flexion rota-

tive se traduit principalement par un basculement cyclique du flasque mobile vis-à-vis du moyeu à la faveur du jeu radial avec lequel il est monté sur ce dernier. Ce flasque mobile,en ses configurations extrêmes, vient ainsi, le cas échéant, en butée contre l'autre flasque ou sur une portée du moyeu par des zones complémentaires variables animées d'un mouvement relatif: il en résulte des risques d'usure par frottement, abrasion,

voire incrustation, qui peuvent, à la longue, induire des modi-

fications des performances de la poulie. Il est à noter que ce phénomène de flexion rotative dépend de façon sensible du jeu radial précité prévu pour le coulissement du flasque mobile

sur le moyeu.

La présente invention vise à pallier ces phénomènes d' incrustation et d'usure par l'interposition entre les portées en regard, d'un revêtement anti-friction, par exemple une

collerette annulaire, de préférence rapporté au flasque mobile.

L'invention propose ainsi une poulie de variateur de vitesse du genre comportant, pour l.a réception d'une courroie, en regard l'un de l'autre, deux flasques coaxiaux à écartement variable, calés en rotation sur un moyeu, dont l'un au moins, appelé flasque mobile, coulisse avec jeu radial le long du moyeu entre deux configurations extrêmes dont l'une au moins correspond à la mise en regard d'une portée primaire solidaire du flasque mobile et d'une portée secondaire, caractérisée par l'interposition entre les portées primaire et secondaire

d'un revêtement anti-friction.

Un tel revêtement permet de réduire les usures entre les portées mises en regard en cas de configuration extrême du flasque mobile. Il est à noter que l'invention trouve tout son intérêt en configuration rapprochée des flasques.

Ce revêtement est de préférence rapporté au flasque mobi-

le puisque celui-ci est mobile: ce revêtement peut ainsi tra-

vailler selon des surfaces diverses sans risque de rayures.

Ce revêtement peut être monté sur le flanc tronconique du flasque mobile au voisinage du moyeu. De préférence il est rapporté sur l'une au moins des tranches d'une douille sur laquelle est monté ce flanc pour son coulissement sur

le moyeu.

Dans un mode de réalisation préféré, le revêtement selon l'invention est une collerette solidaire de l'un des coussinets anti-friction que comporte intérieurement à ses extrémités, la douille précitée. Une telle collerette assume une double fonction: un rôle de positionnement axial précis du coussinet lors de son engagement dans la douille, et le

rôle anti-usure précité lors du fonctionnement de la poulie.

La collerette est avantageusement à base de polytétra-

fluoréthylène (PTFE) pulvérisé ou rapporté sur un support métallique, par exemple doublé de bronze en bille, engagé

à force dans la douille.

On notera que le brevet FR-2 376 347 précité propose une poulie de variateur de vitesse comportant un flasque mobile ayant une douille munie, pour son coulissement sur le moyeu, d'un revêtement cylindrique en matériau anti-friction, serti axialement à ses extrémités sur ladite douille. En fait, ce revêtement cylindrique qui constitue un coussinet unique de coulissement ne joue axialement, par ses extrémités serties,

aucun rôle anti-friction. Il apparaît en effet que ces extré-

mités sont serties à la faveur de chanfreins dont elles ne doivent pas sortir en raison du rôle de butée que doit jouer

la douille, au montage uniquement.

D'autres objets, caractéristiques et avantages de l'inven-

tion ressortent de la description qui suit, donnée à titre

d'exemple non limitatif, en regard du dessin annexé sur lequel: - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'une poulie de variateur de vitesse selon un premier mode de réalisation, du type poulie menante; - la figure 2 est une vue de détail à grande échelle du rectangle II de la figure 1; la figure 3 est une vue en coupe axiale d'une poulie de

variateur de vitesse conforme à l'invention selon une varian-

te de réalisation; et - la figure 4 est une vue en coupe axiale d'une autre poulie de variateur de vitesse conforme à l'invention, du

type poulie menée.

Ainsi qu'on le sait, un variateur de vitesse est un ensem-

ble de deux poulies, comportant des flasques à écartement va-

riable, qui coopèrent avec une même courroie; l'une de ces

poulies, montée sur un arbre moteur, est appelée poulie menan-

te tandis que l'autre poulie, montée sur un arbre à entraîner,

est appelée poulie menée.

En pratique, la mise en oeuvre d'un variateur de vitesse est avantageuse lorsqu'il convient d'entraîner en rotation des équipements auxiliaires à une vitesse aussi constante que possible, à partir d'un arbre d'entraînement qui présente des fluctuations permanentes de vitesse; c'est le cas notamment pour les équipements auxiliaires d'un véhicule automobile (pompe à eau, alternateur, compresseurs...) qui sont entrainés

en rotation à partir d'un moteur, à combustion par exemple.

Il convient pour cela que le rapport des vitesses de rotation des poulies menée et menante, respectivement, diminue lorsque la vitesse de rotation de la poulie menante augmente.Ainsi qu'on le sait, on utilise à cet effet comme poulie menante une

poulie dont les flasques sont adaptésà Sécarter au-fur-et-à-

mesure que sa vitesse de rotation augmente tandis qu'on utilise comme poulie menée une poulie dont les flasques sont adaptés à se rapprocher lorsque sa vitesse croit. C'est dans ce sens que

les expressions "poulie menante" et "poulie menée" sont utili-

sées ci-dessous bien que des caractéristiques opposées puissent

être préférées dans certaines applications particulières.

Les diverses poulies représentées aux figures 1, 3 et 4 sont toutes représentées en configuration de vitesse nulle ou minimale de ralenti. Elles comportent chacune un flasque mobile.

La figure 1 représente une poulie 10 de type poulie menan-

te qui comporte, de manière connue, un moyeu 11 adapté, dans l'exemple représenté, à être solidarisé à un arbre (non repré- senté), pour son entraînement en rotation autour d'un axe Z-Z,

par une vis à tete cylindrique 12.

Le moyeu 11 présente dans l'exemple représenté une sur-

face extérieure lla de forme sensiblement cylindrique. Près de ses bords libres sont montées deux pièces en tOle emboutie

et 16 respectivement.

Telle que représentée, la pièce 15, formant flasque fixe, comporte successivement, à partir du moyeu 11, une portion transversale 15a sertie sur le moyeu, une portion tronconique

15b puis un flanc tronconique 15c, dont la conicité est iden-

tique mais de signe opposé à celle de la portion 15b.

La pièce 16 est une collerette annulaire plane à la partie radialement externe de laquelle est rapportée, par vulcanisation in situ par exemple, une entretoise souple en élastomère 17. Cette pièce 16 comporte une portion transversale

16a radialement interne, sertie sur le moyeu.

Cette entretoise 17 est, de même, rapportée, par vulca-

nisation in situ également à un diaphragme 18. Ce dernier

comporte de manière classique une portion annulaire élasti-

que 18a formant rondelle Belleville prolongée radialement vers l'axe par des doigts radiaux 18b, séparés par des fentes,

ayant des extrémités libres solidarisées à l'entretoise 17.

A la portion annulaire 18a est rapportée, comme précédemment, une entretoise 19 également solidarisée à une pièce annulaire de liaison 20 en forme de cornière. Des masselottes 26 sont montées en porte-à-faux sur le diaphragme, sur sa face qui

est tournée vers le flasque fixe 15.

Entre les pièces 15 et 16 est monté, avec possibilité de coulissement, un flasque 21 comportant, en s'éloignant

radialement du moyeu, une douille 22 sur laquelle est rappor-

tée, par exemple par engagement à force et/ou soudure, une pièce 23 en tOle emboutie comportant un flanc tronconique 23c, de même conicité de préférence que la portion tronconique 15b

du flasque mobile et prolongé axialement en ses bords radiale-

ment interne et externe, respectivement, par des projections axiales 23a et 23b. C'est par l'intermédiaire de la projection interne 23a que la pièce 23 est rapportée à la douille 22, et la projection axiale externe 23b est rapportée, par brasage

par exemple, à la cornière annulaire 20.

Dans l'exemple représenté le flasque mobile est calé en rotation, et commandé axialement par le diaphragme 18, tandis que sa douille ne sert qu'à le guider en coulissement le long

du moyeu 11.

Les flancs tronconiques 15c et 23c coopèrent conjointement

avec une courroie 25.

La douille 22 est munie intérieurement, pour faciliter son coulissement sur le moyeu, de coussinets anti-friction

30 et 30' disposés près des extrémités axiales de ladite douil-

le. Il s'est avéré inutile, en effet, que les coussinets se.

prolongent sur toute la longueur de la douille. Ces coussinets et 30' coopèrent avec le moyeu 11 avec un jeu radial non représenté à la figure 1, mais indiqué par la référence J1 aux

figures 1 et 2.

Les flasques fixe 15 et mobile 21 sont représentés, à la figure 1, en configuration extreme rapprochée correspondant à une vitesse minimale de rotation (vitesse de ralenti ou nulle). Le flasque mobile est maintenu dans cette configuration

par le diaphragme et un ressort 27 travaillant en compression.

Telle que représentée, la douille 22 comporte une tranche 22a formant portée primaire, tournée vers une face 24 de la portion transversale 15a radialement interne du flasque fixe 15 formant portée secondaire. Ces portées sont annulaires et présentent entreelles, suite au phénomène de flexion rotative que subit le flasque mobile du fait de la courroie, un jeu axial J2 variable circonférentiellement, qui est indiqué mais non représenté a la figure 1. Dans la configuration de cette figure 1, ce jeu est quasi-nul entre les parties hautes des portées

22a et 24, et maximal entre les parties basses de ces dernières.

Pour des raisons de clarté,- ce phénomène de flexion rotative à la faveur du jeu radial J1 a été exagéré à la figure 2. On conçoit aisément que là o J2 est minimal, du fait du mouvement

relatif entre les portées, un phénomène d'usure voire d'incrus-

tation, très localisé à un instant donné, risque de se dévelop-

per sur les portées en regard, du fait par exemple de l'arête

externe 22b de la douille 22.

Selon l'invention, un revêtement 31 en matériau anti- friction est interposé axialement entre les portées primaire 22a et secondaire 24. Son épaisseur, quoique faible, assure

ainsi un écartement minimal entre douille 22 et flasque 15.

Dans l'exemple représenté, ce revêtement 31 est rapporté

au flasque mobile; il s'agit plus précisément, d'une colleret-

te 31 se raccordant au coussinet 30.

Tel que représentée à titre d'exemple à la figure 2, la collerette 31, et le coussinet auquel il est rapporté est formé de trois couches 32, 33.et 34 formées respectivement, à partir de la douille 22, par un support métallique engagé à force dans la douille, une couche de bronze en bille, et

une couche de polytétrafluoréthylène (PTFE).

En variante non représentée, la collerette est formée d'une couche de PTFE rapportée sur une tresse de bronze. Ce sous-ensemble est par exemple fixé par collage sur la douille 22. Selon une autre variante non représentée, la collerette et le coussinet associés sont obtenus par pulvérisation de

PTFE, ou d'un autre matériau anti-friction.

De préférence, pour éviter le cas échéant toute usure des portées du flasque mobile dans son autre configuration extreme dans laquelle les phénomènes d'usure et d'incrustation précités risqueraient de se produire entre le flasque mobile et la pièce transversale d'appui 16, le second coussinet 30'

est de même pourvu d'une collerette 31' en saillie axiale vis-

à-vis de la douille. En fait, comme cela a été indiqué précé-

demment, une telle collerette facilite le positionnement du

coussinet et peut être avantageusement utilisé même en l'absen-

ce de risque d'usure.

La figure 3 représente une variante de poulie 10', tout-

à-fait similaire à la poulie 10 de la figure 1 (les éléments équivalents étant désignés par les mêmes références), à ceci

près qu'elle comporte une douille 22' plus courte que la douil-

le 22, et que les flasques mobile 21 et fixe 15 viennent en butée au niveau, radialement, de la portion tronconique 15b

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du flasque fixe 15 (formant portée secondaire), et d'une zone radialement interne du flanc tronconique 23c du flasque mobile (formant portée primaire). Ces portées présentent entre

elles, comme précédemment, un jeu axial J' variable circon-

férentiellement. Conformément à l'invention, un revêtement 36 en matériau anti-friction est interposé entre ces portées primaire et secondaire, avantageusement rapporté au flasque mobile. Comme dans la figure 1, la douille de coulissement 22' est montée

sur coussinets 30 et 30', dont celui au moins qui est à l'oppo-

sé du flasque fixe est pourvu d'une collerette 31'.

La figure 4 représente une poulie menée 40 comportant,

de manière analogue aux poulies 10 et 10', un moyeu 41 rappor-

té à un arbre mené (non représenté) par une vis 12, une pièce 45 formant flasque fixe et une pièce transversale d'appui 46, rapportées par sertissage au moyeu, un diaphragme 48 rapporté à la pièce d'appui 46 par une entretoise 47 vulcanisée in situ, et un flasque mobile 51 comportant une douille 52 coulissant

sur le moyeu 41 à la faveur de coussinets 60 et 60'.

Il est à noter que dans l'exemple représenté, le diaphrag-

me 48 n'est pas attelé axialement au flasque mobile 51, sur

lequel il agit continuellement en pression, et qu'il ne compor-

te pas de masselottes; le passage du couple est ici assuré par

des pavés d'entratnement 43 portés par le diaphragme et coopé-

rant avec des échancrures 44 à la périphérie externe du flas-

que mobile 51.

A vitesse de rotation nulle, le flasque mobile 51 est en configuration extrême écartée. Lorsque sa vitesse de rotation augmente, la douille 52 du flasque mobile 51 comporte une tranche 52a qui se rapproche d'une portion transversale 54 du flasque fixe. De manière avantageuse un organe 65 formant

butée élastique est interposé entre la portion 54 et la tran-

che 52a pour éviter que, pour des vitesses élevées de rotation, les flasques ne se rapprochent de trop, au risque de générer

au sein de la courroie 55 associée une tension excessive.

Dans l'exemple représenté, l'organe de butée élastique 65

est une pièce annulaire tronconique formant rondelle Belle-

ville. En configuration rapprochée, les flasques fixe 45 et mobile 51 présentent, entre la tranche 52a de la douille 52 et le bord 65a avantageusement biseauté de l'organe 65 tourné vers cette douille, du fait de la flexion rotative, un jeu axial variable circonférentiellement entre une valeur nulle et une valeur maximale. Il risque d'apparaître, là o ce jeu est nul, des phénomènes d'usure et d'incrustation qui

affectent la totalité des zones de contact.

Selon l'invention, une collerette 61' est interposée entre la tranche 52a, formant portée primaire et le bord 65a de l'organe 65; formant portée secondaire. Comme précédemment,

cette collerette est avantageusement rapportée au flasque mobi-

le 51, en étant solidaire, comme à la figure 1, du coussinet ' le plus proche de la tranche 52a. Dans l'exemple représenté,

l'autre coussinet 60 est de même pourvu d'une collerette 61.

Il va de soi que la description qui précède n'a été propo-

sée qu'à titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes de réalisation peuvent etre proposées par l'homme de

l'art, sans sortir du cadre de l'invention.

Ainsi, le revêtement anti-friction peut être porté par le flasque fixe ou une portion transversale du moyeu, ou par 1'

organe de butée élastique 65 (qui est, en variante non repré-

sentée, réalisé en élastomère). La géométrie et la structure des flasques natbien sûr été proposées qu'à titre indicatif,

un seul d'entreeux étant par exemple tronconique.

Claims (9)

REVENDICAT IONS

1- Poulie de variateur de vitesse du genre comportant, pour la réception d'une courroie, en regard l'un de l'autre,

deux flasques coaxiaux à écartement variable, calés en rota-

tion sur un moyeu, dont l'un au moins, appelé flasque mobile (21, 51) coulisse avec jeu radial le long du moyeu entre deux configurations extrêmes dont l'une au moins correspond à la mise en regard d'une portée primaire (22a, 32, 52a) solidaire du flasque mobile et d'une portée secondaire (24, 15a, 65a), caractérisée par l'interposition entre les portées primaire

et secondaire d'un revêtement anti-friction (31, 33, 61).

2- Poulie selon la revendication 1, caractérisée en ce

que le revêtement est lié à la portée primaire.

3- Poulie selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que le second (15, 45) des flasques est fixe, et que le revêtement anti-friction est une collerette

(31, 61.) rapportée au flasque mobile (21, 51).

4- Poulie selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,

caractérisée en ce que les portées primaire et secondaire sont ménagées sur des portions tronconiques (32, 15a) de chacun

des flasques, ayant même conicité.

- Poulie selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,

dans laquelle le flasque mobile (21, 51) comporte une douille (22, 52) montée coulissante sur le moyeu (11), caractérisée en ce que la portée primaire est ménagée sur une tranche (22a,

52a) de ladite douille.

6- Poulie selon la revendication 5, dans laquelle ladite

douille (22, 52) est munie intérieurement de coussinets anti-

friction (30, 30', 60, 60'), caractérisée en ce que ledit revêtement (31, 61) est solidaire de l'un de ces coussinets

(30, 60).

7- Poulie selon la revendication 6, dans laquelle ladite douille (22, 52) est munie intérieurement au voisinage de ses bords de deux coussinets-(30, 30', 60, 60'), caractérisée en

ce que chacun des coussinets est muni d'une collerette en ma-

tériau anti-friction.

8- Poulie selon l'une quelconque des revendications 5 à

7, caractérisée en ce que la portée secondaire (65a) est

ménagée sur un organe de butée élastique (65) appuyé axiale-

ment contre le second (45) des flasques, qui est fixe.

9- Poulie selon l'une quelconque des revendications 1 à

8, caractérisée en ce que le revêtement est constitué par une tresse de bronze rapportée au flasque mobile recouverte de polytétrafluoréthylène.

- Poulie selon l'une quelconque des revendications 1 à

8, caractérisée en ce que le revêtement (31) est constitué

d'un support métallique (32) rapporté au flasque mobile, re-

couvert successivement par une couche (33) de bronze en bille,

et une couche (34) de polytétrafluoréthylène.

11- Poulie selon l'une quelconque des revendications 1 à

8, caractérisée en ce que le revetement est obtenu par pulvé-

risation.