FR2613425A1 - Dispositif d'entrainement pour un dispositif auxiliaire - Google Patents

Dispositif d'entrainement pour un dispositif auxiliaire Download PDF

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Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF D'ENTRAINEMENT POUR UN DISPOSITIF AUXILIAIRE D'UN MOTEUR. SELON L'INVENTION, IL COMPREND UN SUPPORT 12 DEVANT ETRE ENTRAINE EN ROTATION PAR UN VILEBREQUIN DU MOTEUR, DES SATELLITES 18 SUPPORTES PAR DES ARBRES 16 FORMES SUR LE SUPPORT, UN ENGRENAGE A DENTURE INTERIEURE 20 EN PRISE AVEC LES SATELLITES ET SUPPORTE ROTATIF, UN EMBRAYAGE 25 POUR METTRE L'ENGRENAGE A DENTURE INTERIEURE EN ENGAGEMENT ET LE DEGAGER D'UNE PARTIE STATIONNAIRE DU DISPOSITIF, UN MOYEN D'ENGAGEMENT 22 POUR METTRE LE SUPPORT EN ENGAGEMENT AVEC L'ENGRENAGE A DENTURE INTERIEURE LORSQU'UNE VITESSE DE ROTATION DU SUPPORT ATTEINT UNE VALEUR QUI N'EST PAS PLUS FAIBLE QU'UNE VALEUR PREDETERMINEE POUR FAIRE TOURNER L'ENGRENAGE A DENTURE INTERIEURE A LA MEME VITESSE QUE CELLE DU SUPPORT ET UN ARBRE DE SORTIE 26 AYANT UN PIGNON SOLEIL 26A EN PRISE AVEC LES SATELLITES ET SUPPORTE ROTATIF PAR LA PARTIE STATIONNAIRE DU DISPOSITIF. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A L'INDUSTRIE AUTOMOBILE.

Description

La présente invention se rapporte à un dispositif d'entraînement pour un
dispositif auxiliaire d'un moteur, tel qu'un alternateur, un compresseur d'un climatiseur ou une pompe à huile qui doit être entraiîné par le moteur, par l'intermédiaire du dispositif d'entraînement. Ces dispositifs périphériques ou auxiliaires sont usuellement entraînés seuls ou en combinaison par une puissance de sortie du moteur par l'intermédiaire de courroies 7 et 8 qui sont prévues entre une poulie 6 montée sur un vilebrequin 5 du moteur et des poulies 3 et 4 montées sur des arbres respectifs d'entrée 1 et 2 des
dispositifs auxiliaires, comme le montre la figure 6.
Comme, parmi d'autres dispositifs auxiliaires, l'alternateur peut produire une puissance de sortie qui peut être maintenue relativement constante tant que son arbre d'entrée est entra!né en rotation à une vitesse suffisamment élevée pour obtenir une puissance souhaitée de sortie, on a proposé que la poulie 3 montée sur l'arbre d'entrée de l'alternateur soit plus petite que celle montée sur le vilebrequin du moteur pour maintenir la vitesse de rotation de l'arbre d'entrée de l'alternateur suffisamment élevée tout en donnant à l'alternateur une dimension compacte. Si l'on souhaite obtenir un effet que l'on ne peut obtenir en donnant à la poulie 3 la taille la plus petite possible, la poulie 6 montée sur le vilebrequin 5 du moteur doit être plus grande pour augmenter le rapport entre les poulies et ainsi augmenter la vitesse de rotation de l'arbre
d'entrée de l'alternateur.
Cependant, dans cette dernière tentative, un autre problème se pose. En effet, afin d'utiliser un autre dispositif auxiliaire tel qu'une pompe à huile qui doit être entraÂnée par la même poulie 6 dans une plage nominale de vitesses de rotation, la poulie 4 sur son arbre d'entrée 2 doit augmenter avec l'augmentation de la
taille de la poulie 6.
La présente invention a pour objet un dispositif d'entraînement pour des dispositifs auxiliaires d'un moteur, capable de faire tourner leurs arbres d'entrée à des vitesses rapides sans que la poulie montée sur un vilebrequin du moteur doive être plus grande. Selon la présente invention, l'objectif ci-dessus est atteint par un dispositif d'entraînement pour des dispositifs auxiliaires d'un moteur comprenant un support devant être entraîné en rotation par le moteur, un certain nombre de satellites supportés par des arbres implantés dans le support, un engrenage à denture intérieure en prise avec les satellites et supporté rotatif, un moyen formant embrayage pour engager l'engrenage à denture intérieure et le dégager d'une partie stationnaire du dispositif, un moyen d'engagement pour engager le support avec l'engrenage à denture intérieure lorsqu'une vitesse de rotation du support atteint une valeur qui n'est pas plus faible qu'une valeur prédéterminée, pour faire tourner l'engrenage à denture intérieure en même temps que le support, et un arbre de sortie ayant un pignon soleil en prise avec les satellites et supporté rotatif par la partie stationnaire
du dispositif.
Selon le dispositif d'entraînement de la présente invention, lorsque le support est entraîné en rotation par le moteur avec l'engrenage à denture intérieure en engagement avec la partie stationnaire du dispositif par le moyen formant embrayage, les satellites supportés par le support se mettent en orbite, donc le pignon soleil tourne à une vitesse rapide. Comme le pignon soleil est monté fixement sur l'arbre de sortie, il est entraîné en rotation à une vitesse rapide de manière correspondante. Lorsque la vitesse de rotation du support atteint la valeur prédéterminée, le moyen formant embrayage est actionné pour dégager l'engrenage à. denture intérieure de la partie stationnaire du dispositif et simultanément, le moyen d'engagement prévu sur le support force ce dernier à venir en engagement avec l'engrenage à denture intérieure, donc ce dernier peut tourner en même temps que le support. Ainsi, le pignon soleil tourne à la
même vitesse que le support.
L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci
apparaîtront plus clairement au cours de la description
explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un dispositif d'entraînement pour des dispositifs auxiliaires d'un moteur selon un mode de réalisation de la présente invention; - la figure 2 est une vue en coupe transversale agrandie d'une partie du dispositif d'entraînement montré à la figure 1; - la figure 3 montre une liaison par courroie entre une poulie montée sur un vilebrequin du moteur et une poulie du dispositif d'entraînement montré à la figure 1; - la figure 4 est un graphique montrant la relation entre la rotation du moteur, en abscisses, et la production de puissance, en ordonnées, lorsque le dispositif auxiliaire à entraîner par le présent dispositif d'entralnement est un alternateur; - la figure'5 est une vue en coupe transversale d'un autre mode de réalisation de la présente invention; et la figure 6 montre une relation à courroie entre une poulie montée sur un vilebrequin et une poulie d'un dispositif auxiliaire dans un dispositif
conventionnel d'entraînement.
Sur la figure 1, qui montre un mode de réalisation de la présente invention en section transversale, un dispositif d'entraînement pour un dispositif auxiliaire est représenté par le chiffre de référence 10, en général. Le dispositif d'entraînement 10 comprend un alternateur en tant que dispositif auxiliaire et comprend un logement 11 et un support en forme de disque 12 agencé dans le logement 11. Le support 12 a un arbre d'entrée 13 qui fait corps avec une partie centrale de son extrémité côté gauche en relation axialement alignée avec son axe central de rotation. L'arbre d'entrée 13 est supporté rotatif par un palier 14
supporté par le logement 11 et dépasse du logement 11.
Une poulie 15 est montée fixement à une partie extrême de
l'arbre d'entrée 13.
Deux bras 16 dépassent d'une surface extrême c8té droit du support 12, sur chacun desquels est monté rotatif un satellite 18 par l'intermédiaire d'un palier 17. En dehors d'une orbite des satellites 18, un engrenage à denture intérieure 20 est supporté rotatif par un palier 19 inséré à pression dans un pourtour interne du logement 11 et est en prise avec les satellites 18. Un certain nombre de trous borgnes radiaux 21 sont formés dans le poutour externe du support 12 comme le montre la figure 2, dans chacun desquels est disposé un organe centrifuge 22. L'organe centrifuge 22 comprend une partie de base 22a sous la forme d'un disque et une partie d'engagement 22b s'étendant radialement de la partie de base 22a. L'organe centrifuge 22 est sollicité par un ressort 23 prévu entre la partie de base 22a et un épaulement du trou borgne 21 définissant une ouverture de diamètre réduit de manière que la partie d'engagement 22b de l'organe centrifuge 22 soit normalement maintenue retirée avec son extrémité libre dépassant légèrement de la surface périphérique externe du support 12. L'engrenage à denture intérieure 20 a une extension cylindrique qui couvre le pourtour externe du support 12. Des dents intérieures d'engrenage sont également formées dans une surface interne de l'extension cylindrique de l'engrenage à denture intérieure 20, avec lesquelles l'extrémité libre de la partie d'engagement 22b de l'organe centrifuge 22 peut venir en prise dans
certaines conditions.
Un organe élastique 24, sous la forme d'une coupe conique, est prévu du c8té droit de l'engrenage à denture intérieure 20, sa partie de plus petit diamètre étant en contact avec la surface c8té droit de l'engrenage à denture intérieure 20 et sa partie de plus grand diamètre étant fixée à une armature 25a sous la forme d'un anneau. L'armature en anneau 25a se trouve face à un noyau 25c en forme d'anneau ayant une section transversale généralement en forme de C et contenant une bobine de magnétisation 25b. Le noyau en anneau 25c est supporté fixement par le logement 11 avec un entrefer
entre le noyau 25c et l'armature en anneau 25a.
L'armature 25a, la bobine de magnétisation 25b et le noyau en anneau 25c constituent un moyen formant
embrayage électromagnétique 25.
Un pignon soleil 26a est prévu au centre de l'orbite des satellites 18, qui est formé d'un arbre de sortie 26 supporté à une extrémité par un palier 27 supporté dans un évidement circulaire formé dans une partie centrale de la surface c6té droit du support 12
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et, à son autre extrémité, par un palier 28 supporté par le logement 11. Dans ce mode de réalisation, l'arbre de sortie 26 est également utilisé comme arbre rotatif de l'alternateur 29 constitué d'un rotor 29a fixé solidement sur l'arbre de sortie 26 et d'un stator 29b monté sur une
paroi périphérique interne du logement 11.
En fonctionnement, la poulie 15 montée sur l'arbre d'entrée 13 du dispositif d'entraînement de la présente invention est connectée par la courroie 7 à une poulie 6 montée sur le vilebrequin du moteur comme le montre la figure 3 et est ainsi entraînée en rotation. La rotation de la poulie 15 et par conséquent de l'arbre d'entrée 13 provoque un mouvement orbital des satellites 18 supportés par les bras 16 du support 12 autour du pignon soleil 26a. Dans ce cas, l'engrenage à denture intérieure 20 est empêché de tourner parce que l'armature a est magnétiquement attirée par le noyau 25c contre l'organe formant ressort 24 et par conséquent le pignon soleil 26a est entraîné en rotation à une vitesse plus rapide que celle de l'arbre d'entrée 13. Par suite, l'arbre rotatif de l'alternateur 19 ayant le pignon soleil 26a est entraîné à la vitesse supérieure correspondante. La vitesse de rotation de. l'arbre de sortie 26 du présent dispositif d'entraînement 10 est proportionnelle au rapport d'augmentation de vitesse donné par le mécanisme à satellites. En effet, avec une augmentation de la rotation du moteur, la vitesse de
rotation de l'arbre de sortie 26 augmente proportionnel-
lement au rapport d'augmentation du mécanisme à satellites. Par conséquent, si une si haute vitesse de rotation de l'arbre de sortie 26 était transmise directement à l'arbre rotatif de l'alternateur 29 lorsque la vitesse de rotation du moteur est élevée, la vitesse de rotation du rotor 29a de l'alternateur 29 deviendrait trop élevée, provoquant des dégradations mécaniques du
rotor 29a du fait de la force centrifuge et autres.
Dans la présente invention, lorsque la vitesse de rotation du support 12 dépasse la valeur prédéterminée, les organes centrifuges 22 agencés périphériquement au support 12 sont forcés radialement vers l'extérieur par la force centrifuges, contre les forces des ressorts 23 et les extrémités libres des parties d'engagement 22b des organes centrifuges 22 sont forcées à venir en engagement avec des dents correspondantes de l'extension cylindrique de l'engrenage à denture intérieure 20, donc le support 12 se trouve couplé à l'engrenage à denture intérieure 20. En même temps, une alimentation en courant vers la bobine de magnétisation 25b de l'embrayage électromagnétique 25 est interrompue, donc l'armature 25a peut se dégager du noyau c grâce à la force de retour de l'organe formant ressort 24. Par suite, le support 12 qui tourne avec l'engrenage à denture intérieure 20 provoque une rotation du pignon soleil 26a à la même vitesse angulaire et par conséquent l'arbre de sortie 26 et l'arbre d'entrée 13
tournent à la même vitesse angulaire.
La puissance de sortie de l'alternateur 29 augmente avec l'augmentation de la vitesse de rotation et, alors, se sature avec une plus ample augmentation de la vitesse. Par conséquent, lorsque la vitesse de rotation du moteur devient supérieure, il est possible de maintenir une quantité suffisante de puissance de sortie, même si l'alternateur 29 est entratné à la même vitesse que celle de l'arbre d'entrée 13. En effet, en entraînant l'alternateur 29 par le présent dispositif d'entrafnement 18, il est possible d'obtenir une haute puissance de sortie comme le montre la ligne en trait plein A de la figure 4 car, lorsque le moteur est en condition de ralenti ou tourne à une vitesse lente, l'alternateur 29 tourne à une vitesse.supérieure. Par ailleurs, lorsque la rotation du moteur est élevée, la vitesse de rotation de l'alternateur 29 devient la même que celle de l'arbre d'entrée 13 qui est suffisamment élevée pour obtenir une puissance compatible de sortie. Cet effet peut être obtenu avec un avantage additionnel d'une structure exempte de dégradation du mécanisme comprenant le rotor 29a. Une ligne B en pointillé de la figure 4 montre une caractéristique de sortie d'alternateur lorsque l'alternateur est entraîné selon le procédé conventionnel sans utiliser le dispositif d'entraînement tel que le
présent dispositif 10.
Bien que l'alternateur soit décrit comme le dispositif auxiliaire, le présent dispositif d'entraînement peut s'appliquer à d'autres dispositifs auxiliaires comme un compresseur pour un climatiseur etc... Dans le présent dispositif d'entraînement 10, la taille de la poulie 15 montée sur l'arbre d'entrée 13 peut être la même que celle de la poulie 6 montée sur le vilebrequin du moteur, comme le montre la figure 3. Cela signifie que l'efficacité de transmission des forces d'entraînement entre les poulies 15 et 6 devient maximale parce qu'un angle de contact total entre la courroie et les poulies devient maximum et qu'une possibilité de
glissement entre elles devient minimale.
La figure 5 montre un autre mode de réalisation de la présente invention, o le présent dispositif d'entraînement est représenté par un chiffre de référence 30. Le dispositif d'entraînement 30 n'a aucun dispositif auxiliaire tel que l'alternateur 29 de la figure 1 et son arbre d'entrée 13 est connecté directement à un
vilebrequin 5 d'un moteur au moyen d'un Joint approprié.
Un arbre de sortie 26 dépasse vers l'extérieur d'un logement 11 par un palier 28 supporté par une ouverture du logement 11 et a une extrémité sur laquelle est montée une poulie 31 pour une connexion à un dispositif auxiliaire approprié. Avec une courroie prévue entre la poulie 31 du dispositif d'entratnement 30 et une poulie côté entrée du dispositif auxiliaire, ce dernier se trouve entraîné par le moteur par l'intermédiaire du dispositif d'entraînement 30 de la même manière que pour
le dispositif 10 de la figure 1.
Les autres composants du dispositif d'entraînement 30 sont sensiblement les mêmes que ceux du dispositif d'entraînement 10 et ainsi sont représentés respectivement par les mêmes chiffres de référence. Par
-conséquent, leur description détaillée est omise pour
éviter de se répéter.
Comme on l'a décrit précédemment, selon le dispositif d'entraînement de la présente invention, il est possible d'entraîner un dispositif auxiliaire à une vitesse rapide pendant qu'un moteur tourne à vitesse lente sans utiliser une grande poulie sur un vilebrequin du moteur. Par conséquent, il est possible d'utiliser une petite poulie pour effectuer la transmission de puissance. Par ailleurs, selon le présent dispositif d'entratnement, il est possible d'empêcher le dispositif auxiliaire de se trouver endommagé lorsque la rotation du moteur augmente trop, car, bien que la vitesse de
rotation du dispositif auxiliaire augmente proportionnel-
lement au rapport d'augmentation de la vitesse donné par le dispositif d'entraînement lorsque la rotation du moteur augmente, l'arbre de sortie du dispositif d'entraînement tourne à la même vitesse que celle de son arbre d'entrée lorsque la rotation du moteur dépasse une
valeur prédéterminée.
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Claims (4)

REVENDICATIONS
1. Dispositif d'entraînement pour un dispositif auxiliaire d'un moteur, caractérisé en ce qu'il comprend un support (12) devant être entraÂné en rotation par un vilebrequin (5) du moteur, un certain nombre de satellites (18) supportés par les arbres (16) formés sur ledit support, un engrenage à denture intérieure (20) en prise avec lesdits satellites et supporté rotatif, un moyen formant embrayage (25) pour engager ledit engrenage à denture intérieure avec et le dégager d'une partie stationnaire dudit dispositif, un moyen d'engagement (22) pour mettre ledit support en engagement avec ledit engrenage à denture intérieure lorsqu'une vitesse de rotation dudit support atteint une valeur qui n'est pas plus faible qu'une valeur prédéterminée pour faire tourner ledit engrenage à denture intérieure à la même vitesse que celle dudit support, et un arbre de sortie (26) ayant un pignon soleil (26a) en prise avec lesdits satellites et supporté rotatif par ladite partie
stationnaire dudit dispositif.
2. Dispositif d'entrafnement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen formant
embrayage (25) comprend un embrayage électromagnétique.
3. Dispositif d'entraînement selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen d'engagement précité comprend au moins un organe centrifuge (22) prévu dans ledit support et un ressort (23) sollicité normalement à une position de dégagement, ledit organe centrifuge étant adapté à venir en engagement avec ledit engrenage à denture intérieure contre la force de sollicitation dudit ressort lorsque la vitesse de rotation dudit support dépasse une valeur prédéterminée.
4. Dispositif d'entraînement selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit support a un arbre d'entrée (13) ayant une extrémité o est montée une poulie (15) et le vilebrequin (5) du moteur maintient une poulie (6) ayant le même diamètre que celui de la poulie (15) dudit support et en ce que l'arbre d'entrée du support est entraîné en rotation par une courroie prévue
entre lesdites poulies.
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