Brevet FR2470308A1 — publié le 19810529

Perfectionnements apportés aux poulies présentant des reliefs extérieurs et procédé pour fabriquer de telles poulies L'invention concerne des perfectionnements apportés aux poulies comportant une jante présentant au moins une surface de travail extérieure munie de reliefs pour sa coopération sans glissement avec une courroie dont la face correspondante présente des reliefs complémentaires des précédents, et elle concerne également des procédés permettant de fabriquer de telles poulies. Des poulies du genre précité sont couramment utilisées dans de nombreux domaines techniques, et notamment dans l'é- quipement automobile où elles sont montées en bout d'arbre du moteur pour l'entrainement par courroie de divers auxiliaires (alternateur, pompe à eau, etc.). Dans ce domaine d'application particulier, on exige de ces poulies qu'elles soient tout à la fois légères, robustes, aptes à #t##ransmettre des puissances importantes et peu couteuses. Ce dernier critère impose en outre qu'elles soient de conception simple, ne comportant qu'un minimum de pièces composantes, n'exi gelant pour leur fabrication qu'un minimum d'opérations sim- ples, de manière à autoriser une production en très grande serie. Aucune des poulies de ce genre connues à ce jour ne satisfait à l'ensemble des exigences précitées. Selon un procédé connu pour fabriquer des poulies cran tées, on part d'une jante lisse dans la masse de laquelle sont usinées les dents, en général par fraisage. Selon un autre procédé connu auquel on a recours pour produire des séries importantes, la jante est moulée en m- tal fritté. Les inconvénients de ces procédés sont, d'une part, les coûts trop élevés de fabrication et, d'autre part, le poids trop important des poulies ainsi obtenues qui les exclut de certains domaines d'application tels que l'équipement automobile. On sait également fabriquer des poulies crantées par emboutissage d'un flan de tôle unique. Si les poulies ainsi obtenues sont plus légères que les précédentes, il faut toutefois noter que ce procédé ne procure pas une régularité parfaite et que sa mise en oeuvre exige un matériel d'emboutissage complexe et coûteux. En outre, il est impossible, par emboutissage d'un flan unique, de réaliser des poulies à plusieurs étages pour lesquelles existe cependant une demande croissante. L'invention a donc principalement pour but de remédier à cet état de chose en produisant une poulie qui réunisse tous les critères exigés, notamment pour une application dans le domaine de ltéquipement automobile. L'invention a également pour but de faire en sorte que la structure générale de la poulie et son procédé de fabrication permettent de fabriquer, sans modifications importantes, des poulies présentant des reliefs divers ou des poulies présentant un nombre quelconque d'étages. A ces fins, selon un premier aspect de l'invention qui est relatif à la poulie en elle-méme, on prévoit que la jante de cette dernière est constituée par - un support intérieur cylindrique de révolution, - une couronne extérieure enserrant ledit support et présentant au moins sur sa face extérieure les reliefs susmentionnets, - et des moyens de fixation pour solidariser la couronne extérieure au support intérieur. Un tel agencement permet d'améliorer les qualités d'ensemble de la poulie du fait que chaque pièce composante (support intérieur et couronne extérieure) est conçue pour une fonction particulière (respectivement supporter les efforts mécaniques et présenter des reliefs extérieurs appropriés à l'entrainement d'une courroie donnée). Par ailleurs, la fabrication se trouve simplifiée du fait que les pièces composantes peuvent donner lieu à diverses combinaisons (par exemple un même support intérieur peut recevoir des couronnes de divers types) et le nombre des pièces à produire et à tenir en stock est de ce fait diminué. En outre, la résistance mécanique de la poulie résulte essentiellement de la résistance mécanique du support intérieur lui-meme, laquelle, en raison même de la forme simple dudit support, peut être aussi élevée que souhaité en fonction des utilisations envisagées, sans que ce problème interfère avec la structure même de la couronne extérieure. Eventuellement, la couronne extérieure peut même être en elle-meme mécaniquement peu résistante, voire souple et déformable. Cette différence des résistances mécaniques du support cylindrique et de la couronne se traduit, dans le cas où ils sont tous deux constitués en tôle, par le fait que la tôle constitutive du support cylindrique est de préférence sensiblement plus épaisse que la tole constitutive de la couronne. Dans un mode de réalisation préféré, le support intérieur et la couronne extérieure sont respectivement constitués en-des matériaux susceptibles d'etre soumis à une opération de brasage et les deux pièces sont solidarisées l'une à l'autre par brasage. Il est possible de réaliser des poulies qui comportent un certain nombre de supports intérieurs cylindriques coaxiaux et un nombre égal de couronnes extérieures solidarisées respectivement auxdits supports cylindriques. Selon un second aspect de l'invention qui concerne un procédé de fabrication de-poulies qui satisfassent aux buts recherchés, on prévoit que ledit procédé comprend les étapes suivantes - on fabrique un support cylindrique de révolution, - on entoure ledit support d'une couronne extérieure présentant au moins sur sa surface extérieure les reliefs susmentionnés, - on maintient cette couronne en appui contre la surface externe du support cylindrique, - et on fixe l'un à l'autre la couronne extérieure et le support cylindrique intérieur. Un tel procédé offre une très grande latitude dans le choix des matériaux constitutifs des pièces composantes, dans le choix des moyens de fixation, et autorise une très grande souplesse de fabrication notamment en fonction de la structure de la couronne. En effet, la face interne de la couronne peut être lisse et épouser étroitement le support cylindrique, ou bien au contraire présenter des saillies (notamment dans le cas où elle présente des reliefs complémentaires des reliefs extérieurs) et n'entre alors en contact avec le support cylindrique qùe par ces saillies le long desquelles a lieu la fixation. La couronne peut etre obtenue de manières très diverses, soit par tronçonnage d'un tube présentant les reliefs extérieurs appropriés soit par enroulement bout à bout d'une bande découpée dans un matériau en feuille présentant les reliefs requis. Le support cylindrique et la couronne peuvent etre so- lidarisés par brasage lorsque la nature des matériaux constitutifs respectifs l'autorise ;mais on peut également avoir recours à tout autre procédé connu, tel que soudure, rivetage, collage, en fonction de la nature des matériaux et de la résistance recherchée. D'une façon préférée, pour obtenir le support cylindrique, on fabrique un flasque en forme de bol présentant un fond et une paroi latérale cylindrique, ledit fond formant le voile de la poulie et ladite paroi latérale formant le support ~cylindrique à surface externe lisse. Selon une variante possible, on fabrique deux flasques en forme de bol, sensiblement de meme diamètre, on réunit et on fixe l'un à l'autre et dos à dos les deux flasques, de telle manière que les parois latérales cylindriques respectives des deux flasques soient sensiblement alignées l'une avec l'autre et constituent ensemble ledit support cylindrique. Avantageusement, les flasques sont constitués en tôle et sont mis en forme par emboutissage. Il est ainsi particu lièr#ment facile de réaliser des poulies à étages en fabriquant des flasques de formes appropriées avec une paroi latérale en gradins. Le recours à l'emboutissage et au brasage de pièces en tôle permet de réaliser les poulies de façon simple et avec une quantité minimum de matière, tout en obtenant une bonne qualité de résistance. En outre, la fabrication peut etre effectuée rapidement. Il en résulte des coûts de production relativement bas et la possibilité d'automatiser au maximum les différentes étapes : il est ainsi possible de procéder à une fabrication en grande série de poulies satisfaisant à des exigences sévères. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de certains de ses modes de réalisation préférés, donnés à titre purement illustratif. Dans cette description, on se réfère aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente, en vue de face, une poulie crantée conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe diamétrale suivant l'axe Il-Il de la poulie de la figure 1, - la figure 3 est une vue en coupe diamétrale d'un autre mode de réalisation d'une poulie crantée conforme à l'invention, - la figure 4 est une vue partielle en coupe diamétrale d'une poulie à deux étages conforme à l'invention, - et la figure 5 est une vue partielle en coupe, à plus grande échelle, d'un autre mode de réalisation d'une poulie conforme à l'invention. Les figures 1 et 2 représentent une poulie 1 conforme à l'invention et supposée, à titre d'exemple, être une poulie crantée. La poulie 1 comprend un flasque 2 en forme de bol, comportant un fond 3 (constituant le voile de la poulie) percé d'un trou 4 pour la mise en place d'un moyeu (nonreprésenté) et une paroi latérale 5 qui est cylindrique de révolution. La paroi 5 constitue un support cylindrique sur la face externe duquel est fixée une couronne extérieure 6 qui présente une succession alternée de creux 7 et de saillies 8 destinés à coopérer avec des reliefs complémentaires prévus sur une courroie (non représentée). La figure 3, sur laquelle les éléments identiques à ceux des figures 1 et 2 sont désignés par les mêmes références numériques, montre une poulie 9 constituée par deux flasques 10 en forme de bol, accolés et solidarisés l'un à l'autre par leurs fonds 11. Les flasques 10 ayant le même diamètre, leurs parois latérales 12 constituent un support cylindrique autour duquel est disposée une couronne crantée 6. Dans l'un ou l'autre des modes de réalisation des figures 1 à 3, le ou les flasques et la couronne crantée sont constitués en tôle, la tôle des flasques étant de préférence relativement épaisse, en fonction des applications envisagées, pour que l'ensemble de la poulie soit suffisamment rigide. La couronne crantée est solidarisée au support cylindrique par tout moyen connu , toutefois, il est avantageux que cette fixation se fasse par brasage, le long des saillies internes de la couronne crantée, qui sont en contact avec la face interne du support cylindrique. Les flasques sont mis en forme par emboutissage de flans de tôle, compte tenu des formes géométriques simples à obtenir (forme en "bol") ; le procédé d'emboutissage permet de former en une seule opération des flasques à paroi latérale en gradins permettant d'obtenir ainsi très facilement des poulies à plusieurs étages. Il suffit alors de rapporter des couronnes crantées ou analogues autour des "gradins" respectifs formés dans la paroi du flasque. La figure 4 montre une poulie 13 à deux étages ainsi obtenue. Le flasque 14, formé par emboutissage, possède un fond 15 agencé pour reCevoir un moyeu (non représenté) et une paroi latérale 16 présentant deux zones cylindriques de révolution 17 et 18, de diamètres différents. Autour des zones 17 et 18 sont fixées par brasage des couronnes munies de reliefs appropriés, respectivement 19 et 20. Quelles que soient la structure du support cylindrique et sa nature, la .couronne crantée peut etre obtenue de diverses manières. Elle peut etre obtenue par tronçonnage d'un tube extrudé à paroi mince, présentant des sillons de forme appropriée s'étendant le long de ses génératrices, la forme, le nombre et le pas de ces sillons étant choisis en fonction du type de courroie associée à la poulie. Elle peut etre également obtenue par tronçonnage d'un tube à paroi lisse soumis à une opération de moletage suivant ses génératrices pour former les sillons appropriés. Il est également possible de partir d'un matériau en feuille plane, soit muni de sillons de forme et pas convenables, soit soumis à une opération de formage de ces sillons (emboutissage, moletage) ; cette feuille est alors découpée en bandes de longueur requise pour s'adapter exactement au pourtour du support cylindrique. Les deux bords en regard de cette bande sont ensuite soliaarisés, par exemple par brasage en meme temps que la bande est brasée sur le support cylindrique. Bien entendu, ces procédés d'obtention ne sont pas limités au seul cas d'une couronne dentée. On peut, par des processus identiques, réaliser des couronnes présentant d'autres reliefs, tels que des sillons circonférentiels pour obtenir des poulies du type dit "poly-V". Un avantage intéressant du procédé de fabrication de l'invention réside dans le fait qu'il est possible d'adapter rapidement et simplement la production à la demande. En particulier, la fabrication des couronnes crantées à partir de bandes de feuillard s'effectue par simple découpage de bandes de longueurs et largeurs adaptées aux diamètres et aux largeurs des poulies à obtenir. En outre, un meme support cylindrique est apte à recevoir une couronne munie de reliefs de type quelconque. Inversement, une couronne donnée peut etre montée sur n'importe quel type de support d'un diamètre déterminé. Il en résulte une très grande souplesse de fabrication et une diminution considérable des stocks. De plus, et il s'agit là d'un avantage important car de telles poulies sont particulièrement demandées, il est possible de produire des poulies à plusieurs étages présentant des reliefs différents (par exemple cranté et poly-V) en conservant la meme simplicité de fabrication, et donc à des coûts très inférieurs à ceux que l'on connaissait jusqu'# présent Il est également possible de fabriquer des poulies mixtes, comportant un ou plusieurs étages munis de reliefs (cranté et/ou poly-V) et une ou plusieurs gorges. Dans le cas de poulies crantées, l'obtention du flasque par emboutissage permet la formation, sur le bord libre du flasque, d'un rebord radial dont la hauteur peut être sensiblement égale à la profondeur des crans de la couronne. Un tel rebord obture les orifices situés d'un même côté des passages axiaux délimités par les faces en regard du support cylindrique et de la couronne, afin d'éviter la génération de vibrations sonores en cours de rotation de la poulie. En outre, ce rebord peut contribuer à maintenir la courroie dans un alignement correct par rapport à la poulie. Par contre, si besoin en est, ce rebord peut être crénelé pour dégager les extrémités des creux des crans. Selon encore un autre mode de réalisation représenté à la figure 5, le support cylindrique 21 est constitué en tôle, comme dans les exemples précédents, et la couronne extérieure 22 (qui est crantée dans l'exemple considéré) est constituée en métal fritté. La fabrication s'effectue de la manière suivante. La poudre métallique disposée dans un moule reproduisant la couronne crantée est soumise à une opération de préfrittage menée à une température relativement basse. La couronne en matériau préfritté ainsi obtenue est mise en place sur le support cylindrique en tôle, puis l'ensemble est soumis à une opération de frittage menée à température relativement élevée, dans les conditions habituelles connues de l'homme de l'art. Au cours de cette dernière opération, il se produit un rétreint important du matériau fritté et la couronne est ainsi assemblée à force au support cylindrique. A titre de variante, on peut, en remplacement de l'opération de frittage, comprimer la poudre métallique pour former la couronne, la suite restant inchangée. Grâce à cette structure composite - c'est-à-dire tôle-matériau fritté - il est possible de réaliser des poulies qui allient un coût de fabrication inférieur à celui des poulies réalisées entièrement en matériau fritté à la rokstesse de ces dernières. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. En par-ic'Jlier bien que les exemples donnés précéde- m ,,r et reprêsertés aux figures correspondent à des modes de réalisation préférés, les flasques emboutis en tôle peuvent être remplacés par n'importe quel organe cylindrique apte à assurer la fonction de support rigide de la couronne crantée, que cet organe soit obtenu par moulage ou par usinage, qu'il soit métallique ou en matériau synthétique. De même, la couronne crantée peut tout aussi bien être en matière synthétique et obtenue soit sous forme de tronçon de bande, soit sous forme de bande fermee. Par ailleurs, si la fixation par brasage convient particulièrement bien dans le cas d'éléments en tôle, on peut envisager d'autres solutions telles que le collage, quels que soient les matériaux constitutifs du support cylindrique et de la couronne. Enfin, il est possible de prévoir, sur la face externe du support cylindrique, des reliefs (saillies ou creux) aptes à servir de butée d'appui en rotation pour la couronne ; dans le cas d'un assemblage par brasage, on peut prévoir par exemple des creux dans lesquels coulerait du matériau de brasage pour constituer ladite butée. REVENDICATIONS 1 - Poulie comportant une jante présentant au moins une surface de travail extérieure munie de reliefs pour sa coopération sans glissement avec une courroie dont la face correspondante présente des reliefs complémentaires des précédents, caractérisée en ce que la jante est constituée par - un support intérieur cylindrique de révolution, - une couronne extérieure enserrant ledit support et présentant au moins sur sa face extérieure les reliefs susmentionnes, - et des moyens de fixation pour solidariser la couronne extérieure au support intérieur. 2 - Poulie selon la revendication 1, caractérisée en ce que le support cylindrique intérieur et la couronne extérieure sont en tôle, la tôle constitutive du support cylindrique étant de préférence sensiblement plus épaisse que la tôle constitutive de la couronne. 3 - Poulie selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le support intérieur et la couronne extérieure sont respectivement constitués en des matériaux susceptibles d'etre soumis à une opération de brasage, et en ce que ces deux pièces sont solidarisées l'une à l'autre par brasage. 4 - Poulie selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qutelle còmporte un certain nombre de supports intérieurs cylindriques coaxiaux et un nombre égal de couronnes extérieures solidarisées respectivement auxdits supports cylindriques. 5 - Poulie selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que, les reliefs étant constitués par des cannelures s'étendant axialement, les faces en regard de la couronne et du support cylindrique délimitent entre elles des passages axiaux et en ce que, le long au moins d'un de ses bords périphériques, le support cylindrique est muni d'un rebord possédant une hauteur suffisante pour obstruer les orifices correspondants desdits passages. 6 - Procédé pour fabriquer une poulie comportant une jante et un voile plein, la jante présentant au moins une surface de travail extérieure munie de reliefs pour sa coopération sans glissement avec une courroie dont la face correspondante présente des reliefs complémentaires des précédents, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes - on fabrique un support cylindrique de révolution, - on entoure ledit support d'une couronne extérieure présentant au moins sur sa surface extérieure les reliefs susmen tionnés, - on maintient cette couronne en appui contre la surface externe du support cylindrique, - et on fixe l'un à l'autre la couronne extérieure et le support cylindrique intérieur. 7 - Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la couronne extérieure possède une face interne lisse et en ce qu'elle est solidarisée au support cylindrique de fa çon continue sur tout le pourtour dudit support. 8 - Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la couronne extérieure possède une face interne non lisse et présentant des saillies, et en ce qu'elle est solidarisée au support cylindrique le long d'au moins certaines desdites saillies réparties circonférentiellement. 9 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que la couronne est obtenue par tronconnage d'un tube présentant sur sa face extérieure les reliefs appropriés et dont le diamètre intérieur est égal au diamètre extérieur du support cylindrique. 10 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 a 8, caractérisé en ce que la couronne est obtenue en découpant une bande dans un matériau en feuille présentant, au moins sur une de ses faces, les reliefs appropriés, en enroulant cette bande autour du support cylindrique de manière telle que lesdits reliefs soient disposés extérieurement, et en solidarisant l'un à l'autre les bords aboutés de la bande en même temps que cette dernière est solidarisée au support cylindrique. 11 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que la couronne et le support cylindrique sont constitués en des matériaux susceptibles d'être brasés et en ce qu'ils sont solidarisés par brasage. 12 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 11, caractérisé en ce qu'on fabrique un flasque en forme de bol présentant un fond et une paroi latérale cylindrique, ledit fond formant le voile de la poulie et ladite paroi latérale formant le support cylindrique à surface externe lisse. 13 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 11, caractérisé en ce qu'on fabrique deux flasques en forme de bol sensiblement de même diamètre, on réunit et on fixe l'un à l'autre et dos à dos les deux flasques, de telle manière que les parois latérales cylindriques respectives des deux flasques soient sensiblement alignées l'une avec l'autre et constituent ensemble ledit support cylindrique 14 - Procédé selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que le ou les flasques sont constitués en tôle et en ce qu'ils sont mis en forme par emboutissage. 15 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 6, 7, 12, 13 et 14, caractérisé en ce qu'on réalise une ébauche de couronne munie de ses reliefs extérieurs en matériau de frittage en comprimant ledit matériau ou en le soumettant à un préfrittage, en ce qu'on dispose l'ébauche ainsi obtenue sur le support cylindrique et en ce qu'on soumet l'ensemble à une opération de frittage, ledit matériau de frittage subissant alors un rétreint important qui solidarise à force la couronne au support cylindrique.