LU83406A1 - Courroie dentee - Google Patents
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Description
t - 1 -
Courroie dentée
La présente invention concerne une courroie dentée en matériau élastomérique, c’est-à-dire une courroie constituée par un corps annulaire dans lequel est englobée une pièce d’insertion résistante à la traction formée par une pluralité 5 de cordelettes flexibles et inextensibles parallèles entre elles et coplanaires. Ladite courroie est munie, sur une face du corps annulaire, d'une denture capable d’engrener la den-ture de poulies dentées afin de réaliser une transmission avec celles-ci.
10 Dans le domaine des courroies dentées en matériau élasto mérique, on connaît depuis toujours le problème de l’augmentation de la durée de ces dernières de manière à atteindre la durée des transmissions usuelles utilisant des engrenages en matériau métallique.
15 Jusqu'à présent, pour résoudre ce problème, on a prêté attention à la denture de la courroie étant donné que cette denture, qui consiste en un matériau élastomérique, présente une déformabilité notablement supérieure à celle de la denture des organes mécaniques en matériau métallique; toutefois, cela 20 a conduit à l'altération de la cinématique de 1 'engrènecent au cours de la transmission du mouvement entre la courroie dentée en matériau élastomérique et les poulies dentées en matériau métallique.
, Trois voies ont été suivies pour résoudre ce problème.
. 25 On a tout d'abord étudié des mélanges de matériau élasto mérique de dureté très élevée afin de réduire autant que possible la déformabilité des dents d'une courroie dentée.
En deuxième lieu, on a étudié des profils particuliers de la denture d'une courroie dentée afin de tenir compte de la JO déformabilité des dents de la courroie lors de leur engrènement avec les dents métalliques des poulies, â En troisième lieu, on a étudié des revêtements particuliers de la denture des courroies dentées en vue d'une part d'augmen-
Ly^ ' - 2 - * » ¥ i i ter-la rigidité des dents de la courroie dentée et d'autre part de réduire l'usure de ces dents sous l'action de l'ergre-nement qui comporte toujours un glissement entre les dents de la courroie et les dents des poulies.
3 Les voies indiquées ci-dessus ont permis d'augmenter la durée des courroies dentées, mais en n'a pas pu atteindre la durée des engrenages mécaniques en matériau métallique et en a introduit l'inconvénient d'augmenter notablement l'encombrement des transmissions entre des courroies dentées et des 10 poulies dentées. En fait, chaque élément introduit pour augmenter la durée de la denture d'une courroie dentée s'est traduit par un raidissement de la courroie dentée, ce qui a entraîné les conséquences suivantes : - l'exaltation des phénomènes vibratoires dans la courroie, 15 au cours de la transmission du mouvement entre la courroie dentée et les poulies dentées, empêche la courroie dentée d'arriver à une durée élevée, - l'impossibilité d'utiliser, pour la construction des courroies dentées, des matériaux élastomériques ayant une dureté 20 très élevée afin de ne pas compromettre exagérément la flexibilité de la courroie dentée.
Les courroies dentées connues posent encore un autre problème, à savoir celui de ne pas être protégées suffisamment contre l'action nuisible que peuvent exercer les corps étran-25 gers ou les substances étrangères en général qui entrent en contact avec une courroie dentée au cours du fonctionnement de - celle-ci dans une transmission à poulies dentées.
Il en résulte qu'il peut se former des coupures ou des fissures dans les courroies, plus spécialement au niveau du 30 dos de celles-ci et les coupures et les fissures peuvent s'élargir rapidement et exposer la pièce d'insertion résistante à l'action desdits corps ou substances étrangers en entraînant > la rupture de cette pièce et la mise hors service immédiate j de la courroie dentée.
* - 3 -
La présente invention vise à augmenter la durée des courroies dentées en empêchant l'apparition de vibrations dans celles-ci au cours de la transmission du mouvement et en utilisant aussi pour la denture des courroies tous les 3 éléments connus afin que les dents de ces courroies soient rigides et permettent en même temps de réduire l'encombrement - des transmissions à courroie dentée et à poulies dentées, tout en assurant une protection presque absolue de la pièce d'insertion résistante de la courroie.
10 L'objet de la présente invention consiste en une courroie dentée comprenant un corps de courroie fermé en anneau et englobant une pluralité de cordelettes flexibles et inextensibles parallèles entre elles et coplanaires et une denture sur une face du corps annulaire, caractérisée par le fait qu'une 13 surface ondulée est présente dans la partie du corps annulaire qui se trouve du côté opposé à celui de la denture par rapport à la pluralité de cordelettes et que le matériau élastomériaue du corps annulaire compris entre la surface ondulée et la denture et des dents de cette dernière est différent du matériau 20 élastomérique qui forme la partie restante du corps annulaire de la courroie.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée ci-après, donnée à titre d'exemple non limitatif en faisant référence aux figures de la planche 25 de dessins annexée dans lesquelles : - la figure 1 montre, en coupe longitudinale, un tronçon d'une courroie dentée suivant l'invention et - la figure 2 montre, en coupe longitudinale, un tronçon d'une courroie dentée suivant l'invention, dans une 30 autre forme d'exécution.
D'une manière générale, une courroie dentée conforme à la présente invention comprend un corps de courroie fermé en anneau dans lequel est englobée une pluralité de cordelettes Hl, flexibles formant dans leur ensemble la structure résistante à r - h - ] la traction de la courroie, cette structure divisant le cor os de la courroie en deux parties. Sur une face du corps de la courroie se trouve une denture, tandis que la partie du corps J de la courroie qui se trouve du côté opposé à celui de la 5 denture, par rapport â la structure résistante, est dix'isée en deux parties par une surface ondulée à hauteur de laquelle se trouve de préférence une couche de tissu.
En outre, le matériau élastomérique formant la courroie qui se trouve entre la surface ondulée (ou la couche de tissu) 10 et la surface du corps de la courroie oppos-ée à la denture, c'est-à-dire le dos de la courroie, a une dureté différente de celle de la partie restante de la courroie dentée.
La figure 1 représente, en section longitudinale, un tronçon d'une courroie dentée conforme à 1'invention. 0n peut 15 voir, dans cette figure, que la courroie dentée comporte un corps de courroie 1 qui présente, sur une de ses faces, une denture formée par des dents 2 séparées les unes des autres par des creux 3* A l'intérieur du corps de la courroie 1, à proximité du 20 fond des creux 3 et des bases des dents 2, se trouve une pluralité de cordelettes k flexibles et inextensibles qui forment, dans leur ensemble, la structure résistante à la traction de la courroie dentée.
En particulier, les cordelettes 4 flexibles et inextensi-25 blés sont des cordelettes en acier, en nylon, en polyester ou en fibres de verre. Toutefois il est préférable que ces cordelettes k soient en fibres de verre car ce matériau a la caractéristique de présenter à la fois une résistance à la rupture par traction élevée et un allongement dans le ternes, 30 sous charge, pratiquement nul.
En outre, à l'intérieur du corps de la courroie 1, dans la partie comprise entre l'ensemble de cordelettes k et le dos | 3 de la courroie, est englobée une couche de tissu 6.
La couche de tissu 6, qui est de préférence une couche de - 5 - tissu à trame et à chaîne, forme une couche ondulée dans la-aUelle le pas des ondulations est égal au pas de la denture et dans laquelle le sommet des ondulations dirigé vers l'ensemble de cordelettes 4 est tangent à celles-ci à hauteur de la ligne 3 médisse 7 de chaque dent.
La courroie dentée de la figure 1 est une courroie en matériau élastomérique dans laquelle le matériau élastomérique S compris entre la couche de tissu 6 et le dos 5 de la courroie est different du matériau élastomérique 9 formant le reste de ίο la courroie dentée.
Plus particulièrement, le matériau élastomérique 8 a une dureté comprise entre 50 et 70 Shore A, tandis que le matériau élastomérique 9 a une dureté comprise entre 70 et 90 Shore A; par conséquent, le matériau élastomérique 8 est notablement 15 moins dur que celui désigné par le numéro de référence 9*
On a donner à présent , simplement à titre d'exemple, la composition d'un mélange convenant pour la formation du matériau élastomérique désigné par le numéro de référence 8 dans la figure 1 et d'un mélange convenant pour la formation du 20 matériau élastomérique indiqué par le numéro de référence 9 dans la figure 1.
Un mélange convenant particulièrement pour la formation du matériau élastomérique indiqué par la référence 8 a la composition suivante: 25 - polycrloroprène polymère 100 parties en poids - oxyde de zinc 5 " " - oxyde de magnésium 4 " " - acide stéarique 1 " " - cirer 1 " " 30 - dipfcér;lamine dioctylée 2 " 11 - huile rinérale aromatique 5 " " - noir d;- carbone 30 '' "
Un rélange convenant particulièrement pour la formation du matériau élastomérique indiqué par la référence 9 a la 35 J composition suivante : » :! j - 6 -
S
j - polychloroprène polymère· 100 parties en poids I - oxyde de zinc 5 " ” - oxyde de magnésium n " 11 - acide stéarique 1 " ” 5 - cires 1 »' " - diphénylamine dioctylée 2 " " - huile minérale aromatique 5 " " - noir de carbone 70 π n
Une variante de réalisation d'une courroie dentée suivant 10 la présente invention est représentée à la figure 2 où on vont une coupe longitudinale d'un tronçon de courroie dentée.
Comme on peut le voir à la figure 2, le tronçon de courroie représenté se différencie de celui représenté à la I figure 1 par la présence d'un revêtement 10 au r.iveau de la *5 denture, c'est-à-dire par la présence d'un revêtement continu 10 sur la surface externe des dents 2 et des creux 3*
Comme revêtement 10 de la denture, on peut utiliser très avantageusement le revêtement décrit dans le brevet luxembourgeois n° 69Θ81 - déposé le 28*12.1973 par la Demanderesse, c'est-20 à-dire un revêtement formé par deux couches de tissu caoutchouté associées l'une à l'autre par interposition d'une couche de matière élastomérique.
| Au surplus, il est préférable que des deux couches de j tissu associées l'une à l'autre par interposition d'une couche 25 de matière élastomérique, la couche la plus externe soit le * tissu décrit dans le brevet belee n° 747.532 déposé le 18.3 .19 7
Une courroie dentée conforme à la présente invention permet I d'atteindre les objectifs que l'on s'émait assignés. On trouvera 30 ci-après une explication de ces résultats.
La présence d'un matériau élastomérique mou au niveau du dos du corps de la courroie où celle-ci est soumise, au cours * du fonctionnement dans une transmission à -Doulies dentées, à /! ' des sollicitations en flexion augmente la flexibilité de la f - 7 - courroie et, déjà par elle-même, cette augmentation de flexibilité réduit la possibilité de l'apparition de vibrations lors du fonctionnement de la courroie, c'est-à-dire lors de 1'engrènement des dents de celle-ci avec les dents des poulies 5 dentées.
En outre, la configuration ondulée de la surface de séparation entre le matériau élastomérique mou et le matériau élastomérique dur qui constituent la courroie, laquelle - comporte une plus grande quantité de matériau élastomérique mou 10 au niveau des dents et une plus grande quantité de matériau élastomérique dur au niveau des creux, donne lieu à une augmentation notable de l'uniformité de la flexibilité de la courroie dentée dans son ensemble et cela empêche l'apparition de vibrations au cours du fonctionnement de la courroie dentée dans 15 une transmission de mouvement à l'aide de poulies dentées.
Toujours par suite de la configuration ondulée particulière de la surface de séparation entre le matériau élastomérique mou et le matériau élastomérique dur on observe, au niveau des creux de la denture, la présence dans le corps de la cour-20 roie d'une couche de matériau élastomérique dur dont l'épaisseur augmente dans le sens de l'augmentation de la distance par rapport à la base des dents. Ceci se traduit par une uniformité absolue de la déformabilité du corps de la courroie de chaque section perpendiculaire de la courroie au niveau des creux de 25 la denture. Il en résulte que le rayon de courbure de la ' ' courroie à hauteur des creux de la dent est constant et empêche le risque de voir s'établir, surtout au niveau de la ligne médiane des creux, des petits rayons de courbure localisés qui sont très dommageables pour l'intégrité de la pièce d'inser-30 tion résistante à la traction, surtout si celle-ci est formée par des cordelettes de fibres de verre, lesquelles sont extrêmement fragiles en ce qui concerne les sollicitations en flexion.
ÏÏn autre avantage découlant de la conformation ondulée 35 J de la surface de séparation entre le matériau élastomérique dur - 8 - et le matériau élastcmérique mou dans le corps de la courroie consiste en la réalisation, grâce à cette conformation, d’une barrière d'amortissement des vibrations, lesquelles ne peuvent se propager dans la direction longitudinale de la courroie, j 5 En outre, la présence d’une couche de tissu - dans le I corps de la courroie - qui agit comme élément de séparation et d’union entre les deux matériaux élastomériques de dureté différente entraîne les conséquences suivantes : - la présence de la couche de tissu qui délimite et entoure Ί0 la couche de matériau élastcmérique dur dans le corps de la courroie dentée au niveau des creux de la denture garantit une uniformité de répartition des sollicitations dans le I corps de la courroie et, par conséquent, une plus longue durée pour celui-ci Ί5 - Ï1 est possible, pour une même flexibilité que les courroies j dentées connues, d'utiliser pour la formation des dents des ί i courroies des mélanges de matériau élasto.mérique notablement plus durs en améliorant de cette manière le concerteneut des courroies dentées lors de 1’engrènement des dents de celles-20 ci avec les dents des poulies dentées et en évitant, grâce à la présence du tissu qui constitue l'élément de liaison, ! la séparation des diverses couches de matière élastomérique qui forment le corps de la courroie - la présence du tissu dans le corps de la courroie (et la 25 présence du revêtement de la denture) procure une protection absolue de la pièce d'insertion résistante de celle-ci centre l’action des corps ou substances étrangers; par conséquent il peut être avantageux d'utiliser, pour le tissu â incorporer au corps de la courroie, un tissu connu en soi présentant des 30 caractéristiques d'anti-déchirure et d'anti-lacération.
Bien que l'on ait illustré et décrit certaines formes de réalisation particulières de courroies dentées conformes à la présente invention, il est bien entendu eue toutes les variantes possibles accessibles à un technicien de la branche font partie 35 /intégrante de l'invention.
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Claims (5)
1. Courroie dentée comprenant un corps de courroie fermé en anneau et englobant une pluralité de cordelettes flexibles 5 et inextensibles parallèles entre elles et coplanaires et une denture sur une face du corps annulaire caractérisée par le fait qu’une surface ondulée est présente dans la partie du corps annulaire qui se trouve du côté opposé à celui de la denture par rapport à la pluralité de cordelettes et que le * Ί0 matériau élastomêrique du corps annulaire compris entre la surface ondulée et la denture et des dents de cette dernière est différent du matériau élastomêrique qui forme la partie restante du corps annulaire de la courroie.
2. Courroie dentée suivant la revendication 1 caractérisée 15 par le fait qu'au niveau de la surface ondulée il se trouve une couche de tissu qui est englobée dans le corps annulaire de la courroie.
3· Courroie dentée suivant la revendication 1 ou 2 caractérisée par le fait que le pas de l'ondulation de la 20 surface et du tissu englobé dans le corps annulaire de la courroie est égal au pas de la denture de la courroie. b. Courroie dentée suivant l'une quelconque des revendications 1 à caractérisée par le fait que les sommets des ondulations dirigées vers la denture sont tangents à la 25 pluralité de cordelettes parallèles entre elles et ccrlanaires au niveau de la ligne médiane de chaque dent.
5· Courroie dentée suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée par le fait que les cordelettes parallèles entre elles et coplanaires englobées dans 30. le corps de la courroie sont des cordelettes en fibres de verre.
6. Courroie dentée suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée par le fait que le matériau élastcmérique qui forme les dents et la partie du corps de la 35 I courroie comprise entre la surface ondulée ou la couche de r -ΙΟΙ tissu englobée dans le corps annulaire et la denture a une ! dureté comprise entre 70 et 90 Shore A tandis que le matériau élastonérique qui forme la partie restante du corps annulaire I de la courroie a une dureté comprise entre 50 et 70 Shcre A. 5 7· Courroie dentée suivant l’une quelconque des reven dications précédentes caractérisée par le fait que la surface de la denture est recouverte d'un revêtement. ___n/— /
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