Brevet FR2484037A1 — publié le 19811211

La présente invention concerne une courroie crantée en matière élastomère, c'est-à-dire une courroie qui comprend un corps annulaire dans lequel est noyée une armature résistante à la traction formée d'une nappe de câ- blés flexibles et inextensibles, parallèles entre eux et contenus dans un même plan, et qui porte sur une face de son corps annulaire une denture destinée à engrenner avec la denture de poulies dentées pour former un dispositif de transmission en combinaison avec ces poulies. Dans le domaine des courroies crantées en matières élastomères, on est depuis toujours confronté au problème consistant à allonger la durée de vie de ces cour- roies pour atteindre la durée de vie des transmission habi- tuelles à engrenages en matières métalliques. Jusqu'à présent, pour résoudre ce problème, on a surtout fait porter les recherches sur la denture de la courroie en ce sens que cette denture, étant faite d'une matière élastomère, présente une déformabilité notablement supérieure à celle de la denture des organes mécaniques en matières métalliques, ce qui entraîne une altération de la cinématique de l'engrènement pendant la transmission du mou- vement entre la courroie crantée élastomère et les poulies dentees métalliques. Pour résoudre ce problème, on a suivi trois voies. Tout d'abord, on a étudié des mélanges de matière élastomère de très haute dureté afin de réduire au minimum la déformabilité des dents de la courroie crantée. En deuxième lieu, on a étudié des profils particuliers pour la denture d'une courroie crantée afin de tenir compte de la déformabilité des dents de la courroie pendant leur engrènement avec les dents métalliques des poulies. En troisième lieu, on a étudié des revête- ments particuliers pour la denture d'une courroie crantée, d'une part dans le but d'augmenter la rigidité des dents de la courroie crantée et, d'autre part, dans le but de rédui- re l'usure de ces dents sous l'action de l'engrènement, lequel comporte toujours un glissement entre les dents de la courroie et les dents de la poulie. En suivant les voies indiquées ci-dessus, il a été possible d'augmenter la durée des courroies crantées mais on n'a pas réussit à atteindre la durée de vie des en- grenages mécaniques en matières métalliques et on a intro- duit un inconvénient résidant dans un accroissement de l'en- combrement des dispositifs de transmission à courroies cran- tées et poulies dentées. En effet, chaque élément introduit pour augmenter la dureté de la denture d'une courroie dentée s'est traduit par un raidissement de la courroie crantée et ceci a entrainé les inconvénients suivants: - accentuation des phénomènes vibratoires dans la courroie pendant la transmission du mouvement entre la courroie crantée et les poulies dentées, phénomène qui empêche la courroie crantée d'atteindre une grande longévité: - impossibilité d'utiliser pour la construction des cour- roies crantées des matières élastomères d'une dureté très élevée, ceci afin de ne pas compromettre excessivement la flexibilité de la courroie crantée. Un autre problème que posent les courroies crantées déjà connues consiste en ce que ces courroies ne sont pas suffisament protégées de l'action destructrice que les corps étrangers ou les substances étrangères en gé- néral peuvent excercer en entrant en contact avec une cour- roie crantée pendant le fonctionnement de cette courroie dans un dispositif de transmission comprenant des poulies dentées. La conséquence est qu'il peut se former dans les courroies des entailles et crevasses, notamment dans la région du dos de ces courroies et que la largeur des entail- les et crevasses peut s'étendre rapidement au point d'expo- ser l'armature résistante à l'action de ces substances ou corps étrangers, en entraînant la rupture de cette armature et la mise hors service immédiate de la courroie crantée. Le but de l'invention est d'augmenter la durée des courroies crantées en empêchant la formation de vibrations dans ces courroies pendant la transmission du mouvement tout en utilisant cependant pour la denture des courroies tous les éléments déjà connus et utilisés pour rendre les dents de ces courroies rigides, en permettant en même temps de réduire l'encombrement des dispositifs de transmission à courroies crantées et poulies dentées et en assurant une protection presque absolue de l'armature résis- tante de la courroie. L'invention a pour objet une courroie cran- tée comprenant un corps de courroie disposé en anneau fer- mé et qui renferme une nappe de câblés flexibles et inex- tensibles, parallèlesentre eux et contenus dans un même plan, et une denture située sur une face du corps annulaire, la courroie étant caractérisée en ce que, dans la partie du corps annulaire qui est à l'opposé de la denture par rapport à la nappe de câblés, est formée une surface ondulée, la ma- tière élastomère qui forme la partie du corps annulaire com- prise entre la surface ondulée et la denture et qui forme les dents de cette courroie étant différente de la matière élastomère qui forme la partie restante du corps annulaire de la courroie. Les figures du dessin annexé donné à titre d'exemple non limitatif, feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. la figure L est une coupe longitudinale d'un segment d'une courroie crantée suivant l'invention; la figure 2 est une coupe longitudinale d'un segment d'une courroie crantée suivant une variante de réalisation de l'invention. Suivant le principe de l'invention, une courroie crantée comprend un corps de courroie disposé en anneau fermé et dans lequel est noyée une nappe de câblés flexibles qui forment dans leur ensemble l'armature résis- tante à la traction de la courroie et cette armature résis- tante à la traction divise le corps de la courroie en deux parties. Une face du corps de la courroie présente une den- ture tandis que la portion du corps de la courroie qui se trouve sur le côté de l'armature résistante qui est à l'op- posé de celui o se trouve la denture est divisée en deux parties par une surface ondulée sur laquelle est prévue de pré- férence une couche de tissu. En outre, la matière élastomère constitutive de la courroie qui se trouve entre la surface ondulée (et la couche de tissu) et la surface du corps'de la courroie qui est à l'opposé de la denture, c'est-à-dire le dos de la courroie, possède une dureté différente de la matière qui forme la partie restante de la courroie crantée. Sur la figure 1, on a représenté en coupe longitudinale un segment d'une courroie crantée suivant l'invention; Comme on peut le.voir sur la figure 1, la courroie crantée comprend un corps de courroie 1 qui présen- te, sur l'une de ses faces, une denture formée par des dents 2 séparées les unesdes autres par des entredents 3. Dans le corps de la courroie 1, à proximité du fond des entredents 3 et de la base des dents 2, se trouve une nappe de câblés 4 flexibles et inextensibles qui, 24893?7 dans leur ensemble, forment l'armature résistante à la traction de la courroie crantée. En particulier, les câblés 4, flexibles et inextensibles sons des câblés d'acier, de nylon, de po- lyester, de fibre de verre. Toutefois, ces câblés 4 sont de préférence des câblés de fibre de verre parce que cette matière a pour caractéristique de présenter, en même temps qu'une haute résistance à la rupture par traction, un allon- gement sous charge dans le temps pratiquement nul. En outre, le corps 1 de la courroie renferme, dans la partie comprise entre la nappe de câblés 5 et le dos de cette courroie, une couche de tissu 6 noyée dans ce corps. La couche de tissu 6, qui est de préférence une couche de tissu comportant une trame et une chaîne, est ondulée avec un pas d'ondulation égal au pas de la denture, les crêtes des ondes dirigées vers la nappe de câblés 4 étant tangentes à cette nappe dans le plan médian 7 des dents. La courroie crantée de la figure 1 est une courroie en matière élastomère dans laquelle la matière élastomère 3 comprise entre la couche de tissu 8 et le dos 5 de la courroie est différente de la matière élastomère 9 qui forme la partie restante de la courroie crantée. Plus précisément, la matière élastomère 8 possède une dureté comprise entre 50 et 700 Shore A tandis que la matière élastomère 9 possède une dureté-comprise entre 70 et 900 Shore A. En conséquence, la matière élasto- mère 8 est nettement moins dure que celle qui est désignée par la référence 9. On donnera ci-après uniquement à titre d'exem- ple la composition d'un mélange qui convient pour la for- mation de la matière élastomère désignée par la référence 8 sur la figure 1 et d'un mélange qui convient pour la forma- tion de la matière élastomère désignée par la référence 9 sur la figure 1. Un mélange particulièrement bien approprié pour la formation de la matière élastomère désignée par la référence 8 possède la formule suivante: Polychloroprène polymère 100 parties en poids - Oxyde de zinc 5 il i Il " i - Oxyde de magnésium 4 ' i i"" " - Acide stéarique] i. "i Il i - Cires 1 " " " " " - Diphénylamine dioctylée 2 I""" " - Huile minérale aromatique 5 " " " " " - Noir de fumée 30 " " l"" "i Un mélange particulièrement bien approprié pour la formation de la matière élastomère indiquée par la référence 9 possède la formule suivante: - Polychloroprène polymère 100 parties en poids - Oxyde de zinc 5 l" "" " I - Oxyde de magnésium 4 I. " "Il - Acide stéarique 1 " ".' " " - Cires 1 " " " " " - Dyphénylamine dioctylée 2 " " " " - Huile minérale aromatique 5 ". " " " - Noir de fumée 70 " " " " Une variante de réalisation d'une courroie crantée suivant l'invention est représentée sur la figure 2 sur laquelle on a représenté une coupe longitudinale d'un segment de courroie crantée. Comme on peut le voir sur la figure 2, le segment de courroie représentée se différencie de celui représenté sur la figure 1 par la présence d'un revêtement 10 sur la denture, c'est-à-dire par la présence d'un revête- ment 10 continu sur la surface extérieure des dents 2 et des entredents 3. 24Q 03? Il est particulièrement bien approprié d'uti- liser comme revêtement 10 pour la denture le revêtement dé- crit dans la demande de brevet français R N0 74 000 45 dépo- sé le 2 Janvier 1974, c'est-a-dire un revêtement formé de deux couches de tissu caoutchouté juxtaposées avec interpo- sition d'une couche de matière élastomère. En outre, il est préférable que, des deux couches de tissu juxtaposées avec interposition d'une cou- che de matière élastomère, la couche la plus extérieure soit le tissu décrit dans le brevet français no 70 1.1865 déêposé le 2 avril 1970. Avec une courroie crantée suivant l'invention, il est possible d'atteindre les buts proposés et on donne ci-après une explication des raisons qui permettent d'at- teindre ces buts. La présence de la matière élastomère molle dans le dos du corps de la courroie, à l'endroit o cette courroie subit des sollicitations de flexion pendant son fonctionnement dans un dispositif de transmission comportant des poulies dentées, augmentera flexibilité de la courroie et cette augmentation de flexibilité réduit déjà par elle- même le risque de naissance de vibrations pendant le fonc- tionnement de la courroie, c'est-à-dire pendant l'engrène- ment entre les dents de cette courroie et les dents des pou- lies dentées. En outre, la configuration ondulée de la sur- face de séparation entre la matière élastomère molle et la matière élastomère dure qui forment la courroie,configura- tion qui a pour effet de placer une plus grande quantité de matière élastomère molle au droit des dents de la cour- roie et une plus grande quantité de matière élastomère dure au droit des entredents de la courroie, se traduit par une notable amélioration de l'uniformité de la flexibilité de la courroie dans son ensemble et ceci évite la naissance de vi- brations pendant le fonctionnement de la courroie crantée dans un dispositif de transmission du mouvement comportant des poulies dentées. 24? L' 37 Toujours en raison de la configuration ondu- lée particulière de la surface de séparation entre la ma- tière élastomère molle et la matière élastomère dure, on obtient également dans le corps de la courroie, au droit des entredents de la denture, la présence d'une couche de ma- tière élastomère dure dont l'épaisseur croît avec la dis- tance qui sépare chaque point considéré de la base des dents et ceci se traduit par une uniformité absolue de la déforma- bilité du corps de la courroie dans chacune des sections normales de cette dernière au droit des entredents de la denture, la conséquence de cette uniformité de déformabilité étant que le rayon de courbure de la courroie au droit des entredents est constant, ce qui supprime le risque de for- mation, notamment dans le plan médian des entredents, des courbures localisées à petit rayon qui sont extrémement pré- judiciables à l'intégrité de l'armature résistante à la traction, spécialement lorsque cette armature est formée de câblés de fibre de verre, lesquels sont extrêmement fra- giles aux sollicitations de flexion. Un autre avantage qui résulte de la configu- ration ondulée de la surface de séparation entre la matière élastomère dure et la matière élastomère molle dans la base du corps de la courroie est de réaliser, grâce à cette con- figuration, un écran amortisseur de vibrations qui empêche les vibrations de se propager dans la direction longitudi- nale de la courroie. En outre, la présence d'une couche de tissu dans le corps de la courroie, couche de tissu qui se com- porte comme un élément de séparation et de réunion entre les deux matières élastomères possédant des duretés différentes dont cette courroie est formée entraîne les conséquences suivantes: 24e403? - la présence de la couche de tissu qui délimite et envelop- pe la couche de matière élastomère dure à l'intérieur du corps de la courroie crantée au droit des entredents de la denture garantit l'uniformité de la distribution des solli- citations dans le corps de la courroie et confère ainsi à cette dernière une plus grande durabilité. - à égalité de flexibilité avec les courroies crantées déjà connues il est possible d'utiliser pour la formation des dents de la courroie des mélanges de matière élastomère no- tablement plus durs, en améliorant de cette façon le compor- tement des courroies crantées pendant l'engrènement des dents de cette courroie avec les dents des poulies dentées et en évitant, grâce à la présence du tissu qui constitue un élément d'assemblage les risques de décollement entre les différentes couches de matières élastomères qui forment le corps de la courroie. - On obtient grâce à la présence du tissu dans la courroie (combinée à la présence du revêtement de la denture) une protection absolue de l'armature résistante de cette cour- roie vis-à-vis de l'action des corps étrangers ou substances étrangères. Il en résulte que l'on peut avantageusement utiliser comme tissu présent dans le corps de la courroie un tissu connu en soi mais possédant ainsi des caractéris- tiques de résistance à la rupture et à la déchirure. Il va de soi que des modifications peuvent- être apportées aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, notamment par substitution des moyens techniques équivalents, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. 24?L'37 R E V E N D I C A T I O N S 1. Courroie crantée comprenant un corps de courroie disposé en anneau fermé et dans lequel est noyée une nappe de câblés flexibles et inextensibles parallèle entre eux et contenus dans un même plan, et une denture située sur une face du corps annulaire, cette courroie étant caractérisée en ce que la partie du corps annulaire (1) qui est à l'opposé de la denture par rapport à la nappe de câ- blés (4) présente une surface ondulée, la matière élastomère du corps annulaire qui est comprise entre la surface ondu- lée et la denture, ainsi que les dents (2) de cette denture étant différente de la matière élastomère qui forme la par- tie restante du corps annulaire de la courroie. 2. Courroie crantée suivant la revendication1, caractérisée en ce que, sur la surface ondulée, est dispo- sée une couche de tissu (6) qui est noyée dans le corps an- nulaire (1) de la courroie. 3. Courroie crantée suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le pas de l'ondulation de la surface et du tissu (6) noyé dans le corps annulaire de la courroie est égal au pas de la denture de cette courroie. 4. Courroie crantée suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les crêtes des ondes qui sont dirigées vers la denture sont tangentes à la nappe de câblés (4) parallèles entre eux et contenus dans un même plan, dans le plan médian des dents (2). 5. Courroie crantée suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les câblés (4) parallèles entre eux et contenus dans un même plan qui sont noyés dans le corps de la courroie sont des câblés de fibre de verre. t 24P P O)? 6. Courroie crantée suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la matière élastomère (9) qui forme les dents (2) et la partie du corps (1) de la courroie qui est comprise entre la surface ondulée ou la couche de tissu (6) noyée dans le corps annulaire et la denture (2) possède une dureté comprise entre 70 et 90 Shore A tandis que la matière élastomère (8) qui forme la partie restante du corps annulaire de la courroie possède une dureté comprise entre 50 et 70 Shore A. 7. Courroie crantée suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la surface de la denture est recouverte d'un revêtement (10).