FR3076332A1 - Ensemble poulie avec butee a limitation de compression de ressort de tension amelioree - Google Patents

Ensemble poulie avec butee a limitation de compression de ressort de tension amelioree Download PDF

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Michel Phung
Xavier Collin
Jerome Giry
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Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
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Abstract

L'invention concerne un ensemble poulie pour alternateur comprenant une poulie (10) comprenant une surface externe pour une courroie et une surface interne, un moyeu (11) s'étendant selon un axe X, un support mobile (122) angulairement en rotation par rapport à la poulie (10) et le moyeu (11), une butée de fin de rotation rapportée (122A) fixée sur la base (122F) du support mobile (122) ou sur la base de la plaque de butée (1111) et en ce que respectivement la plaque de butée (111) ou le support mobile (122) comprend un logement dans lequel la butée rapportée (122A) est logée.

Description

Ensemble poulie avec butée à limitation de compression de ressort de tension améliorée
DOMAINE TECHNIQUE
Il est connu un ensemble poulie entraîné par le biais d’une courroie par un moteur de véhicule automobile pour transférer une partie de la puissance mécanique du moteur à un accessoire ou pour donner du couple au moteur thermique. Il est connu que plusieurs accessoires sont connectés par la même courroie. Typiquement, chaque accessoire comprend un arbre d'entraînement d'entrée comprenant une extrémité distale reliée à un arbre moyeu d’un ensemble poulie comprenant une poulie entraînée par la courroie. Un exemple d'un tel accessoire entraîné par courroie est un alternateur.
Il est également connu de prévoir un ensemble poulie à embrayage à roue libre permettant de découpler et accoupler la poulie avec l’arbre d’entraînement de l'alternateur pour permettre à l'arbre d’entraînement de l’alternateur de tourner à une vitesse plus lente et plus rapide que la poulie dû aux oscillations de la vitesse de la poulie en raison des oscillations dans le régime du moteur.
L’invention concerne un ensemble poulie à embrayage à roue libre amélioré.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Un exemple d’un ensemble poulie à embrayage à roue libre est décrit dans le brevet EP 1534972 B1. La figure 2 montre un ensemble poulie 20 connu, comprenant un arbre moyeu 22 comprenant un axe X. L’arbre moyeu 22 comprend une première extrémité 24 et une seconde extrémité 26 opposée axialement et un corps 28 s’étendant entre les deux extrémités, comprenant une gorge axiale non visible sur la figure 2 du côté de sa deuxième extrémité 26. Un arbre d’entraînement d’un rotor est destiné à être monté à l’intérieur de l’arbre moyeu par filetage.
L’ensemble comprend un roulement 36 monté sur une portion du moyeu du côté de la première extrémité et est destiné à être monté sur l’arbre d’entraînement.
L’ensemble comprend en outre une poulie 50 montée sur le roulement et entourant l’arbre moyeu jusqu’à la deuxième extrémité 26. La poulie comprend une surface interne 56 entourant le moyeu.
L’ensemble poulie 20 comprend un ensemble d'embrayage unidirectionnel 70 logé entre le moyeu 22 et la poulie 50. L'ensemble d'embrayage 70 comprend un ressort d'embrayage hélicoïdal 71 et un support 75. Le ressort d'embrayage 71 est ajusté par pression en engagement par frottement avec la surface interne 56 de la poulie 50. Le support 75 est monté rotatif sur le moyeu 22 et est en plastique comprenant du kevlar ou du téflon. Le support 75 comprend une fente à crochets non visible sur la figure 2 sur une surface radiale 751 configurée pour retenir une extrémité proximale de crochet 73 du ressort d'embrayage 71. Le support 75 comprend en outre une deuxième fente non visible sur la figure 2, sur la face radiale 751, généralement hélicoïdale.
L’ensemble poulie comprend un deuxième ressort appelé ressort de torsion hélicoïdal 90 qui s'étend entre le moyeu 22 et la fente sur la face radiale 751 du support 75. Le ressort de torsion 90 est comprimé axialement entre le support 75 et la gorge du noyau pour transférer le couple entre le moyeu 22 et le support 75.
L’ensemble poulie comprend en outre une rondelle de butée montée solidaire sur le moyeu du côté de la première extrémité 24. Les forces axiales dues à la compression du ressort de torsion 90 retiennent le support 75 en butée contre la rondelle de butée 39. Le ressort de torsion 90 permet également un mouvement relatif entre le support 75 et le moyeu 22 pour s'adapter aux changements de la vitesse de la poulie 50 dus à des changements généralement oscillants de la vitesse de fonctionnement du moteur. Le ressort de torsion 90 et le ressort d'embrayage 71 sont enroulés dans des directions opposées.
En fonctionnement, le moteur thermique 10 visible sur la figure 1 est démarré et la poulie 50 est accélérée et entraînée en rotation dans une direction entraînée par la courroie 14 entraînée par le moteur 10. L'accélération et la rotation de la poulie 50 dans la direction entraînée par rapport au moyeu 22 produisent un frottement entre la surface interne 56 de la poulie 50 et le ressort d'embrayage 71.
Lorsque le ressort d'embrayage 71 est complètement en prise avec la surface interne 56, la rotation de la poulie 50 entraîne en rotation le support 75 dans la direction entraînée qui transfère le couple au moyeu 22 par le ressort de torsion 90 de sorte que généralement le support 75, la rondelle de poussée 39, le moyeu 22, et l'arbre d'entraînement 15 de l'accessoire 16 entraîné par courroie tournent avec la poulie 50. De plus, le ressort de torsion 90 permet de manière élastique un mouvement relatif entre le support 75 et le moyeu 22 pour s'adapter aux oscillations de la vitesse de la poulie 50 dues aux oscillations correspondantes de la vitesse de fonctionnement du moteur 10.
Lorsque la poulie 50 décélère, le moyeu 22 entraîné par l'inertie de l'arbre d'entraînement tournant ayant une certaine masse, tourne à l'intérieur de l'accessoire 16 et continue à tourner dans la direction entraînée à une vitesse plus élevée que la poulie 50. Plus précisément, la vitesse de rotation plus élevée du moyeu 22 par rapport à la poulie 50 fait que le ressort d'embrayage 71 se contracte radialement par rapport à la surface interne 56 de la poulie 50. Le ressort d’embrayage 71 peut rester en prise par frottement avec la surface interne 56 tandis que la poulie 50 décélère par rapport à l'ensemble d'embrayage 70 et au moyeu 22. Les spires du ressort d'embrayage 71 recommencent à s’expandre contre la surface interne 56 lorsque la poulie 50 accélère au-delà de la vitesse du moyeu 22.
Un tel ensemble poulie permet donc d’amortir avec le ressort de torsion des chocs qui sont dus aux acyclismes du moteur thermique entraînant des modifications de vitesse.
Le ressort de torsion et le ressort d’embrayage sont calibrés pour un certain seuil d’amortissement de couple et de différence de vitesse.
En cas de fonctionnement au-delà d’un de ces seuils, le ressort de torsion peut se déformer soit en se comprimant spire contre spire et se compresser au-delà de son seuil d’utilisation ou soit en s’étendant et pousser axialement la rondelle de poussée 39 par le biais du support 75 pouvant détériorer le support ou voir arracher la rondelle de poussée 39. Un tel mouvement du ressort 90 peut donc provoquer une usure excessive du support ou du ressort de torsion et entraîner une défaillance de l'ensemble.
Le brevet EP1692409 propose un ensemble poulie dont le support 75 comprend une butée radiale ou circonférentielle avec la rondelle de poussée. Cela permet de limiter la déformation du ressort de torsion 75 que ce soit lorsqu’il se comprime ou qu’il s’étend. Après un seuil d’utilisation prédéterminé du ressort de tension, la butée du support 75 vient en contact avec une butée de la rondelle de poussée permettant de transférer le couple, au-delà du couple amorti par le ressort de torsion 75, par les butées.
Cependant, la buté mobile de fin de rotation peut se détériorer. Une telle solution entraîne donc une matière du support mobile 75 très résistante au choc (dû à la butée) tout en ayant une surface de frottement ayant un faible coefficient de frottement. Une telle matière peut être un plastique très spécifique comprenant du kevlar ou du téflon et est donc très coûteux.
Selon un autre mode de réalisation divulgué dans le brevet EP 1692409, la butée radiale est une partie pliée de la rondelle de poussée montée dans une encoche du support mobile. Cependant, dans une telle solution, la butée risque de se déformer en se repliant vers sa position avant pliage entraînant un risque, qu’avant que la butée se situe dans le même plan qu’une surface de frottement de la plaque de poussée (totalement repliée), que la butée sorte de l’encoche du support mobile pour venir en contact avec la surface de frottement du support mobile. Un tel cas entraîne des frottements et donc de la chaleur et une usure très importante mais aussi réduit fortement l’utilité du ressort de torsion.
L’invention permet d’améliorer le problème d’usure en cas de choc au-delà du seuil d’utilisation prévu pour le ressort de torsion tout en facilitant sa fabrication et donc son coût.
L’invention concerne un ensemble poulie pour alternateur comprenant :
• une poulie comprenant une surface externe pour une courroie et une surface interne délimitant une ouverture traversante suivant un axe X, • un moyeu s’étendant selon un axe X dans l’ouverture, • un support mobile en rotation suivant l’axe x par rapport à la poulie et le moyeu entre une position comprimée et une position extension, le support mobile comprenant une base comprenant une butée de torsion, • un ressort hélicoïdal d’embrayage monté dans l’ouverture en contact avec la surface interne et comprenant une extrémité solidaire en rotation avec le support mobile, • un ressort de torsion comprenant :
i. une extrémité mobile en contact avec la butée de torsion et ii. une extrémité moyeu solidaire en rotation du moyeu, • une plaque de butée solidaire en rotation du moyeu comprenant une face de frottement en vis-à-vis d’une face de frottement du support mobile, caractérisé en ce que l’ensemble poulie comprend une butée de fin de rotation rapportée fixée sur la base du support mobile ou sur une base de la plaque de butée et en ce que respectivement la plaque de butée ou le support mobile comprend une encoche dans lequel la butée rapportée est logée.
Cela permet d’éviter que la butée de fin de rotation ne s’use rapidement. En effet, cela permet d’avoir une butée de fin de rotation ayant une dureté supérieure à la matière de la base formant la butée de torsion du ressort de torsion. En effet, la butée en contact avec le ressort de torsion est sollicitée selon un seuil prédéterminé ce qui n’est pas le cas pour la butée angulaire.
La butée de fin de rotation rapportée est bien entendu dans une matière ayant une meilleure tenue au choc que la matière de la base sur laquelle la butée rapportée est fixée. Par exemple la butée de fin de rotation rapportée est de la même matière que la base mais a subi un traitement thermique la rendant plus rigide que la base.
Selon un mode de réalisation, la butée rapportée est fixée en étant montée serrée sur une des deux bases. Autrement dit une des deux bases comprend une encoche dans laquelle la butée rapportée est montée.
Selon un autre mode de réalisation, la butée rapportée comprend une forme de queue d’aronde et la base comprend une encoche de forme complémentaire en queue d’aronde.
Selon un mode de réalisation la plaque de butée comprend une encoche formant deux butées fixes de fin de rotation, une butée fixe de fin de rotation horaire et une butée fixe de fin de rotation anti-horaire et en ce que le support mobile comprend la butée rapportée de fin de rotation, appelée dans la suite butée mobile de fin de rotation, montée sur la base faisant saillie radialement par rapport à la face frottement mobile, le support mobile étant donc mobile angulairement entre les deux butées fixes de fin de rotation.
Cela permet de réaliser facilement les butées de fin de rotation de manière robuste et simplement.
Selon un mode de réalisation, le support mobile comprend une encoche formant deux butées mobiles de fin de rotation angulaires, et en ce que la plaque de butée comprend la butée rapportée de fin de rotation, appelée dans la suite butée mobile de fin de rotation, montée sur la base de la plaque de butée faisant saillie radialement par rapport à la face frottement mobile, le support mobile étant donc mobile angulairement entre ses deux butées fixes de fin de rotation.
Selon un exemple des deux modes de réalisation précédent, l’ensemble poulie comprend deux butées rapportées de fin de rotation, une butée rapportée est montée sur la base du support mobile et l’autre butée rapportée est montée sur la plaque de base.
Selon un mode de réalisation, la butée rapportée est métallique. Le fait d’avoir une butée rapportée permet d’être peut coûteux tout en ayant une bonne résistance au choc.
Selon un mode de réalisation, la base est métallique et la butée de fin de rotation rapportée a subi un traitement thermique permettant de mieux résister au choc que le support mobile. La base peut être la base du support mobile ou la base de la plaque de butée. Par exemple le support mobile est métallique. Dans le cas où la butée mobile de fin de rotation rapportée est fixée sur la base du support mobile, la butée mobile de fin de rotation peut avoir subi un traitement thermique permettant de mieux résister au choc que la base du support mobile.
Cela permet d’avoir une surface de frottement du support mobile en vis-à-vis de la plaque de butée comprenant un coefficient de frottement inférieur aux surfaces de la butée rapportée mobile de fin de rotation qui a subi un traitement thermique pour résister aux chocs. Dans le cas où la butée mobile de fin de rotation est issue de matière (monobloc) avec la base du support mobile (dans ce cas c’est la plaque de butée par exemple formé par un épaulement du moyeu qui comprend la butée rapportée de fin de rotation), le traitement thermique peut impliquer une augmentation de coefficient de frottement de cette surface radiale de frottement qui vient en frottement contre une surface radiale de frottement de l’épaulement. Les frottements usent les surfaces et produisent de la chaleur mais aussi réduisent le rendement de l’appareil.
Selon un mode de réalisation, la butée rapportée est rapportée sur la base du support mobile et comprend une dureté supérieure à la matière formant la butée angulaire de torsion du ressort de torsion.
Selon un mode de réalisation, la butée mobile de fin de rotation du support mobile comprend une surface de contact axiale inclinée par rapport à une surface du support mobile selon un angle inférieur à 90°.
Cela permet de diminuer un risque de déplacement axial du support mobile lors d’un choc de la butée mobile de fin de rotation du support mobile contre la butée fixe de fin de rotation de la plaque de butée. En effet, un tel angle permet de limiter le risque que la butée mobile de fin de rotation ne saute de son logement.
Selon un exemple de ce mode de réalisation, la surface de contact est biseautée telle que l’angle entre la surface formant la circonférence du support mobile et la surface de contact biseautée est inférieur à 90°.
Cela permet de maintenir radialement lors du choc entre cette surface et la surface de la butée fixe de fin de rotation de la plaque de butée. La butée fixe de fin de rotation de la surface de la plaque de butée peut avoir la même forme complémentaire.
Selon un autre exemple de ce mode de réalisation, la surface de contact est inclinée par rapport à la surface de frottement du support mobile en vis-à-vis de la plaque de butée du moyeu telle que l’angle entre la surface de frottement radiale et la surface biseautée de la butée mobile est inférieur à 90°. Cela permet de retenir en outre axialement le support mobile dans la direction axiale afin d’éviter que la butée mobile de fin de rotation ne sorte de son logement lors d’un choc.
Selon un mode de réalisation, l’ensemble poulie comprend en outre :
• un support fixe monté solidaire en rotation sur le moyeu, le support fixe comprenant une butée de torsion en butée contre l’extrémité solidaire en rotation du ressort de torsion, et en ce que :
• la plaque de butée est formée par un épaulement radial du moyeu sur sa première extrémité.
• L’épaulement comprend donc une butée fixe de fin de rotation du support mobile, et • le support mobile comprend une butée mobile de fin de rotation, dans lequel en position d’extension la butée mobile de fin de rotation est en contact avec la butée fixe de fin de rotation de l’épaulement du moyeu.
La butée rapportée peut donc être soit rapportée sur l’épaulement soit sur le support mobile soit sur les deux comme décrit dans des modes de réalisations précédents. Selon un exemple, une encoche peut être formée dans l’épaulement formant deux butée fixe de fin de rotation et la butée rapportée est montée sur le support mobile.
Ainsi, la partie fixe qui subit le plus de torsion fait partie du moyeu. En effet, dans ce mode de réalisation, l’épaulement sert de rondelle de butée axiale mais aussi de butée angulaire de fin de rotation et fait partie du moyeu, autrement dit est issue de matière avec le moyeu. L’épaulement qui comprend une butée fixe de fin de rotation du support mobile comprend donc une résistance à l’arrachement supérieure à celle d’un support fixé sur le moyeu du fait que la butée fixe de fin de rotation est issue d’un épaulement du moyeu et donc est issue de matière du moyeu. Les contraintes du ressort de torsion sur le support fixé sur le moyeu sont limitées aux contraintes du ressort de torsion lorsque le support mobile comprend sa butée mobile de fin de rotation contre la butée fixe de fin de rotation de l’épaulement du moyeu. Ainsi les contraintes sur le support fixe sont prédéterminées. Il s’en suit qu’il y a peu de risque d’arrachement ou d’usure prématurée du support fixe ou de l’épaulement.
En outre, dans l’art antérieur, le moyeu comprend une gorge qui est en contact avec le ressort de torsion. Cette gorge est en outre plus difficile à usiner que l’épaulement de l’invention qui peut être réalisée par usinage mais aussi par moulage ou frappage. En outre, l’épaulement n’entraine pas ou entraîne moins de perte de matière par rapport à la gorge usinée sur le moyeu dans l’art antérieur.
Ainsi l’invention permet d’avoir un ensemble poulie plus fiable, plus robuste et plus simple de fabrication que celui de l’art antérieur.
Selon un mode de réalisation, l’ensemble poulie comprend de la graisse située entre la face de frottement du support mobile et la face de frottement de la plaque de butée, et en ce que au moins une des deux faces de frottement comprend une surface de ces faces radiales comprenant au moins une rainure pour former une réserve de graisse. Selon un exemple les deux faces radiales de frottement comprennent des rainures pour réaliser des réservoirs de graisse.
Cela permet de diminuer les frottements entre les deux surfaces pour réduire la chaleur et l’usure de manière simple. En outre, une telle réserve permet d’augmenter le rendement de l’ensemble poulie (puissance mécanique de la poulie vers la puissance mécanique du moyeu). En effet, cette réduction de frottement permet d’augmenter la puissance mécanique moyenne reçu au moyeu. Ainsi pour un alternateur, cela permet de diminuer le courant envoyé dans le rotor et donc une réduction de CO2 pour la voiture.
Selon un exemple l’au moins une rainure de réserve de graisse forme des gorges circulaires autour de l’axe X.
Selon un exemple la gorge comprend un fond en forme de V.
Selon un exemple la face de frottement de la plaque de butée comprend la rainure.
Selon un exemple la face de frottement comprend deux rainures concentriques autour de l’axe X.
Selon un exemple, une des rainures de réserve de graisse débouche sur l’encoche formant deux butée de fin de rotation.
Selon un mode de réalisation, au moins une rainure est débouchant sur l’encoche formant le logement de la butée mobile de fin de rotation. Cela permet lorsque la butée de fin de rotation mobile se déplace de réaliser un effet de pompage de la graisse située dans l’encoche vers la rainure pour alimenter la rainure en graisse.
Selon un autre mode de réalisation, le ressort de torsion est monté précontraint entre le support fixe et le support mobile en position extension, la butée mobile de fin de rotation du support mobile est en contact contre la butée fixe de fin de rotation extension (pouvant être la butée fixe de fin de rotation horaire ou anti-horaire), la face de frottement du support mobile est plaquée contre la face de frottement de l’épaulement. Cela permet de limiter que le support mobile se déplace axialement pouvant provoquer du bruit mais aussi de limiter un jeu entre l’extrémité du ressort de torsion et le support mobile pouvant provoquer une sortie de cette extrémité de son logement dans le support mobile.
La butée de torsion mobile comprend une surface ayant une longueur axiale permettant de rattraper le jeu du ressort de torsion lorsqu’il se comprime.
Selon un mode de réalisation, le support mobile comprend deux butées mobiles de fin de rotation, une butée mobile de fin de rotation anti-horaire pour limiter la compression ou l’extension du ressort de torsion et une butée mobile de fin de rotation horaire pour limiter respectivement l’extension ou la compression du ressort de torsion. Cela permet d’éviter que la butée mobile de fin de rotation du support mobile subisse des efforts d’un côté puis d’un autre créant un balancement propice à l’arrachement de la butée mobile de fin de rotation d’une base du support mobile en particulier si la butée mobile de fin de rotation est rapportée sur une base du support mobile.
Selon un mode de réalisation, le ressort de torsion est monté à l’intérieur du ressort d’embrayage. Cela permet de gagner de l’espace axial.
Selon un mode de réalisation le support mobile comprend une encoche d’accrochage et en ce que le ressort d’embrayage comprend une extrémité d’accrochage située dans l’encoche de ressort d’embrayage.
Selon un mode de réalisation, le ressort d’embrayage est monté précontraint dans la surface interne de la poulie.
Selon un mode de réalisation, l’ensemble poulie comprend en outre une douille située radialement entre le support fixe et la surface interne de la poulie. La douille peut être en laiton ou en plastique et peut être montée avec jeu radial pour former le palier entre le support fixe et la poulie.
Selon un mode de réalisation, l’ensemble comprend un roulement du type un roulement à bille ou à rouleau comprenant sa partie externe montée serrée dans la surface interne de la poulie et sa partie interne montée serrée autour d’une surface du moyeu et en butée axiale contre une surface de l’épaulement opposée à la surface de frottement de l’épaulement en vis-à-vis d’une surface de frottement du support mobile.
Selon un mode de réalisation, le support fixe est monté avec serrage sur un épaulement du moyeu.
Ainsi le roulement ne peut pas être déplacé vers l’extérieur de l’ensemble poulie par le ressort de tension puisque la plaque butée fait partie du moyeu.
Selon un mode de réalisation, les spires du ressort d’embrayage sont de section rectangulaire. Cela permet d’avoir un bon frottement avec la surface interne de la poulie.
Selon un mode de réalisation, une rondelle en plastique de plus faible coefficient de frottement qu’une face radiale de la base du support mobile du côté de l’épaulement ou d’une face radiale de l’épaulement du côté du support mobile est montée entre l’épaulement et la face radiale du support mobile.
Selon un exemple la rondelle en plastique est surmoulée sur une base du support mobile.
Dans le cas d’une butée mobile de fin de rotation rapportée sur la base du support mobile, le surmoulage sur la base peut être effectué avant le montage de la butée rapportée. Cela permet de faciliter l’opération de surmoulage.
Selon un autre exemple la rondelle est surmoulée sur l’épaulement. Dans ce cas la rondelle surmoulée forme une surface de frottement d’une rondelle de butée dont la base est l’épaulement du moyeu. Ainsi on limite toujours le risque d’arrachement.
L’invention concerne aussi une machine électrique comprenant la fonction d’un alternateur pour véhicule automobile comprenant un rotor et un ensemble poulie selon l’une des revendications précédentes dont le moyeu est monté solidaire en rotation sur une extrémité du rotor.
L'invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
Celles-ci ne sont présentées qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures montrent :
- la figure 1, déjà décrite, représente un schéma d’un ensemble moteur thermique entraînant un accessoire avec une courroie ;
- la figure 2 représente un ensemble poulie en éclatée selon l’art antérieur ;
-les figures 3 et 4, représentent une vue en éclatée d’un ensemble poulie selon un exemple de l'invention.
- la figure 5 représente un exemple d’un moyeu d’un ensemble courroie selon l’invention.
- la figure 6 représente une vue tridimensionnelle d’un exemple d’un support mobile d’un ensemble courroie selon l’invention.
- les figures 7a et 7b représentent une vue tridimensionnelle et une vue perpendiculaire à l’axe X d’un autre exemple d’un support mobile d’un mode de réalisation d’un ensemble courroie selon l’invention
- les figures 8a et 8b représentent une vue perpendiculaire à l’axe X et une vue de l’axe X d’un autre exemple d’un support mobile d’un mode de réalisation d’un ensemble courroie selon l’invention
-la figure 9 représente une vue tridimensionnelle d’un exemple de support fixe d’un mode de réalisation d’un ensemble courroie selon l’invention.
DESCRIPTION DES FORMES DE REALISATION PREFEREES DE L'INVENTION
Les différents éléments apparaissant sur plusieurs figures auront gardé, sauf précision contraire, la même référence.
La figure 4 représente une vue tridimensionnelle en éclatée d’un ensemble courroie 1 selon l’invention.
L’ensemble poulie pour alternateur comprend une poulie 10 comprenant une surface externe 10a pour une courroie 14 et une surface interne 10b délimitant une ouverture traversante suivant un axe X.
La surface externe comprend des stries pour pouvoir être entraînée par la courroie 14.
L’ensemble poulie comprend en outre un moyeu 11 s’étendant aussi selon l’axe X dans l’ouverture. Autrement dit la poulie 10 entoure au moins une partie du moyeu 11.
Ce moyeu est destiné à être monté solidaire en rotation au moins dans le sens de rotation d’entraînement de la poulie 10 vers le moyeu 11 expliqué plus tard. Ce sens de rotation d’entraînement peut être dans le sens horaire ou antihoraire en regardant dans l’axe du côté de la poulie, c’est-à-dire que l’accessoire se situe derrière l’ensemble poulie.
L’ensemble poulie comprend aussi un ensemble embrayage 12 monté entre la poulie 10 et le moyeu 11 permettant de les accoupler en rotation dans le sens de rotation d’entraînement. L’ensemble embrayage 12 comprend un ressort hélicoïdal d’embrayage 121 appelé dans la suite ressort d’embrayage 121, et un support mobile 122.
Le support mobile 122 est mobile en rotation suivant l’axe x par rapport à la poulie et le moyeu entre une position comprimée et une position extension selon un angle par exemple 120°. Ainsi, le support mobile ne tourne pas à 360° mais est bloqué en rotation.
L’ensemble poulie comprend en outre une plaque de butée 111, solidaire en rotation du moyeu 11 comprenant une base ayant une face de frottement 111D en vis-à-vis d’une face de frottement 122D du support mobile 122. La plaque de butée dans cet exemple est formée par un épaulement radial 111 du moyeu 11 sur sa première extrémité mais pourrait aussi être une rondelle monté serrée sur le moyeu comme sur la figure 2.
L’ensemble poulie 1 comprend donc une butée de fin de rotation qui est rapportée et fixée sur la base du support mobile 122 ou sur la base de la plaque de butée 111 et en ce que respectivement la plaque de butée 111 ou le support mobile 122 comprend un logement dans lequel la butée de fin de rotation rapportée 122A est logée.
Dans cet exemple, c’est le support mobile 122 qui comprend la butée mobile de fin de rotation rapportée 122A, appelée dans la suite butée rapportée 122A. Dans cet exemple, la butée rapportée 122A est métallique. La butée rapportée 122A est fixée sur une base 122F du support mobile 122. Dans cet exemple, la butée rapportée 122A comprend une dureté supérieure à la matière de la base 122F.
Par exemple, la butée rapportée 122A est fixée en étant montée serrée sur la base 122F, c’est-à-dire est montée dans une encoche de la base. Notamment la butée rapportée 122A comprend une forme de queue d’aronde et la base comprend une encoche de forme complémentaire en queue d’aronde dont l’angle peut être entre 91 et 96°.
Dans cet exemple représenté, la base du support mobile 122 est métallique. La butée rapportée métallique 122A a subi un traitement thermique permettant de mieux résister au choc que la base 122F métallique du support mobile 122.
Cela permet d’avoir une surface de frottement du support mobile en vis-à-vis de la plaque de butée comprenant un coefficient de frottement inférieur aux surfaces de la butée rapportée mobile de fin de rotation qui a subi un traitement thermique pour résister aux chocs. Dans le cas où la butée mobile de fin de rotation est issue de matière (monobloc) avec la base du support mobile (dans ce cas c’est la plaque de butée par exemple formé par un épaulement du moyeu qui comprend la butée rapportée de fin de rotation), le traitement thermique peut impliquer une augmentation de coefficient de frottement de cette surface radiale de frottement qui vient en frottement contre une surface radiale de frottement de l’épaulement. Les frottements usent les surfaces et produisent de la chaleur mais aussi réduisent le rendement de l’appareil.
La butée rapportée122A fait dont en l’occurrence saillie d’une surface de frottement 122D du support mobile.
En l’occurrence, les spires du ressort d’embrayage sont de section rectangulaire. Le support mobile 122 comprend à l’opposé axialement de la surface de frottement 122D, une encoche d’accrochage 122B visible sur la figure 6 représentant un mode de réalisation du support mobile 122. Le ressort d’embrayage 121 comprend donc une extrémité d’accrochage 121B située dans l’encoche du ressort 122B. Le ressort d’embrayage 121 est donc monté dans l’ouverture de la poulie et a son autre extrémité (non représentée) en contact en position repos et en position embrayée avec la surface interne 10b.
Ainsi lorsque la poulie 10 se met à tourner dans le sens de rotation d’entraînement, le ressort d’embrayage 121 est entraîné en rotation par frottement avec son extrémité pouvant être une spire ou plus. Le ressort d’embrayage 121 est bobiné et positionné dans la poulie dans le sens permettant de s’étendre par la force centrifuge dans le sens de rotation. Au contraire lorsque le support mobile 122 tourne plus vite que la poulie, le ressort d’embrayage 121 se comprime et ses spires se décolle de manière qu’il n’y a plus de frottement ou pas assez de frottement pour entraîner la poulie 10 en rotation.
Le support mobile 122 comprend en outre une butée de torsion 122C visible aussi sur la figure 6 du côté de l’encoche d’accrochage 122B. Dans cet exemple, le support mobile comprend une bague 1221 faisant saillie axialement d’une base 122F du support mobile entourant une surface de contact de torsion 122J de cette base 122F. Cette surface de contact de torsion est en forme de spirale. L’encoche d’accroche 122B est située dans cet exemple en passant au travers de la bague 122i qui est donc ouverte au niveau de l’encoche et se termine sur la surface de contact de torsion de la base 122f ayant la plus grande épaisseur, c’est-à-dire là où la bague 122i a le moins de longueur axiale par rapport à la surface de contact de torsion 122J.
Cette bague 1221 fait office de centrage du ressort d’embrayage 121.
L’ensemble poulie 1 comprend en outre un ressort de torsion 13 comprenant une extrémité mobile 13C en contact avec la butée de torsion 122C et une extrémité moyeu solidaire en rotation du moyeu 11. Le ressort de torsion peut être monté précontraint entre le support fixe et le support mobile en position extension. Le ressort de torsion 13 est monté à l’intérieur du ressort d’embrayage. Cela permet de gagner de l’espace axial.
L’ensemble poulie 1 comprend un support fixe 15 représenté aussi sur la figure 9, monté solidaire en rotation sur le moyeu 11. Le support fixe 15 comprend une butée de torsion 15A, appelée aussi butée angulaire de torsion, en butée contre l’extrémité solidaire en rotation du ressort de torsion 13. Dans cet exemple, le support fixe 15 est monté serrer sur le moyeu 11, en l’occurrence sur un épaulement 115 du moyeu mais peut être aussi vissé avec frein ou soudé, ou par le biais d’une encoche type baïonnette. Le support fixe comprend une surface de contact 15B du ressort de torsion. Dans cet exemple la surface de contact est de forme en spirale ou hélicoïdale. Le support fixe 15 comprend en outre une bague 15C s’étendant en saillie axialement de la surface de contact 15B permettant de centrer le ressort de torsion.
Le support fixe pourrait aussi, comme sur la figure 2, être un épaulement du moyeu.
La butée rapportée 122A s’étend donc axialement de la surface de frottement 122D de la base 122F du support mobile mais pourrait aussi s’étendre de la base de la plaque de butée qui est dans cet exemple de réalisation l’épaulement 111.
Dans cet exemple l’épaulement comprend une encoche 1111 formant la butée de fin de rotation 111A mais bien entendu le support mobile pourrait avoir cette encoche dans lequel une butée faisant saillie axialement de la plaque de butée serait logée.
Ainsi en position d’extension du support mobile, une face de contact de la butée mobile 122A de fin de rotation mobile est en contact avec une face de contact de la butée fixe de fin de rotation 111 D.
L’encoche 1111 forme donc deux butées fixes de fin de rotation 111A, une butée fixe de fin de rotation horaire et une butée fixe de fin de rotation anti-horaire.
La butée rapportée122A du support mobile 122 est en contact contre la butée fixe de fin de rotation extension 111A (pouvant être la butée fixe de fin de rotation horaire ou anti-horaire). L’épaulement 111 comprend donc une face radiale de frottement 111D contre laquelle la face de frottement 122D du support mobile 122 est plaquée.
Selon un autre mode de réalisation non représenté, le support mobile 122 comprend l’encoche formant deux butées mobiles de fin de rotation, une butée mobile de fin de rotation horaire et une butée mobile de fin de rotation anti-horaire et le moyeu comprend alors une butée rapportée fixée sur la face de frottement de la plaque de butée qui s’étend de la face radiale de frottement en vis-à-vis de la face radiale de frottement du support mobile.
Dans ces deux modes de réalisation, la butée mobile qui s’étend axialement d’une face de frottement est logée dans l’encoche formant un logement de cette butée radiale.
L’épaulement 111 peut être réalisé par usinage mais aussi par moulage ou frappage.
Le ressort de torsion 13 permet donc de transférer la rotation du support mobile 122 au moyeu et vice versa lorsque le support mobile 122 tourne entre la position d’extension et la position de compression. Cela permet ainsi d’amortir les acyclismes du moteur thermique.
La butée de torsion mobile 122C peut comprendre une surface ayant une profondeur axiale permettant de rattraper le jeu du ressort de torsion 13 lorsqu’il se comprime dans le cas où le support mobile 122 ne se déplace pas axialement.
Lors d’une rotation au-delà de l’amortissement du ressort de torsion cela peut provoquer un choc entre la butée rapportée 122A et la butée fixe de fin de rotation 111 A.
L’épaulement 111 fait donc office de butée axiale du support mobile 122 ainsi que de butée radiale du support mobile 122. Ainsi, en position d’extension du ressort de torsion, la butée rapportée 122A est en contact avec la butée fixe de fin de rotation 1.
La figure 4 comprend des flèches en gras représentant le cheminement du couple de la poulie 10 au moyeu 11. Ainsi on peut voir que le couple de la poulie 10 est transféré au dispositif d’embrayage 12 par le biais du ressort d’embrayage 121 qui retransmet par son extrémité d’accrochage au support mobile 122 puis le couple est transmis successivement au ressort de torsion 13 par son extrémité 13C puis au support fixe 15 et enfin au moyeu 11. Dans le cas d’une vitesse supérieure du moyeu, le chemin s’inverse sauf en ce que le ressort d’embrayage se rétracte du fait de son bobinage et ne transfère plus le couple à la poulie si les spires sont plus en contact ou transfère peu de couple avec frottement du couple à la poulie. 11A de l’épaulement 111 du moyeu 11.
La figure 7a représente une portion du support mobile 122 comprenant la butée rapportée 122A s’étendant axialement selon une autre forme de réalisation. Dans cet exemple, on peut voir que la butée rapportée 122A comprend sur la face de contact de la butée mobile, une surface biseautée 122A1 dans un plan telle que l’angle entre le plan de la surface de contact et un plan comprenant l’axe X passant la surface biseautée est d’au moins 3°.
Sur la figure 7b, on peut voir que la surface de butée de contact 122A1 est inclinée par un biseau selon un angle a inférieur à 90° par exemple compris entre 45° et 87° par rapport à la surface de fortement 122D à partir duquel la butée de fin de rotation s’étend radialement.
Selon un autre exemple représenté sur la figure 8b, la surface de butée de contact est biseautée telle que un angle β entre une surface de circonférence 122G du support mobile 122 et la surface de butée de contact 122A1 biseautée est inférieur à 87°. La surface de circonférence étant circulaire, on prend la tangente au point d’intersection sur la surface de circonférence 122G. La figure 8a représente la même vue que l’exemple de la figure 7b mais avec l’exemple de la figure 8b.
Selon un autre exemple représenté sur la figure 8b, la surface de butée de contact est biseautée telle qu’un angle β entre une surface de circonférence 122G du support mobile 122 et la surface de butée de contact 122A1 biseautée est inférieur à 87°. La surface de circonférence étant circulaire, on prend la tangente au point d’intersection sur la surface de circonférence 122G. La figure 8a représente la même vue que l’exemple de la figure 7b mais avec l’exemple de la figure 8b.
Selon un autre exemple non représenté, les surfaces de contact des butées de fin de rotation sont à la fois inclinées par rapport à la surface de frottement du support mobile en vis-à-vis de l’épaulement du moyeu telle que l’angle entre la surface de frottement radiale et la surface biseautée de la butée mobile est inférieur à 87° et à la fois biseautée telle que l’angle entre la surface formant la circonférence du support mobile et la surface de contact biseautée est inférieur à 87°.
Selon un autre exemple non représenté, la surface de contact des butés de fin de rotation sont à la fois inclinée par rapport à la surface de frottement du support mobile en vis-à-vis de l’épaulement du moyeu telle que l’angle entre la surface de frottement radiale et la surface biseautée de la butée mobile est inférieur à 87° et à la fois biseautée telle que l’angle entre la surface formant la circonférence du support mobile et la surface de contact biseautée est inférieur à 87°.
La butée rapportée forme en dans cet exemple, une queue d’aronde formant à chacun de ses cotés des surfaces de contacts inclinées.
Les surfaces de contact de chacune des butées fixe de fin de rotation de l’encoche 1111 de l’épaulement 111 peuvent comprendre une surface inclinée correspondante aux surfaces de contact de la butée rapportée 122A. Selon un autre exemple, la surface de contact de la butée fixe 111 A, de l’encoche 1111 peut être perpendiculaire à la surface de frottement 111 D. Dans ce cas, à chaque choc, la surface de contact de la butée de l’encoche peut se détériorer de manière à correspondre avec le temps à la surface inclinée de la butée rapportée 122A.
Dans cet exemple représenté, l’ensemble poulie 1 comprend de la graisse non représentée située entre la face de frottement 122D du support mobile 122 et la face de frottement 111D de l’épaulement 111. La surface de la face de frottement 111D du moyeu comprend, dans cet exemple représenté sur la figure 5, en particulier des rainures 111D1 pour former une réserve de graisse. En l’occurrence trois rainures cylindriques autour de l’axe X et de profondeur axiale en forme de V. En particulier une des rainures 111D1 est débouchant sur l’encoche 111 donc sur le logement de la butée rapportée 122A. Cela permet lorsque la butée rapportée 122A se déplace de réaliser un effet de pompage de la graisse située dans l’encoche vers la rainure 111D1 pour alimenter la rainure en graisse.
Selon un autre exemple, les rainures sont sur la face radiale de frottement du support mobile (122).
Selon un autre exemple non représenté, une rondelle en plastique montée entre les deux surfaces radiales de la base du support mobile et de l’épaulement. La rondelle peut par exemple être surmoulée sur la base 122F du support mobile.
Dans cet exemple de butée rapportée 122A sur la base du support mobile 122, le surmoulage sur la base peut être effectué avant le montage de la butée rapportée.
Selon un autre exemple non représenté, la rondelle est surmoulée sur une base de l’épaulement. Dans ce cas la rondelle surmoulée forme une surface de frottement de l’épaulement dont la base est issue de matière avec le moyeu. Ainsi on limite toujours le risque d’arrachement et la butée de fin de rotation fixe fait toujours partie du moyeu.
L’ensemble poulie 1 comprend en outre dans cet exemple, une rondelle 17 formant une douille située radialement entre le support fixe et la surface interne 10b de la poulie. La rondelle 17 douille peut être en laiton ou en plastique et peut être montée avec jeu radial pour former le palier entre le support fixe et la poulie.
La rondelle 17 est par exemple montée serrée contre la face interne de la poulie 10 formant son ouverture et est située dans une rainure 15D sur une surface circonférentielle du support fixe 15. Cela permet de maintenir la poulie 10 axialement avec le moyeu 11.
L’ensemble poulie 1 comprend en outre dans cet exemple un roulement 18 du type un roulement à bille ou à rouleau comprenant sa partie externe montée serrée dans la surface interne 10b de la poulie et sa partie interne montée serrée autour d’une surface du moyeu 11 et en butée axiale contre une surface radiale de l’épaulement 111 opposée à la surface de frottement 111D de l’épaulement 111.
L’ensemble poulie 1 comprend en outre dans cet exemple un capot 19 fermant l’ouverture de la poulie 10 permettant d’empêcher des corps étrangers tels que de la poussière de rentrer au niveau de la douille 17.
Dans cet exemple, le moyeu comprend une surface interne formant un logement d’arbre pour recevoir l’arbre de l’accessoire 15. Dans cet exemple, la surface interne comprend des dents pour être montée en force sur l’arbre de l’accessoire. Bien entendu, l’ensemble poulie peut aussi avoir un adapteur non représenté monté dans ce logement d’arbre ou autour du moyeu.
L’invention concerne aussi une machine électrique comprenant la fonction d’un alternateur pour véhicule automobile comprenant un rotor et un ensemble poulie 1 dont le moyeu 11 est monté solidaire en rotation sur une extrémité du rotor.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui vient d'être décris.
La présente invention a été décrite et illustrée dans la présente description détaillée et dans les figures des dessins annexés, dans des formes de réalisation possibles.
La présente invention ne se limite pas, toutefois, aux formes de réalisation présentées. D’autres variantes et modes de réalisation peuvent être déduits et mis en oeuvre par la personne du métier à la lecture de la présente description et des dessins annexés.
Dans les revendications, le terme comprendre ou comporter n’exclut pas 10 d’autres éléments ou d’autres étapes. Les différentes caractéristiques présentées et/ou revendiquées peuvent être avantageusement combinées. Leur présence dans la description ou dans des revendications dépendantes différentes, n’excluent pas cette possibilité. Les signes de référence ne sauraient être compris comme limitant la portée de l’invention.

Claims (10)

  1. Revendications
    1. Ensemble poulie (1 ) pour alternateur comprenant :
    • une poulie (10) comprenant une surface externe (1 Oa) pour une courroie et une surface interne (10b) délimitant une ouverture traversante suivant un axe X, • un moyeu (11 ) s’étendant selon un axe X dans l’ouverture, • un support mobile (122) en rotation suivant l’axe x par rapport à la poulie (10) et le moyeu (11) entre une position comprimée et une position extension, le support mobile (122) comprenant une base (122F) comprenant une butée de torsion (15A), • un ressort hélicoïdal d’embrayage (121 ) monté dans l’ouverture en contact avec la surface interne (10b) dans une position embrayée et comprenant une extrémité solidaire en rotation avec le support mobile (122), • un ressort de torsion (13) comprenant :
    i. une extrémité mobile (13C) en contact avec la butée de torsion (122C) et ii. une extrémité moyeu solidaire en rotation du moyeu (11), • une plaque de butée (111 ; 39) solidaire en rotation du moyeu comprenant une base, caractérisé en ce que l’ensemble poulie (1) comprend une butée de fin de rotation rapportée (122A) fixée sur la base (122F) du support mobile (122) ou sur la base de la plaque de butée (1111 ) et en ce que respectivement la plaque de butée (111 ) ou le support mobile (122) comprend un logement dans lequel la butée rapportée (122A) est logée.
  2. 2. Ensemble poulie selon la revendication précédente, dans lequel la butée rapportée (122A) est fixée en étant montée serrée sur une des deux bases.
  3. 3. Ensemble poulie selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la plaque de butée (111) comprend une encoche (1111) formant une butée fixe de fin de rotation horaire et une butée fixe de fin de rotation anti-horaire et en ce que le support mobile (122) comprend la butée rapportée (122A) de fin de rotation montée sur la base (122F) faisant saillie radialement par rapport à la face frottement mobile, le support mobile étant donc mobile angulairement entre les deux butées fixes de fin de rotation.
  4. 4. Ensemble poulie selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la base (122F) est métallique.
  5. 5. Ensemble poulie selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la butée rapportée (122A) est rapportée sur la base (122F) du support mobile (122) et comprend une dureté supérieure à la matière formant la butée angulaire de torsion (15A) du ressort de torsion.
  6. 6. Ensemble poulie selon la revendication précédente, dans lequel la butée rapportée (122A) a subi un traitement thermique permettant de mieux résister au choc que le support mobile.
  7. 7. Ensemble poulie (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant de la graisse est fournie entre la face de frottement (111 D) de la plaque de butée (111 ) et la face de frottement (122D) du support mobile (122) et en ce que au moins une des deux faces de frottement comprend des rainures (111D1 ) pour former des réservoirs de graisse.
  8. 8. Ensemble poulie (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un support fixe (15) monté solidaire en rotation sur le moyeu (11 ), le support fixe (15) comprenant une butée de torsion (15A) en butée contre l’extrémité solidaire en rotation du ressort de torsion (13), et en ce que la plaque de butée (111) est formée par un épaulement (111) radial du moyeu (11) sur sa première extrémité.
  9. 9. Ensemble poulie (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre une rondelle, en plastique ayant une face de frottement ayant un plus faible coefficient de frottement qu’une face radiale de la base du support mobile (122) du côté de la plaque de butée (111) ou/et d’une face radiale de la base de la plaque de butée du côté du support mobile, moulée sur la base respectivement de la plaque de butée ou/et du support mobile.
  10. 10. Machine électrique comprenant la fonction d’un alternateur pour véhicule
    5 automobile comprenant un rotor et un ensemble poulie (1) selon l’une des revendications précédentes dont le moyeu (11) est monté solidaire en rotation sur une extrémité du rotor.
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