Brevet FR2460422A1 — publié le 19810123

La présente invention se rapporte aux dispositifs élastiques utilisés dans les variateurs de vitesse à courroie trapézoidale par exemple, maiz non exclusivement, et elle concerne plus particulièrement les ressorts genre diaphragme. On sait qu'un variateur de vitesse à courroie trapézoidale comprend une poulie composée de deux flasques coniques susceptibles de s'écarter en entrainant une courroie trapézoldale crantée-. Selon la valeur de l'écartement des deux flasques, le diamètre de l'enroulement de la courroie est différent d'où la variation de vitesse. Généralement, l'écartement des deux flasques de la poulie est obtenu par un dispositif élastique assurant un serrage permettant une bonne adhérence de la courroie. Un seul flasque de la poulie peut être mobile ou bien les deux flasques peuvent s'écarter symétriquement. On utilise actuellement différents types de dispositifs élastiques - Le ressort à boudin traditionnel qui présente plusieurs inconvénients ; d'une part il doit être suffisamment long pour que l'effort ne varie pas trop en fonction de la flèche et d'autre part, comme il exerce sa poussée sur un diamètre au voisinage du centre du flasque,il n'assure pas une bonne stabilité de ce dernier surtout lorsque la courroie se trouve sur le plus grand diamètre d'où nécessité dtun guidage long. Ces deux inconvénieni se traduisent par un encombrement axial de la poulie qui est très grand. - Le ressort à boudin conique, moins encombrant sur-l'axe de la poulie,- qui assure une meilleure poussée parce qu'elle s'exerce sur un plus grand diamètre du flasque. Cependant la répartition de cette poussée n'est pas excellente et la tendance au basculement du flasque nécessite touJours un guidage assez long. - Le ressort genre diaphragme qui est le mieux adapté actuellement, assure une bonne stabilité du flasque avec un guidage court et son effort varie peu en fonction de la flèche dans la zone d'utilisation, mais il présente encore des inconvénients sa fabrication nécessite un outillage de découpe très onéreux surtout pour les grandes dimensions. En second lieu on constate que dans la zone des efforts et des fléchissements nécessaires pour ce genre de variateurs de vitesse, la courbe d'élasticité présente toujours une partie décroissante qui interdit le montage d'un ressort sur chaque flasque en raison du basculement prosroqué par le ressort le plus fort qui comprime à fond le ressort le plus faible, les deux ressorts ntétant jamàis parfaitement identiques.Enfin sa résistance à la fatigue n'est pas Bocfente - Le ressort à pattes qui assure Luie bonne stabilité du flasque et Sont la courbe d'élasticité est toujours croissante ce qui per; mt de le monter sur chaque flasque. Mais sa réalisation est cot- teuse par l'outillage s'il est découpé, ou par sa construction si les pattes sont rapportées. On constate aussi sa mauvaise résistance à la fatigue due à la section rectangulaire des pattes qui provoque des concentration de contraintes ou bien aux assemblages, si les pattes sont rapportées. On constate également une mauvaise utilisation de la matière qui travaille à la flexion, il en faut donc une grande quantité pour obtenir l'ef- fort désiré.Enfin, les pattes devant nécessairement être longues pour obtenir la souplesse voulue,le diamètre du moyeu de guidage ne peut pas être très grand, il faut donc allonger ce guidage. On peut citer également les dispositifs pneumatiques et hydrauliques dont l'inconvénient principal est d'enlever son autonomie de fonctionnement au variateur. Pour remédier à tous ces inconvénients, on a imaginé un ressort du genre diaphragme caractérisé par le fait qu'il est réalisé en fil rond de cuprobéryllium formant des épingles assemblées par les extrémités de leurs branches. Selon une autre caractéristique de l'invention les épingles sont en forme de U trapézoidal. Selon une autre caractéristique de l'invention l'assemblage de deux épingles adjacentes se fait de branche à branche au moyen de manchons en laiton brasés. Les. avantages du ressort ainsi constitué sont en majeure partie dus aux qualités exceptionnelles de l'alliage cuprobéryllium - Bonne aptitude à la déformation élastique et excellente résistance à la fatigue. - Courbe d'élasticité dégressive mais toujours croissante, per mettant le montage d'un ressort sur chaque flasque d'sù un déplacement symétrique de ces flasques, une plus grande capacité de variation de vitesse et un eentrage précis et permanent de 1 a courroie dans l'axe de la poulie. - Résistance à la corrosion de l'alliage utilisé à laquelle S t ajoute celle du laiton des manchons d'assemblage réduisant considérablement les phénomènes de "rouille de contact" aux appuis du ressort. - Bonne tenue au fluage, évitant que le ressort ne s'avachisse dans le temps. - Grande plage de température d'utilisation (-2000C à + 12O0C) ce qui autorise l'emploi de variateurs de vitesse à courroie trapézoidale sans précautions particulières dans les pays à climats très froids à condition, bien entendu, d'adapter également la qualité du matériau de la courroie. Les autres avantages sont dus à la section ronde du fil qui supprime les concentrations de contraintes dues aux angles, avantage auquel s'ajoute la très bonne résistance à la fatigue du cuprobéryllium. Ce type de ressort résiste parfaitement aux contraintes alternées provoquées par la succession des compressions et des relAchements qui se produisent lorsqu'on fait varier la vitesse et aux vibrations occasionnées par les va fixations de section de la courroie dont les faces ne sont qutinparfaitement parallèles. On peut citer encore la possibilité de donner une forme adaptée aux manchons de liaison des épingles pour obtenir des appuis particuliers. D'autre part comme ce ressort travaille à la torsion cela réduit la quantité de matière à utiliser, d'où un faible poids. Enfin il faut tenir compte du faible cott des outillages de fabrication surtout pour les grandes dimensions. Les dessins annexés qui montrent un exemple non limitatif de réalisation de l'invention permettront, en s'y référant, de bien comprendre la description qui va suivre - La figure 1 est une vue en plan d'un ressort suivant l'invention - la figure 2 en est gne vue de profil. - la figure 3 est une vue de détail en plan à plus grande échelle du ressort. Sur les dessins on voit que le ressort est constitué d'épingles I réalisées dans un fil rond, juxtaposées et solidarisées entre elles par les extrémités de leurs branches. Chaque épingle 1, en forme de U trapézoidal, est reliée à ses voisines par chacune de ses branches au moyen de manchons 2, plus particulièrement montrés figure 3. On constate que c'est l'angle (a) formé entre les branches et la base de l'épingle qui détermine la conicité du ressort. Chaque épingle est mise en forme à l'état trempé, état dans lequel l'alliage de cuprobéryllium qui la constitue est mou. Lors de l'opération de brasure des manchons 2 la structure du métal chauffé est transformée c'est pourquoi cette brasure est reportée à l'extrémité des épingles, zones où il n'y aura que peu de contraintes. Après brasage le ressort terminé est durci par un revenu généralement de 2 Heures à 3200C. Plusieurs variantes sont envisagées. Elles résident surtout dans le mode d'assemblage des épingles. La brasure des manchons peut être remplacée par un assemblage mécanique surtout pour les tr8s grandes dimensions ou bien par un collage dans a mesure où une colle permet d'avoir d'aussi bonnes performances qu'une brasure, ou encore par un surmoulage d'alliage métallique ou de résine de matière plastique. On peut également remplacer la série d'épingles 1 par un fil continu formant une succession de U trapézoidaux avec une seule jonction, mais cette formule ne peut être réservée qu'à de grandes séries en raison du ooflt de l'outillage de fabrication. Pour faire varier la progressivité de la courbe d'élasticité on peut envisager des épingles avec chacune une branche plus courte que l'autre, ces épingles étant reliées entre elles par leurs branches équivalentes. On peut dans le même but replier les branches à des angles (a) différents. Quelle que soit la variante envisagée, ce type de ressort est plus spécialement destiné à équiper des variateurs de vitesse à courroie trapézoidale mais il peut être employé partout où on utilise un ressort genre diaphragme, notamment dans les embrayages et les limiteurs de couples. REVENDICATIONS 1- Ressort genre diaphragme pour variateurs de vitesse à courroie trapézcidale et/ou embrayages et/ou limiteurs de couple caractérisé par le fait qu'il est réalisé en fil-rond de cupro béryllium, sachant qu'actuellement seul cet alliage permet d'obtenir l'amplitude des fléchissements élastiques et des effort requis pour les précédentes applicatisns. 2- Ressort suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est ccnstitué d'épingles en forme de U trapézoidal, assemblées par les extrémités de leurs branches adjacentes. 3- Ressort suivant les revendications I et 2, caractérisé par le fait que l'assemblage des épingles se fait de branche à branche au moyen de manchons en laiton. 4- Ressort suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que chaque manchon est fixé par brasure à chaque branche de deux épingles adjacentes. 5- Ressort suivant la revendication , caractérisé par le fait qu'il peut être réalisé par un fil continu revêtant les formes en U trapézoidal des épingles successives, avec une seule jonction. 6- Ressort suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que les branches de chaque épingle peuvent être de longueur inégale et/ou coudées à des angles différents. 7- Ressort suivant la revendication2, caractérisé par le fait que les extrémités des branches des épingles peuvent être solidarisées par un assemblage mécanique. 8- Ressort suivant la.revendication 2, caractérisé par le fait que les extrémités des branches des épingles peuvent être solidarisées par un collage. 9- Ressort suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que les extrémités des branches des épingles peuvent être solidarisées par un surmoulage d'alliage métallique ou d'une résine de plastique. 10 - Ressort suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il est mis en forme à l'état trempé et, qutaprès brasage, la pièce terminée est durcie par un revenu.