Brevet FR2470248A1 — publié le 19810529

La présente invention due à la collaboration de Messieurs Jacques MERCIER et Jean RAMEAU concerne un dispositif destine à I'entraî- nement des appareils auxiliaires faisant partie de l'equipement des vehicules automobiles. Cet entraînement se fait generalement à partir du moteur au moyen de poulies et de courroies à section trapezoidale, la prise de mouvement entant réalisée soit à partir de l'arbre moteur, soit à partir d'un organe de distribution tel que l'arbre à cames. Les vitesses de rotation des moteurs actuels varient d'environ 800 tours par minute (vitesse du ralenti) à un maximum de l'ordre de 6000 tours par minute, soit un rapport de.7,5 entre ces deux vitesses extrêmes. Les différentes appareils auxiliaires entraine-s directement par l'arbre moteur subissent cette même variation, ce qui n est souhaitable ni pour la puissance absorbée, ni pour le rendement. Dans la disposition la plus fréquente les appareils auxiliaires sont regroupes de côte oppose au volant comme la commande des organes de distribution. L'invention a pour but de réaliser un entrainement des appareils auxiliaires soit par le vilebrequin, soit~par l'arbre à cames suivant la vitesse du moteur. La gamme de variation peut ainsi être divisée par deux, dans le cas du moteur quatre temps, soit un rapport de 3,75 seulement. Pour obtenir ce résultat, il est necessaire, selon l'invention d'associer à des dispositifs connus et déjà proposés ou utilisés, tels que roue libre, embrayage ou débrayage centrifuge, ou encore embrayage e-lectromagne-tique, une liaison en rotation entre ces dis dispose-s positifs convenablement, soit sur ltextrémite du vilebrequin, soit sur ltextremite de l'arbre à came. De toute façon l'agencement réalisé, permettra de façon connue, d'associer le rapport de démultiplication le plus faible aux faibles vitesses de rotation moteur, et le rapport de démultiplication le plus e-leve- aux grandes vitesses de rotation. Le passage d'un rapport à l'autre pourra s'effectuer par tout dispositif connu permettant d'actionner un dispositif d'embrayageembrayage. Ce dispositif pourra être intégré et son fonctionnement simplement lie à la vitesse de rotation moteur, par exemple par l'action de la force centrifuge sur des elements mobiles. Ce dispositif pourra être à commande extérieure et dans ce cas il sera tenu compte non seulement de la vitesse, mais aussi du fonctionnement des appareils auxiliaires afin de limiter la puissance absorbée au strict necessaire. Cette dernière disposition sera par exemple associée à un embrayage électro magnétique commande par relai extérieur asservi. A cet effet le dispositif suivant l'invention, assurant l'entrai- nement des appareils auxiliaires equipant les moteurs de véhicules automobiles au moyen de courroies, de préférence à section trape-- zoidale, se caractérise en ce qu'il comprend un dispositif de liaison en rotation avec un système d'accouplement interne places à ltextremite de l'arbre moteur et un dispositif de liaison en rotation avec un système d'accouplement interne places à ltextremite de l'arbre à cames, les deux dispositifs étant lies en rotation par une courroie commune, l'entrainement des appareils auxiliaires se faisant soit par l'arbre moteur soit par l'arbre à cames, suivant la vitesse du moteur. Suivant un mode de realisation prefére de l'invention, le système d'accouplement interne place à ltextrémité de l'arbre moteur est un débrayage centrifuge solidaire du vilebrequin ; et le système d'accouplement interne placé à l'extrémité de l'arbre à cames est une roue libre solidaire de la poulie. Suivant un autre mode de réalisation préféré de l'invention, le système d'accouplement interne place à I'extrémité de l'arbre moteur est un embrayage électromagnétique ; et le système d'accouplement interne place à I'extrémité de l'arbre à cames est également un embrayage electromagnetique ; chacun de ces embrayages électroma gnetiques pouvant etre commande par un relai exterieur asservi. Le dispositif selon l'invention présente ainsi l'avantage de limiter la puissance absorbee par l'entrainement des appareils auxiliaires. D'autres avantages et particularites de l'invention ressortiront de la description qui suit, d'un mode de realisation donné à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente une vue côté distribution d'un moteur automobile comportant plusieurs appareils auxiliaires entrainés par courroie. - la figure 2 représente en coupe le montage des poulies sur l'arbre moteur et sur l'arbre à cames suivant Il - II de la figure 1. - la figure 3 est un graphique représentant ltévolution des rapports de vitesse. Selon le mode de réalisation représenté sur la figure 1, le moteur 1 comporte un abre moteur 2 et un arbre à cames 3 liés en rotation par un élément de distribution tel que chaine ou courroie crantée assurant un rapport de vitesse entre l'abri à came et l'arbre moteur égal à 0,5 dans le cas d'un moteur thermique à quatre temps. Selon l'invention l'arbre moteur 2 porte une poulie 4 a au-moins deux gorges pouvant être liée en rotation, audit arbre moteur, ou tourner librement, par l'action d'un dispositif d'embrayage. L'arbre à cames 3 porte une poulie 5 a au moins deux gorges pouvant être liée ou non en rotation au dit arbre à cames par l'action d'une roue libre. Les poulies 4 et 5 sont liées en rotation par une courroie 6 dont la tension est assurée par une poulie 7 qui peut etre soit une poulie. tendeuse soit la poulie d'un appareil auxiliaire. La deuxième gorge de la poulie 4 peut etre utilisée par la courroie d'entraînement 8 d'un appareil auxiliaire 9 mobile pour assurer la tension de la dite courroie 8. De la meme façon la deuxième gorge de la poulie 5 peut être utilisée par la courroie d'entralnement par exemple de la pompe à eau 11 fixe et d'un appareil auxiliaire 12 mobile pour assurer la tension de ladite courroie 10. Selon le mode de réalisation de la Fig. 2 la poulie 4 à deux gorges tourne librement sur un prolongement de l'arbre moteur 2 par l'intermédiaire d'un coussinet 13 . Un dispositif de liaison en rotation 14 dont le fonctionnement est lie au regimbe de rotation de l'arbre moteur est solidaire du flasque 15 fixe à l'ex- tremité de l'arbre moteur - Le dit dispositif de liaison assure l'entrainement en rotation de la poulie 4 par son moyeu 16. En ce qui concerne le mode de realisation de la poulie 5 sur l'arbre à cames, ladite poulie 5 a deux gorges et tourne librement sur un prolongement de l'arbre à cames 3, par l'intermediaire d'un roulement 17 - Un dispositif de liaison en rotation 18, dont le fonctionnement est lie aux vitesses de rotation relatives de la poulie 5 et du moyeu 19 fixe à ltextremite de l'arbre à cames 3, est solidaire de la poulie 5. Le fonctionnement d'un tel dispositif est le suivant Dans la gamme des basses vitesses de l'arbre moteur le dispositif de liaison en rotation 14 solidarise l'arbre moteur 2 et la poulie 4, laquelle entraine par la courroie 6 la poulie 5. Les appareils auxiliaires sont entrains depuis les poulies 4 et 5 respectivement par les courroies 8 et 10 à des rapports de vitesse fonction des diamètres respectifs de leurs differentes poulies d'entrainement et des diamètres des gorges des poulies 4 et 5 recevant la courroie 6. Lorsque la vitesse de l'arbre moteur atteint une vitesse pre-de-termi- ne-e, par exemple 2000 tours par minute le dispositif de liaison en rotation 14 désolidarise l'arbre moteur 2 et la poulie 4. I1 en résulte que la vitesse de rotation de la poulie 4 diminue et par conséquent la vitesse de rotation de la poulie 5 diminue e-gale- ment. Lorsque la vitesse ae la poulie 5 devient égale à la vitesse de rotation de l'arbre à cames 3 le dispositif de liaison 18 solidarise la poulie 5 et le moyeu l9. Lfentrainement des appareils auxiliaires est alors assure par l'arbre à cames 3. Le graphique de la Fig. 3, indique la variation de la vitesse d'entrainement Va d'un des accessoires en fonction de la vitesse moteur Vin. Ce graphique illustre bien les possibilites du dispositif selon l'invention. En effet, pour chaque accessoire, le dispositif selon l'invention permet d'obtenir deux gammes de vitesses d'entrainement Va, selon que ltentrainement des accessoires se fait par l'arbre moteur ou par l'arbre à came. Ces deux gammes de vitesses dépendant aussi des diamètres des gorges 21 de la poulie 4 et 23 de la poulie 5 qui sont relies par la courroie 6. Si l'on désigne respectivement par Dv et Dc les diamètres des gorges 21 et 23 des poulies 4 et 5, le quotient Dv = R1 définit le Dc rapport de vitesses de rotation de la poulie 5 sur l'arbre à cames et de la poulie 4 sur l'arbre moteur ainsi que les rapports de vitesses des accessoires qui sont lies en rotation à chacune de ces poulies. Comme d'autre part l'arbre à cames et le vilebrequin (arbre moteur) tournent à des vitesses liées par le rapport constant vitesse vilebrequin par rapport à vitesse arbre à cames égale 2, il en re-sulte que les deux rapports possibles de vitesse d'entrainement Va en fonction de la vitesse moteur Vm sont liés par la relation rapport maximum = 2 R 1 rapport minimum Sur la figure 3, le rapport maximum est représenté par la droite A et le rapport minimum est représente par la droite D. Le rapport maximum correspond par exemple à l'utilisation en dessous de 2000 tours par minute du moteur. Le rapport minimum correspond à l'utilisation aux vitesses moteur superieures à 2000 tours par minute. Le passage du rapport maximum au rapport minimum ne se fait pas de la même façon que le passage du rapport minimum au rapport maximum, comme cela sera vu ci-après. tors du fonctionnement du moteur au ralenti le rapport maximum est utilise, c'est la droite A du graphique de la figure 3 et plus pré cisément le segment OB ; c'est à dire que c est l'arbre moteur qui entraine les accessoires. Lorsque la vitesse du moteur s accroît et atteint par exemple 2000 tours par minute au point B, l'entrainement par l'arbre moteur cesse, la vitesse du ou des accessoires entrainés chute jusqu a ce que le rapport des vitesses recoupe la ligne D du graphique par exemple au point C lequel point correspond à une vitesse moteur un peu supérieure à 2000 tours minute. Au delà du point C le rapport des vitesses, obtenu par l'entrainement par l'arbre à cames, suit la ligne D. Lorsque la vitesse moteur décrit, alors que le rapport des vitesses se situe sur la ligne D du graphique, la vitesse de l'arbre moteur correspondant au couplage du dispositif de liaison en rotation de la poulie 4 est atteinte au point E. A ce moment la vitesse d'entrainement du ou des accessoires augmente rapidement pour atteindre le point F sur la ligne A correspondant au rapport d'entrainement maximum, lequel rapport maximum sera conservé pour les vitesses moteurs infe-- rieures jusqu'au ralenti. I1 est important de choisir la vitesse de coupure de la liaison en rotation 14, de telle sorte qu'elle corresponde à une vitesse d'utilisation peu fréquente afin d'eviter de trop nombreux passages d'un rapport à l'autre. I1 est bien entendu possible d'utiliser différents types de dispositifs de liaison en rotation à commande interne ou externe sans sortir du cadre de l'invention. - REVENDICATIONS 1. Dispositif assurant ltentrainement des appareils auxiliaires équipant les moteurs de véhicules automobiles au moyen de cour roies, de préférence à section trapézoidale, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de liaison en rotation avec un sys tème d'accouplement interne placés à ltextremite de l'arbre mo teur (2) et ui dispositif de liaison en rotation avec un système d'accouplement interne placés à l'extrémité de l'arbre à cames (3), les deux dispositifs étant liés en rotation par une eour roie commune (6), l'entraînement des appareils auxiliaires se faisant soit par l'arbre moteur (2) soit par l'arbre à cames (3) suivant la vitesse du moteur. 2. Dispositif selon la revendication (1) caractérisé en ce que le système d'accouplement interne placé à l'extrémité de l'arbre moteur (2) est un débrayage centrifuge (14) solidaire du vile brequin. 3. Dispositif selon la revendication (1) caractérisé en ce que le système d'accouplement interne placé à l'extrémité de l'arbre à cames (3) est une roue libre (18) solidaire de la poulie (5). 4. Dispositif selon la revendication (1) caractérisé en ce que le système d'accouplement interne placé à l'extrémité de l'arbre moteur (2) est un embrayage électromagnétique. 5. Dispositif selon la revendication (1) caractérisé en ce que le système d'accouplement interne place à l'extrémité de l'arbre à cames (3) est un embrayage électromagnétique. 6. Dispositif selon les revendications (4) ou (5) caractérise en ce que la commande de l'embrayage électromagnétique se fait par un relais extérieur asservi.