FR2813650A1

FR2813650A1 - Chaine a maillons

Info

Publication number: FR2813650A1
Application number: FR0111411A
Authority: FR
Inventors: Markus Baumann; Lothar Moser; Werner Kreiss
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Buehl Verwaltungs GmbH; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Priority date: 2000-09-06
Filing date: 2001-09-04
Publication date: 2002-03-08
Anticipated expiration: 2021-09-04
Also published as: US20020068654A1; FR2813650B1; KR20020020201A; DE10139123A1; NL1018895C2; NL1018895A1; JP2002147542A; US6811507B2

Abstract

a) Chaîne à maillons pouvant résister à une contrainte d'exploitation élevée ou, pour une même contrainte, présenter une durée de vie plus élevée. b) Chaîne à maillons, en particulier pour mécanismes réducteurs à enlacement de plateaux coniques, réglables en continu, dont les différentes pièces d'articulation reliant les différents éléments de chaîne formés par des maillons sont conçues sous forme de paires de pièces en berceau enfilées dans des évidements des maillons et présentant des surfaces en berceau appuyées l'une sur l'autre, caractérisée par le fait qu'au moins les surfaces frontales des pièces en berceau venant en contact actif avec les disques coniques comportent une couche superficielle enrichie en azote, comme une couche carbonitrurée. c) L'invention concerne une chaîne à maillons d'un mécanisme réducteur pouvant s'utiliser en particulier dans les boîtes de vitesses d'un véhicule à moteur.

Description

<Desc/Clms Page number 1>
L'invention concerne un composant de mécanismes réducteurs, en particulier une chaîne à maillons en particulier pour mécanismes réducteurs à enlacement de plateaux coniques, réglables en continu, dont les différentes pièces d'articulation reliant les différents éléments de chaîne formés par des maillons sont conçues sous forme de paires de pièces en berceau enfilées dans des évidements des maillons et présentant des surfaces en berceau appuyées l'une sur l'autre. L'invention concerne en outre une bande à éléments tangentiels, en particulier pour mécanismes réducteurs à enlacement de plateaux coniques réglable en continu, comportant au moins un brin fermé et des éléments tangentiels portés par ce brin. L'invention concerne en outre un mécanisme réducteur à enlacement de plateaux coniques réglable en continu, comportant un premier arbre et un second arbre , dans lequel sur chacun, du premier et du second arbres, sont prévus deux disques coniques présentant des surfaces de forme sensiblement tronconique à orienter l'une vers l'autre, au moins un disque conique par arbre pouvant coulisser axialement par rapport à l'arbre. On a connu des chaînes à maillons et des mécanismes réducteurs de ce type à partir des documents DE 38268009 et DE 195 44 644. On a connu des bandes à éléments tangentiels d'équipements du type mentionné ci-dessus par le document DE 31 45 470.

En ce qui concerne les composants de mécanismes réducteurs comme chaînes à maillons, bandes à éléments tangentiels et mécanismes réducteurs, on en vient, du fait de la transmission de la force par liaison par frottement entre le moyen d'enlacement et les disques coniques dans les mécanismes réducteurs à enlacement de plateaux coniques, à des forces de frottement notables, puisqu'il faut des forces de pression notables pour reprendre le moment d'entraînement transmis dans le mécanisme réducteur.

Avec les densités de puissance croissantes aux positions de frottement du mécanisme réducteur, croissent également les pertes qui y sont dissipées et la contrainte thermique et mécanique croît notablement de sorte que pourrait survenir une usure de valeur non autorisée d'un partenaire de contact.

Le but de l'invention est de créer un composant de mécanisme réducteur, comme une chaîne à maillons ou, selon une autre idée inventive, une bande à éléments tangentiels, ou, selon une autre idée inventive, un mécanisme réducteur à enlacement de plateaux coniques, comportant des plateaux coniques qui, par rapport à l'état de la technique, résistent en particulier à une contrainte d'exploitation plus élevée ou, pour une même contrainte, présentent une durée de vie plus importante.

Dans le cas des chaînes à maillons, ceci s'obtient avantageusement par le fait qu'au moins les surfaces frontales des pièces en berceau venant en contact actif avec les disques coniques comportent une couche superficielle enrichie en azote, comme une couche carbonitrurée.

Dans le cas des bandes à éléments tangentiels, ceci s'obtient avantageusement par le fait qu'au moins les surfaces frontales des éléments tangentiels venant en contact actif avec les disques coniques comportent une couche superficielle enrichie en azote, comme une couche carbonitrurée.

Dans le cas des mécanismes réducteurs à enlacement de plateaux coniques réglables en continu, ceci s'obtient avantageusement par le fait qu'au moins les surfaces de forme tronconique des disques coniques venant en contact actif avec un moyen d'enlacement comme une chaîne à maillon ou une bande à éléments tangentiels, comportent une couche superficielle enrichie en azote, comme une couche carbonitrurée.

11 y est intéressant que la couche superficielle se caractérise par le fait qu'elle a une teneur en azote d'au moins 0,01 %, avantageusement d'au moins sur la plage de 0,05 % à 0,1 % dans une couche superficielle d'au moins 50 Nm.

II y est particulièrement intéressant qu'à côté d'un processus de carbonitruration on procède également à un processus de cémentation. II y est intéressant que la profondeur de cémentation soit sur la plage supérieure à 0,3 mm, de préférence supérieure à 0,5 mm.

Dans le cas des chaînes à maillons du type mentionné, pour augmenter la capacité de charge, après le montage des maillons et des pièces en berceau, on procède, à l'état ouvert, sur le brin rectiligne, en exerçant des forces de traction notables, à un processus d'étirage de la chaîne à maillons

alignée. De ce fait les zones de contact des maillons entre les maillons et les pièces en berceau de tous les maillons d'une rangée se déforment plastiquement régulièrement. Lors de l'étirage sur le brin rectiligne, il se produit une déformation plastique régulière des maillons dans les zones de contact, de sorte que les maillons d'une rangée de maillons s'allongent également sur la larguer des maillons ou présentent une même longueur. Ceci présente l'inconvénient que sous contrainte de la chaîne à maillons lorsque le mécanisme réducteur réglable en continu est en service, les chaînes présentent une durée de vie et une capacité de puissance non optimales.

Un autre but de l'invention est de créer une chaîne à maillons et un procédé de fabrication d'une chaîne à maillons qui, par rapport aux chaînes à maillons de l'état de la technique, résistent en particulier à une contrainte d'exploitation plus élevée ou, pour une même contrainte, présentent une durée de vie plus importante.

Selon l'invention, dans le cas des chaînes à maillons mentionnées ci- dessus, ceci s'obtient par le fait que l'on étire la chaîne à maillons à l'état fermé. On atteint également le but conforme à l'invention par le fait que, dans le cas d'une chaîne à maillons mentionnée ci-dessus, les maillons présentent, en fonction de la largeur de la chaîne, une largeur intérieure du maillon différente. Selon l'invention, ceci peut s'obtenir lors d'un étirage de la chaîne à maillons à l'état fermé dans le dispositif d'enlacement.

Le concept de largeur intérieure du maillon correspond à l'écartement des contours où les deux pièces en berceau extérieures s'appuient contre le maillon. Il s'agit dons d'un écartement qui est indépendant de la question de savoir si le maillon a une ouverture centrale ou deux ouvertures pour recevoir les pièces en berceau. La description des figures donne d'autres explications.

Mais dans le cas d'un autre exemple de réalisation, il est avantageux que les maillons soient fabriqués de façon différente lors du processus de fabrication comme processus de poinçonnage ou processus de coupe et soient étirés et montés ensemble de façon différente. Dans le cas de cet exemple de réalisation, on peut également procéder à l'étirage sur les

différents maillons avant le montage ou, dans le dispositif d'enlacement, sur la chaîne montée.

Selon une autre idée inventive, dans le cas d'une chaîne à maillons mentionnée ci-dessus, on peut également atteindre le but conforme à l'invention en ce sens que les maillons présentent un taux d'étirage différent en fonction de la largeur de la chaîne.

Ceci peut avantageusement s'atteindre également par le fait que les maillons de largeur intérieure égale ou différente sont étirés avec un taux d'étirage différent et montés l'un avec l'autre. Ceci peut également s'atteindre lors de l'étirage dans le dispositif d'enlacement.

Selon une autre idée inventive, dans le cas d'une chaîne à maillons mentionnée ci-dessus, on peut également atteindre le but conforme à l'invention en ce sens que les maillons présentent, en fonction de la largeur de la chaîne, un angle différent entre les zones de contact et un axe transversal à la direction longitudinale de la chaîne. On obtient de ce fait sur la largeur de la chaîne une modulation ou une variation de l'angle qui permet une adaptation relativement bonne ou un appui relativement bon des maillons contre les pièces en berceau qui se courbent partiellement pendant l'exploitation de la chaîne.

Selon une autre idée inventive, dans le cas d'une chaîne à maillons mentionnée ci-dessus, on peut également atteindre le but conforme à l'invention en ce sens que lors du processus d'étirage, les maillons sont sollicités avec une charge d'étirage à angle variable par rapport à la direction longitudinale des maillons. De ce flat les maillons sont étirés en différents endroits dans leur zone de contact avec les pièces en berceau et sont alors écrouis de façon qu'en cas de contrainte dans l'exploitation de la chaîne, ils présentent une résistance suffisante aussi bien sur le maillon rectiligne entre les paires de disques coniques que dans la zone des paires de disques coniques.

Il est en particulier avantageux que les maillons soient étirés isolément puis montés ensuite ensemble. Dans le cas d'un autre exemple de réalisation, il est intéressant que les maillons soient étirés à l'état monté de la

chaîne fermée, comme en particulier en cours d'enlacement dans le cas d'une disposition entre deux jeux de plateaux coniques d'un dispositif.

L'invention concerne avantageusement des chaînes à maillons dans le cas desquelles, par articulation, au moins l'une des surfaces frontales, orientées vers le disque conique respectif, des pièces en berceau transmet les forces de frottement entre disques coniques et chaîne à maillons. Selon chaque fois le cas d'application de l'exemple de réalisation, il peut également être intéressant que les pièces en berceau soient de longueur égale ou de longueur différente.

Mais l'invention concerne avantageusement aussi des chaînes à maillons dans le cas desquelles en plus des pièces en berceau, la chaîne à maillons présente des tiges transversales qui transmettent les forces de frottement entre plateaux coniques et chaînes à maillons.

Il est en particulier avantageux que les maillons voisins du bord de la chaîne à maillons soient plus fortement allongés que les maillons disposés dans le milieu de la chaîne à maillons, ou que les maillons voisins du bord de la chaîne à maillons présentent une plus grande largeur intérieure de maillon que les maillons disposés au milieu de la chaîne à maillons.

En outre il est avantageux que les zones de contact des maillons avec les pièces en berceau soient, par un processus d'étirage, déformées plastiquement de façon qu'apparaisse un angle entre les zones de contact et une direction transversale à la direction longitudinale de la chaîne.

Chaînes à maillons, en particulier selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la déformation plastique des zones de contact est plus forte pour les maillons voisins du bord de la chaînes à maillons que pour les maillons disposés au milieu de la chaînes à maillons. II est également intéressant que la déformation plastique des zones de contact des maillons donne, considéré sur la largeur de la chaîne, une allure en forme d'arc ou une allure en forme de polygone de degré n des zones de contact.

Il est particulièrement avantageux que, lors du processus d'étirage, la chaînes à maillons soit logée dans la fente des deux paires de disques coniques et soit contrainte par une vitesse de rotation et/ou un moment de rotation.

11 est également intéressant que, lors du processus d'étirage, la contrainte de la chaînes à maillons se fasse sous contrainte axiale par pressage contre les disques coniques et/ou par séparation, à force, des axes des paires de disques coniques. De façon correspondante, l'invention concerne également un dispositif pour étirer une chaîne à maillons. II y est intéressant que les disques coniques de la paire de disques coniques puissent ou non se déplacer l'un par rapport à l'autre.

Lors de l'étirage de la chaîne à maillons, il est intéressant que le moment de rotation à transmettre pendant le processus d'étirage soit sensiblement supérieur au moment de rotation nominal à transmettre pendant l'exploitation d'un mécanisme réducteur équipé d'une chaînes à maillons.

11 est également intéressant que le moment de rotation à transmettre pendant le processus d'étirage vaille entre zéro et dix fois, de préférence entre trois fois et cinq fois, le moment de rotation nominal à transmettre pendant l'exploitation d'un mécanisme réducteur équipé d'une chaîne à maillons.

Il est également intéressant que la force de traction dans le brin de la chaîne pendant le processus d'étirage soir supérieure à la force de traction nominale pendant l'exploitation d'un mécanisme réducteur équipé d'une chaînes à maillons.

L'invention concerne également un procédé de fabrication d'une chaînes à maillons, en particulier selon l'une des revendications précédentes, l'invention concerne également un procédé pour étirer une chaîne à maillons.

D'autres remarques et détails essentiels de l'invention résultent de la description qui suit de formes de réalisation qui sont représentées sur le dessin. Sur le dessin - La Figure 1 représente en vue latérale une chaînes à maillons connue avec assemblage de deux maillons ; - La Figure 2 représente en vue latérale une autre forme de réalisation de chaîne à maillons connue ; - La Figure 3 est une vue de dessus de la chaîne à maillons de la Figure 1;

- La Figure 4 est une vue de dessus correspondant à la Figure 3 pour représenter l'assemblage à trois maillons d'une chaîne à maillons connue de la Figure 2 ; - La Figure 5 est une représentation schématique d'un dispositif pour l'étirage d'une chaîne à maillons ; - La Figure 6 est un diagramme ; - La Figure 7 est un diagramme ; - La Figure 8 est un diagramme ; - La Figure 9 est une représentation de l'allongement des maillons ; - La Figure 9a donne des détails de la Figure 9 ; - La Figure 10 est un diagramme ; - La Figure 11 est un diagramme ; - La Figure 12 est un diagramme ; - La Figure 13 est une vue d'un maillon ; - La Figure 14 représente une chaîne à maillons en coupe ; - La Figure 15 est une représentation schématique d'un mécanisme réducteur ; - La Figure 16 est une représentation schématique d'une bande à éléments tangentiels.

Les Figures 1 et 3 représentent une vue latérale et une vue de dessus d'un morceau d'une chaîne à maillons connue comportant des maillons de chaîne normaux 1 et des maillons extérieurs 2, les maillons étant disposés sur toute la largeur B de la chaîne à maillons et se répétant selon un patron de la disposition des maillons. Les maillons forment des paquets de maillons par rangées. Les éléments de chaîne formés par les maillons 1 et 2 sont réunis l'un à l'autre, avec articulation, par l'intermédiaire de pièces d'articulation qui sont constituées de paires de pièces en berceau 3 qui sont insérées dans des évidements 4 des maillons et sont reliés, avec une certaine liberté de rotation, avec les maillons respectivement correspondants par l'intermédiaire d'une liaison par complémentarité de forme 5. Les évidements 4 peuvent être conçus de façon que, par maillon, il y ait deux évidements pour les deux pièces d'articulation ou bien aussi que, par maillon, il n'y ait qu'un seul évidemment pour recevoir les pièces en berceau pour les deux articulations. Les pièces en berceau 3 présentent des

surfaces en berceau 6, orientées l'une vers l'autre, par exemple au moins de concavité différente, par l'intermédiaire desquelles elles peuvent rouler l'une sur l'autre, ce qui donne la possibilité d'articulation des éléments de chaîne voisins. Les surfaces en berceau peuvent être toutes les deux concaves ou bien une surface en berceau peut être plane ou convexe et l'autre surface en berceau peut être concave.

De telles chaînes à maillons peuvent être conçues de façon qu'au moins différentes pièces en berceau soient reliées avec les maillons correspondant à leur élément de chaîne au moins partiellement par l'intermédiaire d'une sécurité anti-rotation.

Les différentes articulations présentent d'axe en axe un écartement 7 que l'on désigne généralement sous le nom de pas de la chaîne. La dimension de ce pas 7 de la chaîne dépend de l'extension, donnée selon la direction d'avance 8 de la chaîne, des pièces en berceau 3 ainsi que de la distance nécessaire entre les différents évidements 4. Comme on le sait, le pas 7 de la chaîne peut être prévu identique sur toute la longueur de la chaîne, il peut toutefois aussi éventuellement varier de façon irrégulière dans certaines limites pour influencer favorablement le bruit créé par la chaîne.

Sur leurs zones d'extrémité latérales, les pièces en berceau présentent des surfaces frontales par lesquelles elles peuvent, au cours de l'exploitation d'un mécanisme réducteur, venir en contact de frottement avec les plateaux coniques. 11 est avantageux que deux pièces en berceau soient de même longueur, de façon que les deux pièces en berceau viennent en contact avec le plateau conique. Dans un autre exemple de réalisation, il est intéressant que les pièces en berceau présentent une longueur différente et que, de ce fait, une seule pièce en berceau par articulation vienne en contact de frottement avec le disque conique.

Sur la vue de dessus de la Figure 3 on peut voir que la chaîne est assemblée selon l'assemblage dit à deux maillons, ce qui signifie que chaque fois deux extrémités radiales 9 et 10 de maillons de chaîne voisins sont l'une à côté de l'autre entre deux paires de pièces en berceau 3, ceci étant déterminé en fonction de la distance de ces articulations formées par les paires de pièces en berceau.

La Figure 3 représente également la couche superficielle 19a de la surface frontale 19 qui est avantageusement améliorée par un processus de carbonitruration et éventuellement un processus de trempe.

Sur la vue de dessus de la Figure 4 on peut voir la façon dont des chaînes connues sont assemblées selon un assemblage à trois maillons. Ici, vu sur la largeur de la chaîne les maillons normaux 11 et les maillons extérieurs 12 sont chaque décalés d'un pas l'un par rapport à l'autre selon la direction d'avance de la chaîne, ce qui certes donne un élargissement de la chaîne transversalement à la direction d'avance, mais ce qui,- d'un autre côté, permet de réduire la distance entre les articulations formées par les paires de pièces dans le berceau 13 par rapport à l'assemblage à deux maillons de la Figure 3.

À la vue de dessus de la Figure 4 correspond un autre assemblage de chaîne connu, représenté en vue latérale sur la Figure 2, avec des maillons normaux 11 et des maillons extérieurs 12, les pièces d'articulation étant constituées de paires de pièces en berceau 13. Ces pièces en berceau 13 ont une forme telle qu'elles ne s'appuient qu'en deux positions 14 et 15 contre les évidements 16 des maillons. Entre les positions d'appui 14 et 15, les pièces en berceau 13 ne sont pas en contact avec les maillons 11, 12 de la chaîne. Pour la carbonitruration et la trempe, conforme à l'invention, d'au moins les surfaces frontales des moyens d'enlacement et/ou des surfaces des disques coniques, on peut par exemple employer un recuit de diffusion/de mise en solution pour produire une couche superficielle enrichie en azote (couche carbonitrurée) avec une trempe à la suite.

Pour des aciers de cémentation comme matériau pour les composants du mécanisme réducteur chaîne, bande à éléments tangentiels ou disques coniques, on a par exemple le déroulement suivant 1) Traitement de recuit de diffusion aux fins de la cémentation de la couche superficielle ou de la cémentation et de la nitruration de la couche superficielle sur la plage de température allant de 780 C à 1050 C. La durée du traitement de recuit dépend de la profondeur de cémentation visée et du procédé/du milieu choisis pour la cémentation ou la nitruration (gaz, bain de sel, ou granulat). Un

procédé préféré est la cémentation/ nitruration par le gaz dans une atmosphère de cémentation à laquelle sont ajoutés comme gaz de la réaction du gaz naturel, du propane ou autres gaz d'enrichissement contenant du carbone et de l'ammoniac.

2) Refroidissement au four pour arriver à la température de trempe avec trempe martensitique qui suit par refroidissement brusque pour arriver à T < Ms. Le temps à rester à la température de trempe est à choisir en fonction de la durée nécessaire pour arriver à un équilibre de la température dans le composant.

3) Revenu/détente à des températures entre 150 C et 250 C.

De préférence, la profondeur de cémentation des disques coniques est supérieure à 0,5 mm. Une variante possible de la carbonitruration en liaison avec la cémentation et la séparation de la carburation et de la nitruration en les différentes phases du recuit : pendant le traitement de recuit de diffusion (1) la carburation se produit et, à la température de trempe, la nitruration se produit. Ce procédé présente les avantages suivants par rapport à une carburation et une nitruration simultanée : 1. meilleure possibilité de régulation du potentiel C, 2. plus petite épaisseur de la couche carbonitrurée par suite de temps de nitruration plus courts et donc en principe moindres concentrations totales en C et N, c'est-à-dire ténacité plus élevée et moins d'austénite résiduelle dans la zone superficielle.

Carbonitruration d'aciers pour roulements à rouleaux ou d'aciers pour traitement thermique.

Dans le cas des aciers pour roulements à rouleaux ou des aciers pour traitement thermique comme matériau de base pour les éléments transmettant la force de frottement du moyen d'enlacement, le traitement de carbonitruration se fait de préférence directement à la température de trempe sans le traitement préalable de recuit de diffusion qui s'applique dans le cas des aciers de cémentation. Les températures de trempe se situent typiquement entre 800 C et 900 C, les temps de trempe entre 10 minutes et 2 heures.

Une condition nécessaire pour un comportement favorable à l'usure est qu'il y ait dans la couche superficielle au moins 0,01 %, de préférence 0,05 % à 0,1 % d'azote jusqu'à une profondeur de préférence 50 ,rm.

La trempe par refroidissement brusque peut se faire aussi bien à l'étage martensite (T < < Ms) qu'à l'étage intermédiaire (par exemple bainite à des températures aux environs de Ms), les parties trempées à l'étage martensitique devant ensuite faire l'objet d'un revenu (température de revenu environ 150 C à 250 C).

Par rapport à la trempe conventionnelle, les pièces en berceau ayant subi un traitement anti-usure par carbonitruration présentent entre autres les avantages suivants - pour les mêmes dimensions des disques coniques on peut obtenir un plus grand écartement du mécanisme réducteur qu'avec les pièces en berceau ayant subi une trempe conventionnelle, du fait que les limites des rapports de réduction ne se modifient pratiquement pas, - une plus grande stabilité au démarrage et donc de moindre dommages provoqués par patinage ou par des moyens d'enlacement qui glissent, - on peut tolérer une moindre qualité de surface des disques coniques, - moins d'encrassement du mécanisme réducteur et plus grande durée de vie de l'huile, - possibilité d'influencer l'acoustique de la chaîne, par exemple par l'intermédiaire de la largeur de la chaîne (largeur de chaîne aléatoire ou succession ciblée de pièces en berceau plus courtes et plus longues). Avantages de disques coniques ayant subi une carbonitruration - meilleure capacité de charges des piqûres, - moindre tendance au grippage en liaison avec des pièces en berceau ayant subi une carbonitruration, - plus grande stabilité au démarrage, - moindre usure de surface d'où résulte une moindre modification du contour et une meilleure possibilité de régulation du mécanisme réducteur en ce qui concerne le taux de réduction et la force de pressage,

- en outre il est avantageux que les éléments transmettant la force de frottement soient fabriqués en acier allié et trempés à coeur et présentent en noyau une structure principalement martensitique ou principalement bainitique et une couche superficielle enrichie en azote (couche carbonitrurée).

Il est également avantageux que les éléments transmettant la force de frottement soient fabriqués en acier allié et qu'il y ait jusqu'à une profondeur de 50 Nm dans la couche carbonitrurée une teneur en azote d'au moins 0,05 %.

La Figure 5 représente un dispositif 50 pour étirer une chaîne à maillons 32 conforme à l'invention, dans lequel la chaîne à maillons 32 est logée dans une fente 48 de deux jeux de disques coniques. Le premier jeu de disques coniques est formé par les deux disques coniques 24 et 25 qui peuvent se déplacer axialement l'un par rapport à l'autre. Pour cela l'un des disques coniques 2 5 peut se déplacer axialement, voir flèche 30. Le cylindre réglant 28 sert au déplacement axial et sert à presser la chaîne contre le jeu de disques coniques.

L'autre jeu de disques coniques est formé par les deux disques coniques 26 et 27 qui peuvent se déplacer axialement l'un par rapport à l'autre. Pour cela le premier disque conique 27 peut se déplacer axialement, voir flèche 31. Le cylindre réglant 29 sert au déplacement axial et sert à presser la chaîne contre le jeu de disques coniques. On peut régler la vitesse de rotation et/ou le moment de rotation par l'intermédiaire de l'arbre d'entrée 22 et de l'arbre de sortie 23.

Selon une autre forme de réalisation d'un dispositif pour étirer une chaîne à maillons, il peut être avantageux d'écarter l'un de l'autre en tirant, les axes ou arbres du dispositif, sous contrainte de force, de façon que la chaînes à maillons soit forcée dans la fente des disques coniques et qu'ainsi la transmission de la force entre la chaîne à maillons et les disques coniques puisse se régler à la valeur désirée. Pour cela il n'est pas forcément nécessaire que les disques coniques de la paire de disques coniques puissent se déplacer axialement l'un par rapport à l'autre. II peut également être

intéressant que les disques coniques soient disposés fixes l'un par rapport à l'autre.

Lors de l'étirage de la chaîne dans le dispositif d'enlacement, on ferme la chaîne à maillons après le montage des différents maillons avec les pièces en berceau. Ensuite on la place par exemple dans un variateur conforme à la Figure 5. La chaîne est étirée dans le dispositif d'enlacement par la pression entre les pièces en berceau et les disques coniques et/ou par la transmission du moment de rotation. Pour cela on prescrit de préférence un multiple des forces de pressage et/ou des moments de rotation qui se présentent habituellement dans le mécanisme réducteur et on fait parcourir à la chaîne par exemple quelques tours dans le variateur, de façon que chaque élément de la chaîne, comme maillon et pièce en berceau, ait tourné au moins une fois ou plusieurs fois dans le variateur. II est avantageux de faire tourner la chaîne lentement et pour peu de tours plutôt que dans les conditions existant dans la boîte de vitesses d'un véhicule.

Typiquement on peut procéder au processus d'étirage dans les conditions de réduction du démarrage (underdrive), le moment de rotation étant réglable sur la plage allant de zéro jusqu'à dix fois le moment de rotation nominal du moment maximum du variateur, c'est-à-dire du moment de rotation maximal qui survient dans le mécanisme réducteur. De préférence on prescrit un moment de rotation aux environs de trois fois le moment maximal du variateur. II est également intéressant que la force de traction dans le brin 70 de la chaîne pendant le processus d'étirage soit supérieure à celle qui se présentera pendant l'exploitation du mécanisme réducteur. Il est avantageux que la force de traction soit au moins le double de la force de traction maximale qui se présentera en exploitation normale du mécanisme réducteur.

On fait alors tourner la chaîne à maillons sur quelques tours à une vitesse de rotation moindre, sur la plage allant d'environ 0,5 tours par minute à environ 500 tours par minute, de préférence d'environ 10 tours par minute à 50 tours par minute. Il y est intéressant d'exécuter chaque fois selon la chaîne à maillons, 1 à 20 tours.

Selon l'invention, on peut également modifier le rapport de réduction pendant le processus d'étirage.

Pour cela on prescrit une répartition de la charge qui correspond sensiblement à une contrainte de pleine charge pour le rapport de réduction de démarrage (underdrive) dans le véhicule. Mais lors du processus d'étirage on peut également prescrire un autre rapport de réduction, comme par exemple un rapport de surmultiplié (overdrive) ou un rapport de réduction qui se modifie pendant le processus d'étirage. L'avantage de procéder à l'étirage dans le dispositif d'enlacement est que la chaîne est étirée pour la courbure de chaîne qui se produit sensiblement chaque fois pendant l'exploitation et que la répartition de la charge est donc semblable à la répartition réelle de la charge pendant l'exploitation du mécanisme réducteur.

Grâce au processus d'étirage dans le dispositif d'enlacement, du fait du pressage de la chaîne et/ou de la contrainte créée par le moment de rotation, on charge la chaîne de façon que les pièces en berceau se déforment ou se courbent élastiquement selon la direction radiale comme selon la direction périphérique, par rapport à l'arbre des jeux de disques coniques. De ce fait les maillons disposés à l'extérieur, vu sur la largeur de la chaîne, subissent une contrainte plus forte que les maillons disposés au milieu de la chaîne. Ceci a pour conséquence que les maillons extérieurs ou les maillons disposés sur le bord s'allongent davantage que les maillons disposés à l'intérieur et que ces maillons extérieurs subissent un taux d'étirage plus élevé que les maillons intérieurs. Sous le nom de taux d'étirage on comprend le rapport entre la contrainte exercée lors de l'étirage et la contrainte de rupture.

Il peut y être intéressant que lors du montage, les maillons d'une rangée de maillons aient la même longueur et que ces maillons s'allongent différemment en fonction de la largeur.

11 peut également être intéressant que les maillons d'une rangée de maillons présentent déjà lors du montage des longueurs différentes ou des largeurs intérieures différentes, de façon que les maillons disposés au bord de la chaîne présentent une largeur intérieure supérieure à celle des maillons

du milieu de la chaîne. Ceci peut être particulièrement intéressant si l'étirage ne se fait pas dans le dispositif d'enlacement mais si on étire les maillons avant le montage et si on monte ensuite les maillons l'un avec l'autre pour obtenir la chaîne. Du fait du montage de maillons de largeur intérieure différente, on peut alors construire une chaîne qui présente déjà sur le bord des largeurs intérieures plus grandes qu'au milieu. Ceci est par exemple représenté sur la Figure 12. 11 y est représenté que la largeur intérieure des maillons, en fonction de la position des maillons, est plus grande sur les bords qu'au milieu. Ceci peut s'obtenir aussi bien par le processus d'étirage dans le dispositif d'enlacement que par le montage, conforme à l'invention, de maillons de différentes longueurs.

Dans le cas d'un processus d'étirage avant le montage, les maillons peuvent également être étirés avec des taux d'étirage différents puis, lors du montage, être montés de façon que ce soit les maillons présentant le taux d'étirage plus élevé qui soient disposés sur le bord de la chaîne. Ceci a pour conséquence que les maillons extérieurs ou les maillons disposés sur le bord subissent une plus forte déformation plastique et peuvent être plus fortement contraints que les maillons disposés à l'intérieur et ces maillons extérieurs subissent un taux d'étirage plus élevé que les maillons intérieurs. Ceci est représenté à titre d'exemple sur la Figure 11. Il y est représenté que le taux d'étirage, en fonction de la position des maillons, est plus grand sur les bords qu'au milieu. Ceci peut s'obtenir aussi bien par le processus d'étirage dans le dispositif d'enlacement que par des maillons subissant un étirage très différent du fait du montage conforme à l'invention.

Les Figures 6 à 8 représentent sous forme de diagramme l'allure de la longueur des maillons en fonction de leur disposition sur la largeur de la chaîne. Sur l'axe y des Figures 6 et 7 est représenté la longueur des maillons ou la longueur de la distance L des deux zones de contact d'un maillon. Cette longueur L est également désignée largeur intérieure du maillon. Sur la Figure 8 est représentée la différence de longueur AL des maillons entre un état non étiré et un état étiré selon l'invention. Sur l'axe x des Figures 6 à 8 est chaque représentée la position des maillons sur la largeur de la chaîne. La position 1 correspond à la position du maillon d'un côté de la

chaîne et la position 14 correspond à la position du maillon de l'autre côté de la chaîne. Les positions 2 à 13 correspondent aux positions des maillons entre les maillons de bordure 1 et 14. Y est en particulier représentée, comme exemple de réalisation, une chaîne présentant 14 positions de maillons sur la largeur de la chaîne, d'autres variantes de chaîne pouvant également être considérées sans limitation de ta généralité.

La Figure 6 est un diagramme d'une chaîne non étirée ou d'une chaîne ouverte étirée à l'état rectiligne. La longueur L est sensiblement égale et constante en fonction de la position des maillons 1 à 14.

La Figure 7 est un diagramme d'une chaîne étirée dynamiquement, à l'état fermé, dans le dispositif d'enlacement. La longueur L varie en fonction de la position des maillons 1 à 14, les maillons de bordure sur les positions 1 à 3 et 12 à 14 étant davantage étirés que les maillons des positions médianes 4 à 11. Ceci résulte de la flexion, qui se fait selon la direction radiale et selon la direction périphérique, des pièces en berceau et de la forte déformation plastique qui en résulte des zones de contact des maillons sur les positions des maillons disposés en bordure ou près de la bordure.

La Figure 8 est un diagramme d'une chaîne étirée dynamiquement à l'état fermé dans le dispositif d'enlacement. La différence de longueur AL varie en fonction de la position des maillons 1 à 14, les maillons de bordure sur les positions 1 à 3 et 12 à 14 étant étirés davantage que les maillons qui se trouvent sur les positions médianes 4 à 11. Ceci résulte de la flexion, qui se fait selon la direction radiale et selon la direction périphérique, des pièces en berceau et de la forte déformation plastique correspondante des zones de contact des maillons sur les positions des maillons disposés en bordure ou près de la bordure. La représentation de la Figure 8 fait apparaître encore plus clairement l'effet, conforme à l'invention, de l'accroissement de la capacité de puissance de la chaîne.

Les petites variations de la longueur L ou de l'allongement AL dans la zone médiane résultent d'erreurs de mesure.

Du fait de l'allongement des maillons pendant le processus d'étirage résulte une déformation plastique des maillons dans les zones de contact entre les maillons et les pièces en berceau.

Du fait de la flexion, en particulier orientée selon la direction radiale et/ou selon la direction périphérique, des pièces en berceau résulte une déformation plastifique des maillons qui s'adapte à l'angle entre la direction d'avance de la chaîne et la pièce en berceau.

La Figure 9 représente un extrait d'une chaîne 100 avec les pièces en berceau 101 et 102 logées dans des évidements 120 des maillons 103 à 113. Les pièces en berceau y sont représentées incurvées comme elles peuvent l'être lors d'un processus d'étirage dynamique dans le dispositif d'enlacement, comme par exemple dans le cas d'un serrage contre un disque. Toutefois pour l'explication la représentation est un peu exagérée.

Les zones de contact 103a à 113a subissent une déformation plastique et leur contour s'adapte aux pièces en berceau. On voit que les maillons extérieurs s'allongent plus fortement et la déformation plastique conduit à un angle a plus grand entre la direction transversale Q de la chaîne et la surface de contact F que pour un maillon du milieu comme dans l'exemple 107. La Figure 9a représente un extrait.

L'angle a croît en partant du milieu de la chaîne vers l'extérieur.

La Figure 10 représente un diagramme dans lequel l'angle alpha est représenté en valeur absolue Jal en fonction de la position des maillons. L'angle croît vers l'extérieur jusqu'au bord et repasse à zéro dans la zone médiane. Selon l'invention, ceci peut s'obtenir par l'étirage dans le dispositif d'enlacement ou, selon une autre idée inventive, peut également s'obtenir au moyen de maillons étirés avant montage, de façon à être étirés avec un angle a différent puis montés l'un à côté de l'autre pour monter une chaîne.

Dans le cas de l'étirage conforme à l'invention, les maillons situés près du bord sont plus fortement contraints que dans le cas d'un processus d'étirage sur le brin rectiligne, non monté. De ce fait les maillons de bordure s'allongent plus fortement et te taux d'étirage est plus élevé.

Grâce à l'étirage exécuté en fonction des contraintes, la chaîne est, lors du processus d'étirage, pré-conditionnée de façon que lors d'une exploitation ultérieure de la chaîne dans un mécanisme réducteur, les contraintes s'égalisent et que de ce fait la chaîne dispose d'une durée de vie plus élevée.

En outre il est avantageux de réduire la contrainte de la chaîne par le fait que, dans le cas d'un contact sur deux zones 80, 81 selon la Figure 3, la direction de la force exercée par les pièces en berceau sur les maillons soit égalisée sur les deux zones. À ce sujet on renvoie en particulier à la demande de brevet DE 30 2 7834 dont le contenu du descriptif appartient expressément au contenu de la présente demande de brevet.

La Figure 13 représente un extrait d'un maillon 200 avec des pièces en berceau 201 et 202, le maillon étant étiré, lors d'un processus d'étirage, de façon que la direction de la force d'étirage 210 fasse un angle (p avec la direction longitudinale 220 des maillons ou de la chaîne. Pendant un processus d'étirage on y fait varier l'angle (p, de façon qu'il passe d'environ 60 degrés à -60 degrés de façon que les zones de contact 230 soient étirées et subissent une déformation plastique sur une large plage angulaire.

La Figure 14 représente en coupe une chaîne à maillons 300 dans laquelle, à côté des maillons 301, 302 et 303 et des pièces en berceau 310 il y a, comme articulation, des tiges transversales 320 pour la transmission du mouvement de rotation entre les disques coniques et la chaîne. La transmission de la force de frottement se fait par l'intermédiaire des surfaces frontales 321 des tiges transversales.

La Figure 15 représente schématiquement un mécanisme réducteur/ une boîte de vitesses conforme à l'invention 400 comportant un premier arbre 401, un second arbre 402 et des paires de disques coniques 403 et 404 qui sont disposés sur ces arbres. Chacune des paires de disques coniques 403 et 404 comportent deux disques coniques 403a, 403b et 404a, 404b, dont au moins chaque fois l'un des deux disques coniques peut se déplacer axialement par rapport à l'arbre respectif. Entre les paires de disques coniques est disposé un moyen d'enlacement 410 comme chaîne à maillons ou bandes à éléments tangentiels pour la transmission du moment de rotation.

La Figure 16 représente schématiquement une bande à maillons tangentiels conforme à l'invention, dans le cas de laquelle un, et de préférence deux, brins fermés 420, 421 sont prévus et reprennent les éléments tangentiels 422, voir également à ce sujet la Figure 15. La Figure 16 repré-

sente également la couche superficielle 423 de la surface frontale 422a qui est avantageusement améliorée par un processus de carbonitruration et éventuellement un processus de trempe.

Les revendications déposées avec la demande sont des propositions de formulation sans préjudice de l'obtention d'un complément de protection. La demanderesse se réserve de revendiquer encore une autre combinaison de caractéristiques qui n'apparaît jusqu'ici que dans la description et/ou sur les dessins.

Des références employées dans les sous-revendications attirent l'attention sur l'autre conception de l'objet de la revendication principale grâce aux caractéristiques de la sous-revendication respective ; elles ne doivent pas être comprises comme une renonciation à l'obtention d'une protection propre, concrète pour les combinaisons de caractéristiques des sous- revendications référencées.

Les objets de ces sous-revendications forment toutefois aussi des inventions autonomes qui présentent une réalisation indépendante des objets des sous-revendications précédentes.

Les exemples de réalisation ne sont pas à considérer comme limitation de l'invention. Bien plutôt dans le cadre de l'invention, de nombreuses variantes et modifications sont possibles, en particulier des variantes, éléments et combinaisons et/ou matériaux qui, par exemple par combinaison ou modification de certains éléments en liaison avec les caractéristiques ou éléments ou pas de procédé décrits dans la description générale et dans les formes de réalisation ainsi que dans les revendications et contenues sur le dessin, peuvent être inventives et conduisent, par des caractéristiques pouvant se combiner, à un nouvel objet ou à de nouveaux pas de procédé ou à de nouvelles séquences de procédé, également dans la mesure où ils concernent des procédés de réalisation, de contrôle et de travail.

Claims

REVENDICATIONS 1. Chaîne à maillons, en particulier pour mécanismes réducteurs à enlacement de plateaux coniques, réglables en continu, dont les différentes pièces d'articulation reliant les différents éléments de chaîne formés par des maillons sont conçues sous forme de paires de pièces en berceau (3) enfilées dans des évidements (4) des maillons et présentant des surfaces en berceau appuyées l'une sur l'autre, caractérisée par le fait qu'au moins les surfaces frontales des pièces en berceau (3) venant en contact actif avec les disques coniques comportent une couche superficielle enrichie en azote, comme une couche carbonitrurée.
2. Bande à éléments tangentiels, en particulier pour mécanismes réducteurs à enlacement de plateaux coniques réglables en continu, comportant au moins un brin fermé et des éléments tangentiels (422) portés par ce brin, caractérisée par le fait qu'au moins les surfaces frontales (422a) des éléments tangentiels (422) venant en contact actif avec les disques coniques comportent une couche superficielle enrichie en azote, comme une couche carbonitrurée.
3. Mécanisme réducteur à enlacement de plateaux coniques réglable en continu, comportant un premier arbre (401) et un second arbre (402), dans lequel sur chacun, du premier et du second arbres, sont prévus deux disques coniques présentant des surfaces de forme sensiblement tronconique à orienter l'une vers l'autre, au moins un disque conique par arbre pouvant coulisser axialement par rapport à l'arbre, caractérisé par le fait qu'au moins les surfaces de forme tronconique des disques coniques venant en contact actif avec un moyen d'enlacement comme une chaîne à maillon ou une bande à éléments tangentiels, comportent une couche superficielle enrichie en azote, comme une couche carbonitrurée.
4. Composant de mécanismes réducteurs selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que la couche superficielle se caractérise par le fait qu'elle a une teneur en azote d'au moins 0,01 %, avantageusement d'au moins sur la plage de 0,05 % à 0,1 % dans une couche superficielle d'au moins 50 Nm.

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5. Composant de mécanismes réducteurs selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'à côté d'un processus de carbonitruration on procède également à un processus de cémentation.
6. Composant de mécanismes réducteurs selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la profondeur de cémentation est sur la plage supérieure à 0,3 mm, de préférence supérieure à 0,5 mm.