Brevet FR2096493A1 — publié le 19720218

i. 2096493 La présente invention se rapporte à un mécanisme de trans mission pour l'entraînement d'accessoires, tels que par exemple des accessoires associés à une machine motrice qui est normalement commandée dans une gamme de vitesses étendue, ce mécanisme étant 5 conçu pour augmenter la vitesse de rotation des accessoires pour des faibles vitesses de la machine, de façon à augmenter leur sortie et pour réduire leur vitesse de rotation pour des hautes vitesses de la machine. De nombreux mécanismes différents à vitesse constante, 10 tels qu'une pompe à eau, un compresseur conditionneur d'air, un gé nérateur électrique, un ventilateur, et une pompe de direction assistée, sont employés, par exemple, comme accessoires d'un moteur automobile. Etant donné que les moteurs automobiles à combustion interne ou les machines motrices entraînant ces accessoires fonc-15 tionnent à des vitesses changeant constamment, il est souhaitable d'employer des dispositifs de régulation de vitesse entre le moteur et les accessoires devant servir à convertir automatiquement la vitesse variable du moteur en une vitesse suffisamment constante pour entraîner de manière satisfaisante ces accessoires. Un ty-20 pe de dispositif de régulation de vitesse de la technique antérieu re consiste en tua ensemble de poulies à courroie trapézoïdale ou en V, ayant une courroie en V en contact avec des poulies extensibles entraînées ou d'entraînement, de rayon variable en sens inver se et en des moyens sensibles à la vitesse fonctionnant pour faire 25 varier automatiquement les rayons. Un problème rencontré dans l'emploi d'un tel ensemble de poulies à courroie en V est que ce moyen automatique sensible à la vitesse oblige l'ensemble à avoir une dimension axiale rendant dif ficile sinon impossible sa mise en place dans l'espace limité qui 50 peut être disponible. Un autre problème rencontré pour m tel ensemble de poulies est que le moyen sensible à la vitesse est associé à l'une des poulies et placé sur un côté de l'axe central de celle-ci j où, si le moyen sensible à la vitesse est placé dans un plan coupant l'axe central de la poulie, il est déplacé axialement 35 vers un côté de celle-ci pendant le fonctionnement, de sorte que, dans tous les cas, un état de déséquilibre se produit dans lequel les plateaux ou disques tronconiques en contact avec la courroie en V et leurs éléments composants dans l'ensemble de poulies sont soumis à une contrainte et peuvent être tordus ou déformés dans 40 la transmission ou la conversion des vitesses fluctuantes du mo 71 23341 2- -, , ^ 209.6493 teur pour fournir une commande à vitesse constante des accessoires. La présente invention se propose de résoudre ces problèmes en prévoyant un ensemble de poulies à courroie en V comprenant des poulies extensibles entraînées et d'entraînement, chacune com-5 portant des plateaux chargés par ressort ayant des surfaces tron-coniques définissant une gorge en V, la poulie d'entraînement comportant un moyen sensible à la vitesse permettant une construction axiale compacte équilibrée de la poulie et fournie par des rampes de cames agencées symétriquement sur les plateaux disposés radia-10 lement vers l'intérieur de la gorge en V et étant en contact avec des billes mobiles, sous l'effet de la force centrifuge, et se déplaçant radialement le long de l'axe central de la poulie pour séparer les plateaux afin de faire varier les diamètres effectifs des gorges pour la courroie en V. 15 En conséquence, c'est un des principaux objets de la pré sente invention de prévoir un mécanisme de transmission compact perfectionné adapté pour être utilisé dans l'entraînement d'accessoires à une vitesse constante à partir d'une source motrice à vitesse variable. 20 Un autre objet de la présente invention est de prévoir un mécanisme de transmission perfectionné comprenant un ensemble de poulies d'entraînement à courroie en V ayant un dispositif à rapport variable sensible à la vitesse, fonctionnant automatiquement pour augmenter la vitesse des accessoires entraînés par le moteur 25 pendant le ralenti du moteur de façon à augmenter de ce fait leur sortie et pour réduire la vitesse des accessoires pour des vitesses du moteur élevées quand leur sortie est plus que convenable. Un autre objet de la présente invention est de prévoir un mécanisme de transmission perfectionné à vitesse variable compor-30 tant des poulies d'entraînement et entraînée chacune étant constituée par des plateaux séparables chargés par ressort pour définir ime gorge à courroie en V, les plateaux de la poulie d'entraînement étant formés avec des surfaces de cames en contact avec des billes mobiles radialement le long d'un axe central de la poulie en 35 réponse à une source motrice à vitesse variable pour faire varier automatiquement le rapport de vitesse entre, les poulies d'entraînement et entraînée en fonction de la vitesse de la source motrice. Un autre objet de la présente invention est de prévoir un ensemble perfectionné de poulies d'entraînement à courroie en V com-40 portant des plateaux séparables définissant une gorge à courroie en 71 â3241 2096493 V, et un moyen sensible à la vitesse actionnable pour séparer les plateaux afin de faire varier le diamètre effectif de la gorge et étant situé entre les plateaux et mobile radialement le long de l'axe central de la poulie, fournissant ainsi une structure de pou-5 lie compacte axialement et équilibrée. D'autres objets et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante en relation avec les dessins ci-joints, dans lesquels : La figure 1 est une vue en coupe verticale prise à tra-10 vers le mécanisme perfectionné de transmission pour l'entraînement d'accessoires comprenant des poulies d'entraînement et entraînée et des moyens de commande et de fonctionnement sensibles à la vitesse pour la poulie entraînée. La figure 2 est une vue en coupe verticale de la moitié 15 supérieure d'une modification de la poulie d'entraînement représentée dans la figure 1. En se référant aux dessins, le mécanisme perfectionné de transmission pour l'entraînement d'accessoires est représenté dans l'exemple de réalisation préféré, sous forme d'un ensemble de pou-20 lies comprenant une poulie d'entraînement 10 reliée à un arbre à vitesse variable tel que l'arbre moteur ou vilebrequin d'un moteur à combustion interne, et à une poulie entraînée 12. La poulie entraînée 12 est reliée pour être entraînée à un arbre ou support de guidage et à des courroies 14 et 15 constituants les entraîneurs à 25 vitesse constante pour les accessoires. Dans un exemple, une extrémité de l'arbre 1J> peut entraîner un ventilateur par l'intermédiaire d'une liaison emmanchée à force à son moyeu 16, et l'autre extrémité de l'arbre 13 entraîne -une pompe à eau (non représentée). Les courroies 14 et 15 sont reliées à d'autres poulies,elles-mêmes 30 reliées pour entraîner des accessoires, tels qu'un compresseur de conditionnement d'air, un générateur électrique, ou similaires. La poulie d'entraînement 10 comprend des sections ou moitiés sous forme de plateaux 17 et 18. Le plateau 17 est relié pour être entraîné à un plateau tampon 19 fixé à l'arbre 11 par vm bou-35 Ion 20 passant à travers l'élément 17 et vissé dans le plateau 19 de sorte que le plateau 17 tourne avec l'arbre 11 entraîné par le moteur. Le plateau 17 comporte un manchon cylindrique ou moyeu 21 entourant l'arbre 11 et engageant un collier 22 d'un plateau 18 pour monter celui-ci de manière coulissante sur l'arbre 11 en vue 40 d'un déplacement axial vers et depuis le plateau 17. Pour empêcher 71 23341 20%4 un mouvement rotatif du plateau 18 par rapport au plateau 17, ce plateau 18 est claveté au plateau 17, là surface intérieure cylindrique du collier 22 du plateau 18 comprenant une rainure 23 recevant une clavette 24 placée dans un évidement 25 dans le manchon 5 21 du plateau 17. Un ressort de compression 26 est situé dans un boîtier 27 et ses spires entourent et sont en contact avec le collier 22 du plateau 18, une extrémité du ressort étant appliquée contre un épaulement 28 sur le plateau 18 et son autre extrémité étant en contact avec la paroi d'extrémité 29 du boîtier. Une bague 10 de retenue 30 est située à l'intérieur d'une rainure dans le manchon 21 et est en contact avec la paroi 29 du boîtier pour maintenir le ressort et le boîtier sur le manchon 21. Le ressort 26 sert à exercer une force sur le plateau 18 afin de le déplacer en direction du plateau 17 et, quand le moteur est au ralenti, à le mettre 15 en contact avec ce plateau 17. Les plateaux 17 et 18 comportent des surfaces coniques en regard 31 et 32 constituant une gorge en V destinée à recevoir une courroie en V 33 qui forme une liaison opérative et d'entraînement entre les poulies 10 et 12. En se référant maintenant à la poulie entraînée 12, cette 20 poulie 12 comprend des moitiés ou sections 34 et 35 qui se présentent sous forme de plateaux. Le plateau est fixé à et entraîne l'arbre 13 en emmanchant en force un manchon cylindrique ou moyeu 36 du plateau sur l'arbre. Le plateau 34 a une partie 37 en forme de cuvette comprenant des gorges en V pour les courroies 14 et 15 25 d'entraînement des accessoires. Le plateau 35 comporte un collier 38 entourant le moyeu 36 du plateau 34 et montant de manière coulissante ce plateau 35 sur Ie plateau 34 pour un mouvement axial du plateau 35 sur l'arbre 13. Une bague de retenue 39 est située à l'intérieur d'une rainure annulaire dans le moyeu 36 de façon à 30 maintenir les plateaux 34 et 35 réunis. Les plateaux 34 et 35 sont réunis pour pouvoir tourner simultanément, par plusieurs goujons 40 s'étendant axialement, fixés au plateau 35 et faisant saillie pour pouvoir coulisser dans plusieurs ouvertures 41 du plateau 34. Les goujons 40 s'étendent également dans la partie en forme de cu-35 vette 37 du plateau 3^ et à travers les spires de plusieurs ressorts de compression 42, qui ont une extrémité appliquée contre le plateau y\ et leur autre extrémité portant contre des rondelles 43 qui sont en contact avec des bagues de retenue 44 situées à l'intérieur d'une rainure dans le goujon 40. L'agencement de ressort 40 est ainsi opératif pour pousser les plateaux y\ et 35 en direction 71 "23341 5. 2096493 l'un de l'autre. Les plateaux 34 et 35 ont des surfaces coniques en regard 45 et 46 comportant voie gorge en V recevant les courroies 33 en V. Quand le moteur est au ralenti, la courroie en V et les plateaux 34 et 35 sont dans les positions représentées dans la fi-5 gure 1. Une caractéristique importante de la présente invention est la prévision d'un moyen sensible aux variations de vitesse du moteur pour changer automatiquement le rapport de vitesses entre les poulies d'entraînement et entraînée 10 et 12 en faisant varier 10 le diamètre effectif des gorges pour courroie en V. Cet entraînement de courroie en V à rapport variable sensible à la vitesse est fourni par des masselottes sous forme de billes, dont l'une est représentée en 47, située entre les plateaux 17 et 18 de la poulie d'entraînement 10 et disposée radialement vers l'intérieur de la 15 gorge en V définie par ces plateaux. Les plateaux 17 et 18 comportent des logements destinés à recevoir les billes, ayant plusieurs paires espacées circonférentiellement de surfaces en regard agencées angulairement 48 et 49, convergeant radialement vers l'extérieur de l'axe de la poulie, chaque paire fournissant des rampes de 20 cames en contact avec une bille 47, la bille étant appliquée contre le manchon cylindrique 21 du plateau 17 quand les plateaux sont en contact avec les ressorts 26. La figure 2 représente une modification de la poulie entraînée représentée dans la figure 1 et, plus particulièrement, mon-25 tre que le plateau 18 de la poulie d'entraînement et son mécanisme de commande par ressorts 26, 27 et 28 de la figure 1, peut être utilisé en remplacement du plateau 35 de la poulie entraînée et de son mécanisme de commande par ressorts 40, 42, 43, 44 de la figure 1. Cet échange, pouvant être fait en employant des plateaux de poulie 30 identiques et des mécanismes fonctionnant par ressort dans les poulies d'entraînements entraînées, fournit des économies dans les coûts de fabrication, et de travaux d'assemblage et des facilités d'emmagasinage. On décrira maintenant le fonctionnement de ce mécanisme. 35 Pendant le fonctionnement du mécanisme de transmission par l'entraînement d'accessoires selon la présente invention, on supposera que la machine motrice ou le moteur est au ralenti et que les éléments du mécanisme d'entraînement sont situés dans les positions représentées dans la figure 1. Les ressorts 26 et 42 sur les poulies 10 et 40 12 sont conçus de telle sorte que, pour des vitesses de ralenti du , 71'-23341 . 6" . .. ,2096493 moteur, les plateaux 17 et 18 de la poulie 10 sont en contant de sorte que la poulie 10 est dans une position fermée, c'est-à-dire avec ses plateaux l'un contre l'autre, la courroie 33 en V ayant vin rayon maximum, et les plateaux 3^ 35 sont espacés par cette 5 courroie en V alors que son rayon est minimum de manière à placer la poulie entraînée dans sa position ouverte. A ce moment, la poulie entraînée 12 tourne à une vitesse supérieure à la vitesse du moteur. Lorsque la vitesse du moteur augmente, la fbrce centrifuge appliquée aux billes 47 augmente et ces billes se déplacent radia-10 lement en force vers l'extérieur le long de l'axe central de la poulie d'entraînement et le long des rampes de cames 48 et 49 des plateaux 17 et 18 pour vaincre la force du ressort 26 et écarter ces plateaux. Comme les plateaux de la poulie d'entraînement se séparent, la tension sur la courroie en V est relâchée, et la force 15 du ressort 42 sur les plateaux 34 et 35 de la poulie entraînée 12 oblige ces plateaux à se déplacer en direction l'un de l'autre et, de ce fait, la poulie est amenée vers sa position fermée de façon à maintenir ou rétablir la tension de la courroie 33. Cette action se traduit par une modification du rapport de vitesses comme le 20 diamètre effectif de la poulie d'entraînement 10 devient plus petit et que le diamètre effectif de la poulie entraînée devient plus grand. Pour une vitesse du moteur maximum, les plateaux 17 et 18 de la poulie d'entraînement 10 sont dans la position ouverte, la courroie 33 ayant un rayon minimum, et la poulie entraînée est 25 fermée, la courroie 33 ayant un rayon maximum, de sorte que la poulie entraînée tourne à une vitesse plus petite que la vitesse du moteur. Ainsi, le mécanisme de transmission pour l'entraînement d'accessoires perfectionné varie automatiquement le rapport de vitesses en fonction de la vitesse du moteur. Le taux de variation du 30 rapport de vitesses est fonction de la vitesse du moteur, de la force de ressort de la poulie entraînée, de la force de ressort de la poulie d'entraînement, des masselottes sous forme de billes de la poulie d'entraînement et du profil des rampes de came. Dans ces limites, ces paramètres peuvent être modifiés pour faire varier le 35 rapport de vitesses en fonction de la vitesse du moteur. Il est évident que le mécanisme d'entraînement perfectionné à courroie en V avec rapport variable sensible à la vitesse, est particulièrement conçu pour des applications d'entraînement d'accessoires et doit dans ce but augmenter la vitesse des acces-40 soires entraînés par moteur pour des vitesses de ralenti du moteur 71 23341 T. 2096493 augmentant de ce fait la sortie des accessoires, et doit réduire la vitesse des accessoires pour des vitesses du moteur élevées quand la sortie des accessoires est plus que convenable. La vitesse des accessoires réduite se traduit par des exigences en puissance plus 5 faibles et un niveau de bruit réduit. Aussi, la régularité de marche des accessoires entraînés est améliorée et les accessoires peuvent être réduits en dimensions ce qui se traduit par des coûts plus faibles. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de 10 réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. 71 23341 8. 2096493 REVENDICATIONS 1 - Dispositif de transmission à vitesse variable pour relier de manière opérative un arbre d'entraînement et me courroie en V de transmission de puissance, comportant une poulie, ayant 5 une première et une seconde section prévues avec des surfaces coniques en regard engageant la courroie en V, la première section étant fixée par rapport à l'arbre pour tourner avec lui et la seconde section étant montée de manière à coulisser axialement sur cet arbre par rapport à la première section de façon à faire varier 10 le diamètre effectif des deux sections par rapport à l'engagement de la courroie en V, caractérisé en ce qu'il comprend : des moyens de ressort conçus pour pousser ces sections en engagement avec la courroie en V et des moyens de commande interposés de manière opéra tive entre les sections et sensibles à la vitesse de l'arbre d*en-15 traînement pour déplacer automatiquement et axialement la seconde section sur l'arbre d'entraînement de façon à faire varier le diamètre effectif des sections. 2 - Dispositif de transmission à vitesse variable selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de commande 20 sensibles à la vitesse comprennent des moyens centrifuges en contact avec les sections et pouvant se déplacer radialement le long de l'axe central de la poulie par suite de la rotation de l'arbre d'entraînement pour déplacer automatiquement et axialement une des sections par rapport à l'arbre d'entraînement. 25 3 - Dispositif de transmission à vitesse variable selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de commande sensibles à la vitesse comprennent au moins une surface de came sur l'une des sections et faisant face à l'autre section, et au moins une bille mise en mouvement de manière centrifuge en contact 30 avec la surface de came et la section en regard et opérative, en réponse à des vitesses rotatives en augmentation ou en diminution de l'arbre d'entraînement pour déplacer la seconde section axialement par rapport à l'arbre d'entraînement. 4 - Dispositif de transmission à vitesse variable selon 35 la revendication 3* caractérisé en ce que des logements sont formés par les sections pour recevoir ces billes et les parois des logements constituent les surfaces de cames.