WO2024121319A1 - Courroie de transmission synchrone et un ensemble comportant cette courroie et une poulie associée - Google Patents

Abstract

Courroie (100) de transmission synchrone comportant un corps (102) à base élastomère comprenant une portion dorsale (104), une portion ventrale (106) et un ensemble de câblés (110) de traction entre la portion dorsale (104) et la portion ventrale (106), la portion ventrale présentant une pluralité de dents transversales (112, 112'), chaque dent transversale (112, 112') ayant en section un premier profil (116) avec deux flancs (117) inclinés, reliés par au moins une partie arrondie, chaque dent transversale ayant une hauteur de dent H1, et une pluralité de dents longitudinales (114, 114'), chaque dent longitudinale s'étendant entre deux dents transversales sensiblement perpendiculairement auxdites dents transversales et ayant en section un second profil (118) avec deux flancs (119) inclinés, reliés par au moins une partie arrondie, chaque dent longitudinale ayant une hauteur de dent H2, non nulle, qui est inférieure ou égale à la hauteur de dent H1

Description

Description

TITRE : COURROIE DE TRANSMISSION SYNCHRONE ET UN ENSEMBLE COMPORTANT CETTE COURROIE ET UNE POULIE ASSOCIÉE

Domaine technique de l’invention

[0001] La présente invention concerne une courroie de transmission synchrone. L’invention concerne aussi un ensemble comportant la courroie et au moins une poulie associée. L’invention concerne également un procédé de fabrication d’une telle courroie.

Arrière-plan technologique

[0002] De manière générale, la transmission de puissance par courroie est largement répandue et concerne des domaines d’applications très variés, par exemple le secteur automobile, le convoyage d’objets, ou encore la transmission pour les vélocipèdes (communément nommé vélo), comme une bicyclette.

[0003] Certaines applications nécessitent la transmission de couples très élevés. Tous les types de courroies, par exemple de type poly-V ®, c’est-à-dire striées dans le sens longitudinal de la courroie, n’ont pas forcément le niveau de performance requis pour de telles applications. Il leur est alors préféré l’utilisation de systèmes synchrones, c’est-à-dire une courroie synchrone avec des dents transversales et des poulies correspondantes. C’est notamment le cas pour les applications vélos.

[0004] Toutefois, ces systèmes de transmission synchrones requièrent un parfait parallélisme des axes de rotation et un bon alignement des poulies. Autrement, la courroie risque de se déplacer latéralement sur les poulies et ainsi se dégrader et/ou sortir de ces dernières.

[0005] Pour éviter ces déplacements latéraux, il peut être utile que le système de transmission comporte un moyen de guidage. Il existe ainsi des solutions qui consistent à placer des flasques sur la poulie, de part et d’autre de la courroie. Toutefois, la courroie a tendance à frotter contre ces éléments, ce qui accélère son usure, et empêche l’évacuation d’éléments étrangers comme de l’eau ou des gravillons.

[0006] D’autres solutions proposent un usinage central dans la dent de la courroie synchrone, définissant ainsi une rainure qui va venir se loger sur un voile correspondant de matière disposé au centre de la poulie avec laquelle la courroie coopère. C’est par exemple ce que propose le document EP-B1-3 478 561 .

[0007] Néanmoins, ce principe est contraignant en termes de réalisation des poulies et d’usinage des dents de la courroie. De plus, la rainure créée sur la courroie par cet usinage peut être endommagée par insertion de corps étrangers lors du fonctionnement. Ces corps étrangers peuvent, par exemple, être de la boue ou des gravillons lorsqu’un tel système est utilisé pour une application vélo.

[0008] D’autres solutions proposent un négatif de la première solution, c’est-à-dire que la courroie comporte, en plus des dents synchrones, au moins un voile qui s’engage dans une rainure ménagée dans la poulie correspondante. Cette configuration est notamment proposée par les documents WO-A1 -2021/180678.

[0009] Aussi, les documents EP-B1 -3 478 561 et WO-A1 -2021/180678 proposent chacun une courroie synchrone dont les dents transversales ont chacune un sommet arrondi, en particulier avec un profil de forme globale en arc de cercle. Le voile, quant à lui, qu’il soit en positif (sur la poulie) ou négatif (sur la courroie), ne remplit alors qu’une fonction de blocage latéral de la courroie.

[0010] Le document CN-U-208 651 535 propose quant à lui une courroie synchrone dont les dents transversales ont chacune un profil en trapèze droit. Ce document propose également une dent longitudinale en forme de V entre chaque dent transversale.

[0011] De manière générale, pour maximiser la transmission du couple entre deux poulies, la courroie doit prendre appui sur la poulie avec une surface de contact la plus grande possible, tout en limitant les contraintes mécaniques liées, notamment, à l’enroulement de la courroie et à la forme des dents.

[0012] De telles contraintes ont pour effets d’accentuer la déformation des dents de la courroie, voire provoquer l’apparition de craquelures, en particulier en pied de dent, et donc accélérer la dégradation de la courroie.

[0013] Aussi, un objectif de l’invention est de proposer une courroie de transmission synchrone n’ayant pas, au moins, l’un des inconvénients précités.

[0014] Un autre objectif de l’invention est de proposer une courroie de transmission synchrone offrant des performances améliorées sur le couple transmissible entre deux poulies. Résumé de l’invention

[0015] Il est donc proposé une courroie de transmission synchrone comportant un corps à base élastomère comprenant une portion dorsale, une portion ventrale et un ensemble de câblés de traction entre la portion dorsale et la portion ventrale, la portion ventrale présentant, d’une part, une pluralité de dents transversales, chaque dent transversale ayant en section un premier profil avec deux flancs inclinés convergeant l’un vers l’autre en direction d’un sommet de la dent transversale, les flancs de la dent transversale étant reliés par au moins une partie arrondie, chaque dent transversale ayant une hauteur de dent H1 , et, d’autre part, une pluralité de dents longitudinales, chaque dent longitudinale s’étendant entre deux dents transversales sensiblement perpendiculairement aux dents transversales et ayant en section un second profil avec deux flancs inclinés, convergeant l’un vers l’autre en direction d’un sommet de la dent longitudinale, les flancs de la dent longitudinale étant reliés par au moins une partie arrondie, chaque dent longitudinale ayant une hauteur de dent H2, cette hauteur H2, non nulle, étant inférieure ou égale à la hauteur de dent H1.

[0016] Ainsi, grâce à l’invention on assure une amélioration du couple transmissible par la courroie et sa stabilité. En effet, en utilisation, la surface de contact entre la courroie et la poulie destinée à la recevoir est élevée grâce aux profils des dents, et en particulier grâce aux dents longitudinales qui n’ont pas seulement une fonction de guidage de la courroie sur la poulie mais participent, avec la forme de leur profil, à la transmission du couple, conjointement avec les dents transversales. La présence de câblés améliorant le module de traction de la courroie, le couple transmissible peut être maîtrisé.

[0017] La courroie, selon l’invention, peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, prises isolément les unes avec les autres ou en combinaison les unes avec les autres :

- la hauteur de dent H2, non nulle, de chaque dent longitudinale est strictement inférieure à la hauteur de dent H1 de chaque dent transversale,

- la hauteur de dent H2 de chaque dent longitudinale est telle que 0,4 x H1 < H2 < 0,8 x H1 ,

- chaque dent transversale a en section un premier profil trapézoïdal avec des angles arrondis, - le premier profil de chaque dent transversale comporte deux portions convexes sommitales, ces portions convexes sommitales étant situées de part et d’autre d’une portion sommitale, et deux portions concaves, lesdites portions concaves étant situées de part et d’autre d’une base de la dent transversale,

- chaque portion convexe sommitale du premier profil présente un rayon de courbure approché compris entre 0,6 mm et 1 ,4 mm, et chaque portion concave présente un rayon de courbure compris entre 0,6 mm et 1 ,4 mm,

- le second profil de chaque dent longitudinale comporte deux portions concaves, ces portions concaves étant situées de part et d’autre d’une base de la dente longitudinale, et un sommet de dent, ledit sommet étant convexe,

- chaque portion concave du second profil présente un rayon de courbure compris entre 0,8 mm et 1 ,6 mm, et ledit sommet du second profil présente un rayon de courbure compris entre 0,8 mm et 1 ,6 mm,

- le second profil de chaque dent longitudinale est un profil trapézoïdal avec des angles arrondis,

- la courroie de transmission synchrone comporte un revêtement agencé au niveau d’une surface externe de la pluralité de dents transversales et longitudinales,

- le corps de courroie à base élastomère est un matériau choisi parmi un éthylène-alpha-oléfine ou un polyuréthane, et le revêtement est un matériau textile ou un film thermoplastique élastomère,

- chaque câblé de l’ensemble de câblés de traction est en aramide, polyester, fibres de verre ou fibres de carbone ou une combinaison de ceux-ci,

- les dents transversales sont réparties avec un pas de 11 mm.

[0018] L’invention concerne également un ensemble comportant au moins une poulie et une courroie de transmission synchrone telle que décrite dans ce qui précède, chaque poulie comportant : deux rangées circonférentielles de dentures parallèles entre elles et configurées pour recevoir les creux de dents de la pluralité de dents transversales de la courroie, et - une rainure circonférentielle, séparant les deux rangées circonférentielles de dentures, configurée pour recevoir la pluralité de dents longitudinales de la courroie.

[0019] L’ensemble, selon l’invention, peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, prises isolément les unes avec les autres ou en combinaison les unes avec les autres : l'ensemble comporte une première poulie de dimension donnée et une deuxième poulie de dimension différente de la première poulie,

- l’ensemble comporte une première poulie et une deuxième poulie qui sont identiques,

- chaque rangée circonférentielle de dentures comporte des creux de dents ayant une profondeur P1 supérieure à une hauteur H1 des dents transversales de la courroie,

- la rainure longitudinale a une profondeur P2 supérieure à une hauteur H2 des dents longitudinales de la courroie,

- chaque poulie est en un matériau choisi parmi un acier, un aluminium ou un plastique.

[0020] L’invention concerne également un procédé de fabrication d’une courroie de transmission synchrone telle que décrite dans ce qui précède, le procédé comportant les étapes suivantes :

- former une ébauche de courroie avec des matériaux de courroie autour d’un mandrin cylindrique ; retirer l’ébauche du mandrin ;

- insérer l’ébauche à l’intérieur d’un moule cylindrique comportant sur une paroi cylindrique interne, un motif, négatif des dents transversales et longitudinales à former sur une courroie ;

- presser l’ébauche contre le moule au moyen d’une vessie caoutchouc gonflable, et chauffer le moule de sorte à vulcaniser l’ébauche de courroie ;

- démouler l’ébauche vulcanisée ; et

- découper l’ébauche vulcanisée de sorte à former la courroie.

Brève description des figures [0021] L’invention sera mieux comprise à l’aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels :

[0022] La figure 1 représente une vue schématique en perspective et partielle d’une courroie selon l’invention,

[0023] La figure 2 représente une vue schématique de profil de la courroie de la figure 1 ,

[0024] La figure 3 représente une vue schématique de profil d’une autre forme de réalisation d’une courroie de transmission synchrone selon l’invention,

[0025] La figure 4 représente une vue schématique en coupe transversale de la courroie de la figure 1 ,

[0026] La figure 5 représente une vue schématique en coupe transversale d’une autre forme de réalisation de la courroie de transmission synchrone selon l’invention,

[0027] La figure 6 représente une vue schématique d’une étape d’un procédé de fabrication d’une courroie selon l’invention, en particulier le positionnement d’une ébauche de courroie dans un moule,

[0028] La figure 7 représente une vue schématique en coupe longitudinale d’un détail de l’étape du procédé de la figure 6,

[0029] La figure 8 représente une vue schématique d’une autre étape du procédé de fabrication d’une courroie selon l’invention, en particulier le positionnement d’une vessie gonflable à l’intérieur de l’ébauche,

[0030] La figure 9 représente une vue schématique en coupe longitudinale d’un détail de l’étape du procédé de la figure 8,

[0031] La figure 10 représente une vue schématique d’une autre étape du procédé de fabrication d’une courroie selon l’invention, en particulier l’impression du motif du moule sur l’ébauche,

[0032] La figure 11 représente une vue schématique en coupe longitudinale d’un détail de l’étape du procédé de la figure 10,

[0033] La figure 12 représente une vue schématique d’une autre étape du procédé de fabrication d’une courroie selon l’invention, en particulier le retrait de l’ébauche moulée, [0034] La figure 13 représente une vue schématique d’un test de résistance à la traction de la courroie selon l’invention,

[0035] La figure 14 représente une vue schématique en perspective d’un ensemble selon l’invention comportant au moins une poulie et une courroie de transmission synchrone,

[0036] La figure 15 représente une vue schématique de profil de l’ensemble de la figure 14, et

[0037] La figure 16 représente une vue schématique en coupe transversale de l’ensemble de la figure 14.

Description détaillée de l’invention

[0038] On s’intéresse à la figure 1 qui montre une vue en en perspective d’une forme de réalisation d’une courroie 100 de transmission synchrone selon l’invention.

[0039] La courroie 100 de transmission synchrone comporte un corps 102 à base élastomère et un ensemble de câblés 110 de traction.

[0040] Le corps 102 à base élastomère comprend une portion dorsale 104. Ce corps 102 à base élastomère comprend aussi une portion ventrale 106, formée d’une pluralité de dents 112, 112’, 114, 114’. Cette pluralité de dents 112, 112’, 114, 114’ comporte d’une part une pluralité de dents transversales 112, 112’ et d’autre part une pluralité de dents longitudinales 114, 114’. La pluralité de dents transversales 112, 112’ et la pluralité de dents longitudinales 114, 114’ comportent chacune une surface externe configurée pour coopérer, au moins en partie, avec un creux de dent d’une poulie.

[0041 ] Chaque dent transversale 112, 112’ a, en outre, en section un premier profil 116 avec deux flancs 117 inclinés convergeant l’un vers l’autre en direction du sommet de la dent, ces deux flancs 117 étant, par ailleurs, reliés par au moins une partie arrondie au niveau du sommet.

[0042] On comprend par « arrondie » que le premier profil 116 des dents transversales 112, 112’ a une forme définissant au moins une courbure.

[0043] Dans une forme de réalisation, illustrée sur les figures 2 à 4, ce premier profil 116 peut être trapézoïdal avec des angles arrondis.

[0044] On comprend par « trapézoïdal » que le premier profil 116 des dents transversales 112, 112’ a une forme de trapézoïde, c’est-à-dire d’un trapèze déformé, ou de trapèze. Ainsi, le sommet de chaque dent transversale 112, 112’ définit une portion sommitale 116a, de dimension non nulle, parallèle ou non à une base 116b imaginaire de la dent transversale 112, 112’ (représentée par une ligne discontinue sur la figure 2), elle-même parallèle à la portion dorsale 104 de la courroie 100. Autrement dit, le sommet de chaque dent transversale 112, 112’ définit une portion sommitale 116a, de dimension non nulle, parallèle ou non à la portion dorsale 104 de la courroie 100. Il est alors entendu que la portion dorsale 104 de la courroie 100 est sensiblement plane et que la portion sommitale 116a est sensiblement plane également.

[0045] On comprend par « angles arrondis » que le premier profil 116 des dents transversales 112, 112’ comporte, d’une part, au moins un angle décrivant une courbure de manière convexe au niveau du sommet de la dent transversale 112, 112’, dénommé portion convexe sommitale 116c, et/ou, d’autre part, au moins un angle décrivant une courbure de manière concave au niveau du creux de dents 120, dénommé portion concave 116d.

[0046] Autrement dit, le premier profil 116 des dents transversales 112, 112’ comporte avantageusement une portion sommitale 116a de dent sensiblement plane, au moins une portion convexe sommitale 116c et au moins une portion concave 116d de fond de creux de dents 120.

[0047] Typiquement, la portion sommitale 116a des dents transversales 112, 112’ peut avoir une dimension, non nulle, comprise entre 3 mm et 6 mm.

[0048] Typiquement, la portion convexe sommitale 116c est le résultat d’une spline cubique de plusieurs points, ou noeuds, du premier profil 116. De la sorte, une convexité égale de part et d’autre de chaque point est définie. Par ailleurs, un rayon de courbure approché R1 peut être déterminé pour cette portion convexe sommitale 116c.

[0049] Typiquement, la portion convexe sommitale 116c a un rayon de courbure approché R1 pouvant être compris entre 0,6 mm et 1 ,4 mm.

[0050] La concavité de la portion concave 116d est directement dépendante de la spline obtenue et décrite précédemment. Autrement dit, le rayon de courbure R2 de la portion concave 116d dépend de cette spline.

[0051] Typiquement, le rayon de courbure R2 de la portion concave 116d peut être compris entre 0,6 mm et 1 ,4 mm. [0052] Chaque dent transversale 112, 112’ présentant un axe de symétrie Y, on comprend que le premier profil 116 de chaque dent transversale 112, 112’ comporte, lorsqu’il est trapézoïdal avec des angles arrondis, deux portions convexes sommitales 116c, situées de part et d’autre de la portion sommitale 116a, et deux portions concaves 116d, situées de part et d’autre de la base 116b.

[0053] Dans une variante, le premier profil 116 de chaque dent transversale 112, 112’ peut se définir comme étant la composante d’un segment entre deux points, d’un rayon bitangent entre ce segment et la base 116b de la dent, autrement dit une portion concave 116d, et d’une spline tangente à la fois au segment et à une droite tangente au sommet de la dent transversale 112, 112’.

[0054] Ce type de profil permet, en utilisation, une transmission de couple plus élevée par la courroie 100 mais peut entraîner une diminution de la qualité de l’engrènement. Par ailleurs, cela permet également de diminuer la contrainte sur la dent transversale 112, 112’ ainsi que sa déformation.

[0055] Chaque dent longitudinale 114, 114’ de la pluralité de dents longitudinales 114, 114’ s’étend, par ailleurs, entre deux dents transversales 112, 112’, et ce, sensiblement perpendiculairement à ces dents transversales 112, 112’. On comprend que la courroie 100 présente donc des dents croisées. Par ailleurs, dans la largeur de la courroie 100, une seule dent longitudinale 114, 114’ s’étend avantageusement entre deux dents transversales 112, 112’.

[0056] Chaque dent longitudinale 114, 114’ a, en outre, en section un second profil 118 avec deux flancs 119 inclinés convergeant l’un vers l’autre en direction du sommet de la dent, ces deux flancs 119 étant en outre reliés par au moins une partie arrondie au niveau du sommet. Les flancs 119 peuvent, pris ensemble, avoir une forme globalement en V ou en U par exemple.

[0057] Comme précédemment, on comprend par « arrondi » que le second profil 118 des dents longitudinales 114, 114’ a une forme définissant au moins une courbure.

[0058] Le second profil 118 de chaque dent longitudinale 114, 114’ peut avoir un sommet définissant une portion sommitale 118a, de dimension nulle. En un tel cas, le sommet de la dent longitudinale 114, 114’ est convexe et décrit un arc de cercle.

[0059] Dans ce cas, le second profil 118 des dents longitudinales 114, 114’ comporte avantageusement au moins une portion concave 118d de fond de creux de dents 120 et un sommet 118c de dent convexe. [0060] Typiquement, la portion concave 118d de fond de creux de dents 120 a un rayon de courbure R2’ compris entre 0,8 mm et 1 ,6 mm.

[0061] Typiquement, le sommet 118c de dent convexe a un rayon de courbure R3 compris entre 0,8 mm et 1 ,6 mm.

[0062] Chaque dent longitudinale 114, 114’ présente un axe de symétrie. On comprend donc que le second profil 118 de chaque dent longitudinale 114, 114’ comporte deux portions concaves 118d, situées de part et d’autre de la base 118b et un sommet 118c de dent convexe.

[0063] En alternative, non représentée, le second profil 118 de chaque dent longitudinale 114, 114’ peut être trapézoïdal avec des angles arrondis, c’est-à-dire sensiblement similaire au premier profil 116, décrit précédemment. Dans un tel cas, le sommet de chaque dent longitudinale 114, 114’ définit une portion sommitale 118a, de dimension non nulle, parallèle ou non à une base imaginaire 118b de la dent longitudinale 114, 114’, elle-même parallèle à la portion dorsale 104 de la courroie 100. Autrement dit, le sommet de chaque dent longitudinale 114, 114’ définit une portion sommitale 118a, de dimension non nulle, parallèle ou non à la portion dorsale 104 de la courroie 100. Il est alors entendu que la portion dorsale 104 de la courroie 100 est sensiblement plane et que la portion sommitale 118a est sensiblement plane également. Tandis que l’au moins une courbure est définie, d’une part, par au moins un angle décrivant une courbure de manière convexe au niveau du sommet de la dent longitudinale 114, 114’, et/ou, d’autre part, au moins un angle décrivant une courbure de manière concave au niveau du creux de dents 120. Le second profil 118 de la dent longitudinale 114, 114’ présentant un axe de symétrie Y’, on comprend que le second profil 118 de chaque dent longitudinale 114, 114’ comporte deux portions convexes sommitales, situées de part et d’autre de la portion sommitale 118a, et deux portions concaves 118d, situées de part et d’autre de la base 118b.

[0064] En outre, les flancs 119 inclinés de chaque dent longitudinale 114, 114’, reliés par l’arrondi, forment, entre eux, un angle dont la valeur est comprise entre 30° et 50°. Avantageusement, la valeur de cet angle est comprise entre 30° et 45°, et de préférence entre 35° et 45°.

[0065] Par ailleurs, les dents transversales 112, 112’ ont une hauteur de dent H1 et les dents longitudinales 114, 114’ ont une hauteur de dent H2. La hauteur de dent H2, non nulle, des dents longitudinales 114, 114’ est inférieure ou égale à la hauteur de dent H1 des dents transversales 112, 112’.

[0066] Avantageusement, la hauteur de dent H2, non nulle, des dents longitudinales 114, 114’ est strictement inférieure à la hauteur de dent H1 des dents transversales 112, 112’.

[0067] Une hauteur de dent H2 des dents longitudinales 114, 114’ plus faible qu’une hauteur de dent H1 des dents transversales améliore la souplesse en flexion de la courroie 100. Une flexion améliorée facilite l’enroulement de la courroie 100 sur des poulies avec un faible diamètre. Cette dernière caractéristique est, en particulier, recherchée pour une application vélo par exemple.

[0068] Typiquement, la hauteur de dent H1 des dents transversales 112, 112’ peut être comprise entre 2,5 mm et 5 mm.

[0069] Typiquement, la hauteur de dent H2 des dents longitudinales 114, 114’, lorsque strictement inférieure à la hauteur de dent H1 des dents transversales 112, 112’, peut être telle que 0,4 x H1 < H2 < 1 ,0 x H1 . Avantageusement, la hauteur de dent H2 est telle que 0,4 x H1 < H2 < 0,9 x H1 , encore avantageusement telle que 0,4 x H1 < H2 < 0,8 x H1 , et préférentiellement telle que 0,5 x H1 < H2 < 0,8 x H1 .

[0070] Il a, en outre, été observé qu’avec une hauteur de dent H2 supérieure ou égale à 0,4 x H1 , on assure un bon guidage latéral de la courroie est amélioré tandis qu’avec une hauteur de dent H2 inférieure ou égale à 0,8 x H1 , on assure un bon enroulement de la courroie sur une poulie.

[0071] Les dents transversales 112, 112’ servent, en utilisation, au passage de couple, et ce passage de couple est d’autant plus élevé du fait la présence de flancs 117 inclinés reliés l’un à l’autre par au moins une partie arrondie. Par ailleurs, les dents longitudinales 114, 114’ assurent également la transmission du couple en plus d’une fonction d’auto-centrage de la courroie 100. En effet, l’angle formé par les flancs 119 introduits par le profil 118 de la dent longitudinale 114, 114’, comme précédemment décrit, participent à la transmission de couple. En outre, la forme arrondie du profil 118 permet à la courroie 100, en cas de déplacement latéral de celle-ci, de s’auto-centrer plus rapidement sur la poulie sur laquelle elle est destinée à être montée, améliorant son guidage. La présence des dents longitudinales 114, 114’ limite par ailleurs la déformation des dents transversales 112, 112’. Cette transmission de couple et ce guidage sont tous deux améliorés du fait également que la hauteur de dent H2 de la dent longitudinale 114, 114’ soit inférieure ou égale à la hauteur de dent H1 de la dent transversale 112, 112’. En effet, dans le cas où une hauteur de dent H2 serait supérieure à la hauteur de dent H1 , des contraintes peuvent apparaître, avec notamment une diminution de la souplesse de la courroie 100 et un manque d’adéquation avec les poulies sur lesquelles la courroie 100 serait destinée à coopérer.

[0072] Les dents transversales 112, 112’ de la courroie 100 peuvent être réparties avec un pas de 8 mm, 11 mm ou 14 mm. Avantageusement, les dents transversales 112, 112’ de la courroie 100 sont réparties avec un pas 11 mm.

[0073] La courroie 100 comporte également un ensemble de câblés 110 de traction. Les câblés 110 sont noyés dans le corps 102 entre la portion dorsale 104 et la portion ventrale 106 du corps 102. Les câblés 110 permettent d’augmenter le module de traction de la courroie 100. Ils s’étendent donc selon la longueur de la courroie et sont agencés les uns à côté des autres sur la largeur du corps 102. Un câblé 110 de l’ensemble de câblés peut notamment être réalisé en un matériau choisi parmi de l’aramide, du polyester, des fibres de verre ou des fibres de carbone, ou une combinaison de ceux-ci. Ils permettent donc, pour l’application considérée, d’autoriser une transmission de couple plus importante en maintenant un allongement très limité de la courroie 100.

[0074] La constitution de chaque câblé 110, le nombre de câblés 110 disposés dans la largeur de la courroie 100 et le choix du matériau les constituant est variable et dépend du module de traction recherché pour la courroie 100 pour assurer une transmission de couple en limitant l’allongement de la courroie 100. La présence de tels câblés 110 a pour effet général de permettre une transmission de couple plus élevée.

[0075] Avantageusement, le module de traction de la courroie 100 est choisi entre 10000 N/mm de largeur de courroie (Newton par millimètre de largeur de courroie) et 30000 N/mm de largeur de courroie, mesuré linéairement entre 0 et 1 % d’allongement de la courroie.

[0076] La courroie 100 de transmission synchrone peut aussi comporter un revêtement 122 agencé au niveau de la surface externe de la pluralité de dents 112, 112’, 114, 114’, comme représenté sur les figures 3 et 5. Le revêtement 122 présente un intérêt particulier pour renforcer le pied de dent, c’est-à-dire les portions concaves 116d, 118d des dents transversales 112, 112’ et des dents longitudinales 114, 114’. [0077] Le revêtement 122 peut être typiquement en un matériau textile choisi, de manière non limitative, parmi un tricot, un tissu ou un non-tissé. Dans ce cas, le revêtement 122 peut être en un matériau typiquement choisi parmi un polyamide (PA) ou un mélange polyamide-élasthanne.

[0078] En alternative, le revêtement 122 peut être un film thermoplastique élastomère ayant une matrice polymère qui est la combinaison d’une matrice thermoplastique et d’une matrice élastomérique. La partie élastomérique du thermoplastique élastomère est avantageusement un éthylène-alpha-oléfine tel que éthylène-propylène-monomère (EPM) ou l’éthylène-propylène-diène monomère (EPDM). La matrice thermoplastique du thermoplastique élastomère est avantageusement un thermoplastique oléfinique, par exemple un polyéthylène basse densité.

[0079] Ce film thermoplastique élastomère peut présenter une épaisseur comprise entre 50 pm (micromètre) et 200 pm.

[0080] Le corps 102 à base élastomère de la courroie 100 peut être en un matériau choisi de manière non limitative parmi un éthylène-alpha-oléfine tel que l’éthylène- propylène-monomère (EPM) ou l’éthylène-propylène-diène monomère (EPDM), un copolymère butadiène-acrylonitrile hydrogéné (HNBR) ou le polyuréthane (PU).

[0081] Exemple de réalisation d’une courroie de transmission synchrone selon l’invention

[0082] Dans ce qui suit, il est fait référence aux figures 2 à 5 qui montrent un exemple de réalisation particulier de la courroie 100.

[0083] Le corps 102 à base élastomère est en éthylène-propylène-diène monomère (EPDM) vulcanisé peroxyde avec, dans cet exemple, une dureté de 85 Shore A.

[0084] Dans cet exemple de réalisation, la courroie 100 a une géométrie définie comme suit et illustrée par les figures 2 et 4. Le corps 102 a une épaisseur T de 6,5 mm, prise depuis la portion dorsale 104 au sommet des dents transversales 112, 112’, et une largeur de 12 mm.

[0085] Chaque dent transversale 112, 112’ a une hauteur H1 de 5 mm. Par ailleurs, dans cet exemple de réalisation, le premier profil 116 de chaque dent transversale 112, 112’ est trapézoïdal avec des angles arrondis. Ce premier profil 116 présente une portion sommitale 116a de 2 mm et une portion convexe sommitale 116c dont le rayon de courbure R1 approché est de 1 ,2 mm. [0086] Chaque dent longitudinale 114, 114’ a une hauteur H2 de 2,2 mm. Par ailleurs, le second profil 118 arrondi de chaque dent longitudinale 114, 114’ présente une portion concave 118d de fond de creux de dents 120 avec un rayon de courbure R2’ de 1 ,2 mm et un sommet 118c de dent convexe avec un rayon de courbure R3 de 1 ,6 mm. En outre, les flancs 119 inclinés reliés par au moins une partie arrondie du second profil 118 de chaque dent longitudinale 112, 112’ forment, entre eux, un angle de 40°.

[0087] L’ensemble de câblés 110 noyé dans le corps 102 comporte 13 câblés 110. Les câblés 110 ont un diamètre d de 0,8 mm et leurs centres sont séparés latéralement par un pas p de 0,92 mm. Le centre de chaque câblé 110 est par ailleurs situé à une distance d’environ 0,7 mm de la partie dorsale 104 de la courroie 100.

[0088] Chaque câblé 110 est en aramide, et en particulier un aramide 1100x1x4, c’est-à-dire que chaque fil a un titre de 1100 dtex (décitex), soit 1100x10⁷ kg/m (kilogramme par mètre), et que chaque fil est d’abord torsadé de manière individuelle avant d’être torsadé par quatre. Chaque câblé 110 possède en outre un module de Young de 30000 MPa (MégaPascal), soit 30000 N/mm² (Newton par millimètre carré).

[0089] Le module de traction de la courroie peut ainsi être calculé et s’exprime comme étant la multiplication du module de Young du câblé 110 avec la surface de la section du câblé 110. Dans l’exemple de réalisation, la courroie 100 compte 13 câblés 110 dont le diamètre d de chaque câblé 110 est de 0,8 mm, soit une surface de section totale d’environ 6,53 mm². Cet ensemble de câblés 110 permet ainsi de définir le module de traction de la courroie 100 à une valeur d’environ de 195900 N.

[0090] Dans cet exemple de réalisation, la courroie de transmission 100 comporte un revêtement 122, visible sur les figures 3 et 5. Ce revêtement 122 est un tricot en polyamide, en particulier un polyamide 66 avec un grammage de 150 g/m² (gramme par mètre carré).

[0091] Dans cet exemple de réalisation, les dents transversales 112, 112’ de la courroie 100 sont réparties avec un pas de 11 mm. Ce pas présente, en outre, l’avantage de permettre une transmission du couple et un encombrement optimisés. En effet, avec un pas inférieur, la transmission du couple est moindre tandis qu’avec un pas supérieur, l’encombrement dû à la taille des dents augmente. [0092] Il est fait référence à présent aux figures 6 à 12 qui illustrent des étapes de fabrication d’une courroie 100 selon la forme de réalisation précitée.

[0093] Le procédé de fabrication d’une courroie 100 selon l’invention consiste à :

- former une ébauche 10 de courroie avec des matériaux de courroie autour d’un mandrin cylindrique ;

- retirer l’ébauche du mandrin ;

- insérer l’ébauche 10 à l’intérieur d’un moule 12 cylindrique comportant, sur une paroi cylindrique interne, un motif, négatif des dents transversales 112, 112’ et longitudinales 114,114’ à former sur la courroie 100,

- presser l’ébauche 10 contre le moule 12 au moyen d’une vessie caoutchouc gonflable 14, et chauffer le moule 12 de sorte à vulcaniser l’ébauche 10 de courroie ;

- démouler l’ébauche vulcanisée ; et

- découper l’ébauche 10 vulcanisée de sorte à former la courroie de transmission synchrone 100.

[0094] Au préalable, les matériaux de courroie qui forment l’ébauche 10 sont mis en place sur un mandrin cylindrique (non représenté). Ces matériaux de courroie comprennent la partie dorsale 104 (à l’état cru) du corps 102 de courroie, les câblés 110 et la portion ventrale 106 (à l’état cru) du corps 102 de courroie. Ces matériaux de courroie peuvent aussi comprendre le revêtement 122, placé sur la portion ventrale 106 de du corps 102 de courroie. Sur les figures 6 et 7, l’ébauche 10 a été retirée du mandrin cylindrique et est déjà insérée à l’intérieur du moule 12 cylindrique qui comporte sur sa paroi cylindrique interne au moins un motif, négatif du profil des dents transversales 112,112’ et des dents longitudinales 114, 114’ à former sur une courroie. On comprend que la portion ventrale 106 (à l’état cru) est positionnée au contact du moule 12.

[0095] Sur les figures 8 et 9, la vessie gonflable 14 est placée à l’intérieur de l’ébauche 10.

[0096] Sur les figures 10 et 11 , la vessie gonflable 14 est gonflée, avec une pression de 20 bars, de sorte à venir presser la portion dorsale 104 (à l’état cru) de l’ébauche 10 contre le moule 12 (voir flèche E de la figure 11). De la sorte, la paroi interne du moule 12 avec au moins un motif, négatif des dents 112,112’, 114, 114’ à former sur une courroie, forme un motif correspondant sur la surface externe de la portion ventrale 106 de l’ébauche 10. Dans le même temps, le moule 12 est chauffé à 182°C pour assurer une vulcanisation des portions dorsale 104 et ventrale 106 destinées à former le corps 102 en élastomère vulcanisé. On comprend que le motif du moule 12 est imprimé sur l’ébauche 10 durant cette étape.

[0097] L’ébauche 10, qui est à présent vulcanisée, est ensuite démoulée, comme illustré par la figure 12, avant d’être découpée selon la largeur désirée pour obtenir une courroie 100 selon l’invention.

[0098] Dans ce qui suit, la résistance à la traction de la courroie de transmission synchrone 100 ainsi réalisée a été testée. Le test effectué répond à différentes normes, notamment à la norme ISO 4210-8 et à la norme française et européenne NF EN 15194.

[0099] Ces normes décrivent le test de résistance à la traction illustré à la figure 13. Dans ce test, la courroie 100 selon l’invention est montée sur deux poulies P, P’ d’entraînement similaires ou identiques. Au moins une des deux poulies P, P’ est libre de tourner. Durant le test, la charge de traction est augmentée progressivement jusqu’à ce que l’effort de traction exercé sur la courroie 100 atteigne 4000 N. Pour que l’effort exercé sur la courroie 100 atteigne 4000 N, une charge F de traction de 8000 N est nécessaire.

[0100] Lorsque ce seuil est atteint, la courroie 100 ne présente ni fissure, ni rupture ou de délamination, conformément aux recommandations des normes.

[0101] Fin de l’exemple.

[0102] En référence aux figures 14 à 16, l’invention concerne également un ensemble 300 comportant une courroie 100 de transmission synchrone telle que décrite dans ce qui précède et au moins une poulie 200.

[0103] D’un point de vue pratique l’ensemble 300 peut se présenter avantageusement sous forme d’un kit ou bien être déjà monté.

[0104] De préférence, la courroie 100 est destinée à être montée, en utilisation, sur deux poulies 200, c’est-à-dire une première poulie et une deuxième poulie. Chacune des poulies 200 comporte, d’une part, deux rangées circonférentielles de dentures 210, 210’ parallèles entre elles et configurées pour recevoir les creux de dents 122 de la pluralité de dents transversales 112, 112’ de la courroie 100 et comporte, d’autre part, une rainure circonférentielle 220, séparant les deux rangées circonférentielles de dentures 210, 210’, configurée pour recevoir la pluralité de dents longitudinales 114, 114’ de la courroie 100. [0105] Avantageusement, l’ensemble 300 comporte une première poulie de dimension donnée et une deuxième poulie de dimension différente de la première poulie (non représentée). On entend par dimension différente une deuxième poulie dont le diamètre est supérieur ou inférieur au diamètre de la première poulie.

[0106] Avantageusement, l’ensemble 300 comporte une première poulie et une deuxième poulie qui sont identiques. On entend par identique deux poulies qui ont les mêmes dimensions, par exemple le même diamètre et des rangées de dentures 210, 210’ avec les mêmes géométries.

[0107] Chaque poulie 200 peut être en un matériau choisi, de manière non limitative, parmi un acier, un aluminium ou un plastique. Chacun de ces matériaux possède des propriétés en termes de résistance mécanique, densité ou coût qui peuvent être adaptées à des applications prédéfinies.

[0108] Chaque rangée circonférentielle de dentures 210, 210’ comporte en outre des creux de dents 212 ayant une profondeur P1. Avantageusement, cette profondeur P1 est supérieure à la hauteur H1 des dents transversales 112, 112’ de la courroie 100.

[0109] La rainure circonférentielle 220 de chaque poulie 200 a par ailleurs une profondeur P2. Avantageusement, cette profondeur P2 est supérieure à la hauteur H2 des dents longitudinales 144.

[0110] Les dentures de chacune des rangées circonférentielles de dentures 210, 210’ peuvent être réparties avec un pas de 8 mm, 11 mm ou 14 mm.

[0111] On comprend donc qu’il existe un jeu 230 entre le sommet de chaque dents 112, 112’, 114, 114’ et, d’une part, le creux de dents 210 des poulies 200 et, d’autre part, le fond de la rainure 220. Ce jeu 230 présente l’avantage d’être un moyen d’évacuation des corps étrangers, comme de la boue, de l’eau ou des cailloux, qui pourraient, en fonctionnement, s’insérer dans l’ensemble 300, et plus particulièrement entre une poulie 200 et la courroie 100. Ces corps étrangers étant évacués plus facilement, les risques d’usure de la courroie 100 s’en trouvent diminués.

[0112] À la lumière de ce qui a été décrit dans ce qui précède, il apparaît clairement que la courroie selon l’invention permet une amélioration du couple transmissible par la courroie et sa stabilité. En effet, en utilisation, la surface de contact entre les dents transversales et longitudinales de la courroie et les dents de la poulie est élevée grâce aux formes des dents de la courroie. Cette surface de contact élevée et la présence de câblés améliorant le module de traction de la courroie, le couple transmissible peut être maîtrisé ainsi que les niveaux de déformation de la courroie, ce qui diminue l’usure de la courroie dans le temps, et donc améliore sa durée de vie. En outre, les dents longitudinales permettent de guider la courroie sur la poulie et ainsi d’éviter un déplacement latéral de celle-ci.

[0113] Un autre avantage est de permettre, lorsque la courroie est montée sur une poulie de l’ensemble selon l’invention, d’évacuer les éléments extérieurs pouvant s’insérer dans les creux de dents de la poulie, comme par exemple de l’eau, de la terre, de la boue ou encore des cailloux.

Claims

Revendications

[1 ] Courroie (100) de transmission synchrone comportant un corps (102) à base élastomère comprenant une portion dorsale (104), une portion ventrale (106) et un ensemble de câblés (110) de traction entre la portion dorsale (104) et la portion ventrale (106), la portion ventrale (106) présentant, d’une part, une pluralité de dents transversales (112, 112’), chaque dent transversale (112, 112’) ayant en section un premier profil (116) avec deux flancs (117) inclinés convergeant l’un vers l’autre en direction d’un sommet de la dent transversale (112, 112’), lesdits flancs (117) de la dent transversale étant reliés par au moins une partie arrondie, chaque dent transversale ayant une hauteur de dent H1 , et, d’autre part, une pluralité de dents longitudinales (114, 114’), chaque dent longitudinale (114, 114’) s’étendant entre deux dents transversales (112, 112’) sensiblement perpendiculairement auxdites dents transversales et ayant en section un second profil (118) avec deux flancs (119) inclinés, convergeant l’un vers l’autre en direction d’un sommet de la dent longitudinale (114, 114’), lesdits flancs (119) de la dent longitudinale étant reliés par au moins une partie arrondie, chaque dent longitudinale ayant une hauteur de dent H2, ladite hauteur de dent H2, non nulle, étant inférieure ou égale à la hauteur de dent H1 .

[2] Courroie (100) selon la revendication 1 , dans laquelle la hauteur de dent H2 de chaque dent longitudinale (114, 114’) est telle que 0,4 x H1 < H2 < 0,8 x H1 .

[3] Courroie (100) selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, dans laquelle chaque dent transversale (112, 112’) a en section un premier profil (116) trapézoïdal avec des angles arrondis.

[4] Courroie (100) selon la revendication 3, dans laquelle ledit premier profil (116) de chaque dent transversale (112, 112’) comporte deux portions convexes sommitales (116c), lesdites portions convexes sommitales étant situées de part et d’autre d’une portion sommitale (116a), et deux portions concaves (116d), lesdites portions concaves étant situées de part et d’autre d’une base (116b) de la dent transversale.

[5] Courroie (100) selon la revendication 4, dans laquelle chaque portion convexe sommitale (116c) dudit premier profil (116) présente un rayon de courbure approché (R1 ) compris entre 0,6 mm et 1 ,4 mm, et chaque portion concave (116d) présente un rayon de courbure (R2) compris entre 0,6 mm et 1 ,4 mm.

[6] Courroie (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle ledit second profil (118) de chaque dent longitudinale (114, 114’) comporte deux portions concaves (118d), lesdites portions concaves étant situées de part et d’autre d’une base (118b) de ladite dent longitudinale, et un sommet (118c) de dent, ledit sommet (118c) étant convexe.

[7] Courroie (100) selon la revendication 6, dans laquelle chaque portion concave (118d) dudit second profil (118) présente un rayon de courbure (R2’) compris entre 0,8 mm et 1 ,6 mm, et ledit sommet (118c) du second profil présente un rayon de courbure (R3) compris entre 0,8 mm et 1 ,6 mm.

[8] Courroie (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans laquelle ledit second profil (118) de chaque dent longitudinale (114, 114’) est un profil trapézoïdal avec des angles arrondis.

[9] Courroie (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, comportant un revêtement (120) agencé au niveau d’une surface externe de la pluralité de dents transversales (112, 112’) et longitudinales (114, 114’).

[10] Courroie (100) selon la revendication 9, dans laquelle le corps (102) de courroie (100) à base élastomère est en un matériau choisi parmi un éthylène-alpha- oléfine ou un polyuréthane, et le revêtement (120) est un matériau textile ou un film thermoplastique élastomère.

[11 ] Courroie (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, dans laquelle chaque câblé (110) de l’ensemble de câblés de traction est en aramide, polyester, fibres de verre ou fibres de carbone ou une combinaison de ceux-ci.

[12] Ensemble (300) comportant au moins une poulie (200) et une courroie (100) de transmission synchrone selon l’une quelconque des revendications 1 à 11 , chaque poulies comportant : deux rangées circonférentielles de dentures (210, 210’) parallèles entre elles et configurées pour recevoir les creux de dents (122) de la pluralité de dents transversales (112, 112’) de la courroie (100), et une rainure circonférentielle (220), séparant les deux rangées circonférentielles de dentures, configurée pour recevoir la pluralité de dents longitudinales (114, 114’) de la courroie (100).

[13] Ensemble (300) selon la revendication 12, dans lequel chaque rangée circonférentielle de dentures (210, 210’) comporte des creux de dents (212) ayant une profondeur P1 supérieure à une hauteur H1 des dents transversales (112, 112’) de la courroie (100).

[14] Ensemble (300) selon l’une quelconque des revendications 12 ou 13, dans lequel la rainure longitudinale (220) a une profondeur P2 supérieure à une hauteur H2 des dents longitudinales (114, 114’) de la courroie (100).

[15] Procédé de fabrication d’une courroie (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 14, ledit procédé comportant les étapes suivantes : former une ébauche (10) de courroie avec des matériaux de courroie autour d’un mandrin cylindrique ; retirer l’ébauche du mandrin ; insérer l’ébauche (10) à l’intérieur d’un moule (12) cylindrique comportant, sur une paroi cylindrique interne, un motif, négatif des dents transversales et longitudinales à former sur une courroie ; presser ladite ébauche (10) contre ledit moule (12) au moyen d’une vessie caoutchouc gonflable (14), et chauffer ledit moule de sorte à vulcaniser l’ébauche de courroie ; démouler l’ébauche vulcanisée ; et découper l’ébauche vulcanisée de sorte à former la courroie.