Brevet FR2279986A1 — publié le 19760220

L'invention concerne un élément d'engrenage, ce terme désignant aussi bien des poulies dentées-que des roues d'engrenage, des pignons ou autres roues dentées. Deux de ces poulies dentées sont représentées sur la figure 1 du brevet des Etabs-Unis-n 2 934 867, bien qu'elles y soient qualifiées de roues droites, avec une courroie qui est tendue entre elles de sorte qu'une force d'entraînement puisse etre transmise d'une poulie à 11 autre. La courroie est munie de dents souples et les poulies dentées ou roues droites comportent des dents rigides pui semblent être formées dune seule pièce avec le reste de la poulie qui est alors calée sur un arbre. De semblables éléments d'engrenage peuvent être fabriqués par moulage de matières plastiques, moulage sous pression, frittage et forgeage. Ces procédés ne conviennent pas pour des éléments de grandes dimensions (par exemple d'un diamètre de plus de 152 mm) et ils entrainent des frais élevés d'outillage et fréquemment des frais élevés de composants. On peut aussi fabriquer de semblables éléments atengrenage par coupe à la machine, mais il s'agit là d'un procédé coûter. T t invention apourkubdefournir des éléments d'engrenage qui puissent etre fabriqués à bon marché; meAme dans le cas de grandes dimensions. Un autre but de l'invention est de fournir un élément d'engrenage dans lequel des dents sont formées dans une pièce non auto-portante et une pièce de support séparée est prévue pour recevoir cette pièce dentée. D'après l'invention, il est prévu un élément d'engrenage qui comprend un support et une bande comportant une série régulière de dents transversales formées sur toute sa longueur, et qui est montée sur le support. De préférence, les dents de la bande sont formées à la presse. Des exemples de montage de la bande dentée sur le support vont maintenant outre décrits en référence aux dessins ci-annexés. la figure 1 est une vue en élévation latérale d'une bande de dents façonnée à la presse, convenant potlr une poulie dentée. La figure 2 est une vue en élévation latérale d'une autre bande de dents façonnée à la presse, convenant pour une roue dentée. La figure 3 est une vue, en partie en coupe et en partie en élévation, d'un élément d'engrenage. les figures 4 et 5 illustrent des variantes de la figure 3. La figure 6 est une coupe diamétrale d'un autre élément d'engrenage. La figure 7 est une coupe diamétrale d'un autre élément d'engrenage. La figure 8A est une coupe diamétrale d'un élément d'engrenage, montrant un autre système possible de calage du support sur le moyeu et la figure 8B est une vue en perspective de la rondelle de calage. La figure 9A est une coupe diamétrale d'un élément d'engrenage, illustrant un autre système de calage, et la figure 93 est une vue en perspective de sa rondelle fendue. Une bande d'engrenage 11.est façonnée à la presse à partir d'une bande d'acier, de manière à former une crémaillère comme le montre la figure 1. les dents de la crémaillère s'étendent à angle droit par rapport à la direction longitudinale de la bande et des faces des dents sont planes. La bande façonnée à la presse peut être montée sur un support rectiligne, de manière à former un élément d'engrenage en crémaillère utilisable avec un pignon, mais l'application la plus courante de la bande façonnée à la presse de la figure 1 consistera à monter sur un support cylindrique pour constituer une poulie dentée. La figure 2 représente une autre bande de dents façonnée à la presse, les flancs des dents étant convexes au lieu d'être plans comme dans le cas de la figure 1. le choix de la forme des dents d'engrenage sera régi par le profil de dents voulu lorsque la bande est montée sur son. support, La forme des dents ne changera pas si le support est plan, mais si la bande est montée sur un support cylindrique, la forme des dents changera, puisque la bande est fléchie en forme de cercle. il y a lieu de prévoir les tolérances nécessaires pour le changement de forme des dents lors du dessin de l'outil de pressage. il n'est pas obligatoire que les dents s'étendent exac tement à angle droit par rapport à la direction longitudinale de la bande, comme le montrent les figures I et 2 : les dents peuvent être façonnées à la presse de manière à présenter une forme héli coTdale, en chevrons ou même en forme de dents de roue à vis sans fin. La figure 3 illustre un mode de montage d'une bande façonnée à la presse sur un support circulaire, pour une roue dentée circulaire de faible poids. Deux joues 22 de forme discordale sont montées sur un moyeu 21 approprié et sont fixées en place sur ce moyeu par des goupilles annulaires ou circlips 23. Dans chacune des faces internes des joues 22 est formée un gorge annulaire, ayant le rayon qui convient, pour que ces joues supportent entre elles la bande façonnée à la presse. Celle-ci est misé en place dans la gorge de l'une des joues, ses extrémités étant aboutées, puis l'ensemble est maintenu par la mise en place de l'autre joue et sa fixation au moyen du circlips 23. les joues constituent des flasques pour l'élément d'engrenage. Les figures 4 etcs5 illustrent d'autres n:anières possibles de montage d'une bande sur un moyeu avec un seul circlips 23 > fixant l'une à l'autre des pièces annulaires 24 remplaçant les joues -22 de la figure 3. Des vis ou des rivets pourront sistre utilisés à la place des circlips et d'autres vis ou rivets pourront etre prévus immédiatement à l'intérieur de la bande façonnée à la presse, pour maintenir cette bande fermement serrée entre les deux joues 22 (figure 3)ou 24 (figure 5). La figure 6 est une coupe - partielle d'un élément d' engre- nage destiné à subir des efforts plus intenses, un corps 31 étant coulé d'un seul tenant avec son moyeu 32 et l'unique flasque 33, pour former un support pour la bande façonnée à la presse. Une série de courtes plaques courbes 34 est fixée en face de 11 unique flasque 33 pour constituer un second flasque, la bande façonnée à la presse étant supportée par le corps 31 entre les flasques 33 et 34. la figure 7 représente un élément drengrenage dans lequel des joues 41 sont placées directement sur un arbre de support et sont fixées à un moyeu 42 par une vis de serrage 44 qui traverse les deux joues 41 entre lesquelles est interposée une pièce d'écartement 43 appropriée. La bande il façonnée à la presse est montée entre des gorges 45 situées en face l'une de l'autre dans les joues 41 a proximité immédiate de la périphérie de celles-ci, de méme que dans L'éLément de la figure 3. L'ajustage serré des joues 41 sur l'arbre assure une.conOentricité précise entre la bande d'engrenage et l'arbre.Plusieurs vis de serrage 44 peuvent entre prévues autour de l'arbre pour fixer les joues 41 au moyeu 42 et le moyeu 42 peut être placé entre les joues 41 si une ouverture appropriée est pratiquée dans l'une de celles-ci afin de donner accès à une vis montée dans le moyeu pour serrer celui-ci sur l'arbre. De nombreuses autres formes de supports pour -maintenir la bande façonnée à la presse dans la forme requise (qui n'est pas necessairement circulaire ou rectiligne) peuvent entre utilisées dans le cadre de la présente invention. La bande façonnée à la presse peut recevoir au pressage son propre bombement, de manière à prendre, dans le sens de sa lar- geur, une forme convexe plut8t qu'une forme plane. Dans ce cas, les flasques qui sont ordinairement prévus lorsqu'on fabrique un dément d'engrenage sous la forme d'une poulie dentée ne sont pas nécessaires. Les extrémités de la bande façonnée à la presse qui doit titre maintenue en boucle fermée peuvent entre raccordées 1'une à l'autre ou fixées individuellement à la surface de support, par exemple par soudage. On peut donner à la bande la forme d'un anneau par soudage, puis la placer sur sa surface de support. La formation des dents à la presse dans la bande donnera à la boucle une certaine élasticité inhérente, ce qui permet de l'insérer-à la manière d'un ressort dans une gorge formée. dans la surface de support, de manière à fixer la bande dans la position voulue sur cette surface. Dans dtautres cas, la boucle peut être soudée ou fixée autrement à la surface de support. Une bande d'acier se prote bien à la formation de dents à la presse, bien que d'autres matériaux puissent être employés dans le cadre de l'iavention. La bande peut être formée par moulage d'une matière flexible. Le support peut être rigide, selon ce qui a été décrit à propos des figures 3 à 7; mais dans certaines applications, par exemple lorsqu'on désire un engrènement à arc-boutement, le support peut être élastique ou comporter au moins une couche superficielle élastique immédiatement au-dessous de la bande. Un élastomère de potyuréthane est une matière élastique qui convient à cet égardeUn engrènement à arc-boutement, éliminant le jeu de la denture, peut etre réalisé avec un support rigide, grâce à la flexibilité inhérente des dents d'engrenage façonnées à la presse, pour peu que l'on utilise des bandes en une matière suffisamment mince. Il est visible que des matériaux différents peuvent être utilisés pour des parties différentes de l'élément d'engrenage, par exemple des dents d'acier sur un corps moulé en alliage léger ou en matière plastique, avec un moyeu qui peut être en bronze lorsqu'il s'agit d'une roue -intermédiaire ou d'une poulie folle. Les bandes façonnées à la presse -peuvent être fabriquées en acier à haute teneur en carbone ou à ressorts, puis trempées après leur mise en diamètre approximatif de l'élément d'engrenage fini. On peut utiliser de l'acier inoxydable pour la bande façonnée à la presse, avec un corps d'une matière synthétique appropriée, en cas d'utilisation dans des atmosphères corrosives ou pour des raisons d'hygiène. il n'est pas obligatoire que la bande soit extérieure et l'on peut former un élément d'engrenage à denture intérieure en montant une bande façonnée à la presse sur un support approprié. le remplacement de la bande d'engrenage ne pose guère de problèmes, en particulier dans la forme de réalisation où l'on ne soude pas la bande au support. Une crémaillère peut Btre formée en plaçant une bande sur la surface plane d'un support et un secteur denté peut être obtenu en fixant une bande autour d'un support courbe approprié. On peut former le support en coulant une résine dans la cavité qui est délimitée au moins partiellement par la bande maintenue à la forme requise. La disposition d'un assemblage de transmission entre l'élément d'engrenage et 11 arbre au moyen d'une vis de serrage 44 qui traverse le moyeu 42, selon ce qui est représenté sur la figure 7, n'est guère opportune danse cas d'éléments d'engrenage qui doivent entre réglés fréquemment sur un arbre, et ce système est coûteux à la fabrication. Les figures 8A, 8B, 9A et 9B montrent comme l'élément d'engrenage peut être calé sur un arbre sans qu'une vis porte directement sur celui-ci. Sur les figures 8A et 8B, une rondelle conique fendue 51 est placée autour de l'arbre 52 entre les joues 53 de l'élément d'engrenage. Un boulon supplémentaire 54 s'étend entre les joues 53 et est vissé dans une rondelle 55 dont l'ouverture centrale a le meme diamètre que la rondelle conique 51 au voisinage de son extrémité étroite.Lorsque la rondelle 55 est placée librement autour de la rondelle conique 51, l'élément d'engrenage peut glisser librement sur l'arbre, car la rondelle conique-n'est pas pressée au contact de l'arbre; Une fois que l'élément d'engrenage a été placé correctement, on visse le boulon 54, ce qui attire la rondelle 55 vers la tinte du boulon et provoque la fermeture de lar ondelle conique 51 sur l'arbre, de manière à caler l'élément d'engrenage en place, en rapport de transmission avec l'arbre. On peut facilement libérer l'élément d'engrenage en dévissant le boulon 54. Un système analogue est représenté sur les figures 9A et 9B, utilisant une rondelle fendue 61 à extrémités coniques. les joues 62 de cet élément d'engrenage ne sont pas en contact direct avec l'arbre et, au lieu de cela, elles sont formées de-manière à s'ajuster sur les extrémités coniques de la rondelle, la conicité de ces extrémités étant tell-e que le diamètre extérieur de la rondelle augmente d'un angle de 22,50 environ de l'extérieur ver-s l'intérieur de l'élément d'engrenage. Après que l'élément d'engrenage a été correctement positionné sur l'arbre, des boulons 63 entre les joues opposées sont serres de manière à rapprocher les joues, ce qui les attire sur les parties coniques de la rondelle et cale celle-ci sur l'arbre. les systèmes des figures 8A, 8B, 9A et 9B assurent un calage sur toute la largeur de l'élément d'engrenage, au lieu d'un unique point comme dans le système de la figure 7, et ils permettent de plus grandes tolérances au façonnage des diverses parties de l'élément d'engrenage. REVEND ICÂT IONS 1 Elément d'engrenage, caractérisé en ce qu'il comprend un support et une bande qui comporte une série régulière de dents transversales formées sur toute sa longueur, et qui est montée sur le support. 2. Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dents sont formées dans la bande à la presse. 3. Elément d'engrenage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la bande est élastique et continue, de sorte qu'elle elle puisse être étirée sur le support et qu'elle soit fixée à celui-ci par sa propre élasticité. 4. Elément d'engrenage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le support comprend une paire de joues sur les faces en regard desquelles sont formées face à face des rainures pour recevoir la bande. 5. Elément d'engrenage selon l'une quelconque des revendictions I à 3, caractérisé en ce que le support est constitué par un cylindre qui est formé d'une seule pièce avec un moyeu et par un flasque assurant le positionnement d'un c8té de la bande au niveau de l'une des extrémités du cylindre.