WO2010049603A1 - Tendeur hydraulique pour un organe de transmission de puissance a deux modes de fonctionnement - Google Patents

Tendeur hydraulique pour un organe de transmission de puissance a deux modes de fonctionnement Download PDF

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WO2010049603A1
WO2010049603A1 PCT/FR2009/001224 FR2009001224W WO2010049603A1 WO 2010049603 A1 WO2010049603 A1 WO 2010049603A1 FR 2009001224 W FR2009001224 W FR 2009001224W WO 2010049603 A1 WO2010049603 A1 WO 2010049603A1
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WO
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channel
tensioner
piston
tube
tensioner according
Prior art date
Application number
PCT/FR2009/001224
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English (en)
Inventor
Claude Rointru
Original Assignee
Hutchinson
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Publication date
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Priority to EP09755930A priority patent/EP2350494A1/fr
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H7/00—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/08—Means for varying tension of belts, ropes, or chains
    • F16H7/10—Means for varying tension of belts, ropes, or chains by adjusting the axis of a pulley
    • F16H7/12—Means for varying tension of belts, ropes, or chains by adjusting the axis of a pulley of an idle pulley
    • F16H7/1209—Means for varying tension of belts, ropes, or chains by adjusting the axis of a pulley of an idle pulley with vibration damping means
    • F16H7/1236—Means for varying tension of belts, ropes, or chains by adjusting the axis of a pulley of an idle pulley with vibration damping means of the fluid and restriction type, e.g. dashpot
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H7/00—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/08—Means for varying tension of belts, ropes, or chains
    • F16H2007/0802—Actuators for final output members
    • F16H2007/0806—Compression coil springs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H7/00—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/08—Means for varying tension of belts, ropes, or chains
    • F16H7/0848—Means for varying tension of belts, ropes, or chains with means for impeding reverse motion
    • F16H2007/0859—Check valves

Definitions

  • the invention relates to a linear hydraulic tensioner for a power transmission member having two modes of operation, in particular but not exclusively for a reversible member that can be a motor or a receiver, in particular an alternator / starter separated from the crankshaft of an engine. and equipped with such a tensioner, as well as a thermal motor drive system for a motor vehicle, this system comprising in particular an alternator-starter and a crankshaft both equipped with transmission pulleys connected by a belt whose tension is provided by said tensioner.
  • the field concerned is that of the power transmission and is more particularly, but not exclusively, aimed at the reversible drive systems of a motor vehicle engine, in particular between a crankshaft and an alternator-starter connected by an elastic link such as a belt.
  • the invention can also be applied to all fields that require power transmission by rotating machines or motors, for example in industrial installations.
  • alternator - starter It is known to integrate the starter function of a heat engine on the alternator, called alternator - starter. This integration eliminates the starter, heavy ring gear coupled to a flywheel of high inertia and an electric starter.
  • the alternator-starter serves both as a motor, for starting the heat engine through a flexible link, the crankshaft pulley behaving like a brake, then receiver once the engine started to recharge the battery ( alternator function).
  • the integration can be done either by direct coupling of the alternator mounted on the crankshaft, called then Alterno - Integrated Starter (ADI), or by an Alterno - Starter in a belt transmission (replacing the alternator classic), called Alterno - Separated Starter (ADS) It turns out that the integrated solution (ADI) prevents a good adaptability to the assembly / disassembly of the system and, especially, imposes brutal and uncontrolled starts.
  • ADI Alterno - Integrated Starter
  • ADS Alterno - Separated Starter
  • the belt is of poly-V type, notched or trapezoidal.
  • the present invention when applied to an alternator-starter belongs to this category.
  • the start of a thermal engine is a sudden dynamic phenomenon that fluctuates rapidly depending on the internal friction, variable depending on the state of bembiellage and successive compression set.
  • crankshaft speed increases sharply and crankshaft torque varies from engine resistant.
  • the torque of the alternator-starter fluctuates itself, respectively, between motor and resistant.
  • the crankshaft becomes motor and the alternator-starter receiver.
  • the instantaneous speed of the crankshaft then fluctuates substantially sinusoidally: this is the known phenomenon of motor acyclism.
  • the dynamic couples generated have high amplitudes in the start mode, alternating positive and negative despite the one-way rotation: these couples generate significant voltage variations, with voltage levels. maximum and high demands on components (belts, body rolling tensioners or retractors) and low minimum voltages that can cause poor drive (slip) and noise.
  • the two operating modes can be defined as follows: A) In engine start mode, the torque to be developed by
  • Palternato / starter to drive the crankshaft can reach values of the order of 90 Nm max. This makes it possible to drive crankshafts having a torque resistant between 180 Nm and 270 Nm (with a reduction ratio of 2 to 3).
  • a conventional starter is able to typically deliver a motor torque of the order of 30 Nm maximum, which allows to deliver a maximum torque on the crankshaft of 90 Nm with a reduction ratio typically of 3 between the two bodies.
  • the two modes of operation are therefore very distinct.
  • the tensioner must be able to respond to these two modes, by operating the product differently between the two modes: - Fast response with ability to provide a lot of effort in starting mode, maintaining a minimum voltage sufficient to limit slippage of the belt and start the engine
  • tensioners operate either thanks to a complete locking at the start of the tensioner, and they behave like a fixed tensioner such as the tensioner described in PCT Application WO 02/29287 (GATES Corp.), or with an external control of the pressure damping fluid by an electrically controlled servo valve (for example as in PCT Application WO2006 / 053617 of INA-SCHAEFFLER KG).
  • the controlled tensioners are very complicated and require an external energy input to ensure the steering function.
  • control logic must be realized between an input signal (speed information, engine load and / or accessories) and the expected output signal (tension / tensioner stroke).
  • the basic idea of the invention is the integration of a system with two shutter elements located in the same chamber in a linear hydraulic tensioner, which also makes it possible to meet any limited space constraints.
  • the invention thus relates to a linear hydraulic tensioner for a power transmission member having a first mode of transient operation with high forces and a second mode of operation with lower forces corresponding to a continuous operation, characterized in that has:
  • a first channel formed in the first mounting element for communicating the low pressure chamber and the inside of the tube, said channel being provided at its end opening into the tube with a first gravity-sensitive closure element;
  • a second gravity-sensitive closure element disposed at one end of a second channel of the piston that opens into the interior of the tube, said channel connecting a high-pressure chamber between the open ends of the first and second channels, and a hydraulic fluid reservoir located in the piston, the second shutter member being in the closed position of said second channel during compression of the tensioner.
  • At least one closure element may be a ball or a valve (for example a sealing washer bearing on a seat), and its stroke may be limited by a stop.
  • the first and / or the second shutter member may have a return spring in the open position.
  • the first mounting member may have a fastener on which is mounted a first nozzle having said first channel.
  • the first channel may comprise at least a first radial channel in communication, on the one hand, at least one end, with the low pressure reservoir and on the other hand, with a first axial channel comprising said first closure element.
  • a cylindrical sheath can be arranged vis-à-vis the first radial channel or channels, which avoids the production of an air-oil emulsion.
  • a second mounting member may have a fastener on which is mounted a second end on which is mounted said piston.
  • the first and / or the second end piece may comprise a collar cooperating with a cup, one end of the elastic sleeve being housed between the collar and the cup, the collar and the cup bearing on the said end of the elastic sleeve by the spring force.
  • FIG. 1 is a sectional view of a tensioner according to a preferred embodiment of the invention, in the unassembled state.
  • FIG. 2 illustrates the state for a stopped engine
  • FIG. 4 illustrates a state of relaxation of the tensioner in started mode
  • FIG. 5 illustrates a variant of the invention in which the upper closure device is spring-loaded.
  • the tensioner shown in longitudinal section in Figure 1 is intended to be mounted in a vertical position (vertical axis ZZ ') or inclined at an angle of 40 ° to 45 ° at most.
  • the lower mounting element 10 which comprises for example an insert 13 resting on a plain bearing 13 ', is intended to be mounted on the motor side, while the upper mounting element 11 has a plain bearing 11' intended to receive an articulated arm equipped with a roller which serves to tension the belt which connects a crankshaft pulley and a pulley of an alternator-starter.
  • the tensioner has a spring 1 of stiffness for example 30 N / mm.
  • the tensioner is prestressed to limit the mounting stroke.
  • the prestress is obtained by means of a clip 12 forming a stop which prevents the piston 5 of the tensioner from rising upwards.
  • the prestressing force is for example of the order 600 N.
  • a flexible sleeve 3 for example made of sealed rubber, defines the external contour of a low-pressure reservoir 21 containing oil 15.
  • This sleeve 3 is held rigidly by its end flanges 3 and 3 2 on the two ends 4 and 6 by means of cups 2 and 2 'shouldered resting on the flat faces of flanges 4j and 6 ⁇ endpieces 4 and 6.
  • the cups 2 and 2' are held axially supported on the collars 3j and 3 2 , themselves resting on the flanges 4 1 and 6 j by the compressive force of the spring 1, which makes it possible to seal.
  • a female end piece 6 is rigidly connected to an insert for a ball joint 13 by means of a screw (not shown) passing through the ball joint insert 13 bearing on a plain bearing 10 and axially clamped on the ball joint insert.
  • male 4 is connected to an insert for ball 11 hinged by a screw (not shown) passing through the ball joint insert 11 and axially clamped on the ball joint insert 11.
  • a tube 7 is rigidly connected to the female endpiece 6.
  • the female endpiece 6 comprises at least one radial channel 6 'communicating with the reservoir / low pressure 21 between the tube 7 and the sleeve 3 and closed at its axial ends by the tips 4 and 6.
  • An anti-emulsion sleeve 14 may be added in the passage of the oil between the two parts 7 and 3.
  • an axial channel 6 is arranged which opens on a seat 8 3 for example frustoconical on which rests by its weight the lower ball ⁇ j
  • the ball 8i can not escape into the pressure chamber 20 located inside the tube 7 and delimited by the upper end of the nozzle 6, the lower end of the piston 9 and the tube 7, thanks to a cap 9j integral with the female endpiece
  • the piston 5 is rigidly connected to the male end 4.
  • This piston 5 comprises at least one radial channel 5 'communicating between the outside thereof and the inside of the tube 7.
  • the radial channel 5' opens into a reservoir oil 22 housed in the tube 5 which brings non-emulsified oil into the axial channel 5 "during expansion by emptying all or part of the reservoir 22.
  • the reservoir 22 forms an annular ring whose outer contour is closed by the tube 7.
  • an axial channel 5 "is in fact arranged, opening on a seat 8 4 for example frustoconical for the upper ball 8 2 .
  • the ball 8 2 is located in the high pressure chamber 20, but it can not escape through cap% integral with the piston 5. In the rest position, the upper ball 8 2 is supported by its weight on the cap 9 2 .
  • the oil can flow through the high channels 5 'and 5 "and down 6' and 6", the high pressure chamber 20, the low pressure chamber 21 and the reservoir 22, according to the operation described below.
  • the diameter of the piston 5 is 12 mm
  • the diameter of the upper and lower balls is 3.2 mm
  • the diameter of the upper 5 "and lower 6" axial channels is 2 mm.
  • the tensioner is shown in the assembled state, wherein the piston 5 is lowered towards the female end 6, being clear of the preload abutment 12, which ensures the holding of the belt.
  • the tensioner is generally delivered maintained in premounting position in which the tensioner is at a minimum center position. For the assembly, it releases the support and the tensioner is relaxed to be in the position of Figure 2.
  • the tensioner can be compressed manually from the position of Figure 1. Indeed, when the speed is slowly, the oil passes easily through the shutter devices S 1 and 8 2 .
  • the lower ball 8i is bearing on its seat 8 3 and closes the oil passage.
  • the upper ball 9 ⁇ rests by gravity on the cap 9 2 and the oil passage is open.
  • the pumping effect sucks in effect the lower shutter device 8i upwards which releases the lower orifice (frustoconical seat 8 3 ) and the upper shutter device 8 2 drops downwards releasing the upper orifice 8 4 .
  • the opening of the shutter device S 1 allows the necessary oil re-supply of the high pressure chamber 20. This re-supply is carried out in the direction of the arrows F 1 to F 3 from the channels 5 ", 6 'and 6' partially emptying the tank 22.
  • the tensioner operates essentially on the stiffness of the spring 1 (oil friction close) and the tension of the belt is in its minimum state necessary for operation.
  • the setting is for the started mode. Indeed, as explained above, it is undesirable that in the start-up mode in the compression direction, the upper device 8 2 is obstructed for too long when the lower device S 1 is closed, which would generate excessive forces and useless. It is possible to adapt the response to the closing of the upper device (8 2 , 8 4 ) in started mode. To do this, we play on the inertia of the ball. The following two adjustment parameters are available: a) Mass of the ball: it is essentially a function of the diameter of the ball because the materials used are generally steel; to delay the closure, the mass is increased and vice versa. b) Closing stroke (between idle position and closed position) to cause the delay, the stroke is increased by changing the position of the hat 9 2 .
  • An additional adjustment parameter is to add a return spring 30 to the upper closure device 8 2 (see Figure 4) which exerts an additional force to overcome for closure and facilitates the opening in the relaxation direction. This is more expensive, but may be useful if the settings with the first two parameters are insufficient.
  • Bottom adjustment opening and filling improvement
  • the bottom flap can be modified, for example using a spring (not shown) to be normally open. Closing the bottom valve 8], 8 3 in the compression direction of the tensioner is then delayed by the effort to overcome before closing. Then, the upper device 8 2 can close.

Landscapes

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Abstract

Un tendeur hydraulique linéaire - un tube (7) solidaire du premier élément de montage (10) à l'intérieur duquel coulisse un piston (5) solidaire du deuxième élément de montage (11) - un manchon élastique (3) entourant le tube (7) et le piston (5) et relié de manière étanche aux premier (10) et deuxième (11) éléments de montage et définissant une chambre basse pression (21) pour un fluide hydraulique (15) - un ressort principal (1) précontraint entre le premier (10) et le deuxième (11) élément de montage - un premier canal (6', 6") ménagé dans le premier (10) élément de montage pour mettre en communication la chambre basse pression (21) et l'intérieur du tube (7), ledit canal (6', 6") étant muni à son extrémité débouchant dans le tube (7) d'un premier élément d'obturation (815 83) sensible à la gravité - un deuxième élément d'obturation (82, 84) sensible à la gravité disposé à une extrémité d'un deuxième canal (5', 5") du piston (5) qui débouche à l'intérieur du tube (7), ledit canal (5', 5") reliant une chambre haute pression (20) située entre les extrémités débouchantes des premier (6', 6") et deuxième (5', 5") canaux, et un réservoir (22) de fluide hydraulique situé dans le piston (5), le deuxième élément d'obturation étant en position d'obturation dudit deuxième canal lors d'une compression du tendeur.

Description

TENDEUR HYDRAULIQUE POUR UN ORGANE DE TRANSMISSION DE PUISSANCE A DEUX MODES DE FONCTIONNEMENT.
L'invention se rapporte à un tendeur hydraulique linéaire pour un organe de transmission de puissance ayant deux modes de fonctionnement, en particulier mais non exclusivement pour un organe réversible pouvant être moteur ou récepteur, notamment un alterno-démarreur séparé du vilebrequin d'un moteur thermique et équipé d'un tel tendeur, ainsi qu'à un système d'entraînement de moteur thermique pour véhicule automobile, ce système comportant notamment un alterno- démarreur et un vilebrequin équipés tous deux de poulies de transmission reliées par une courroie dont la tension est assurée par ledit tendeur.
Le domaine concerné est celui de la transmission de puissance et vise plus particulièrement, mais non exclusivement, les systèmes d'entraînement réversible de moteur thermique de véhicule automobile, notamment entre un vilebrequin et un alterno-démarreur reliés par un lien élastique tel qu'une courroie. L'invention peut également s'appliquer à tous les domaines qui nécessitent une transmission de puissance par des machines tournantes ou des moteurs, par exemple dans des installations industrielles.
Il est connu d'intégrer la fonction démarreur d'un moteur thermique sur l'alternateur, appelé alors alterno - démarreur. Cette intégration permet de supprimer le démarreur, couronne dentée lourde couplée à un volant de forte inertie et à un démarreur électrique.
L 'alterno-démarreur sert à la fois de moteur, pour réaliser le démarrage du moteur thermique à travers un lien souple, la poulie de vilebrequin se comportant alors comme un frein, puis de récepteur une fois le moteur démarré afin de recharger la batterie (fonction alternateur).
L'intégration peut se faire soit par couplage direct de l'alternateur monté sur l'arbre du vilebrequin, appelé alors Alterno - Démarreur Intégré (A.D.I.), soit par un Alterno - Démarreur dans une transmission par courroie (en remplacement de l'alternateur classique), appelé Alterno - Démarreur Séparé (A.D.S.) II s'avère que la solution intégrée (A.D.I.) empêche une bonne adaptabilité au montage / démontage du système et, surtout, impose des démarrages brutaux et incontrôlés.
La solution séparée (A.D.S.), avec un entraînement par courroie entre les deux organes, vilebrequin et alternateur, permet une plus grande adaptabilité au montage et un démarrage plus feutré. La courroie est de type poly-V, crantée ou trapézoïdale. La présente invention lorsqu'elle s'applique à un alterno-démarreur appartient à cette catégorie.
La mise en route d'un moteur thermique est un phénomène dynamique brutal qui fluctue rapidement en fonction des frottements internes, variables selon l'état de Pembiellage et des mises en compression successives.
Dans cette phase de démarrage sous forte sollicitation, la vitesse du vilebrequin augmente brusquement et le couple vilebrequin varie de résistant à moteur. Dans ces conditions, le couple de l' alterno-démarreur fluctue lui-même, respectivement, entre moteur et résistant. Après le démarrage, en régime dit « démarré », le vilebrequin devient moteur et l' alterno-démarreur récepteur. Dans ce mode de fonctionnement, la vitesse instantanée du vilebrequin fluctue alors sensiblement de manière sinusoïdale : c'est le phénomène connu d'acyclisme du moteur. Ces fluctuations de vitesse sont transmises par la courroie aux organes récepteurs, tels qu'alternateur (ici l'alterno- démarreur en mode alternateur), compresseur, pompe à eau.
Avec un alterno-démarreur, les inerties étant élevées, les couples dynamiques générés ont de fortes amplitudes en mode démarré, en alternance positives et négatives malgré la rotation en un seul sens : ces couples génèrent des variations de tension importantes, avec des niveaux de tensions maximales et de fortes sollicitations pour les composants (courroies, tendeurs de roulement d'organe ou enrouleurs) et de tensions minimales faibles pouvant provoquer un mauvais entraînement (glissement) et du bruit.
Les deux modes de fonctionnement peuvent être définis comme suit : A) En mode démarrage du moteur, le couple à développer par
Palternato/démarreur pour entraîner le vilebrequin peut atteindre des valeurs de l'ordre de 90 N.m maxi . Ceci permet d'entraîner des vilebrequins ayant un couple résistant entre 180 N.m et 270 N.m (avec un rapport de réduction de 2 à 3).
Un démarreur classique est capable de délivrer typiquement un couple moteur de l'ordre de 30 N.m au maximum, ce qui permet de délivrer un couple maximum sur le vilebrequin de 90 N.m avec un rapport de réduction typiquement de 3 entre les deux organes.
Lorsque des couples nettement supérieurs à ceux d'un alternateur classique doivent être fournis sur le vilebrequin, les variations de couple sont importantes et les à-coups provoquent alors des vibrations dans la transmission par l'intermédiaire de la courroie, ainsi que des glissements de la courroie. II convient également d'observer que les valeurs positives et négatives du couple ne sont pas nécessairement symétriques, du fait des asymétries des effets d'amortissement (par frottement) et de dissymétries mécaniques dans les mouvements, tant en régime démarrage que démarré. B) En mode Démarré, le couple à délivrer est une combinaison :
- du couple dynamique généré par les inerties de Palterno-démarreur et par l'acyclisme du moteur
- du couple électrique nécessaire à l'alimentation électrique (fonction alternateur) En mode démarré, les couples à transmettre sont beaucoup plus faibles qu'en mode démarrage
Les deux modes de fonctionnement sont donc très distincts. Le tendeur doit pouvoir répondre à ces deux modes, en faisant fonctionner le produit différemment entre les deux modes : - Réponse rapide avec aptitude à fournir beaucoup d'effort en mode démarrage, en maintenant une tension minimale suffisante pour limiter le glissement de la courroie et assurer le démarrage du moteur
- Limitation des efforts en mode démarré à une valeur suffisante pour entraîner les accessoires sans glissement de la courroie sans trop charger les paliers d'accessoires et la courroie.
Les tendeurs hydrauliques classiques ne permettent pas d'assurer correctement les deux modes simultanément.
On peut en effet distinguer deux catégories :
1) Systèmes ni pilotés, ni bloqués Ils fournissent :
- soit trop peu d'effort possible en mode démarrage, par exemple le dispositif décrit dans la demande de Brevet FR2688565 (HUTCHINSON)
- soit trop d'efforts en mode démarré par exemple le dispositif décrit dans le Brevet US 6036612 (NTN). 2) Tendeurs pilotés ou avec blocage par tout ou rien au démarrage
Ces tendeurs fonctionnement soit grâce à un blocage complet au démarrage du tendeur, et ils se comportent comme un tendeur fixe comme par exemple le tendeur décrit dans la Demande PCT WO 02/29287 (GATES Corp.), soit avec un pilotage externe de la pression du fluide d'amortissement par une servo-vanne à commande électrique (par exemple comme dans la Demande PCT WO2006/053617 de la Société INA-SCHAEFFLER KG). Les tendeurs pilotés sont très compliqués et nécessitent un apport d'énergie extérieur pour assurer la fonction pilotage. De plus, une logique de commande doit être réalisée entre un signal d'entrée (informations de vitesse, de charge du moteur et/ou des accessoires) et le signal de sortie attendu (effort/course du tendeur).
C'est un but de l'invention d'éviter au moins en partie les inconvénients précédents grâce à un produit autonome sans apport d'énergie ni de pilotage externe permettant de travailler différemment selon le mode de fonctionnement. L'idée de base de l'invention est l'intégration d'un système à deux éléments d'obturation situés dans une même chambre dans un tendeur hydraulique linéaire, ce qui permet en outre de satisfaire d'éventuelles contraintes d'encombrement limité.
L'invention concerne ainsi un tendeur hydraulique linéaire pour un organe de transmission de puissance ayant un premier mode de fonctionnement transitoire avec des efforts élevés et un deuxième mode de fonctionnement avec des efforts moins élevés correspondant à un fonctionnement continu, caractérisé en ce qu'il comporte :
- un premier et un deuxième éléments de montage respectivement inférieur et supérieur, disposés à des extrémités axiales opposées
- un tube solidaire du premier élément de montage à l'intérieur duquel coulisse un piston solidaire du deuxième élément de montage
- un manchon élastique entourant le tube et le piston et relié de manière étanche aux premier et deuxième éléments de montage et définissant une chambre basse pression pour un fluide hydraulique
- un ressort précontraint entre le premier et le deuxième élément de montage
- un premier canal ménagé dans le premier élément de montage pour mettre en communication la chambre basse pression et l'intérieur du tube, ledit canal étant muni à son extrémité débouchant dans le tube d'un premier élément d'obturation sensible à la gravité
- un deuxième élément d'obturation sensible à la gravité disposé à une extrémité d'un deuxième canal du piston qui débouche à l'intérieur du tube, ledit canal reliant une chambre haute pression entre les extrémités débouchantes des premier et deuxième canaux, et un réservoir de fluide hydraulique situé dans le piston, le deuxième élément d'obturation étant en position d'obturation dudit deuxième canal lors d'une compression du tendeur.
Au moins un élément d'obturation peut être une bille ou un clapet (par exemple une rondelle d'obturation venant en appui sur un siège), et sa course peut être limitée par une butée.
Le premier et/ou le deuxième élément d'obturation peut présenter un ressort de rappel en position ouverte.
Le premier élément de montage peut présenter un élément de fixation sur lequel est monté un premier embout comportant ledit premier canal. Le premier canal peut comporter au moins un premier canal radial en communication d'une part, à au moins une extrémité, avec le réservoir basse pression et d'autre part, avec un premier canal axial comportant ledit premier élément d'obturation.
Un fourreau cylindrique peut être disposé en vis-à-vis du ou des premiers canaux radiaux, ce qui évite la production d'une émulsion air-huile.
Un deuxième élément de montage peut présenter un élément de fixation sur lequel est monté un deuxième embout sur lequel est monté ledit piston.
Le premier et/ou le deuxième embout peut comporter une collerette coopérant avec une coupelle, une extrémité du manchon élastique étant logée entre la collerette et la coupelle, la collerette et la coupelle venant en appui sur ladite extrémité du manchon élastique par la force du ressort.
L'extrémité du manchon élastique étant ainsi comprimée entre la collerette et la coupelle, l'étanchéité du tendeur vis-à-vis de l'extérieur est assurée à ce niveau. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, en liaison avec les dessins dans lesquels :
- la figure 1 est une vue en coupe d'un tendeur selon un mode de réalisation préféré de l'invention, à l'état non monté. - la figure 2 en illustre l'état pour un moteur à l'arrêt
- la figure 3 en illustre l'état lors du démarrage du moteur par un alterno-démarreur
- la figure 4 illustre un état de détente du tendeur en mode démarré
- la figure 5 illustre une variante de l'invention dans laquelle le dispositif d'obturation supérieur est rappelé par ressort. Le tendeur représenté en coupe longitudinale à la figure 1 est destiné à être monté en position verticale (axe ZZ' vertical) ou bien incliné d'un angle de 40° à 45° au plus.
L'élément de montage inférieur 10, qui comporte par exemple un insert 13 en appui sur un palier lisse 13', est destiné à être monté côté moteur, alors que l'élément de montage supérieur 11 présente un palier lisse 11 ' destiné à recevoir un bras articulé équipé d'un galet qui sert à tendre la courroie qui relie une poulie de vilebrequin et une poulie d'un alterno-démarreur.
Le tendeur présente un ressort 1 de raideur par exemple de 30 N/mm. A l'état monté, le tendeur est précontraint pour limiter la course de montage. La précontrainte est obtenue grâce à un clip 12 formant une butée qui empêche que le piston 5 du tendeur ne remonte vers le haut. L'effort de précontrainte est par exemple de l'ordre 600 N.
Un manchon souple 3 par exemple en caoutchouc monté étanche définit le contour externe d'un réservoir basse pression 21 contenant de l'huile 15. Ce manchon 3 est maintenu rigidement par ses collerettes d'extrémité 3] et 32 sur les deux embouts 4 et 6 grâce à des coupelles 2 et 2' épaulées reposant sur les faces planes de collerettes 4j et 6\ des embouts 4 et 6. Les coupelles 2 et 2' sont maintenues axialement en appui sur les collerettes 3j et 32, elles-mêmes en appui sur les collerettes 4\ et 6 j par l'effort de compression du ressort 1, ce qui permet d'assurer l'étanchéité.
Un embout femelle 6 est lié rigidement à un insert pour rotule 13 grâce à une vis (non représentée) passant à travers l'insert pour rotule 13 en appui sur un palier lisse 10 et serrée axialement sur l'insert pour rotule 13. Un embout mâle 4 est lié à un insert pour rotule 11 articulé par une vis (non représentée) passant à travers l'insert pour rotule 11 et serrée axialement sur l'insert pour rotule 11.
Un tube 7 est lié rigidement à l'embout femelle 6. L'embout femelle 6 comporte au moins un canal radial 6' communiquant avec le réservoir /basse pression 21 compris entre le tube 7 et la manchon 3 et fermé à ses extrémités axiales par les embouts 4 et 6. Un fourreau 14 anti-émulsion peut être ajouté dans le passage de l'huile entre les deux pièces 7 et 3.
Sur l'embout femelle 6, un canal axial 6" est aménagé qui débouche sur un siège 83 par exemple tronconique sur lequel repose par son poids la bille inférieure δj. La bille 8i ne peut s'échapper dans la chambre de pression 20 située à l'intérieur du tube 7 et délimitée par l'extrémité supérieure de l'embout 6, l'extrémité inférieure du piston 9 et le tube 7, grâce à un chapeau 9j solidaire de l'embout femelle Le piston 5 est lié rigidement à l'embout mâle 4. Ce piston 5 comporte au moins un canal radial 5' communiquant entre l'extérieur de celui-ci et l'intérieur du tube 7. Le canal radial 5' débouche dans un réservoir d'huile 22 logé dans le tube 5 qui ramène de l'huile non émulsionnée dans le canal axial 5"lors de la détente en vidant en tout ou partie le réservoir 22. Dans l'exemple représenté, le réservoir 22 forme une couronne annulaire dont le contour externe est fermé par le tube 7. Sur le piston 5, un canal axial 5" est en effet aménagé, débouchant sur un siège 84 par exemple tronconique pour la bille supérieure 82. La bille 82 est située dans la chambre haute pression 20, mais elle ne peut pas s'y échapper grâce à chapeau % solidaire du piston 5. En position de repos, la bille supérieure 82 est en appui par son poids sur le chapeau 92.
L'huile 15 peut circuler à travers les canaux hauts 5' et 5 "et bas 6' et 6", la chambre haute pression 20, la chambre basse pression 21 et le réservoir 22, selon le fonctionnement décrit ci-dessous. Dans un exemple préféré de l'invention, le diamètre du piston 5 est de 12 mm, le diamètre des billes supérieure et inférieure est de 3,2 mm et le diamètre des canaux axiaux supérieur 5" et inférieur 6" est de 2 mm. Le dimensionnement est explicité ci-dessous, et on comprend que les dimensions peuvent être différents pour les éléments supérieurs et inférieurs. Le fonctionnement du tendeur de la figure 1 est expliqué ci-après en relation avec les figures 2 à 4.
Sur ces figures, le tendeur est représenté à l'état monté, dans lequel le piston 5 est descendu en direction de l'embout femelle 6, en étant dégagé de la butée de précontrainte 12, ce qui assure la tenue de la courroie. Le tendeur est en général livré maintenu en position de prémontage dans laquelle le tendeur est à une position d'entraxe minimum. Pour le montage, on libère le maintien et le tendeur se détend pour se trouver à la position de la figure 2. En variante, le tendeur peut être comprimé manuellement à partir de la position de la figure 1. En effet, lorsque la vitesse est lente, l'huile passe sans difficulté à travers les dispositifs d'obturation S1 et 82.
A l'état de repos, illustré par la figure 2, la bille inférieure 8i est en appui sur son siège 83 et ferme le passage d'huile. La bille supérieure 9\ repose par gravité sur le chapeau 92 et le passage d'huile est ouvert.
Au moment du démarrage (figure 3), il se produit une compression du tendeur (montée de couple), et le piston 5 descend très vite dans la chambre 20. La bille supérieure 82 remonte contre le siège 83 et obstrue l'extrémité du canal 5" qui débouche dans la chambre haute pression 20 alors que la bille inférieure 81 est toujours plaquée sur son siège 83.
Il en résulte une forte montée en pression provoquant une montée d'effort importante nécessaire pour tendre la courroie au démarrage et éviter son glissement. Il faut noter que dans cette phase de démarrage, il peut y avoir une alternance du signal de couple et que le tendeur se trouve également dans la position détente (voir ci-dessous le mode détente), mais les inventeurs ont constaté que, pendant dans cette phase de démarrage, la vitesse moyenne du déplacement tendeur reste assez basse, pendant un temps suffisamment long pour que la bille supérieure 82 reste toujours en position d'obturation et que les fuites liées aux jeux entre notamment le piston 5 et le tube 7 se font sur un temps long identique. Ce temps de fermeture assez long provoque une montée d'effort importante, puisque les deux dispositifs d'obturation S1 et 82 sont en position d'obturation. C'est ce qui est recherché.
A l'état démarré, les fortes variations de couple sont réduites et le tendeur se trouve simplement sollicité par des variations dynamiques en partie données par l'acyclisme moteur. Dans ces conditions de sollicitations alternées à courses réduites les deux dispositifs d'obturation 8] et 82 bougent alternativement. Leur mouvement est dépendant du mouvement du piston 5. On notera que l'amplitude de déplacement du piston 5 dans cet état est de l'ordre de 1 mm à 5 mm, ce qui permet de dimensionner le réservoir 22 pour que sa capacité soit égale ou supérieure au volume d'huile déplacé. On distingue alors deux cas :
A) Sens compression : le dispositif d'obturation inférieur (bille 80 est fermé et le dispositif d'obturation supérieur (bille 82) remonte contre son siège 84 pour fermer le passage de fluide par le canal 5". Pour des conditions de fonctionnement normales, on peut distinguer deux cas possibles : a) II n'y a pas obstruction complète (par exemple faible ou très faible acyclisme) de l'orifice supérieur (siège tronconique 84) par le dispositif supérieur 82. L'accélération d'acyclisme est suffisamment faible pour ne pas fermer complètement le dispositif d'obturation supérieur 82. On observe un simple effet de laminage de l'huile par son passage dans l'orifice supérieur donnant le surplus d'effort nécessaire au fonctionnement en mode démarré. b) II y a fermeture du dispositif supérieur 82 (par exemple à fort acyclisme), mais pendant un temps très court avec une alternance d'ouverture et de fermeture à haute fréquence (figure 3). La montée de pression est réduite par la fréquence d'alternance du signal qui passe rapidement en décompression/détente. Malgré l'obstruction, le niveau d'effort reste nettement inférieur au niveau atteint en mode démarrage.
Dans des conditions extrêmes, à savoir dans certains cas de brusques variations de tensions en mode démarré (en limite de calage du moteur, incident par blocage intempestif d'un accessoire, etc.), le tendeur réagit en fermant complètement les deux dispositifs d'obturation S1 et 82, ce qui produit un effort plus important pour limiter la variation de tension de la courroie.
B) Sens détente Figure 4 (élongation) : lors du déplacement du piston 5 dans le sens de la flèche F', les deux dispositifs d'obturation 8i et 82 sont en position d'ouverture.
L'effet de pompage aspire en effet le dispositif d'obturation inférieur 8i vers le haut ce qui libère l'orifice inférieur (siège tronconique 83) et le dispositif d'obturation supérieur 82 retombe vers le bas libérant l'orifice supérieur 84.
L'ouverture du dispositif d'obturation S1 permet la ré-alimentation nécessaire en huile de la chambre haute pression 20. Cette ré-alimentation s'effectue dans le sens des flèches F1 à F3 à partir des canaux 5", 6' et 6' en vidant partiellement le réservoir 22.
En effet pour une efficacité maximum, la chambre haute pression 20 doit être pleine d'huile 15 en permanence. La présence d'air est fortement préjudiciable au bon fonctionnement du tendeur (aléa de l'amortissement). II faut noter que, dans l'état ouvert des deux dispositifs d'obturation
81 et 82 lors d'une remontée du piston 5, le tendeur fonctionne essentiellement sur la raideur du ressort 1 (au frottement d'huile près) et la tension de la courroie est dans son état minimum nécessaire au fonctionnement..
Adaptation / Réglages possibles : Le réglage est destiné au mode démarré. En effet, comme expliqué ci-dessus, il n'est pas souhaitable qu'en mode démarré dans le sens compression, on obstrue trop longtemps le dispositif supérieur 82 lorsque le dispositif inférieur S1 est fermé ce qui générerait des efforts trop importants et inutiles. Il est possible d'adapter la réponse à la fermeture du dispositif supérieur (82, 84) en mode démarré. Pour ce faire, on joue sur l'inertie de la bille. On dispose des deux paramètres de réglages suivants : a) Masse de la bille : elle est essentiellement fonction du diamètre de la bille car les matériaux utilisés sont généralement de l'acier ; pour retarder la fermeture, on augmente la masse et inversement. b) Course de fermeture (entre position repos et position fermée) pour provoquer le retard, on augmente la course en jouant sur la position du chapeau 92.
Un paramètre de réglage supplémentaire est d'adjoindre un ressort de rappel 30 sur le dispositif de fermeture supérieur 82 (voir figure 4) qui exerce une force supplémentaire à vaincre pour la fermeture et qui facilite l'ouverture dans le sens détente. Ceci est plus coûteux, mais peut s'avérer judicieux si les réglages avec les deux premiers paramètres sont insuffisants.
Réglage par le bas : amélioration ouverture et du remplissage Le clapet bas peut être modifié par exemple à l'aide d'un ressort (non représenté) pour être normalement ouvert. La fermeture du clapet bas 8], 83 dans le sens de la compression du tendeur est alors retardée par l'effort à vaincre avant de le fermer. Ensuite, le dispositif supérieur 82 peut se fermer.
L'intérêt de ce dispositif de réglage sur le clapet bas apparaît dans le sens détente. En effet, dans le sens détente le ressort plus faciliter l'ouverture du dispositif inférieur S1. On peut parler d'avance à l'ouverture permettant un remplissage plus rapide.

Claims

REVENDICATIONS
1) Tendeur hydraulique linéaire pour un organe de transmission de puissance ayant un premier mode de fonctionnement avec des efforts élevés et un deuxième mode de fonctionnement avec des efforts moins élevés correspondant à un fonctionnement continu, caractérisé en ce qu'il comporte :
- un premier (10) et un deuxième (11) éléments de montage respectivement inférieur et supérieur, disposés à des extrémités axiales opposées
- un tube (7) solidaire du premier élément de montage (10) à l'intérieur duquel coulisse un piston (5) solidaire du deuxième élément de montage (11)
- un manchon élastique (3) entourant le tube (7) et le piston (5) et relié de manière étanche aux premier (10) et deuxième (11) éléments de montage et définissant une chambre basse pression (21) pour un fluide hydraulique (15)
- un ressort principal (1) précontraint entre le premier (10) et le deuxième (11) élément de montage
- un premier canal (6', 6") ménagé dans le premier (10) élément de montage pour mettre en communication la chambre basse pression (21) et l'intérieur du tube (7), ledit canal (61, 6") étant muni à son extrémité débouchant dans le tube (7) d'un premier élément d'obturation (8i, 83) sensible à la gravité - un deuxième élément d'obturation (82, 84) sensible à la gravité disposé à une extrémité d'un deuxième canal (5', 5") du piston (5) qui débouche à l'intérieur du tube (7), ledit canal (5', 5") reliant une chambre haute pression (20) située entre les extrémités débouchantes des premier (6', 6") et deuxième (5', 5") canaux, et un réservoir (22) de fluide hydraulique situé dans le piston (5), le deuxième élément d'obturation étant en position d'obturation dudit deuxième canal lors d'une compression du tendeur.
2) Tendeur selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'au moins un élément d'obturation (81 et 82) comporte une bille.
3) Tendeur selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'au moins un élément d'obturation (81 et 82) comporte un clapet.
4) Tendeur selon une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la course de la bille ou du clapet est limitée par une butée.
5) Tendeur selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première (80 et/ou le deuxième (82) élément d'obturation présente un ressort de rappel en position ouverte. 6) Tendeur selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier élément de montage (10) présente un élément de fixation (13) sur lequel est monté un premier embout (6) comportant ledit premier canal (&, 6").
7) Tendeur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le premier canal comporte au moins un premier canal radial (6') en communication d'une part à
' au moins une extrémité, avec le réservoir basse pression (21) et d'autre part, avec un premier canal axial (6") débouchant sur ledit premier élément d'obturation (8j et 83).
8) Tendeur selon une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que le premier embout (6) comporte une première collerette (6{) coopérant avec une première coupelle (2'), une première extrémité (3i) du manchon élastique (3) étant logée entre la première collerette (O1) et la première coupelle (2'), la première collerette (6j) et la première coupelle (2')étant en appui sur la première extrémité (3i) du manchon élastique (3) par la force du ressort principal (1).
9) Tendeur selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'un fourreau cylindrique (14) est disposé en vis-à-vis du ou des premiers canaux radiaux (6').
10) Tendeur selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le deuxième élément de montage (11) présente un élément de fixation sur lequel est monté un deuxième embout (4) sur lequel est monté ledit piston (5).
11) Tendeur selon la revendication 10, caractérisé en ce que le deuxième embout (4) comporte un deuxième collerette (42) coopérant avec une deuxième coupelle (2), une deuxième extrémité (32) du manchon élastique (3) étant logée entre la deuxième collerette (42) et la deuxième coupelle (2), la deuxième collerette (42) et la deuxième coupelle (2) étant en appui sur la deuxième extrémité (32) du manchon élastique par la force du ressort principal (1).
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