CA2028398A1 - Variateur de vitesse equipe de bagues amovibles a friction reduite - Google Patents
Variateur de vitesse equipe de bagues amovibles a friction reduiteInfo
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Abstract
L'invention concerne une poulie à variateur de vitesse équipée de bagues amovibles à friction réduites et utilisée, notamment, dans une transmission à vitesse variable du type à poulies en "V" et courroie trapézoïdale. Des transmissions de ce type sont, par exemple, utilisées dans des scooters de neige, des motocyclettes, des véhicules utilitaires ou de loisir ou des voitures sans permis ou de type TQM. La poulie de l'invention présente un arrangement qui permet de diminuer les forces de frottement axiales qui sont la cause d'un effet d'hystérésis dans le fonctionnement de la poulie.
Description
~2839~
L'invention concerne une poulie à variateur de vitesse équipée de bagues amovibles à friction réduites et utilisée, notamment, dans une transmission à vitesse variable du type à poulies en "V" et courroie trapézoidale.
Des transmissions de ce type sont, par exemple, utilisées dans des scooters de neige, des motocyclettes, des véhicules utilitaires ou de loisir ou des voitures sans permis ou de type TQM.
Elles comportent en ~énéral une poulie menante solidaire d'un arbre moteur et une poulie menée entraînée en rotation par une courroie passant dans les gorges des deux poulies. La poulie menante est équipee de manière que le diamètre d'enroulement de la courroie varie automatiquement en fonction de la vitesse de rotation de la poulie. La courroie ayant une longueur fixe, la poulie menée a un diamètre d'enroulement qui varie en sens inverse de la poulie menante. Sous l'effet conjugué de ces deux variations, le rapport des vitesses de rotation des deux poulies est modifia selon les changements de diametre de la poulie menante.
Des exemples de poulies menantes du type mentionné
précédemment sont décrits dans les brevets FR-A-2 504 635 et CA-A-1 212 559.
Elles comprennent, en général, deux flasques ` 25 coaxiaux à flanc tronconique en regard l'un de l'autre et formant entre eux une gorge en forme de "V". Un flasque, dit par la suite flas~ue fixe, est fixe en rotation et en translation sur l'arbre d'entra;nement de la poulie et l'autre, dit flasque mobile, peut coulisser a~ialement sur ledit arbre. A l'arrière du flasque mobile, est prévue une rampe oblique dont la surface tournée vers l'axe de l'arbre fait face à une seconde rampe oblic~ue d'un capot de réaction solidaire de l'arbre d'entraînement de la poulie. Des masselottes prévues dans des logements du flasque mobile et 202~ ;J
dans des logements du capot de réaction peuvent se déplacer radialement et sont guidées, dans ce mouvement, par les parois latérales de ces logements.
Lorsque l'arbre de la poulie tourne, il entraîne en rotation le flasque fixe et le capot de réaction. Celui-ci transmet son mouvement de rotation, par les parois latérales des logements du capot de réaction, aux masselottes qui entraînent à leur tour, aux moyens des parois latérales des logements du flasque mobile, ledit flasque mobile. Par ailleurs, du fait qu'elles tournent, les masselottes sont soumises à l'action de forces centrifuges et, se déplaçant radialement, prennent respectivement appui sur les deux rampes du flasque mobile et du capot de réaction. De par leur forme en trapèze, lS elles exercent une poussée axiale sur le flasque mobile qui coulisse alors vers le flasque fixe. Pour une vitesse donnée de rotation de la poulie, un équilibre est atteint lorsque cette poussée axiale est contrebalancée par une force de rappel axiale exercée par un ressort de rappel monté entre le flasque mobile et un épaulement de l'arbre de la poulie. Suivant cet équilibre, la courroie de section trapézoïdale voit son diamètre d'enroulement prendre une valeur plus ou moins grande selon la vitesse de rotation de la poulie.
En dynamique, lorsque la vitesse de rotation croît, les forces centrifuges sur les masselottes augmentent proportionnellement. La poussée axiale de celles-ci sur les rampes augmente également et l'équilibre est déplacé vers un rapprochement des deux flasques. Le diamètre d'enroulement de la courroie croît donc. Inversement, lorsque la vitesse diminue, la poussée axiale des masselottes s'affaiblit et l'équilibre est déplacé vers un éloignement des deux flasques. Le diamètre d'enroulement de la courroie décroît donc.
~ t~
En fait, des forces axiales engendrées en divers points de la poulie s'opposent au mouvement axial du flasque mobile sur l'arbre d'entra;nement. Elles ont généralement pour crigine des forces de frottement, qui peuvent être engendrées, par exemple, au contact des masselottes avec les rampes, au contact du flasque mobile avec l'arbre d'entraînement, etc. Ces forces axiales engendrent un effet d'hystérésis dans le fonctionnement de la poulie. En effet, lorsque la vitesse augmente, le flasque fixé se déplace vers le flasque mobile. Les forces axiales de réaction s'opposent à ce mouvement du flasque mobile et se soustraient aux poussées axiales exercées par les masselottes. L'équilibre est donc déplacé vers un moindre rapprochement des deux flasques et le diamètre d'enroulement lS est donc inférieur à ce qu'il devrait être sans ces forces de frottement. Par contre, lorsque la vitesse de rotation décroît, le flasgue mobile se déplace en s'éloignant du flasque fixe. Les forces de frottement axiales qui s'opposent à ce mouvement, tendent donc, dans ce cas, à
maintenir les deux flasques rapprochés. Le diamètre d'enroulement est donc supérieur à ce qu'il devrait être sans ces forces de frottement.
Parmi toutes les forces axiales qui ont pour origine des forces de frottement, celles qui sont engendrées au contact du flasque mobile avec l'arbre d'entraînement nous intéressent ici. Elles ont des valeurs qui sont proportionnelles aux forces radiales appliquées sur l'arbre d'entraînement par le flasque mobile. Or ces forces radiales ont pour origine les réactions engendrées par la courroie sur le flasque mobile. Sous l'influence de ces forces dont la résultante, radiale, est non nulle, le flasque mobile a tendance à se mettre de biais en tournant par rapport à un axe orthogonal à l'axe de la poulie. Ces forces de réaction forment, en effet, un couple qui est 3 1? ' compensé par celui qui est formé, par rapport au même axe orthogonal, par les réactions du flasque mobile sur l'arbre d'entrainement à leurs points de contact situes symétriquement de part et d'autre dudit axe orthogonal.
Pour diminuer l'effet d'hystérésis dans le fonctionnement de la poulie, il est nécessaire de prévoir des moyens qui permettent de diminuer les forces de frottement axiales au contact du flasque mobile avec l'arbre d'entraînement.
On notera qu'une transmission dont la poulie menante présente un effet d'hystérésis trop important diminue les performances des véhicules équipés d'une telle transmission.
Trois problèmes essentiels sont à résoudre pour réduire de manière efficace les forces de frottement entre le flasque mobile et l'arbre d'entraînement. Le premier consiste à prévoir des paliers de coulissement pour le flasque mobile qui soient du type à faible coefficient de frottement mais qui soient également simples à monter et à
changer, ce qui n'est en général pas le cas puisque de tels paliers se montent à force et nécessitent un outillage pour le montage et le démontage.
Le second consiste à prévoir un arrangement qui permette d'augmenter la longueur entre les deux points d'appui extr êmes du flasque mobile sur l'arbre d'entraînement mais qui permette aussi de monter une bague de débrayage sur ledit arbre au fond de la gorge de la poulie, ce montage nécessitant, en général, de diminuer cette longueur~
Le troisième est de prévoir un arrangement qui convienne pour résoudre les problèmes précédents et qui permette, en outre, de diminuer la distance comprise entre le point de contact de la courroie avec le flasque mobile et l'axe de pivotement du flasque mobile. En diminuant cette t ~ ~
longueur, on diminue le couple de réaction du flasque sur l'arbre et, par conséquent, les forces radiales et axiales engendrées par ce couple.
Le but de l'invention est donc de proposer des moyens et un agencement de ces moyens qui permettent de pallier aux inconvénients pré-cités et de résoudre les problèmes que cela entraîne.
A cet effet, l'invention concerne une poulie menante d'une transmission à vitesse variable dont la pouie menée est entraînée par une courroie de section trapézoîdale la reliant à ladite poulie menante, ladite poulie menante comprenant deux flasques coaxiaux dont les flancs tronconiques sont en regard l'un de l'autre pour former entre eux une gorge en forme de "V" dans laquelle est passée la courroie trapézoidale, l'un des flasques, dit flasque fixe, est fixé sur l'extrémité d'un moyeu solidaire d'un arbre d'entrainement de la poulie et l'autre flasque, dit flasque mobile, pouvant coulisser axialement sur ledit moyeu, et une bague de débrayage prévue pour tourner librement autour du moyeu au fond de la gorge de la poulie, ladite bague étant pourvue d'une gorge dont le profil est complémentaire de celui de la périphérie intérieure de la courroie.
Selon une caractéristique de l'invention, le - 25 flasque mobile est prévu pour coulisser, d'une part, sur le moyeu par l'intermédiaire d'une bague de coulissement rendue solidaire du flasque mobile et, d'autre part, sur une bague de coulissement rendue solidaire du moyeu, la bague solidaire du moyeu se trouvant côté flanc tronconique du flasque mobile, chacune des deux bagues de coulissement comportant, en regard l'une de l'autre, une rainure circulaire ~ur le fond de laquelle prend appui un ressort hélico;dal monté axialement autour du moyeu, le flasque mobile, côté flanc tronconique, étant percé d'un trou axial dont le diamètre est suffisant pour pouvoir être au-dessus, radialement, de la bague de débrayage lorsqu'il coulisse vers le flasque fixe.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la bague est rendue solidaire du moyeu en étant seulement plaquée par la force que le ressort exerce sur elle contre la surface d'un moyen de butée en translation solidaire du moyeu et la bague est rendue solidaire du flasque mobile en étant plaquee par la force que le ressort exerce sur elle contre la surface d'un moyen de butée en translation solidaire du flasque mobile.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les bagues de coulissement sont dans un matériau présentant un faible coefficient de frottement statique et dynamique.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la bague de coulissement présente une gorge dans laquelle est monté un anneau presentant un faible coefficient de frottement statique et dynamique.
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'anneau est constitué d'un segment de guidage pourvu, sur sa circonférence, d'une entaille, et constitué d'un matériau du type PTFE (polytétrafluoroéthylène) chargé ou non.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la bague de coulissement présente, sur sa surface extérieure, une gorge dans laquelle est monté un anneau présentant un faible coefficient de frottement statique et dynamique.
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'anneau est un segment de guidage pourvu, sur sa circonférence, d'une entaille et constitué d'un matériau du type PTFE (polytétrafluoroéthylène) chargé ou non.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les anneaux sont constituée de bandes enroulées respectivement dans les gorges des bagues, les bandes etant constituées dans un matériau du type PTFE
(polytétrafluoroéthylène) chargé ou non.
Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels:
- la Fig. l est une vue en coupe d'une poulie menante d'une transmission à vitesse variable selon l'invention, la partie supérieure de cette vue montrant un premier état d'équilibre dans lequel la poulie est dite "en position dé~rayée" et la partie inférieure un second état d'équilibre dans lequel la poulie présente un diamètre d'enroulement maximum de la courroie.
- la Fig. 2 est une vue axiale du dos d'un flasque mobile d'une poulie selon l'invention, et - la Fig. 3 est une vue d'un détail de montage du fiasque mobile sur le moyeu d'une poulie selon l'invention.
La description qui suit est celle d'une poulie menante d'une transmission à changement de vitesse automatique. Bien que produisant, avec ce type de poulie, un résultat technique bien adapté, l'invention s'applique, néanmoins, à d'autres poulies des lors que celles-ci comprennent un flasque fixe et un flasque mobile pouvant coulisser sur un axe ou un moyeu solidaire de cet axe.
La description des éléments constitutifs d'une poulie menante selon l'invention est faite en relation avec les Figs. 1 et 2.
Une poulie menante d'une transmission a variation de vitesses automatique selon l'invention comprend deux flasques coaxiaux 1, 2 dont les flancs tronconiques 3, 4 sont en regard l'un de l'autre pour former entre eux une gorge 5 en forme de "V". Dans celle-ci, on passe une courroie 6 de section trapézoldale assurant la transmission de couple à une poulie menée (non représentée). Le flasque 1 est fixé coaxialement à une extrémité d'un moyeu 7 percé
d'un trou axial 8 dans lequel est monté, à force, le bout d'un arbre d'entraînement 9. Des moyens (non représentes), tels qu'une clavette ou le bout de l'arbre 9 conique, peuvent être prévus pour augmenter la tenue en rotation du moyeu 7 sur l'arbre d'entrainement 9.
Le moyeu 7 est divisé en deux parties cylindriques 7, 10 dont l'une 7, du côte de l'arbre d'entrainement 9, presente un diamètre supérieur à l'autre 10.
Partant de sa face 11 opposée à celle de son flanc tronconique 4, le flasque 2 est prolongé axialement par un corps annulaire 12 formant un trou borgne 13 dont la paroi du fond 14 est en prolongement du flanc tronconique 4.
A l'extrémité du moyeu 7 opposée à celle qui lS reçoit le flasque 1 et l'arbre d'entraînement 9, est fixé, au moyen d'une vis 15, un capot de réaction 16. Des moyens (non représentés) peuvent être prévus pour améliorer la tenue en rotation du capot de réaction 16 sur le moyeu 7, tels que des goupilles, cannelures, méplats, etc. Le capot de réaction 16 est constitué d'un disque dont la partie périphérique est rabattue vers l'axe selon une courbure appropriée. La surface intérieure du capot de réaction 16 constitue une rampe 17 de forme concave tournée vers l'axe.
Des logements 18 sont prévus au dos du flasque 2.
- 25 Ils sont répartis uniformément autour du corps annulaire 12 et sont, par exemple, au nombre de quatre. Ils sont delimités, d'une part, radialement par le corps annulaire 12 et par une paroi annulaire 19 concentrique et de diamètre supérieur au corps annulaire 12 et, d'aute part, latéralement, par des parcis 20, 21 groupées par paire. Les parois 20, 21 de chaque paire sont parallèles entre elles et sont également espacées de part et d'autre d'un même plan radial~ Dans chacun des logements 18, est fixée obliquement par rapport à l'axe de la poulie, une rampe linéaire 22 dont J I ,!
la surface tournée vers l'axe est egalement tournée vers l'extérieur du flasque 2. Chacun des logements 18 recoit une masselotte 23 dont la largeur est égale, au jeu près, à
la distance qui sépare les parois 20, 21 de chaque paire.
Dans le sens longitudinal, chaque masselotte 23 présente une forme allongée avec, à une première extrémite, une paroi oblique 24 de même obliquité par rapport à l'axe de la poulie que la rampe 22 et, à l'autre extrémité, une paroi 25 de forme arrondie. Chaque masselotte 23 est ainsi prévue - 10 pour coulisser radialement dans le logement 18 correspondant du flasque 2 et est guidée par les parois latérales 20, 21.
Elle est aussi prévue pour être entraînée en rotation par le flasque 2 aux moyens des mêmes parois 20, 21. La forme arrondie de la paroi 25 est telle que chaque masselotte 23 ne soit en appui sur la rampe 17 du capot de réaction 16 que par un seul point.
A la périphérie du flasque 2 et du côté opposé à
son flanc tronconique 4, est fixé un corps annulaire 26 dont la longueur est sensiblement égale à celle du corps annulaire 12. Le capot de réaction 16 présente à sa périphérie une partie annulaire 27 prolongeant le capot 16 dans la direction du flasque mobile 2. Une membrane 28 fixée par une de ses faces contre la paroi interne 30 du corps annulaire 26 part de cette paroi en s'éloignant du flasque 2, est cintrée et arrive contre la paroi externe de la partie annulaire 27 du capot de réaction 16 où elle est fixée par la même face 29. La membrane 28 présente une section selon tout plan radial en forme de "C" inversé.
Chaque aile de ce "C" peut glisser axialement l'une par rapport à l'autre avec un effort minimum correspondant à la résistance du matériau de la membrane à se cintrer. Par contre, la zone cin~rée de la membrane offre une résistance importante à leur glissement en rotation l'une par rapport à
llautre.
Pour présenter ces caractéristiques mécaniques, la membrane est formée dans un caoutchouc qui peut être, par exemple, du type EPDM (éthylène-propylène) ou silicone, etc.
A l'extrémité du corps annulaire 12 où débouche le trou borgne 13 et sur son diamètre intérieur, est montée une bague de coulissement 31 dont la face à l'intérieur du trou borgne 13 est pourvue d'une rainure annulaire 32. Le diamètre intérieur de la bague 31 est égal, au jeu près, au diamètre extérieur de la partie cylindrique du moyeu. Elle peut ainsi y coulisser.
Un ressort de rappel hélicoidal 33 est monté
axialement autour de la partie 10 du moyeu 2 et prend appui, par une de ses extrémités, sur la paroi du fond de la rainure annulaire 32 de la bague 31. Son autre extrémité
prend appui sur le fond d'une rainure annulaire 34 prévue sur la face d'une seconde bague de coulissement 35 qui est tournee vers l'intérieur du trou borgne 13. La bague 35 est plaquée par le ressort de rappel 33 contre un moyen de butée en translation, tel qu'un épaulement 36 formé à
l'intersection des deux parties cylindriques 7, 10 du moyeu.
La bague 35 est solidaire, par sa surface intérieure, de la partie cylindrique 10 du moyeu et est prévue pour coulisser, par sa surface extérieure, sur la surface interne du trou borgne 13 du corps annulaire 12.
Sur la partie cylindrique 7 du moyeu qui présente le plus grand diamètre, dans le fond de la gorge 5 de la poulie, est montée, libre d'y tourner, une bague de débrayage 37. Elle est formée dans un matériau à faible coefficient de friction et présente, sur sa surface extérieure, une gorge dont le profil est complémentaire de celui de la périphérie interne de la courroie 6. Elle est limitée, dzns ses mouvements de translation sur le moyeu 7, d'un côté, par la surface du fond d'un lamage 38 prévu sur le flasque fixe 1 coaxialement au moyeu 7 et, de l'autre côté, par la bague 35.
On remarquera que la paroi 14 du fond du trou borgne 13 est percée d'un trou axial qui autorise le passage de la bague 37 pour que celle-ci puisse ê~tre en butée contre la bague 35. Lorsque la courroie 6 ne repose plus sur la bague de débrayage 37 (elle est par exemple dans la position représentée à la partie inférieure de la Fig. 1), la paroi 14 du flasque mobile 2 est au-dessus, radialement, de la gorge de la bague de débrayage 37.
En position débrayée, c'est-à-dire lorsqu'elle repose sur la bague de débrayage 37 (partie supérieure de la Fig. 1), les flancs de la courroie 6 sont légèrement espacés des flancs 3, 4 des flasques 1, 2.
A la Fig. 1, les bagues 31, 35 sont, par exemple, autolubrifiantes. Elles sont constituées dans des matériaux qui présentent un faible coefficient de frottement aussi bien statique que dynamique. Ainsi, les forces de frottement engendrées entre la bague 31 et la partie 10 du moyeu 7 et celles qui sont engendrées entre la bague 35 et la surface interne du trou borgne 13 ont des valeurs minimisées. La Fig. 3 montre, en détail, comment on peut encore diminuer ces forces de frottement. La bague 31 ~- présente un diamètre intérieur supérieur au diamètre extérieur de la partie 10 du moyeu 7. Sa surface intérieure présente une gorge 32 dans laquelle est montée un anneau 40 qui peut etre, par exemple, un segment de guidage pourvu, sur sa circonférence, d'une entaille 41. Il est constitué
dans un matériau à faible coefficient de frottement statique et dynamique, tel que, par exemple, du PTFE
(polytétrafluoroéthylène) chargé ou non. Le diamètre intérieur du segment 40 est ajuste sur le diamètre extérieur du moyeu 7. La bague 31 est montée, avec jeu dans le trou borgne 13 et est plaquée, par le ressort 33, contre un moyen de butée en translation 42.
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La bague 35 présente un diametre extérieur inférieur au diamètre intérieur du trou borgne 13 du corps annulaire 12. Sa surface extérieure présente une gorge 43 dans laquelle est monté un anneau de guidage 44, qui peut être, par exemple, un segment qui présente, comme le segment 40, une entaille 45. Il est également constitué dans un matériau à faible coefficient de frottement statique et dynamique qui peut être par exemple, du PTFE
(polytétrafluoroéthylène) chargé ou non. Le diamètre extérieur du segment 43 est ajusté sur le diamètre interne du trou borgne 13. La bague 35 est montée, avec jeu, sur la partie partie 10 du moyeu 7.
Chacun des anneaux 40, 44 peut également être formés à partir de bandes de PTFE qui sont respectivement enroulées dans chacune des gorges 39 et 43.
Le fonctionnement de la poulie représentée est le suivant. Le moyeu 7 étant solidaire de l'arbre d'entraînement 9, il tourne a sa vitesse. Il entraîne, dans son mouvement de rotation, le flasque 1 et le capot de réaction 16. Par la présence de la membrane 28, le capot de réaction 16 entraîne le flasque 2 qui tourne alors à la vitesse de l'ensemble et, en particulier, du flasque fixe 1.
Le flasque 2 tournant, les parois latérales 20, 21 des logements 18 entrainent en rotation les masselottes 23.
A une vitesse de rotation de l'arbre d'entraînement 9 donnée, les masselottes 23 sont soumises à
des forces centrifuges qui les font se déplacer radialement contre les rampes 17, 22. Du fait de l'obliquité de la paroi 24 de chaque masselotte 23, de la forme arrondie de la paroi opposée 25, de l'inclinaison de la rampe 22 et de la forme de la rampe 17 du capot de réaction 16, ces forces centrifuges ont des composantes axiales qui s'exercent sur chacune des rampes 17, ~2. Le capot de réactlon 16 étant flxe axialement par rapport au moyeu 7, ces composantes se réduisent à une poussée axiale sur la rampe 22 et, donc, sur le flasque 2. De ce fait, étant libre de coulisser sur le moyeu 7 et, en particulier, par la surface du trou borgne 13, sur la bague 35, et par la bague 31 sur la partie 10 du moyeu 7, le flasque 2 se déplace axialement vers le flasque fixe 1, ce qui entraîne la compression du ressort 33 qui oppose alors une force de rappel sensiblement proportionnelle à son élongation.
On notera que cette force de rappel sollicite les bagues 31 et 35 qui sont ainsi plus fortement plaquées contre le moyen 42, pour l'une, et contre l'épaulement 36 pour l'autre. Le moyen 42, qui peut être, par exemple un circlip, transmet,de plus/la force exercée par le ressort 33 au flasque mobile 2.
A une certaine vitesse de rotation, cette force de rappel a même amplitude, mais est de sens opposé, à la poussée axiale exercée par les masselottes 23. Ces deux forces s'annulent donc et un équilibre statique entre les deux flasques 1, 2 est atteint. La courroie trapézoîdale 6 engagée dans la gorge 5 formée par les deux flasques 1, 2 a son diamètre d'enroulement qui prend une valeur plus ou moins grande selon cet état d'équilibre.
La Fig. 1 montre, par moitié, les deux états d'équilibre extremes que la poulie de la présente invention peut prendre.
En dynamique, lorsque la vitesse de rotation croit, les forces centrifuges sur les masselottes 23 augmentent proportionnellement. La poussée axiale de celles-ci sur les rampes 17, 22 augmente également et l'équilibre est déplacé vers un rapprochement des deux flasques 1, 2. Le diamètre d'enroulement de la courroie 6 croît donc. Inversement, lorsque la vitesse diminue, la poussée axiale des masselottes 23 s'affaiblit et l'équilibre est déplacé vers un éloignement des deux flasques 1, 2. Le h ., 2 ~
diamètre d'enroulement de la courroie 6 décroît donc.
En fait, au contact de chacune des masselottes 23 avec les rampes 17, 22 correspondantes, sont engendrées des forces de frottement qui s'opposent au mouvement radial des masselottes 23 et au déplacement axial du flasque mobile 2.
De même, celui-ci coulisse sur le moyeu 7 en engendrant des forces de frottement qui s'opposent à son déplacement axial.
- La membrane 28 s'oppose, elle aussi, au mouvement axial du flasque mobile 2.
- 10 Ces forces axiales engendrent un effet d'hystérésis dans le fonctionnement de la poulie. En effet, lorsque la vitesse augmente, le flasque 2 se déplace vers le flasque l. Les forces axiales de réaction s'opposent à ce mouvement et se soustraient aux poussées axiales exercées par les masselottes 23. L'équilibre est donc déplacé vers un moindre rapprochement des deux flasques 1, 2 et le diamètre d'enroulement de la courroie est donc inférieur à
ce qu'il devrait être sans ces forces de frottement. Par contre, lorsque la vitesse de rotation décroît, le flasque mobile 2 se déplace en s'éloignant du flasque fixe 1. Les forces de frottement qui s'opposent à ce mouvement, tendent donc, dans ce cas, à maintenir les deux flasques 1, 2 rapprochés. Le diamètre d'enroulement est donc supérieur à
ce qu'il devrait être sans ces forces de frottement.
Plus les forces axiales de réaction ont une valeur élevée et plus l'effet d'hystérésis est prononcé. Or, dans la poulie selon l'invention, ces forces axiales de réaction sont minimisées. En effet, le contact des masselottes 23 avec le capot de réaction 16 est ponctuel. Les forces de frottement y sont donc d'amplitude faible. La membrane 28 exerce une faible réaction axiale pour se cintrer.
~ ar ailleurs, avec l'arrangement de l'invention, on a résolu les trois problèmes évoqués ci-dessus. On a monté des bagues présentant un faible coefficient de frottement statique et dynamique sans nuire à la facilité deleur montage et démontage. Ceci est particulièrement vrai si l'on utilise des bagues munies d'anneaux comme il est représenté à la Fig. 3. En effet, les anneaux 40, 44 sont S prévus pour présenter de faibles coefficients de frottement statique et dynamique. Par ailleurs, s'ils sont formés de segments, grace aux entailles 41, 43 dont ils sont pourvus et qu'il est possible d'écarter ou de reserrer, ils sont faciles à monter et à démonter. S'ils sont constitues de bandes enroulées, leur montage est, évidemment, aise. De plus, les bagues 31 et 35 sont simplement respectivement enfilées dans le trou borgne 13 et sur le moyeu 7. Elles sont donc faciles à monter et démonter, sans outillage spécialisé.
Les forces engendrées par la courroie sur le flasque mobile 2 ont des composantes radiales formant un couple qui tend à mettre le flasque mobile en biais en le faisant tourner autour d'un axe orthogonal à l'axe principal de la poulie. Cet axe est sensiblement parallèle à un autre axe qui joint les deux poulies de la transmission et il passe sensiblement par le point de contact entre le flasque mobile 2 et le moyeu 7 qui est le plus proche du flanc 4, c'est-à-dire, dans le cas de la poulie représentée à la Fig.
1, le point de contact entre la bague 35 et la surface interne du trou borgne 13. Ce couple est compensé par celui qui est engendré par les forces de réaction du flasgue mobile 2 sur le moyeu 7 dont les points d'application sont situés respectivement sur le diamètre intérieur de la bague 31 ou sur le diamètre extérieur de la bague 35. Le premier couple étant faible, puisque la distance entre le point d'application sur le flasque mobile des forces radiales engendrées par la courroie et l'axe de pivotement du flasque est réduite, le second couple et, par conséquent, les forces de réaction du moyeu 7 sur la bague 31 et celles de la bague ~1 3~
35 sur le flasque 2, sont faibles. D'autant plus faible que la distance qui sépare les deux bagues 31, 35 est grande.
Cette distance, dans l'agencement de la poulie de l'invention, est, comme on le comprendra aisément, la plus grande possible, compte tenu du fait que le flasque mobile doit pouvoir être au-dessus, radialement, de la gorge de la bague de débrayage 37. On remarquera que, pour ce faire, la distance entre les deux bagues 31, 35 varie en fonction de la position du flasque mobile sur le moyeu (parties supérieure et inférieure de la Fig. 1).
Les forces de réaction du moyeu 7 sur la bague 31 et celles de la bague 35 sur le flasque mobile 2 étant faibles, comme nous venons de le montrer, les forces de frottement axiales engendrées par le mouvement du flasque mobile 2 sont également faibles. En conséquence, comme celles-ci sont déterminantes quant à l'amplitude de l'effet d'hystérésis dans le fonctionnement de la poulie, cet effet est considérablement moins prononcé que ceux que présentent les poulies de l'art antérieur.
L'invention concerne une poulie à variateur de vitesse équipée de bagues amovibles à friction réduites et utilisée, notamment, dans une transmission à vitesse variable du type à poulies en "V" et courroie trapézoidale.
Des transmissions de ce type sont, par exemple, utilisées dans des scooters de neige, des motocyclettes, des véhicules utilitaires ou de loisir ou des voitures sans permis ou de type TQM.
Elles comportent en ~énéral une poulie menante solidaire d'un arbre moteur et une poulie menée entraînée en rotation par une courroie passant dans les gorges des deux poulies. La poulie menante est équipee de manière que le diamètre d'enroulement de la courroie varie automatiquement en fonction de la vitesse de rotation de la poulie. La courroie ayant une longueur fixe, la poulie menée a un diamètre d'enroulement qui varie en sens inverse de la poulie menante. Sous l'effet conjugué de ces deux variations, le rapport des vitesses de rotation des deux poulies est modifia selon les changements de diametre de la poulie menante.
Des exemples de poulies menantes du type mentionné
précédemment sont décrits dans les brevets FR-A-2 504 635 et CA-A-1 212 559.
Elles comprennent, en général, deux flasques ` 25 coaxiaux à flanc tronconique en regard l'un de l'autre et formant entre eux une gorge en forme de "V". Un flasque, dit par la suite flas~ue fixe, est fixe en rotation et en translation sur l'arbre d'entra;nement de la poulie et l'autre, dit flasque mobile, peut coulisser a~ialement sur ledit arbre. A l'arrière du flasque mobile, est prévue une rampe oblique dont la surface tournée vers l'axe de l'arbre fait face à une seconde rampe oblic~ue d'un capot de réaction solidaire de l'arbre d'entraînement de la poulie. Des masselottes prévues dans des logements du flasque mobile et 202~ ;J
dans des logements du capot de réaction peuvent se déplacer radialement et sont guidées, dans ce mouvement, par les parois latérales de ces logements.
Lorsque l'arbre de la poulie tourne, il entraîne en rotation le flasque fixe et le capot de réaction. Celui-ci transmet son mouvement de rotation, par les parois latérales des logements du capot de réaction, aux masselottes qui entraînent à leur tour, aux moyens des parois latérales des logements du flasque mobile, ledit flasque mobile. Par ailleurs, du fait qu'elles tournent, les masselottes sont soumises à l'action de forces centrifuges et, se déplaçant radialement, prennent respectivement appui sur les deux rampes du flasque mobile et du capot de réaction. De par leur forme en trapèze, lS elles exercent une poussée axiale sur le flasque mobile qui coulisse alors vers le flasque fixe. Pour une vitesse donnée de rotation de la poulie, un équilibre est atteint lorsque cette poussée axiale est contrebalancée par une force de rappel axiale exercée par un ressort de rappel monté entre le flasque mobile et un épaulement de l'arbre de la poulie. Suivant cet équilibre, la courroie de section trapézoïdale voit son diamètre d'enroulement prendre une valeur plus ou moins grande selon la vitesse de rotation de la poulie.
En dynamique, lorsque la vitesse de rotation croît, les forces centrifuges sur les masselottes augmentent proportionnellement. La poussée axiale de celles-ci sur les rampes augmente également et l'équilibre est déplacé vers un rapprochement des deux flasques. Le diamètre d'enroulement de la courroie croît donc. Inversement, lorsque la vitesse diminue, la poussée axiale des masselottes s'affaiblit et l'équilibre est déplacé vers un éloignement des deux flasques. Le diamètre d'enroulement de la courroie décroît donc.
~ t~
En fait, des forces axiales engendrées en divers points de la poulie s'opposent au mouvement axial du flasque mobile sur l'arbre d'entra;nement. Elles ont généralement pour crigine des forces de frottement, qui peuvent être engendrées, par exemple, au contact des masselottes avec les rampes, au contact du flasque mobile avec l'arbre d'entraînement, etc. Ces forces axiales engendrent un effet d'hystérésis dans le fonctionnement de la poulie. En effet, lorsque la vitesse augmente, le flasque fixé se déplace vers le flasque mobile. Les forces axiales de réaction s'opposent à ce mouvement du flasque mobile et se soustraient aux poussées axiales exercées par les masselottes. L'équilibre est donc déplacé vers un moindre rapprochement des deux flasques et le diamètre d'enroulement lS est donc inférieur à ce qu'il devrait être sans ces forces de frottement. Par contre, lorsque la vitesse de rotation décroît, le flasgue mobile se déplace en s'éloignant du flasque fixe. Les forces de frottement axiales qui s'opposent à ce mouvement, tendent donc, dans ce cas, à
maintenir les deux flasques rapprochés. Le diamètre d'enroulement est donc supérieur à ce qu'il devrait être sans ces forces de frottement.
Parmi toutes les forces axiales qui ont pour origine des forces de frottement, celles qui sont engendrées au contact du flasque mobile avec l'arbre d'entraînement nous intéressent ici. Elles ont des valeurs qui sont proportionnelles aux forces radiales appliquées sur l'arbre d'entraînement par le flasque mobile. Or ces forces radiales ont pour origine les réactions engendrées par la courroie sur le flasque mobile. Sous l'influence de ces forces dont la résultante, radiale, est non nulle, le flasque mobile a tendance à se mettre de biais en tournant par rapport à un axe orthogonal à l'axe de la poulie. Ces forces de réaction forment, en effet, un couple qui est 3 1? ' compensé par celui qui est formé, par rapport au même axe orthogonal, par les réactions du flasque mobile sur l'arbre d'entrainement à leurs points de contact situes symétriquement de part et d'autre dudit axe orthogonal.
Pour diminuer l'effet d'hystérésis dans le fonctionnement de la poulie, il est nécessaire de prévoir des moyens qui permettent de diminuer les forces de frottement axiales au contact du flasque mobile avec l'arbre d'entraînement.
On notera qu'une transmission dont la poulie menante présente un effet d'hystérésis trop important diminue les performances des véhicules équipés d'une telle transmission.
Trois problèmes essentiels sont à résoudre pour réduire de manière efficace les forces de frottement entre le flasque mobile et l'arbre d'entraînement. Le premier consiste à prévoir des paliers de coulissement pour le flasque mobile qui soient du type à faible coefficient de frottement mais qui soient également simples à monter et à
changer, ce qui n'est en général pas le cas puisque de tels paliers se montent à force et nécessitent un outillage pour le montage et le démontage.
Le second consiste à prévoir un arrangement qui permette d'augmenter la longueur entre les deux points d'appui extr êmes du flasque mobile sur l'arbre d'entraînement mais qui permette aussi de monter une bague de débrayage sur ledit arbre au fond de la gorge de la poulie, ce montage nécessitant, en général, de diminuer cette longueur~
Le troisième est de prévoir un arrangement qui convienne pour résoudre les problèmes précédents et qui permette, en outre, de diminuer la distance comprise entre le point de contact de la courroie avec le flasque mobile et l'axe de pivotement du flasque mobile. En diminuant cette t ~ ~
longueur, on diminue le couple de réaction du flasque sur l'arbre et, par conséquent, les forces radiales et axiales engendrées par ce couple.
Le but de l'invention est donc de proposer des moyens et un agencement de ces moyens qui permettent de pallier aux inconvénients pré-cités et de résoudre les problèmes que cela entraîne.
A cet effet, l'invention concerne une poulie menante d'une transmission à vitesse variable dont la pouie menée est entraînée par une courroie de section trapézoîdale la reliant à ladite poulie menante, ladite poulie menante comprenant deux flasques coaxiaux dont les flancs tronconiques sont en regard l'un de l'autre pour former entre eux une gorge en forme de "V" dans laquelle est passée la courroie trapézoidale, l'un des flasques, dit flasque fixe, est fixé sur l'extrémité d'un moyeu solidaire d'un arbre d'entrainement de la poulie et l'autre flasque, dit flasque mobile, pouvant coulisser axialement sur ledit moyeu, et une bague de débrayage prévue pour tourner librement autour du moyeu au fond de la gorge de la poulie, ladite bague étant pourvue d'une gorge dont le profil est complémentaire de celui de la périphérie intérieure de la courroie.
Selon une caractéristique de l'invention, le - 25 flasque mobile est prévu pour coulisser, d'une part, sur le moyeu par l'intermédiaire d'une bague de coulissement rendue solidaire du flasque mobile et, d'autre part, sur une bague de coulissement rendue solidaire du moyeu, la bague solidaire du moyeu se trouvant côté flanc tronconique du flasque mobile, chacune des deux bagues de coulissement comportant, en regard l'une de l'autre, une rainure circulaire ~ur le fond de laquelle prend appui un ressort hélico;dal monté axialement autour du moyeu, le flasque mobile, côté flanc tronconique, étant percé d'un trou axial dont le diamètre est suffisant pour pouvoir être au-dessus, radialement, de la bague de débrayage lorsqu'il coulisse vers le flasque fixe.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la bague est rendue solidaire du moyeu en étant seulement plaquée par la force que le ressort exerce sur elle contre la surface d'un moyen de butée en translation solidaire du moyeu et la bague est rendue solidaire du flasque mobile en étant plaquee par la force que le ressort exerce sur elle contre la surface d'un moyen de butée en translation solidaire du flasque mobile.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les bagues de coulissement sont dans un matériau présentant un faible coefficient de frottement statique et dynamique.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la bague de coulissement présente une gorge dans laquelle est monté un anneau presentant un faible coefficient de frottement statique et dynamique.
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'anneau est constitué d'un segment de guidage pourvu, sur sa circonférence, d'une entaille, et constitué d'un matériau du type PTFE (polytétrafluoroéthylène) chargé ou non.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la bague de coulissement présente, sur sa surface extérieure, une gorge dans laquelle est monté un anneau présentant un faible coefficient de frottement statique et dynamique.
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'anneau est un segment de guidage pourvu, sur sa circonférence, d'une entaille et constitué d'un matériau du type PTFE (polytétrafluoroéthylène) chargé ou non.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les anneaux sont constituée de bandes enroulées respectivement dans les gorges des bagues, les bandes etant constituées dans un matériau du type PTFE
(polytétrafluoroéthylène) chargé ou non.
Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels:
- la Fig. l est une vue en coupe d'une poulie menante d'une transmission à vitesse variable selon l'invention, la partie supérieure de cette vue montrant un premier état d'équilibre dans lequel la poulie est dite "en position dé~rayée" et la partie inférieure un second état d'équilibre dans lequel la poulie présente un diamètre d'enroulement maximum de la courroie.
- la Fig. 2 est une vue axiale du dos d'un flasque mobile d'une poulie selon l'invention, et - la Fig. 3 est une vue d'un détail de montage du fiasque mobile sur le moyeu d'une poulie selon l'invention.
La description qui suit est celle d'une poulie menante d'une transmission à changement de vitesse automatique. Bien que produisant, avec ce type de poulie, un résultat technique bien adapté, l'invention s'applique, néanmoins, à d'autres poulies des lors que celles-ci comprennent un flasque fixe et un flasque mobile pouvant coulisser sur un axe ou un moyeu solidaire de cet axe.
La description des éléments constitutifs d'une poulie menante selon l'invention est faite en relation avec les Figs. 1 et 2.
Une poulie menante d'une transmission a variation de vitesses automatique selon l'invention comprend deux flasques coaxiaux 1, 2 dont les flancs tronconiques 3, 4 sont en regard l'un de l'autre pour former entre eux une gorge 5 en forme de "V". Dans celle-ci, on passe une courroie 6 de section trapézoldale assurant la transmission de couple à une poulie menée (non représentée). Le flasque 1 est fixé coaxialement à une extrémité d'un moyeu 7 percé
d'un trou axial 8 dans lequel est monté, à force, le bout d'un arbre d'entraînement 9. Des moyens (non représentes), tels qu'une clavette ou le bout de l'arbre 9 conique, peuvent être prévus pour augmenter la tenue en rotation du moyeu 7 sur l'arbre d'entrainement 9.
Le moyeu 7 est divisé en deux parties cylindriques 7, 10 dont l'une 7, du côte de l'arbre d'entrainement 9, presente un diamètre supérieur à l'autre 10.
Partant de sa face 11 opposée à celle de son flanc tronconique 4, le flasque 2 est prolongé axialement par un corps annulaire 12 formant un trou borgne 13 dont la paroi du fond 14 est en prolongement du flanc tronconique 4.
A l'extrémité du moyeu 7 opposée à celle qui lS reçoit le flasque 1 et l'arbre d'entraînement 9, est fixé, au moyen d'une vis 15, un capot de réaction 16. Des moyens (non représentés) peuvent être prévus pour améliorer la tenue en rotation du capot de réaction 16 sur le moyeu 7, tels que des goupilles, cannelures, méplats, etc. Le capot de réaction 16 est constitué d'un disque dont la partie périphérique est rabattue vers l'axe selon une courbure appropriée. La surface intérieure du capot de réaction 16 constitue une rampe 17 de forme concave tournée vers l'axe.
Des logements 18 sont prévus au dos du flasque 2.
- 25 Ils sont répartis uniformément autour du corps annulaire 12 et sont, par exemple, au nombre de quatre. Ils sont delimités, d'une part, radialement par le corps annulaire 12 et par une paroi annulaire 19 concentrique et de diamètre supérieur au corps annulaire 12 et, d'aute part, latéralement, par des parcis 20, 21 groupées par paire. Les parois 20, 21 de chaque paire sont parallèles entre elles et sont également espacées de part et d'autre d'un même plan radial~ Dans chacun des logements 18, est fixée obliquement par rapport à l'axe de la poulie, une rampe linéaire 22 dont J I ,!
la surface tournée vers l'axe est egalement tournée vers l'extérieur du flasque 2. Chacun des logements 18 recoit une masselotte 23 dont la largeur est égale, au jeu près, à
la distance qui sépare les parois 20, 21 de chaque paire.
Dans le sens longitudinal, chaque masselotte 23 présente une forme allongée avec, à une première extrémite, une paroi oblique 24 de même obliquité par rapport à l'axe de la poulie que la rampe 22 et, à l'autre extrémité, une paroi 25 de forme arrondie. Chaque masselotte 23 est ainsi prévue - 10 pour coulisser radialement dans le logement 18 correspondant du flasque 2 et est guidée par les parois latérales 20, 21.
Elle est aussi prévue pour être entraînée en rotation par le flasque 2 aux moyens des mêmes parois 20, 21. La forme arrondie de la paroi 25 est telle que chaque masselotte 23 ne soit en appui sur la rampe 17 du capot de réaction 16 que par un seul point.
A la périphérie du flasque 2 et du côté opposé à
son flanc tronconique 4, est fixé un corps annulaire 26 dont la longueur est sensiblement égale à celle du corps annulaire 12. Le capot de réaction 16 présente à sa périphérie une partie annulaire 27 prolongeant le capot 16 dans la direction du flasque mobile 2. Une membrane 28 fixée par une de ses faces contre la paroi interne 30 du corps annulaire 26 part de cette paroi en s'éloignant du flasque 2, est cintrée et arrive contre la paroi externe de la partie annulaire 27 du capot de réaction 16 où elle est fixée par la même face 29. La membrane 28 présente une section selon tout plan radial en forme de "C" inversé.
Chaque aile de ce "C" peut glisser axialement l'une par rapport à l'autre avec un effort minimum correspondant à la résistance du matériau de la membrane à se cintrer. Par contre, la zone cin~rée de la membrane offre une résistance importante à leur glissement en rotation l'une par rapport à
llautre.
Pour présenter ces caractéristiques mécaniques, la membrane est formée dans un caoutchouc qui peut être, par exemple, du type EPDM (éthylène-propylène) ou silicone, etc.
A l'extrémité du corps annulaire 12 où débouche le trou borgne 13 et sur son diamètre intérieur, est montée une bague de coulissement 31 dont la face à l'intérieur du trou borgne 13 est pourvue d'une rainure annulaire 32. Le diamètre intérieur de la bague 31 est égal, au jeu près, au diamètre extérieur de la partie cylindrique du moyeu. Elle peut ainsi y coulisser.
Un ressort de rappel hélicoidal 33 est monté
axialement autour de la partie 10 du moyeu 2 et prend appui, par une de ses extrémités, sur la paroi du fond de la rainure annulaire 32 de la bague 31. Son autre extrémité
prend appui sur le fond d'une rainure annulaire 34 prévue sur la face d'une seconde bague de coulissement 35 qui est tournee vers l'intérieur du trou borgne 13. La bague 35 est plaquée par le ressort de rappel 33 contre un moyen de butée en translation, tel qu'un épaulement 36 formé à
l'intersection des deux parties cylindriques 7, 10 du moyeu.
La bague 35 est solidaire, par sa surface intérieure, de la partie cylindrique 10 du moyeu et est prévue pour coulisser, par sa surface extérieure, sur la surface interne du trou borgne 13 du corps annulaire 12.
Sur la partie cylindrique 7 du moyeu qui présente le plus grand diamètre, dans le fond de la gorge 5 de la poulie, est montée, libre d'y tourner, une bague de débrayage 37. Elle est formée dans un matériau à faible coefficient de friction et présente, sur sa surface extérieure, une gorge dont le profil est complémentaire de celui de la périphérie interne de la courroie 6. Elle est limitée, dzns ses mouvements de translation sur le moyeu 7, d'un côté, par la surface du fond d'un lamage 38 prévu sur le flasque fixe 1 coaxialement au moyeu 7 et, de l'autre côté, par la bague 35.
On remarquera que la paroi 14 du fond du trou borgne 13 est percée d'un trou axial qui autorise le passage de la bague 37 pour que celle-ci puisse ê~tre en butée contre la bague 35. Lorsque la courroie 6 ne repose plus sur la bague de débrayage 37 (elle est par exemple dans la position représentée à la partie inférieure de la Fig. 1), la paroi 14 du flasque mobile 2 est au-dessus, radialement, de la gorge de la bague de débrayage 37.
En position débrayée, c'est-à-dire lorsqu'elle repose sur la bague de débrayage 37 (partie supérieure de la Fig. 1), les flancs de la courroie 6 sont légèrement espacés des flancs 3, 4 des flasques 1, 2.
A la Fig. 1, les bagues 31, 35 sont, par exemple, autolubrifiantes. Elles sont constituées dans des matériaux qui présentent un faible coefficient de frottement aussi bien statique que dynamique. Ainsi, les forces de frottement engendrées entre la bague 31 et la partie 10 du moyeu 7 et celles qui sont engendrées entre la bague 35 et la surface interne du trou borgne 13 ont des valeurs minimisées. La Fig. 3 montre, en détail, comment on peut encore diminuer ces forces de frottement. La bague 31 ~- présente un diamètre intérieur supérieur au diamètre extérieur de la partie 10 du moyeu 7. Sa surface intérieure présente une gorge 32 dans laquelle est montée un anneau 40 qui peut etre, par exemple, un segment de guidage pourvu, sur sa circonférence, d'une entaille 41. Il est constitué
dans un matériau à faible coefficient de frottement statique et dynamique, tel que, par exemple, du PTFE
(polytétrafluoroéthylène) chargé ou non. Le diamètre intérieur du segment 40 est ajuste sur le diamètre extérieur du moyeu 7. La bague 31 est montée, avec jeu dans le trou borgne 13 et est plaquée, par le ressort 33, contre un moyen de butée en translation 42.
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La bague 35 présente un diametre extérieur inférieur au diamètre intérieur du trou borgne 13 du corps annulaire 12. Sa surface extérieure présente une gorge 43 dans laquelle est monté un anneau de guidage 44, qui peut être, par exemple, un segment qui présente, comme le segment 40, une entaille 45. Il est également constitué dans un matériau à faible coefficient de frottement statique et dynamique qui peut être par exemple, du PTFE
(polytétrafluoroéthylène) chargé ou non. Le diamètre extérieur du segment 43 est ajusté sur le diamètre interne du trou borgne 13. La bague 35 est montée, avec jeu, sur la partie partie 10 du moyeu 7.
Chacun des anneaux 40, 44 peut également être formés à partir de bandes de PTFE qui sont respectivement enroulées dans chacune des gorges 39 et 43.
Le fonctionnement de la poulie représentée est le suivant. Le moyeu 7 étant solidaire de l'arbre d'entraînement 9, il tourne a sa vitesse. Il entraîne, dans son mouvement de rotation, le flasque 1 et le capot de réaction 16. Par la présence de la membrane 28, le capot de réaction 16 entraîne le flasque 2 qui tourne alors à la vitesse de l'ensemble et, en particulier, du flasque fixe 1.
Le flasque 2 tournant, les parois latérales 20, 21 des logements 18 entrainent en rotation les masselottes 23.
A une vitesse de rotation de l'arbre d'entraînement 9 donnée, les masselottes 23 sont soumises à
des forces centrifuges qui les font se déplacer radialement contre les rampes 17, 22. Du fait de l'obliquité de la paroi 24 de chaque masselotte 23, de la forme arrondie de la paroi opposée 25, de l'inclinaison de la rampe 22 et de la forme de la rampe 17 du capot de réaction 16, ces forces centrifuges ont des composantes axiales qui s'exercent sur chacune des rampes 17, ~2. Le capot de réactlon 16 étant flxe axialement par rapport au moyeu 7, ces composantes se réduisent à une poussée axiale sur la rampe 22 et, donc, sur le flasque 2. De ce fait, étant libre de coulisser sur le moyeu 7 et, en particulier, par la surface du trou borgne 13, sur la bague 35, et par la bague 31 sur la partie 10 du moyeu 7, le flasque 2 se déplace axialement vers le flasque fixe 1, ce qui entraîne la compression du ressort 33 qui oppose alors une force de rappel sensiblement proportionnelle à son élongation.
On notera que cette force de rappel sollicite les bagues 31 et 35 qui sont ainsi plus fortement plaquées contre le moyen 42, pour l'une, et contre l'épaulement 36 pour l'autre. Le moyen 42, qui peut être, par exemple un circlip, transmet,de plus/la force exercée par le ressort 33 au flasque mobile 2.
A une certaine vitesse de rotation, cette force de rappel a même amplitude, mais est de sens opposé, à la poussée axiale exercée par les masselottes 23. Ces deux forces s'annulent donc et un équilibre statique entre les deux flasques 1, 2 est atteint. La courroie trapézoîdale 6 engagée dans la gorge 5 formée par les deux flasques 1, 2 a son diamètre d'enroulement qui prend une valeur plus ou moins grande selon cet état d'équilibre.
La Fig. 1 montre, par moitié, les deux états d'équilibre extremes que la poulie de la présente invention peut prendre.
En dynamique, lorsque la vitesse de rotation croit, les forces centrifuges sur les masselottes 23 augmentent proportionnellement. La poussée axiale de celles-ci sur les rampes 17, 22 augmente également et l'équilibre est déplacé vers un rapprochement des deux flasques 1, 2. Le diamètre d'enroulement de la courroie 6 croît donc. Inversement, lorsque la vitesse diminue, la poussée axiale des masselottes 23 s'affaiblit et l'équilibre est déplacé vers un éloignement des deux flasques 1, 2. Le h ., 2 ~
diamètre d'enroulement de la courroie 6 décroît donc.
En fait, au contact de chacune des masselottes 23 avec les rampes 17, 22 correspondantes, sont engendrées des forces de frottement qui s'opposent au mouvement radial des masselottes 23 et au déplacement axial du flasque mobile 2.
De même, celui-ci coulisse sur le moyeu 7 en engendrant des forces de frottement qui s'opposent à son déplacement axial.
- La membrane 28 s'oppose, elle aussi, au mouvement axial du flasque mobile 2.
- 10 Ces forces axiales engendrent un effet d'hystérésis dans le fonctionnement de la poulie. En effet, lorsque la vitesse augmente, le flasque 2 se déplace vers le flasque l. Les forces axiales de réaction s'opposent à ce mouvement et se soustraient aux poussées axiales exercées par les masselottes 23. L'équilibre est donc déplacé vers un moindre rapprochement des deux flasques 1, 2 et le diamètre d'enroulement de la courroie est donc inférieur à
ce qu'il devrait être sans ces forces de frottement. Par contre, lorsque la vitesse de rotation décroît, le flasque mobile 2 se déplace en s'éloignant du flasque fixe 1. Les forces de frottement qui s'opposent à ce mouvement, tendent donc, dans ce cas, à maintenir les deux flasques 1, 2 rapprochés. Le diamètre d'enroulement est donc supérieur à
ce qu'il devrait être sans ces forces de frottement.
Plus les forces axiales de réaction ont une valeur élevée et plus l'effet d'hystérésis est prononcé. Or, dans la poulie selon l'invention, ces forces axiales de réaction sont minimisées. En effet, le contact des masselottes 23 avec le capot de réaction 16 est ponctuel. Les forces de frottement y sont donc d'amplitude faible. La membrane 28 exerce une faible réaction axiale pour se cintrer.
~ ar ailleurs, avec l'arrangement de l'invention, on a résolu les trois problèmes évoqués ci-dessus. On a monté des bagues présentant un faible coefficient de frottement statique et dynamique sans nuire à la facilité deleur montage et démontage. Ceci est particulièrement vrai si l'on utilise des bagues munies d'anneaux comme il est représenté à la Fig. 3. En effet, les anneaux 40, 44 sont S prévus pour présenter de faibles coefficients de frottement statique et dynamique. Par ailleurs, s'ils sont formés de segments, grace aux entailles 41, 43 dont ils sont pourvus et qu'il est possible d'écarter ou de reserrer, ils sont faciles à monter et à démonter. S'ils sont constitues de bandes enroulées, leur montage est, évidemment, aise. De plus, les bagues 31 et 35 sont simplement respectivement enfilées dans le trou borgne 13 et sur le moyeu 7. Elles sont donc faciles à monter et démonter, sans outillage spécialisé.
Les forces engendrées par la courroie sur le flasque mobile 2 ont des composantes radiales formant un couple qui tend à mettre le flasque mobile en biais en le faisant tourner autour d'un axe orthogonal à l'axe principal de la poulie. Cet axe est sensiblement parallèle à un autre axe qui joint les deux poulies de la transmission et il passe sensiblement par le point de contact entre le flasque mobile 2 et le moyeu 7 qui est le plus proche du flanc 4, c'est-à-dire, dans le cas de la poulie représentée à la Fig.
1, le point de contact entre la bague 35 et la surface interne du trou borgne 13. Ce couple est compensé par celui qui est engendré par les forces de réaction du flasgue mobile 2 sur le moyeu 7 dont les points d'application sont situés respectivement sur le diamètre intérieur de la bague 31 ou sur le diamètre extérieur de la bague 35. Le premier couple étant faible, puisque la distance entre le point d'application sur le flasque mobile des forces radiales engendrées par la courroie et l'axe de pivotement du flasque est réduite, le second couple et, par conséquent, les forces de réaction du moyeu 7 sur la bague 31 et celles de la bague ~1 3~
35 sur le flasque 2, sont faibles. D'autant plus faible que la distance qui sépare les deux bagues 31, 35 est grande.
Cette distance, dans l'agencement de la poulie de l'invention, est, comme on le comprendra aisément, la plus grande possible, compte tenu du fait que le flasque mobile doit pouvoir être au-dessus, radialement, de la gorge de la bague de débrayage 37. On remarquera que, pour ce faire, la distance entre les deux bagues 31, 35 varie en fonction de la position du flasque mobile sur le moyeu (parties supérieure et inférieure de la Fig. 1).
Les forces de réaction du moyeu 7 sur la bague 31 et celles de la bague 35 sur le flasque mobile 2 étant faibles, comme nous venons de le montrer, les forces de frottement axiales engendrées par le mouvement du flasque mobile 2 sont également faibles. En conséquence, comme celles-ci sont déterminantes quant à l'amplitude de l'effet d'hystérésis dans le fonctionnement de la poulie, cet effet est considérablement moins prononcé que ceux que présentent les poulies de l'art antérieur.
Claims (8)
1. Poulie d'une transmission à vitesse variable comprenant deux flasques coaxiaux dont les flancs tronconiques sont en regard l'un de l'autre pour former entre eux une gorge en forme de "V" dans laquelle est passée une courroie de section trapézoïdale, l'un des flasques, dit flasque fixe, est fixé sur l'extrémité d'un moyeu solidaire d'un arbre de la poulie et l'autre flasque, dit flasque, mobile, pouvant coulisser axialement sur ledit moyeu, et une bague de débrayage prévue pour tourner librement autour du moyeu au fond de la gorge de la poulie, ladite bague étant pourvue d'une gorge dont le profil est complémentaire de celui de la périphérie intérieure de la courroie, caractérisée en ce que le flasque mobile est prévu pour coulisser, d'une part, sur le moyeu par l'intermédiaire d'une bague de coulissement rendue solidaire du flasque mobile et, d'autre part, sur une bague de coulissement rendue solidaire du moyeu, la bague solidaire du moyeu se trouvant coté flanc tronconique du flasque mobile, chacune des deux bagues de coulissement comportant, en regard l'une de l'autre, une rainure circulaire sur le fond de laquelle prend appui un ressort hélicoïdal monté axialement autour du moyeu, le flasque mobile, coté flanc tronconique, étant percé d'un trou axial dont le diamètre est suffisant pour pouvoir être au-dessus, radialement de la bague de débrayage lorsqu'il coulisse vers le flasque fixe.
2. Poule selon la revendication 1, caractérisé
en ce que la bague est rendue solidaire du moyeu en étant seulement plaquée par la force axiale que le ressort exerce sur elle contre la surface d'un moyen de butée en translation solidaire du moyeu et la bague est rendue solidaire du flasque mobile en étant seulement plaquée par la force axiale que le ressort exerce sur elle contre la surface d'un moyen de butée en translation solidaire du flasque mobile.
en ce que la bague est rendue solidaire du moyeu en étant seulement plaquée par la force axiale que le ressort exerce sur elle contre la surface d'un moyen de butée en translation solidaire du moyeu et la bague est rendue solidaire du flasque mobile en étant seulement plaquée par la force axiale que le ressort exerce sur elle contre la surface d'un moyen de butée en translation solidaire du flasque mobile.
3. Poulie selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les bagues de coulissement sont dans un matériau présentant un faible coefficient de frottement statique et dynamique.
4. Poulie selon la revendication 1, caractérisée en ce que la bague de coulissement présente, sur sa surface intérieure, une gorge dans laquelle est monté un anneau présentant un faible coefficient de frottement statique et dynamique.
5. Poulie selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'anneau est constitué d'un segment de guidage pourvu, sur sa circonférence, d'une entaille, et constitué
dans un matériau du type PTFE (polytétrafluoroéthylène) chargé ou non.
dans un matériau du type PTFE (polytétrafluoroéthylène) chargé ou non.
6. Poulie selon la revendication 1, caractérisée en ce que la bague de coulissement présente, sur sa surface extérieure, une gorge dans laquelle est monté un anneau présentant un faible coefficient de frottement statique et dynamique.
7. Poulie selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'anneau est un segment de guidage pourvu, sur sa circonférence, d'une entaille et constitue dans un matériau du type PTFE (polytétrafluoroéthylène) chargé ou non.
8. Poulie selon la revendication 4 ou 6, caractérisée en ce que les anneaux sont constitués de bandes enroulées respectivement dans les gorges des bagues, les bandes étant constituées dans un matériau du type PTFE
(polytétrafluoroéthylène) chargé ou non.
(polytétrafluoroéthylène) chargé ou non.
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