FR2932859A1

FR2932859A1 - Dispositif de transmission de couple notamment pour compresseur de climatisation

Info

Publication number: FR2932859A1
Application number: FR0854064A
Authority: FR
Inventors: Laurent Varnoux; Romuald Lescorail
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2008-06-19
Filing date: 2008-06-19
Publication date: 2009-12-25
Anticipated expiration: 2028-06-19
Also published as: CN102084147A; WO2009153177A1; FR2932859B1; US20110150673A1; DE112009001417T5; US8777760B2

Abstract

Le dispositif de transmission de couple entre une poulie d'entraînement (1) et un arbre (2), comprend un plateau (4), entraîné en rotation par la poulie et un moyeu monté en bout d'arbre et solidaire en rotation de l'arbre, avec des moyens de limitation de couple montés entre le plateau (4) et le moyeu (3) caractérisé par le fait que les moyens de limitation de couple comprennent une bague de friction (28) comportant une pluralité de portions élastiques en saillie en contact de friction avec une surface du plateau (4) et/ou du moyeu (3).

Description

DEMANDE DE BREVET B08/1466FR AxC/cal

Société dite : Aktiebolaget SKF Dispositif de transmission de couple notamment pour compresseur de climatisation Invention de : Laurent VARNOUX Romuald LESCORAIL Dispositif de transmission de couple notamment pour compresseur de climatisation

La présente invention concerne la transmission d'un couple entre une poulie d'entraînement et un arbre entraîné par la poulie. Un dispositif de transmission de couple de ce type peut être utilisé, en particulier, dans les compresseurs de climatisation tels que ceux qui sont montés sur les véhicules automobiles.

Lors de la transmission d'un couple entre une poulie d'entraînement et un arbre entraîné par la poulie et en particulier dans le cas où un dispositif de transmission de couple est utilisé pour l'entraînement d'un compresseur de climatisation, on prévoit généralement des moyens de limitation de couple interposés entre la poulie d'entraînement et l'arbre entraîné. De cette manière, en cas de couple trop important résultant par exemple d'un grippage du compresseur de climatisation, la poulie peut continuer à tourner sans entraîner l'arbre ou sans glisser par rapport à la courroie d'entraînement, ce qui aboutirait rapidement à la destruction de cette courroie. La demande de brevet japonais JP 08-135686 utilise à titre de moyen de limitation de couple une pluralité d'éléments élastiques pincés entre des éléments de retenue métalliques, l'ensemble étant conçu de façon qu'en cas de couple trop important, les éléments élastiques s'échappent de leur position d'entraînement normale supprimant ainsi la transmission du couple. Ces moyens sont complexes et donc relativement onéreux à fabriquer et à assembler. De plus, ils ne permettent pas de revenir à une transmission de couple lorsque la valeur du couple est redevenue normale.

La demande de brevet japonais JP 2000-356226 décrit un moyen de limitation de couple comprenant un système à friction interposé entre la poulie d'entraînement et un plateau solidaire de l'arbre d'un compresseur de climatisation. La partie périphérique du plateau comporte sur chacune de ses faces un revêtement de friction qui vient coopérer d'un côté avec une face radiale de la poulie et de l'autre côté avec une face radiale d'un élément de transmission annulaire rendu solidaire de la poulie d'entraînement par une surface cylindrique cannelée. La fabrication d'un tel plateau avec un double revêtement de friction ainsi que le fait de prévoir un élément de transmission rapporté, muni de cannelures de solidarisation avec la poulie, se révèle complexe et onéreuse. La demande de brevet WO 2005/021991 décrit un palier à roulement associé à un dispositif de roue libre qui comporte des moyens de limitation de couple. Ces moyens sont constitués par un élément de friction monté dans le support de la roue libre. La demande de brevet WO01/98678 décrit une direction assistée avec un système à vis dans lequel une couronne dentée est montée directement sur la portion centrale d'un arbre par l'intermédiaire d'une bague annulaire fendue comportant une pluralité de bossages. Une telle application est spécifique à une colonne de direction dont la rotation relativement lente se fait uniquement sur quelques tours. La présente invention a pour objet un dispositif de transmission de couple entre une poulie d'entraînement et un arbre entraîné en rotation par la poulie dans lequel les moyens de limitation de couple sont de structure simple et peu onéreuse à fabriquer, qui puisse être aisément monté en bout d'arbre, notamment pour un arbre d'entraînement de compresseur de climatisation.

La présente invention a également pour objet un dispositif de transmission comportant des moyens de limitation de couple capables d'interrompre la transmission du couple entre la poulie et l'arbre entraîné lorsque le couple dépasse une valeur de seuil tout en permettant la reprise de la transmission du couple dès que la valeur du couple revient au dessous de cette valeur de seuil. Dans un mode de réalisation, un dispositif de transmission de couple entre une poulie d'entraînement et un arbre comprend un plateau entraîné en rotation par la poulie et un moyeu monté en bout d'arbre et solidaire en rotation de l'arbre. Des moyens de limitation de couple sont montés entre le plateau et le moyeu et comprennent une bague de friction comportant une pluralité de portions élastiques en saillie, en contact de friction avec une surface du plateau et/ou du moyeu. Ainsi, en cas de couple trop important entre la poulie d'entraînement et l'arbre, un glissement intervient et tout risque de détérioration est évité. Dès que la valeur du couple revient au dessous du seuil de glissement, la transmission se fait de nouveau. Le dispositif est efficace, simple à réaliser et à monter et peu onéreux. De préférence, les portions élastiques en saillie sont réalisées par déformation du matériau mince constituant la bague élastique. Les portions élastiques en saillie peuvent être des ondulations ou encore des bossages. Dans un mode de réalisation, les bossages occupent une partie centrale de la bague de friction, entre deux parties d'extrémité dénuées de bossages. La bague de friction peut être fendue ou au contraire fermée. Dans un mode de réalisation, la bague de friction est précontrainte radialement entre deux portées cylindriques dont l'entrefer a une valeur inférieure à l'épaisseur radiale de la bague.

Dans un autre mode de réalisation, la bague de friction a la forme d'un flasque précontraint radialement entre deux surfaces radiales dont l'entrefer a une valeur inférieure à l'épaisseur axiale dudit flasque, à l'état libre. Un ou plusieurs blocs élastiques peuvent être montés entre la poulie et le plateau afin d'amortir les vibrations de torsion. Selon un autre aspect, l'invention est également relative à un compresseur de climatisation, notamment pour véhicule automobile, comprenant un dispositif de transmission de couple tel qu'indiqué ci-dessus, entre une poulie d'entraînement et l'arbre du compresseur.

L'invention sera mieux comprise à l'étude d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 est une vue en coupe d'un mode de réalisation de l'invention adapté à un arbre de climatiseur pour véhicule automobile la figure 2 est une vue de détail agrandie de la figure 1 la figure 3 est une vue partielle de côté de la bague de friction utilisée dans le dispositif illustré sur les figures 1 et 2 et la figure 4 est une vue partielle de dessus de la bague de friction.

Tel qu'il est illustré sur les figures, l'exemple de réalisation de l'invention est relatif à un dispositif de transmission de couple pour un compresseur de climatisation embarqué sur un véhicule automobile. Dans le mode de réalisation illustré, visible notamment sur la figure 1, le dispositif comprend une poulie d'entraînement 1 destinée à entraîner un arbre 2 qui est ici l'arbre d'entrée d'un compresseur de climatisation non illustré sur la figure. Un moyeu 3 est fixé sur un épaulement frontal 2a au voisinage de l'extrémité de l'arbre 2. Le dispositif comprend en outre un plateau 4 entraîné en rotation par la poulie 1. D'une manière plus précise, la poulie 1 présente une partie cylindrique extérieure 5 munie de nervures 6 définissant entre elles des gorges 7 à l'intérieur desquelles viennent se loger des courroies en V ou une courroie unique comportant des nervures correspondantes, cette courroie n'étant pas représentée sur la figure. La poulie 1 présente un flasque radial 8 et une partie annulaire 9 délimitée par deux rebords radiaux 9a entre lesquels peut être logé un palier à roulement 10 qui est ici un roulement à billes. La bague extérieure l0a est logée entre les rebords 9a, tandis que la bague intérieur l0b est montée sur une portion cylindrique 11 du bâti 12 du compresseur. Une rondelle entretoise 13 maintient un écartement convenable entre le roulement 10, c'est-à-dire la poulie 1, et un épaulement 14 du bâti 12. Un circlips 15 sert de butée axiale pour maintenir le roulement 10 en position sur la partie cylindrique 11. Grâce aux rebords radiaux 9a, la poulie 1 se trouve ainsi également maintenue en position par rapport au bâti 12 du compresseur.

Dans l'exemple illustré, un bloc élastique 16 de configuration générale annulaire, essentiellement carré en section, est lié par des moyens mécaniques et/ou par surmoulage au flasque 8 de la poulie 1, en étant également en appui d'un côté dudit flasque 8 orienté vers l'extrémité de l'arbre 2, contre l'alésage de la partie cylindrique 5. La liaison entre le bloc élastique 16 et la poulie 1 peut être faite par tout moyen approprié. Le plateau 4 présente un corps annulaire 17 prolongé en direction de la poulie 1 par un voile cylindrique 18 qui vient en butée contre le flasque 8. Le plateau 4 et le bloc élastique 16 sont liés entre eux par tout moyen approprié tel que des moyens mécaniques et/ou par surmoulage. A cet effet, l'alésage du bloc élastique 16 est en contact avec la surface cylindrique extérieure du voile 18. Le bloc élastique unique 16 illustré sur les figures peut être remplacé par plusieurs blocs élastiques individuels répartis sur la périphérie du voile cylindrique 18. Dans tous les cas, l'interposition de ce bloc élastique 16 permet d'amortir les vibrations de torsion entre la poulie 1 et le plateau 4. On peut également envisager de supprimer le bloc élastique 16 et d'accoupler directement le plateau 4 avec la poulie 1. Le plateau peut être distinct de la poulie ou intégré à cette dernière pour constituer une seule et même pièce. Les éventuelles vibrations sont alors absorbées si nécessaire par la nature des matériaux utilisés ou la forme des pièces en question. En tout état de cause, qu'un bloc élastique 16 soit utilisé ou non, la poulie 1 est de préférence réalisée en un matériau à la fois résistant et léger tel qu'un composite à base de fibres de verre ou de fibres de carbone noyées dans une résine synthétique. La poulie 1 peut être avantageusement surmoulée directement sur la bague extérieure l0a du roulement 10. Le plateau 4 peut être également réalisé en un matériau du même type ou en résine synthétique moulée non armée. Le moyeu 3 comporte un perçage central 19 qui est traversé par une prolongation 20 de l'arbre 2, ladite prolongation 20 présentant une extrémité filetée qui coopère avec un écrou de serrage 21. Grâce à la présence de cet écrou 21, le plateau 3 se trouve serré contre l'épaulement 2a à l'extrémité de l'arbre 2. La surface cylindrique extérieure 22 du moyeu 3 est disposée en regard de l'alésage 23 du plateau 4 (figure 2) avec un écartement ou entrefer entre ces deux surfaces. Le moyeu 3 est complété par une bordure annulaire d'extrémité 24 qui vient se loger à l'intérieur d'un évidement 25 pratiqué dans le plateau 4. Le plateau 4 présente quant à lui une portion de bordure annulaire 26, positionnée entre le moyeu 3 et le roulement 10 (figure 1). Le moyeu 3 est réalisé de préférence en un matériau métallique et peut être évidé en plusieurs endroits 27 à des fins d'allègement. Dans l'intervalle radial ou entrefer, laissé libre entre la surface cylindrique 22 du moyeu 3 et l'alésage 23 du plateau 4 (figure 2), est montée une bague de friction 28 jouant le rôle de moyen de limitation de couple. A cet effet, la bague 28 visible sur les figures 2 à 4 présente une pluralité de portions élastiques en saillie 29 qui, dans l'exemple illustré, ont été réalisées par déformation du matériau mince constituant la bague élastique 28 et se présentent sous la forme de bossages de forme générale rectangulaire dont le grand axe est orienté axialement. La bague 28 peut être réalisée par exemple à partir d'un feuillard en acier inoxydable. Les portions élastiques ou bossages 29 occupent la partie centrale 30 de la bague de friction 28 en laissant subsister deux parties d'extrémité 31 dénuées de bossages. Dans l'exemple illustré, la bague de friction 28 est montée sur la surface cylindrique 22 du moyeu 3 et en contact avec ladite surface cylindrique. Les bossages en saillie 29 viennent au contraire au contact avec l'alésage 23 du plateau 4. L'épaisseur radiale de la bague de friction 28 munie de ses portions élastiques en saillie 29, est supérieure à l'entrefer ou écartement subsistant entre les surfaces 22 et 23 en regard. Une précontrainte radiale est donc établie entre deux portées cylindriques, l'une étant la surface cylindrique 22 du moyeu 3 et l'autre l'alésage 23 du plateau 4. La bague de friction 28 peut être une bague fendue ou au contraire une bague annulaire continue. La bague 28 peut également être formée de plusieurs éléments.

Le dispositif de transmission ainsi décrit fonctionne de la manière suivante : Tant que le couple à transmettre depuis la poulie 1 jusqu'à l'arbre 2 reste inférieur à un seuil, la précontrainte de la bague de friction entre le moyeu 3 et le plateau 4 est suffisante pour que le couple transmis par la poulie 1 et le plateau 4 soit intégralement transmis au moyeu 3 et à l'arbre 2 dont il est solidaire. Lorsque le couple à transmettre devient trop important et dépasse le seuil précité, par exemple en cas de blocage de l'arbre 2, il se produit un glissement des surface en contact entre la bague de friction 28 et l'une des pièces que constituent soit le moyeu 3, soit le plateau 4, selon les coefficients de friction respectifs. Le plateau 4 peut alors tourner par rapport au moyeu 3 et à l'arbre 2 sans risquer d'endommager certains éléments de la chaîne cinématique. La bague de friction 28 joue en quelque sorte le rôle d'un fusible mécanique dans la transmission de couple entre la poulie 1 et l'arbre 2. Bien que l'on ait décrit un exemple particulier utilisant une bague de friction à précontrainte radiale, on comprend que l'on puisse également utiliser, toujours dans le cadre de la présente invention, un flasque précontraint axialement entre deux surfaces radiales définies respectivement sur le moyeu 3 et sur le plateau 4, le flasque comportant des portions élastiques en saille. De plus, bien que les portions élastiques en saillie aient été illustrées sous la forme de bossages, on comprendra que l'on puisse également utiliser un élément de friction présentant une pluralité d'ondulations, ou encore une pluralité de languettes élastiques.

Claims

REVENDICATIONS1. Dispositif de transmission de couple entre une poulie d'entraînement (1) et un arbre (2), comprenant un plateau (4), entraîné en rotation par la poulie et un moyeu monté en bout d'arbre et solidaire en rotation de l'arbre, avec des moyens de limitation de couple montés entre le plateau (4) et le moyeu (3), caractérisé par le fait que les moyens de limitation de couple comprennent une bague de friction (28) comportant une pluralité de portions élastiques en saillie en contact de friction avec une surface du plateau (4) et/ou du moyeu.
2. Dispositif selon la revendication 1 dans lequel les portions 10 élastiques en saillie ont été réalisées par déformation du matériau mince constituant la bague élastique (28).
3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2 dans lequel les portions élastiques en saillie sont des ondulations.
4. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2 dans lequel 15 les portions élastiques en saillie sont des bossages (29).
5. Dispositif selon la revendication 4 dans lequel les bossages occupent une partie centrale (30) de la bague de friction, entre deux parties d'extrémité (31) dénuées de bossages.
6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes dans 20 lequel la bague de friction est fendue.
7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes dans lequel la bague de friction est précontrainte radialement entre deux portées cylindriques (22, 23) dont l'entrefer a une valeur inférieure à l'épaisseur radiale de la bague (28), à l'état libre. 25
8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6 dans lequel la bague de friction a la forme d'un flasque précontraint radialement entre deux surfaces radiales dont l'entrefer a une valeur inférieure à l'épaisseur axiale dudit flasque, à l'état libre.
9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes dans lequel un ou plusieurs blocs élastiques (16) sont montés entre la poulie et le plateau.
10. Compresseur de climatisation, notamment pour véhicule automobile, comprenant un dispositif de transmission de couple selon l'une des revendications précédentes entre une poulie d'entraînement et l'arbre du compresseur.