FR2565657A1 - Poulie de transmission synchrone, destinee a cooperer avec une courroie crantee en matiere polymere, et transmission ainsi obtenue - Google Patents

Abstract

L'INVENTION SE RAPPORTE AUX TRANSMISSIONS A COURROIES CRANTEES. LA POULIE PRESENTE DES CREUX DE DENTURE 2 DONT LES FLANCS 5, 6 ONT UN PROFIL EN ARC DE PARABOLE, LES EXTREMITES DU FOND 7 COINCIDANT AVEC LES SOMMETS 8, 9 DESDITS PROFILS EN ARC DE PARABOLE. LA LONGUEUR DU FOND 7 EST COMPARABLE A CELLE DES PROFILS EN ARCS DE PARABOLES 5, 6. LES CREUX DE DENTURE ONT DE PREFERENCE UNE FORME ENGENDREE PAR UN GENERATEUR DONT LA PRIMITIVE DE ROULEMENT EST TANGENTE A LA CIRCONFERENCE EXTERIEURE DE LA POULIE. PRINCIPALES APPLICATIONS: TRANSMISSIONS A COURROIES CRANTEES DANS LESQUELLES LA DURABILITE ET L'ABSENCE DE SAUT DE DENT SONT PARTICULIEREMENT IMPORTANTES, NOTAMMENT POUR LA DISTRIBUTION DANS LES MOTEURS D'AUTOMOBILES.

Description

La présente invention concerne une poulie pour transmission synchrone

utilisant une courroie crantée en

matière polymère et elle concerne également la transmis-

sion qui comprend cette poulie.

Ainsi qu'il est bien connu, les problèmes fonda- mentaux que l'on a à résoudre dans la transmission du mouvement entre courroies crantées et poulies sont au

nombre de deux.

Le premier de ces problèmes consiste à assurer un engagement correct de la dent de la courroie dans le

creux de denture correspondant de la poulie dans la pha-

se d'entrée aussi bien que le dégagement correct de cet-

te dent de ce creux dans la phase de sortie.

Le deuxième problème consiste à éviter ce qu'on appelle le saut de dent, incident dans lequel une dent

de la courroie s'échappe du creux de denture de la pou-

lie dans lequel cette dent est normalement entièrement

engagée pour la transmission synchrone du mouvement.

Le premier problème est relatif aux phases qui

se présentent respectivement avant et après l'engrène-

ment complet entre les dents de la courroie et celles de la poulie et la solution à trouver est donc limitée à un

temps que l'on peut qualifier de transitoire comparative-

ment au temps d'engrènement proprement dit.

Dans les phases transitoires précitées, les for-

ces qui s'échangent entre la courroie et la poulie sont pratiquement des forces de frottement qui ne sont pas utiles pour la transmission du mouvement et qui exercent par leur nature une influence négative sur la vie de la courroie ainsi que sur la perfection de la transmission

du mouvement.

En effet, avec le temps, les forces de frotte-

ment déterminent une usure de la courroie, qui est faite

d'une matière élastomère, ce qui a pour conséquence d'ex-

poser la surface la plus extérieure de la courroie à la

pénétration de substances agressives telles que les pous-

sières, les substances polluantes mélangées à des traces

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d'huile, et diverses impuretés qui sont très indésira-

bles en ce sens que, non seulement, elles amorcent ou ac-

centuent la détérioration du corps de la courroie mais

que, en outre, elles peuvent altérer le profil préalable-

ment choisi pour l'engrènement, en donnant ainsi naissan- ce à des jeux, et à des bruits qui en résultent, entre le profil de la dent de la courroie ainsi altéré et le

profil du creux de denture de la poulie qui reste inalté-

ré. Le deuxième problème à résoudre est relatif à la phase utile à la transmission du mouvement et il intéresse un temps notablement plus long que celui qui correspond à l'entrée de la dent de la courroie dans le creux de denture de la poulie et à sa sortie de ce

creux; en effet, la dent de la courroie est et reste en-

tièrement engagée dans le creux de denture de la poulie sur tout l'arc d'embrassement de la courroie autour de

la poulie.

Pendant l'ensemble de la phase d'engrènement, le saut de dent de la courroie peut se produire pour

deux raisons principales.

La première raison est liée à la courbure des poulies de la transmission autour desquelles la courroie s'enroule, en particulier lorsqu'on adopte des rapports

de transmission relativement grands; dans ce cas, pen-

dant l'enroulement autour de la poulie, la courroie, qui renferme intérieurement une armature rigide, pourrait tendre à ne pas suivre la courbure imposée par la poulie

de petit diamètre.

La deuxième raison est liée au nombre des dents, qui est plus petit sur l'une des poulies que sur l'autre, et qui a pour effet de réaliser un rapport de

transmission déterminé.

Ainsi qu'il est facile de le comprendre, plus petit est le nombre des dents de la poulie qui doivent supporter la charge totale à transmettre ou recevoir,

plus grand est l'éventuel risque de saut de dent.

3 2565657

Le problème du saut de dent est encore plus ac-

centué dans la technique actuelle, dans laquelle on tend de plus en plus à adopter un nombre de dents très réduit sur l'une des deux poulies de la transmission, en même temps qu'on s'oriente vers des puissances à transmettre

de plus en plus élevées.

Il est donc facile de comprendre que la techni-

que actuelle requiert des solutions dans lesquelles le saut de dent représente un incident absolument exclu

dans les utilisations pratiques des transmissions syn-

chrones. En effet, il est évident que les inconvénients dus aux phases transitoires, c'est-à-dire celles qui sont relatives à l'engagement des dents de la courroie dans les creux de denture des poulies et au dégagement

de ces dents par rapport aux creux de denture, pour-

raient encore être tolérés, en raison du fait que l'usu-

re des dents des courroies est lente et que, dans un cer-

tain sens, on peut éliminer ce phénomène en-remplaçant

la courroie usée au cours de l'une des périodes d'entre-

tien à prévoir.

Au contraire, le saut de dent constitue un in-

convénient subit et imprévu et il peut avoir des consé-

quences négatives et irrémédiables dans une transmission

synchrone.

Le but de la présente invention est donc de per-

fectionner les pouiies actuelles et la transmission du mouvement entre courroies crantées et poulies de manière à résoudre simultanément les problèmes liés aux phases d'engagement des dents de la courroie dans les creux de denture des poulies et de dégagement de ces dents de ces creux, et surtout les problèmes liés au saut de dent de

la courroie par rapport au creux de denture de la pou-

lie, le tout devant être obtenu en améliorant dans toute

la mesure possible le silence de la transmission dans la-

quelle est incorporée la poulie selon l'invention.

La présente invention a pour objet une poulie

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appropriée pour transmettre le mouvement en combinaison avec une courroie crantée Elexible en matière polymère, qui comprend une pluralité de creux de denture alternant avec des dents, caractérisée en ce que chaque creux de denture comprend deux flancs possédant un profil en arc de parabole et un fond dont les extrémités coincident

avec les sommets des profils en arc de parabole, la lon-

gueur dudit fond étant sensiblement comparable à la lon-

gueur du profil en arc de parabole de chacun des flancs

dudit creux denture.

Chaque profil en arc de parabole est de préfé-

rence défini par la courbe

Y = KX2

K étant compris entre 0,09 et 25,83, selon les varia-

tions des dimensions du profil.

Les figures du dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces dessins, la figure 1 représente en coupe transversale un creux de denture de la poulie selon l'invention; la figure la montre l'un des flancs du creux de denture de la figure 1; la figure 2 montre en coupe le creux de denture d'une poulie selon l'invention, comparativement à des poulies selon la technique antérieure; la figure 3 montre la répartition des efforts

entre la dent de la courroie et la poulie correspondan-

te, pour le cas de la poulie selon l'invention et celui de la poulie de la technique antérieure;

la figure 4 montre en coupe transversale l'allé-

gement de la poulie selon l'invention comparativement

aux poulies de la technique antérieure, à égalité de di-

mensions géométriques; la figure 5 montre le générateur des creux de denture d'une poulie et la poulie correspondante; la figure 6 montre les creux de denture de deux poulies de différents diamètres, l'une de grand diamètre

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et l'autre de petit diamètre, tels qu'ils sont engendrés dans la technique antérieure;

la figure 7 représente une transmission à cour-

roies et poulies de petit diamètre avec le creux de den-

ture engendré selon la technique antérieure; la figure 8 montre une comparaison entre les creux de denture de deux poulies de petit diamètre dont

les profils sont engendrés respectivement selon la tech-

nique antérieure et selon l'invention; la figure 9 montre une comparaison entre les

creux de denture de deux poulies dont la forme est déter-

minée en maintenant la primitive de roulement du généra-

teur tangente à la circonférence extérieure des poulies;

la figure 10 montre la transmission du mouve-

ment entre une courroie et une poulie dont les creux de

denture ont des profils engendrés selon l'invention.

Sur la figure 1, on a représenté en 1 une par-

tie d'une poulie métallique ou en matière plastique rigi-

de équivalente à un métal, du type approprié pour être utilisé dans une transmission synchrone du mouvement qui

comprend une courroie crantée faite d'une matière polymè-

re, en particulier d'une matière élastomère munie d'in-

sertions de renforcement longitudinales.

La poulie comprend une pluralité de creux de denture 2 dont chacun est tel que celui représenté sur la figure 1 et qui alternent avec des dents 3 délimitées à leur extrémité supérieure par la circonférence la plus

extérieure 4 de la poulie.

Le creux de denture 2 comprend deux flancs 5, 6 et un fond 7. Plus précisément, le creux 2 comprend deux flancs possédant un profil en arc de parabole et un fond dont les extrémités 8, 9 coïncident avec les sommets des arcs de paraboles, tracés par référence à un système d'axes cartésiens X, Y.

Dans l'exemple de la figure 1, le fond 7 est dé-

fini par un segment curviligne dont la courbure est sen-

siblement proche de celle d'un segment rectiligne de lon-

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gueur D. En variante, le fond 7 peut présenter une allu-

re qui s'écarte de celle de la figure 1, en ce sens qu'il comprend une convexité dirigée vers l'extérieur ou encore une courbure opposée, ou encore, selon une autre forme de réalisation, une allure rectiligne alternant

avec des segments curvilignes pour déterminer des sail-

lies, protubérances et analogues, c'est-à-dire des élé-

ments capables de déterminer une interférence avec le

sommet de la dent de la courroie si on le désire.

Dans toutes les solutions citées, le fond 7 pos-

sède la caractéristique fondamentale de présenter une conformation définie par une longueur comparable à la

longueur de chaque profil en arc de parabole 5 ou 6.

Ici et dans la suite, on entend indiquer par le terme de "comparable" le fait que la distance D entre les extrémités 8, 9, c'est-à-dire entre les sommets des deux arcs de paraboles, ést égale ou même supérieure à % de la longueur de chaque arc de parabole, mesurée entre les sommets 8, 9 et les points radialement les

plus extérieurs 10, 11 des arcs de paraboles.

Les points radialement les plus extérieurs 10,

11 sont ceux qui sont déterminés par la condition de tan-

gence avec la circonférence de rayon r qui définit les

dents 3 de la poulie.

Selon une caractéristique préférée, dans toutes

les solutions dans lesquelles l'invention peut être réa-

lisée, le profil en arc de parabole des flancs 5 et 6 est déterminé par la formule:

Y = KX2

o, en se reportant à la figure la, Y est l'axe qui pas-

se par le centre de la poulie et par le point 8 de la fi-

gure 1; X est l'axe perpendiculaire à Y et qui passe

par le même point 8.

Le coefficient K est donné par la formule K= tg2 (90 -_ 4 Yo et

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Yo = H - r (1- sin f3) dans laquelle, en se référant à la figure la: H = hauteur totale (mm)

3 = angle formé par la tangente t, commune à la para-

bole et au cercle de raccordement, avec l'axe Y r = rayon du cercle de raccordement (mm) Yo = ordonnée du point de tangence entre la parabole

et le cercle de raccordement.

Les valeurs des paramètres géométriques préci-

tés revêtent une grande importance dans la présente solu-

tion, en ce sens que c'est de ces valeurs que dépendent

la forme du profilé du creux de denture, et les résul-

tats obtenus.

On obtient des exemples particuliers de réalisa-

tion de l'invention en imposant les limites suivantes aux paramètres mentionnés plus haut: H = 0,7 à 15 (mm)

= 8 à 25

H = 2,87 à 5

r Yo > 0,7 H K varie de 0,09 à 25,83 pour des creux de denture ayant

des hauteurs de 0,7 à 15 mm.

Les caractéristiques géométriques des profils latéraux 5, 6 et du fond 7 sont particulièrement bien

adaptées pour définir des creux de denture dans des pou-

lies qui présentent un très petit nombre de dents, jus-

qu'à des valeurs de 10 dents.

Selon une caractéristique encore préférable, le rapport entre la largeur L et la profondeur H du creux de denture est compris entre 1,3 et 3 o: La largeur L est mesurée entre les points 12 et 13, parallèlement au fond de la poulie; les points 12

et 13 sont déterminés par l'intersection des deux tangen-

tes t avec la ligne circonférentielle 4.

La profondeur H est mesurée dans la direction radiale entre les pcints 14, 15 situés respectivement au

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centre du fond 7 et sur la ligne circonférentielle 4 la

plus extérieure de la poulie.

La réalisation de la figure 1 peut correspondre à une poulie ayant un nombre de dents Z = 38 et un rayon R qui est par conséquent déterminé par: R = P x 38: 2

o P représente le pas mesuré entre deux creux de dentu-

re contigus de la poulie.

La poulie 1 fait partie d'une transmission de mouvement qui comprend dans son ensemble au moins deux

poulies, respectivement menante et menée, et une cour-

roie crantée formée par un corps en matière polymère, plus particulièrement en matière élastomère, renforcé par des renforts longitudinaux, en particulier en fibre

de verre, et par des dents qui font saillie en porte-à-

faux et sont revêtues de tissu ou ne le sont pas.

Dans cette transmission, l'une des deux poulies peut être réalisée conformément à ce qui est représenté

sur la figure 1.

La deuxième poulie de la transmission pourrait être réalisée avec des caractéristiques différentes de celles de la première poulie; par exemple, les profils latéraux de l'une des deux poulies pourraient avoir des

segments rectilignes, avec des creux de denture sensible-

ment en trapèze.

En d'autres termes, les caractéristiques de la

poulie de la figure 1 sont de nature à permettre d'utili-

ser cette poulie dans une transmission primitivement pré-

vue pour travailler avec une courroie donnée et qui com-

prend une poulie possédant avec un profil correspondant

à cette courroie et différent de celui selon l'inven-

tion.

La poulie selon l'invention possède en particu-

lier comme caractéristique des profils engendrés en fai-

sant rouler la primitive de taille du générateur sur la

circonférence extérieure de la poulie, ainsi qu'on l'ex-

plique en détail dans la suite.

9 2565657

La courroie associée à la poulie selon l'inven-

tion pourrait être revêtue d'un tissu autolubrifiant dis-

posé sur les dents et sur les creux de denture, comme dé-

crit dans le brevet de la R.F.A. 20 16 830.3. En varian-

te, la courroie pourrait être revêtue d'un double tissu,

comme décrit dans le brevet de la R.F.A. 23 63 685.3.

Le profil des dents de la courroie qui fait par-

tie de la transmission pourrait être, par exemple, celui qui est décrit dans le brevet US 4 371 363 ou, encore, la courroie pourrait avoir des dents à profil en trapèze ou, selon d'autres solutions, des dents présentant un renforcement central, comme décrit dans la demande de

brevet italien n 19 872 A/82.

En outre, le profil de la dent de la courroie pourrait être conjugué ou non conjugué de celui du creux

de denture de la poulie correspondante.

Les transmissions de mouvement comprenant des courroies crantées d'un pas de 9,525 mm, d'une largeur de 15 mm et d'un développement de 800 à 1 900 mm se sont révélées particulièrement bien appropriées pour la mise

en oeuvre des principes de l'invention.

Ces courroies sont associées à des poulies (pos-

sédant des creux de denture sensiblement tels que celui représenté sur la figure 1) qui présentent un rapport de transmission de 1: 2. En particulier, les courroies et les poulies sont appropriées pour être utilisées pour la distribution dans les moteurs, application qui comprend des poulies ayant un rapport de transmission de 1: 2 et, plus spécialement, une première poulie de 21 dents

et une deuxième poulie de 42 dents.

Selon un autre exemple de réalisation, la trans-

mission selon l'invention comprend des courroies cran-

tées possédant un profil de dent selon le brevet US 4 371 363 et deux poulies qui comprennent respectivement

16 dents pour la poulie menante et 32 dents pour la pou-

lie menée.

L'invention atteint tous les buts visés. L'ab-

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sence ou, du moins, la notable diminution du risque de saut-de dent dans une transmission comportant une poulie selon l'invention semble dGe à la présence simultanée

d'un fond du creux de denture possédant une longueur com-

parable à celle des flancs de ce creux et d'une conforma- tion des flancs en arc de parabole, avec les sommets de

paraboles placés aux extrémités du fond du creux de den-

ture. En particulier, il peut être particulièrement im-

portant pour la réduction du risque de phénomène du saut de dent d'utiliser des flancs dont la courbe répond à la formule:

Y = KX2

o K est compris entre 0,09 et 25,83.

Les caractéristiques de la poulie selon l'in-

vention sont illustrées de façon plus évidente par la figure 2, à propos de poulies qui existent dans la

technique connue et qui comprennent, à égalité de dimen-

sions géométriques du creux de denture, c'est-à-dire à égalité de profondeur H et de largeur L, soit des creux trapézoïdaux, soit des creux possédant deux flancs en arc de cercle 17, 18 dont les centres 01 et 02 sont situés à la même distance de l'axe de symétrie KK et un fond de creux de denture possédant un petit segment rectiligne.

Les excellents résultats atteints sont plus fa-

ciles à comprendre en regard de la figure 3, sur laquel-

le on a illustré les efforts qui se manifestent entre

une dent de la courroie et le creux de denture correspon-

dant de la poulie lorsque la dent de la courroie se trou-

ve entièrement à l'intérieur de ce creux et y reste sur

tout l'arc de contact entre la courroie et la poulie.

Sur la figure 3, les efforts sont représentés, d'une part, pour la transmission qui comprend une poulie selon l'invention et, d'autre part, pour la transmission

comprenant la poulie connue représentée sur la figure 2.

La partie relative aux efforts selon l'inven-

tion est indiquée en traits interrompus sur la figure 11i 2565657 3. Pour la transmission du mouvement entre la dent de la courroie et le creux de denture de la poulie, on a omis de dessiner le profil particulier de la dent de la courroie parce que le raisonnement exposé ici est indé- pendant du fait que les profils soient conjugués ou ne le soient pas. En effet, pour transmettre le mouvement dans la phase considérée, c'est-à- dire pendant la phase de pénétration complète de la dent de la courroie dans

le creux de denture et en, raison de la constitution par-

ticulière de la dent de la courroie faite d'une matière

élastomère, l'un des flancs de la dent s'applique prati-

quement par toute sa surface sur le profil du flanc du

creux correspondant.

* Dans la représentation particulière de la figu-

re 3, on prend pour hypothèse que la poussée P utile pour la transmission du mouvement entre la courroie et la poulie peut être décomposée pour la dent et le creux du dessin en un grand nombre de petites poussées Fp de

même valeur, auxquelles correspondent, selon la composi-

tion des forces représentée sur le dessin, des poussées

verticales Fn.

Les poussées verticales Fn tendent à se tradui-

re par un glissement entre profil de dent et profil de

creux de denture mais, ainsi que ceci est clairement in-

diqué sur le dessin, les composantes verticales Fn rela-

tives à la poulie dont le creux est limité par des flancs en arc de parabole sont nettement inférieures aux poussées verticales Fn relatives à la poulie possédant

des flancs en arc de cercle.

D'après le schéma donné à titre d'exemple sur la figure 3, on peut estimer que, dans la poulie selon

l'invention, les poussées verticales Fn peuvent attein-

dre des valeurs d'environ 60 % des poussées verticales

qu'on observe dans la poulie de la technique antérieu-

re; ceci implique évidemment de plus faibles condi-

tions d'usure de la matière de la courroie crantée et,

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en particulier, une nette amélioration constituée par l'élimination du phénomène du saut de dent entre la dent

de la courroie et le creux de denture de la poulie.

La suppression du phénomène du saut de dent est une caractéristique avatageuse lesur toutes poulies se-

lon l'invention, qui possèdent diverses valeurs de diamè-

tre primitif maximum, mais elle est encore plus apprécia-

ble lorsqu'on adopte la même dimension pour l'arc de pa-

rabole que pour la distance entre les sommets des arcs de paraboles dans des poulies présentant une plus forte courbure, c'est-à-dire dans lesquelles le nombre des

dents en prise est petit et o, par conséquent, le ris-

que de saut d'une dent est plus grand.

L'adoption du même creux de denture, c'est-à-

dire d'un creux de denture possédant les mêmes dimen-

sions en largeur maximum et en profondeur maximum quel que soit le diamètre primitif des poulies d'une même transmission, se traduit encore par un autre avantage, en ce sens que le contact entre dent de poulie et dent de courroie restant inaltéré dans les poulies possédant un petit nombre de dents, on obtient une grande surface

d'appui, en particulier avec de faibles pressions spéci-

fiques. Cette dernière caractéristique est utile pour le durée de vie des courroies en ce sens que, grâce à la

présence d'une faible pression spécifique dans les pou-

lies de petit diamètre d'une même transmission, les maté-

riaux formant la courroie crantée subissent-une plus fai-

ble usure.

Le fait d'avoir espacé les sommets des deux axes de parabole d'une grande distance par rapport à l'axe de symétrie centrale KK (figure 1) présente encore de l'importance sous l'aspect du phénomène du saut de dent. En effet, la solution précitée pour la poulie selon l'invention permet l'engrènement avec une -dent de

courroie possédant une plus grande épaisseur dans la par-

1 jZ oD2565657 tie la plus extrême, comparativement à la poulie de la technique antérieure qui est représentée sur la figure 2

et possède des arcs 17, 18.

Cette considération est encore plus évidente sur la représentation de la figure 4 sur laquelle on a indiqué en A en hachures obliques la diminution de la surface de métal d'une poulie possédant un profil en arc de parabole, comparativement à la poulie possédant un profil en arc de cercle, à égalité de profondeur maximum et de largeur maximum du creux de denture dans la partie

supérieure ou d'entrée.

Lorsque la dent de la courroie se trouve entiè-

rement à l'intérieur du creux de denture, ce fait permet à une plus grande quantité de matière élastomère de se déformer dans la partie la plus flexible de la dent de la courroie, en engendrant une plus grande résistance à la poussée qui tendrait à les faire glisser et, ensuite,

s'échapper des dents de la poulie.

Tout ceci est analogue, bien qu'avec les ap-

proximations appropriées, à ce qu'on peut observer, par exemple, dans un pneumatique plus dégonflé qu'un autre,

c'est-à-dire dans un pneumatique qui, étant plus dégon-

flé et possédant une surface d'empreinte plus étendue que l'autre, tendrait à moins glisser en freinage parce que cette action implique dans la déformation une plus

grande quantité de matière élastomère.

En pratique, dans cette solution, en présence de poussées très intenses, la dent de la courroie tend progressivement à comprimer plusieurs couches de matière

élastomère avant de sortir du creux de denture de la pou-

lie et de réaliser le phénomène dit de saut de dent.

Les résultats obtenus sont également surpre-

nants. En effet, on pouvait tirer du brevet US 3 656 091 le principe consistant à réduire la quantité de matière présente dans une dent de la courroie comparativement à une dent en trapèze. Sous cet aspect, la demanderesse a opté pour la voie opposée et, au lieu de diminuer ou

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d'enlever de la matière sur la partie élastomère des courroies traditionnelles, elle a réduit l'épaisseur de

la dent de la poulie, comme on l'a indiqué schématique-

ment sur la figure 4 par des hachures obliques, c'est-à-

dire qu'elle a retiré de la matière de la poulie compara-

tivement à l'état de la technique. Ayant retiré de la ma-

tière sur la poulie, on obtient encore un autre résul-

tat, qui consiste dans une réduction des masses pesantes mises en jeu, avec réduction consécutive des vibrations

et des bruits.

L'avantage obtenu est évident lorsqu'on considè-

re la figure 4. En effet, il ressort clairement de cette figure que la réduction de masse pour au moins l'une des

deux poulies est considérable, cette réduction étant re-

présentée par la formule suivante: 2x A x 1 x n o 1 est la dimension perpendiculaire au plan du dessin relative à la largeur de la poulie;

n =nombre des creux de denture.

Le résultat obtenu par ce moyen est synthétisé dans la formule précitée et il doit être étendu à la transmission à deux poulies, menante et menée, avec

réduction correspondante des masses pesantes en mouve-

ment, qui sont généralement constituées par des poulies

métalliques.

Les caractéristiques fondamentales de la poulie

selon l'invention contribuent en outre à améliorer consi-

dérablement les phases transitoires de séparation des dents de la courroie par rapport aux creux de denture de

la poulie.

Ce résultat est obtenu en recourant à des trans-

missions qui comprennent au moins une poulie selon l'in-

vention et des courroies possédant un profil de dent de forme variable, par exemple en forme de trapèze, en arc de cercle, ou un profil de dent caractérisé par des

flancs en arc de parabole et muni ou démuni d'un renfor-

cement au sommet de la dent.

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En effet, dans les transmissions précitées, la -

conformation caractéristique des flancs en arc de parabo-

le de la poulie selon l'invention et la distance entre les sommets des deux paraboles permet avantageusement d'obtenir une phase d'engrènement progressif et graduel

entre la dent de la courroie et le creux de denture cor-respondant de la poulie.

La situation d'engrènement favorable est assu-

rée par la conformation particulière du flanc de la pou-

lie, conformation caractérisée par des premiers segments

infinitésimaux quasi rectilignes, c'est-à-dire qui possè-

dent une très faible courbure, et des segments suivants

possédant une courbure en accroissement constant jus-

qu'au point extrême du fond du creux de denture, selon

une courbe spécifique déterminée par la valeur du paramè-

tre K.

I1 en résulte que, justement grâce à la progres-

sivité de la courbure du flanc du creux de denture, la dent de la courroie est guidée et contrainte, dans la phase d'engrènement, à établir un contact qui ne peut être autre que graduel, avec une déformation voulue et

prédéterminée de la partie élastomère de la dent.

En d'autres termes, avec les caractéristiques de l'invention, la phase d'engrènement est guidée, quel que soit le profil de la dent de la courroie, avec des déformations de la dent de la courroie qui sont imposées par la forme du flanc du creux de denture de la poulie, le tout de manière à obtenir un contrôle continu de la

phase d'engrènement, tout en maintenant toujours les dé-

formations et les frottements inévitables consécutifs et

les usures correspondantes, à des valeurs extrêmement ré-

duites grâce à la courbure graduelle précitée du flanc

du creux de denture.

Un autre aspect avatageux de l'invention est constitué par un creux de denture possédant des flancs paraboliques, ainsi qu'on l'a décrit précédemment, et qui sont engendrés par un générateur 20 dont le profil de taille 21 est tangent à la circonférence extérieure

22 de la poulie.

Pour éclairer cet aspect particulier de l'inven-

tion, on se reportera à la représentation schématique de la figure 5, sur laquelle on a indiqué que, dans la tech- nique antérieure, le générateur 20 engendre le profil du creux de denture de la poulie d'une façon entièrement différente de celle qui a été décrite précédemment, c'est-àdire qu'ici la primitive 23 du générateur est

tangente à la primitive de la poulie, avec une circonfé-

rence de diamètre 1, et roule sur celle-ci.

Dans cette représentation, ainsi qu'on le remar-

quera, la primitive du générateur possède une cote a sur la ligne qui délimite la racine des dents du générateur et une cote qui est elle aussi égale à a, à partir de la circonférence extérieure de la poulie de diamètre 1,

dont il s'agit de former les creux de denture.

Si l'on appelle P le pas du générateur et z le nombre des creux de denture sur des dents à former la poulie, la situation est définie par la formule: P = (91 + 2a) z On a constaté que, dans la technique connue, les profils des creux de denture de la poulie varient

avec le diamètre de roulement.

Cette circonstance donne lieu à des aspects né-

gatifs lorsqu'on a à engendrer des profils de creux de

denture sur des poulies de diamètres de plus en plus pe-

tits, par exemple, sur des poulies possédant dix dents,

un pas de 3 mm ou de 20 mm et, par conséquent, un diamè-

tre de 9,55 mm ou de 64 mm respectivement.

Ceci ressort de façon évidente des formes plu-

tôt anguleuses et de la variation de l'inclinaison des flancs des creux de denture lorsqu'on passe d'une grande

poulie 25 à une petite poulie 26, ainsi que ceci est ré-

sumé schématiquement sur la figure 6.

Il est évident que, dans les poulies de petit 1 7

diamètre, la présence des arêtes accentuées au raccorde-

ment 27 et l'inclinaison des flancs ont pour effet que

ces flancs s'écartent des flancs des dents de la cour-

roie, en engendrant ainsi à la fois une concentration de contraintes excessive à la racine de la dent de la cour- roie, comme ceci est illustré sur la figure 7 par les flèches F1, et une réduction de la surface de l'aire de

contact entre courroie et poulie.

Ces deux effets sont la cause fondamentale de la faible durée et de la faible résistance au saut de dent qu'on observe dans les transmissions comportant des

poulies de petit diamètre.

En effet, l'arête produit une rapide usure de la surface de la courroie pendant l'engrènement et, même

lorsque la courroie est engrenée, il en résulte que l'ef-

fort exercé à la racine de la dent est trop concentré, ce qui provoque l'apparition des criques de fatigue bien connues.

Il ressort en outre de façon évidente de la re-

présentation de la figure 7 qu'en raison de la faible surface de contact entre les courroies et les poulies,

le phénomène de saut de dent précité risque de se produi-

re.

Contrairement à ce qu'affirme la technique con-

nue, la demanderesse a trouvé qu'il est possible d'élimi-

ner les inconvénients précités en adoptant des profils de creux de denture de poulies qui sont engendrés par le roulement sans glissement de la primitive de taille 21 du générateur sur la circonférence extérieure 22 de la

poulie (figure 5), c'est-à-dire en annulant la cote a.

Une explication possible des avantages obtenus avec les profils engendrés de la façon décrite ressort de l'observation selon laquelle, en amenant la primitive de roulement du générateur à une position tangente à la circonférence extérieure de la poulie, on obtient, pour tous les points des profils engendrés dans le roulement, un rapprochement de ces points par rapport aux centres

de cotation instantanés.

En d'autres termes, selon la solution de la pré-

sente invention, les points des profils des creux de den-

ture ont des rayons plus petits que ceux selon les solu-

tions connues et on obtient donc une courbure plus gra- duelle et plus accentuée dans les segments curvilignes

des creux de denture, le tout évidemment avec pour résul-

tat d'éliminer ou même d'atténuer la formation d'arêtes

27 sur le creux de denture représenté sur la figure 6.

On peut donc affirmer que, non seulement les poulies selon l'invention possèdent des profils de creux de denture en arc de parabole adaptés aux phases transitoires d'engrènement et de dégagement par rapport à des dents de profil quelconque d'une courroie mais

qu'en outre, ces profils engendrés avec une cote a sensi-

blement nulle restent conservés sur les poulies de petit

diamètre, en particulier dans les zones de raccorde-

ment.

Pour compléter la description, on a encore re-

présenté schématiquement cette situation sur la figure 8 dans le cas de deux poulies de petit diamètre, 28, 29 respectivement, dont la première possède des creux de

denture engendrés avec une cote a égale à zéro et la se-

conde avec une cote a supérieure à zéro et, également

sur la figure 9, sur laquelle on a fait ressortir l'ab-

sence d'arête dans le raccordement supérieur d'un creux

de denture dans la réalisation d'un profil en arc de pa-

rabole lorsque la cote a est nulle et lorsqu'on passe d'une poulie 30 de grand diamètre à une poulie 31 de

plus petit diamètre.

La situation optimale atteinte grâce à l'inven-

tion, en particulier relative à la grande zone de con-

tact entre courroie et poulie,est encore illustrée sché-

matiquement par la référence 32 sur la figure 10.

Il va de soi que des modifications et variantes pourront être apportées par l'homme de l'art au mode de

réalisation qui vient d'être décrit, notamment par subs-

titution des moyens techniques équivalents, sans pour ce-

là sortir du domaine de l'invention.

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Claims (11)

R E V E N D I C A T I O N S

1 - Poulie destinée à la transmission du mouve-

ment en combinaison avec une courroie crantée flexible en matière polymère, qui comprend une pluralité de creux de denture alternant avec des dents, caractérisée en ce que chaque creux de denture (2) comprend deux flancs (5, 6) présentant un profil en arc de parabole et un fond (7) dont les extrémité coincident avec les sommets (8, 9) des profils en arc de parabole, la longueur du fond étant sensiblement comparable à la longueur de chaque

profil en arc de parabole des flancs de ce creux de den-

ture.

2 - Poulie selon la revendication 1, caractéri-

sée en ce que chacun des profils en arc de parabole est défini par la courbe:

Y = KX2

o K est compris entre 0,09 et 25,83.

3 - Poulie selon la revendication 1, caractéri-

sée en ce que le fond (7) du creux de denture est sensi-

blement plat.

4 - Poulie selon la revendication 1, caractéri-

sée en ce que le profil dudit creux de denture (2) est

obtenu en plaçant la primitive de roulement (21) du géné-

rateur tangente à la circonférence extérieure (22) de la poulie.

5 - Poulie selon la revendication 1, caractéri-

sée en ce que le rapport de la longueur du fond (7) à la longueur de chaque profil en arc de parabole (5, 6) du creux de denture (2) est égal ou au maximum supérieur à 0,65.

6 - Poulie selon la revendication 1, caractéri-

sée en ce que les tangentes des deux points les plus ra-

dialement extérieurs des profils en arc de parabole (5, 6) Eorment avec les rayons (Y) de la poulie qui passent

par les deux points de raccordement (8, 9) entre la para-

bole et le fond (7) du creux de denture, un angle (/)

compris entre 8 et 250.

7 - Poulie selon la revendication 6, caractéri-

sée en ce que le rapport de la largeur (L) du creux de

denture à la profondeur (H) de ce creux est compris en-

tre 1,3 et 3.

8 - Transmission synchrone comprenant une cour-

roie crantée en matière polymère et au moins deux pou-

lies, respectivement menante et menée, ladite courroie comprenant des dents alternant avec des creux de denture pour l'engrènement avec les creux de denture et dents correspondants desdites poulies, ladite transmission étant caractérisée en ce qu'au moins dans l'une desdites

poulies, chaque creux de denture (2) comprend deux pro-

fils latéraux (5, 6) possédant des rayons de courbure

progressivement variables, formés par deux arcs de para-

boles dont les sommets (8, 9) sont disposés sur une li-

gne (7) qui forme le fond du creux de denture, la lon-

gueur de ce fond (7) étant sensiblement comparable à la longueur de chacun desdits profils en arc de parabole (5, 6), la courbe de chaque arc de parabole répondant à la formule:

Y = KX2

o K est compris entre 0,09 et 25,83.

9 - Transmission comprenant une courroie cran-

tée en matière polymère et au moins deux poulies selon la revendication 8, caractérisée en ce que les creux de

denture (2) de chaque poulie sont délimités par deux pro-

fils en arc de parabole (5, 6) et par ledit fond (7) dont les extrémités sont les sommets (8, 9) des deux

arcs de paraboles.

- Transmission selon l'une des revendica-

tions 8 et 9, caractérisée en ce que les creux de dentu-

re (2) des deux poulies de la transmission ont la même

forme et les mêmes dimensions.

11 - Transmission selon la revendication 8, ca-

ractérisée en ce que la profondeur (H) du creux de dentu-

re de la poulie est supérieure à la hauteur de la dent

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correspondante de la courroie.

12 - Transmission selon la revendication 8, ca-

ractérisée en ce que les profils des creux de denture (2) des deux poulies sont engendrés par un générateur dont la primitive de taille (21) roule sans glisser sur

la circonférence extérieure (22) desdites poulies.