FR2515296A1 - Courroie trapezoidale a elements de friction rigides rapportes - Google Patents

Abstract

COURROIE TRAPEZOIDALE A RUBAN ARME COMPORTANT DES RELIEFS, EQUIPEE D'ELEMENTS RIGIDES RAPPORTES ENTRE LES RELIEFS DU RUBAN, ET SOLIDAIRES DE CELUI-CI EN TRANSLATION. LES ELEMENTS RIGIDES TRANSMETTENT LE MOUVEMENT PAR FRICTION, EN PRENANT APPUI DANS LES GORGES DE POULIES TRAPEZOIDALES. ELLE EST COMPOSEE D'UN RUBAN SANS FIN COMPORTANT UNE ARMATURE LONGITUDINALE 1, DES SECTIONS 2 DESTINEES A RECEVOIR DES PLAQUETTES 4, ET DES SECTIONS 3 SERVANT DE BUTEE AUX PLAQUETTES 4. LA COURROIE SELON L'INVENTION SE PRESENTE COMME UN MODELE ASSEZ SIMPLE DE COURROIE TRAPEZOIDALE DESTINEE A EQUIPER DES VARIATEURS A POULIES, LEGERS ET PEU ENCOMBRANTS PAR RAPPORT A LA PUISSANCE TRANSMISE.

Description

Il existe à l'heure actuelle des courroies trapézoïdales de transmission plus performantes que les courroies textiles classiques, destinées à équiper des variateurs à poulies constituées chacune de 2 disques coniques lisses. Le rapprochement et l'écartement de ces disques produisent le changement de rapport de transmission.

Parmi ces courroies il existe en particulier une reali- sation entièrement métallique dans laquelle des pièces de forme générale trapézoïdale glissent sur une armature composée de feuillards superposés. Ce principe est repris dans plusieurs brevets avec des améliorations de détails, en particulier dans les brevets DE 2505228 et US 3949621. L'inconvénient majeur de ce système, réside dans la grande difficulté de rdalisation de l'armature composée d'environ 10 feuillards métalliques,sans soudure, emboite's concentriquement les uns dans les autres, avec une tolerance très faible. Il s'en suit un prix de revient excessif qui en rend difficile la commercialisation.

Il existe aussi un autre type de courroie comportant des plaquettes de contact avec les poulies et une armature longitudinale. Les composants de cette courroie sont métalliques, ou bienfait d'un matériau résistant. Ces composants sont liés entre eux par une injection d'élastomère, adhéré à chacune des pièces, qui solidarise tous les éléments entre eux. Cette courroie fait l'objet du brevet FR 7907340.

La courroie selon l'invention propose une solution simple de fabrication et de montage pour atteindre le même but, qui est de transmettre un effort important, avec variation continue de la vitesse dans un faible encombrement.

A cet effet la courroie selon l'invention se compose d'un ruban sans fin, comportant des reliefs, fait d'une matière suffisamment résistante pour supporter les efforts transmis par des pièces rapportées, et suffisamment souple pour s'enrouler selon le diamètre minimum des poulies, par exemple un polyamide, un polyeuréthane... Ce ruban est muni longitudinalement d'une armature suffisamment solide pour reprendre les efforts de traction de la transmission, et suffisamment souple pour s'enrouler selon le diamètre minimum des poulies, par exemple, un enroulement de fibres de métal ou de métalloïde cablées ou non cablées, une tresse de fibre de métal ou de métalloïde tissée en forme de tube pour éviter un raccord, ou encore tissée en ruban mince et enroulée de plusieurs tours superposés en forme de spirale...

Les reliefs du ruban servent de butée, entre deux butées successives viennent prendre place des plaquettes de forme générale tra pézoidale. Ces plaquettes prennent appui dans les gorges des poulies, elles assurent la transmission par friction entre le ruban et les gorges des poulies. Ces plaquettes sont faites d'un matériau assez dur pour résister aux efforts de pression et de friction, par exemple : d'acier traité, de métal fritté, de métalloïde présentant des qualités de dureté suffisante.

Les dessins annexés illustrent à titre d'exemple un mode et quelques variantes de réalisation de la courroie conforme à la présente invention. Sur ces dessins - la figure 1 représente une vue en élévation d'une portion de la courroie sans fin. l'abord l'armature seule, puis l'armature revêtue d'une matière semi-rigide constituant le ruban, puis le ruban équipé de plaquettes.

- la figure 2 représente une coupe transversale au niveau d'une section 2.

- la figure 3 représente la même coupe avec une plaquette en place.

- la figure 4 représente la même coupe avec la variante de l'extension latérale des butées 3 au délà des sections 2.

- la figure 5 est une vue en élévation de la courroie sans fin représentant la variante des deux plaquettes de 1/2 épaisseur par échancrure de ruban.

- la figure 6 représente une coupe transversale au niveau d'une section 2*dans la variante des plaquettes à échancrure supérieure symétrique.

Telle qu'elle est représentée (Fig. 1-2-3) la courroie se compose d'une armature 1 enrobée d'une matière semi-rigide, par exemple un polyamide. Cet ensemble constitue le ruban.

Le polyamide comporte alternativement des sections 2 rectangulaires aplaties, à peine plus épaisses que l'armature 1, et des sections 3, trois à cinq fois plus épaisses que les sections 2.

Entre deux sections 3 successives vient se loger une plaquette 4 de friction qui peut par exemple être faite d'acier traité.

L'armature 1 peut être constituée par un enroulement, dans la surface de la fibre neutre de la courroie, de- fibres cablées ou non cablées, de métal ou de métalloïde. Elle peut être constituée aussi par une tresse sans fin tissée sous forme tubulaire afin de ne pas avoir de raccord (un raccord étant toujours cause de rupture prématurée). Enfin cette armature peut être constituée par un ruban très mince, aussi large que l'armature, et enroulé plusieurs fois sur lui-même en forme de spirale. Dans tous ces cas l'armature aura une épaisseur de l'ordre du millimètre. Que l'armature 1 soit constituée de cables, de tresse ou autre, elle devra posséder des ouvertures représentant environ 30 % de sa surface.Ces ouvertures sont destinées à permettre le passage du polyamide lors de l'injection, pour que l'armature 1 et le polyamide soient intimement mélés. Ces ouvertures sont obtenues dans le cas d'un cable, en laissant un espace-lors de l'enroulement catie à côte des spires successives. Et dans le cas d'une tresse en ménageant des jours suffisants entre les mailles lors du tissage, ou en les pratiquant par écartement des fibres après tissage.

Le polyamide pénatre dans l'armature et l'enrobe. Au niveau des sections 2 le ruban à une épaisseur supérieure de quelques dixièmes de millimètre à celle de l'armature 1. La largeur du ruban est supérieure à celle de 11 armature 1 de l'ordre de quelques millimètres. La hauteur des sections 3 est environ 3 à 5 fois supérieure à celle des sections 2, leur largeur peut être identique à celle des sections 2 (fig 2 et 3), pour des raisons de simplification de la confection du moule d'injec tion du polyamide.

Leur largeur peut aussi être supérieure à celle des sections 2 (fig.4) et s'étendre selon 3a et 3b de part et d'autre du ruban.
Un dépassement 3a ou 3b de l'ordre de 2à 3 millimètres permet une meilleure transmission de l'effort d'entrainement des plaquettes 4 au ruban.

Les sections 3 dépassent au dessus et au dessous des sections 2 d'une hauteur sensiblement égale. Vue de profil selon la figure 1 la forme 3c du dessus à ses cotés perpendiculaires à l'armature tandis que la forme 3d du dessous à ses cotés qui vont en se rapprochant vers le bas pour permettre à a courroie de suivre le rayon d'enroulement minimum nécessaire à son fonctionnement, sans que les parties inférieures 3d des sections 3 ne viennent serrer exagérément sur les plaquettes 4. L'épaisseur des sections 3 mesurée dans le sens de défilement de la courroie, est sensiblement identique à l'espace compris entre deux sections 3 successives. L'armature 1 arrive à fleur, ou même dépasse légèrement sous le polyamide au niveau des sections 2, pour des nécessités connues de positionnement de l'armature au moment du moulage.Cette disposition peut être favorable dans le cas de l'armature 1 faite de cables ou de tresse métallique, il y a alors contact direct de l'armature avec le niveau 4a des plaquettes 4, et bonne transmission de l!effort de pression à cet endroit.

Dans le cas où l'armature 1 est composée de fibres de métalloïde ce contact peut être cause d'une usure rapide des fibres.

Il convient alors, soit de réduire le plus possible au moment de la confection du moule la ligne de positionnement de l'armature, soit de retourner la courroie après moulage et avant montage des plaquettes 4. Dans cette opération de retournement le dessus devient le dessous et réciproquement. Ce retournement n'est possible sans introduire de contraintes importantes que du fait de la minceur du ruban. Il va de soi que les détails de forme du moule seront légèrement différents selon que la courroie sera prévue retournée ou non. L'avantage du retournement étant de pouvoir mettre l'épaisseur désirée de polyamide, entre l'armature 1 et toute la surface d'appui des sections 2, sur le niveau 4a des plaquettes 4.

L'état de surface du niveau 4a des plaquettes 4 doit être bon pour éviter une usure rapide du ruban et de l'armature à cet endroit.

Les plaquettes 4 toutes semblables entre elles (figure 3) sont planes, et ont une épaisseur uniforme égale à l'espace compris entre deux sections 3 successives. Vues selon la figure 7 elles ont une forme générale trapézoiale. Les faces noe parallèles 4b et 4c du trapèze font entre elles un angle d'environ 200e
Ces faces sont destinées à reposer dans les gorges des poulies.

C'est par ces faces 4b et 4c que se fait l'entraînement par friction. Les plaquettes 4 sont munies d'une echancrure 4d parallèle aux bases et située sensiblement à mi-hauteur dn trapèze. La hauteur de cette échancrure 4d est égale à l'épaisseur de la section 2 du ruban. La plaquette 4 est destinée à etre introduite sur une section 2 (entre deux sections 9), par un coté du ruban, la longueur de l'échancrure 4d est telle que la pla- quette 4 puisse atteindre, une fois introduite sur le ruban, une position dans laquelle elle dépasse symétriquement de chaque coté de ce ruban.

Les plaquettes 4 sont montées alternativement par un coté puis par l'autre coté du ruban.

En première variante à la plaquette 4 qui vient d'tre décrite pourrait être substitué un jeu de plaquettes composé de deux plaquettes 5 telles que représentées sur la figure 5.

La forme générale des plaquettes 5 est identique à celle des plaquettes 4, à part les différences qui vont être décrites ci-après.:
Les plaquettes 5 toutes semblables entre elles ont une épaisseur égale à la moitié de celle des plaquettes 4, elles sont légère ment pliées parallèlement aux bases du trapze, au niveau de la fibre neutre de la courroie. Elles sont montées deux par deux sur chaque section 2, une plaquette 5 étant introduite par l'un des cotés du ruban et l'autre plaquette 5 par l'autre coté. Ainsi placées face à face, le pli de chacune d'elles tend à écarter les deux petites bases 5a l'une de l'autre, sur une portion tendue de la courroie ; tandis que les deux petites bases 5a se touchent pour le rayon minimum d'enroulement de la courroie.

Un premier avantage de cette variante est que la plaquette 5 porte en permanence sur toute la surface du coté de la section 3, ce qui entraine une meilleure répartition des efforts de pression, de la plaquette 5 au coté de la section 3.

L'articulation du ruban s'effectue toujours grace à la souplesse de la section 2, mais au lieu de se traduire par un pivotement du ruban par rapport à une plaquette, cette articulation se traduit par un pivotement des deux plaquettes de demi épaisseur l'une par rapport à l'autre. Il y a donc pivotement métal contre métal. Un deuxième avantage est le doublement des lignes de contact sur les poulies. Une courroie équipée de plaquettes 5 a le double de plaquettes, et de lignes de contact, qu'une courroie identique par ailleurs, mais équipée de plaquettes 4. Qu'il s'agisse des plaquettes 4 ou 5, celles-ci sont empêchées de quitter la courroie par la présence d'un renflement près de l'entrée de l'échancrure 4d (5d) qui a pour effet de diminuer légèrement la largeur de l'échancrure à cet endroit.

Il faut donc forcer pour introduire les plaquettes sur les sections 2.

Une deuxième variante à la plaquette 4, consiste à ménager une ouverture symétrique dans la partie supérieure de la plaquette (figure 6), à la place de l'échancrure 4d décrite pour la plaquette 4. La plaquette 6 ainsi constituée est introduite surla courroie par le dessous de celle-ci. Des retours 6a crochetent le ruban et empêchent les plaquettes 6 de quitter la courroie.

La même variante de plaquettes de demi-épaisseur légèrement pliées peut aussi bien être appliquée aux plaquettes 6 avec les mêmes avantages que ceux précédemment décrits.

L'invention n'a été représentée et décrite qu'à titre explicatif et non limitatif elle est susceptible d'autres variantes sans sortir de son cadre.

La courroie, objet de l'invention, conçue pour travailler à sec ou en bain d'huile peut être utilisée partout ou une transmission à rapport variable est nécessaire, en industrie comme en automobile. Elle est destinée à équiper des variateurs à poulies à gorges trapézoidales.

Une apPlication Particulièrement intéressante de cette courroie se trouve dans l'équipement de variateurs pouvant, du fait de la réduction de leur encombrement être avantageusement montés Sur véhicules automobiles.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1- Courroie de transmission sans fin armée longitudinalement possédant des parties transversales en relief, faites de matériau semi-rigide, moulées sur l'armature, caractérisée par le fait qu'entre deux reliefs successifs, appelés section 3, sont rapportées des plaquettes 4, planes, de forme générale trapézoi- dale, destinées à transmettre le mouvement par appui et friction des faces 4b et 4c des plaquettes 4, dans la gorge d'une poulie à section trapézoidale.

2- Courroie selon la revendication 1 caractérisée par le fait que les sections 3 possédent des extensions latérales 3a et 3b de l'ordre de quelques millimètres dépassant des sections 2 afin de mieux reprendre l'effort d'entrainement transmis par les plaquettes 4.

3- Courroie selon les revendications 1 et 2 caractérisée par le fait que l'armature longitudinale est ajourée uniformément sur environ un tiers de sa surface pour permettre une bonne liaison entre l'armature 1 et le matériau semi-rigide injecté autour de cette armature.

4- Courroie selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que le ruban est retourné après moulage, pour éviter que les évidements de matière dans i la présence des parties du moule nécessaire au positionnement de l'armature avant injection du matériau semi-rigide, ne réduise la surface de contact du ruban sur les plaquettes 4.

5- Courroie selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que les plaquettes 4 assymétriques, toutes semblables entre elles, munies d'un évidement parallèle aux bases du trapèze, sont introduites latéralement sur le ruban, alternativement par l'un des cotés puis par l'autre.

6- Courroie selon lune des revendications 1 à 4,caractérisée par le fait que les plaquettes 4 sont remplacées chacune par deux plaquettes 5 d'épaisseur égale à la moitié de celle des plaquettes 4. Chacune des plaquettes 5 assymétriques, toutes semblables entre elles, étant légèrement pliée selon une parallèle aux bases du trapèze, sont montées face à face alternativement par l'un des cotés du ruban puis par l'autre.

L'angle formé par les plis de deux plaquettes 5 ainsi montées face à face, étant tel que la courroie puisse s' enrouler selon le diamètre minimum choisi pour son fonctionnement.

7 - Courroie selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisée par le fait que les plaquettes 4 sont remplacées par

des plaquettes symétriques 6, toutes semblables entre elles, d'épaisseur égale à celle des plaquettes 4+ possédant une ouverture dans leur partie supérieure, telle que ces plaquettes puissent être introduites par le dessous de la courroie.

8 - Courroie selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisée par le fait que les plaquettes 6 sont remplacées chacune par deux plaquettes d'épaisseur égale à la moitié de celle des plaquettes 6. Ces nouvelles plaquettes, symétriques, toutes semblables entre elles, montées face à face, sont pliées dans les mêmes conditions que celles de la variante utilisant les plaquettes 5.