Brevet FR2480886A1 — publié le 19811023

L'invention concerne un entrainement peu bruyant à courroie dentée avec une poulie dentée et une courroie dentée se trouvant en prise avec la poulie dentée. Avec un entraînement à courroie, l'énergie est transmise à partir d'un arbre sur un ou plusieurs autres arbres. Cet entraînement est constitué par des poulies à courroies mon tées sur les arbres (poulies d'entraînement et poulies entraînées) et de la bande qui se déplace sur ces poulies ou bien qui les entoure et qui transmet 11 effort utile. Comme courroiesd'entrai- nement on utilise, entre autres, également des courroies dentées, (dites également courroies synchrones), dont les dents situées sur la face interne peuvent transmettre des couples sans glis- sement.En outre, une courroie dentée (et trapézoïdale) est plus élastique qu'une courroie trapézoïdale normale. Les cour foies et les poulies des entraînements synchrones ou à courroies dentées sont adaptées les unes aux autres dans leurs dimensions, en général selon les normes (DIN ISO 52 96 ou DIN 7721). flans la pratique, de tels entraînements à cour roies dentées sont utilisés sur les moteurs de véhicules automo- biles pour l'entrainement d'équipements auxiliaires, tels que le générateur de lumière etc.. ou bien pour l'actionnement dear- bres à cames en tête. flans ce cas, les bruits de l'entraînement à courroie dentée s'avèrent gênants et sont en particulier ressentis désagréablement dans les véhicules de tourisme conforta bles. Ces bruits sont constatés aussi bien dans le cas des poulies dentées en matière plastique que dans le cas des poulies dentées métalliques. Il s'agit par conséquent d'une erreur de principe qui intervient dans la géomètrie aujourd'hui connue et appliquée de la courroie dentée et de la poulie dentée. L'invention a pour but de remédier à cet inconvénient et concerne à cet effet un entratnement à courroie dentée avec une poulie dentées et avec une courroie dentée se trouvant en prise avec la poulie dentée, entrainement à courroie dentée caractérisé en ce que la poulie dentée et la courroie dentée sont adaptées l'une à l'autre sans jeu en direction radiale dans la zone d'entrée en prise. L'entraînement à courroie dentée conforme à l'invention, avec les caractéristiques définies ci-dessus, présente par rapport aux solutions connues, l'avantage que grâce à l'adaptation constructive de la courroie dentée à la poulie dentée, les bruits gênants intervenant par résonance en fonction de la vitesse de rotation, peuvent entre efficacement réduits. Grâce aux dispositions conformes à l'invention, on obtient une diminution de bruit d'environ 7 dSvmesuréé sur une large bande. Un autre avantage réside dans la moindre sollicitation des dents de courroies, car il y a une diminution de la liberté de déformation des dents sous la charge dans la direction tangentielle. De ce fait, on obtient une rigidité plus élevée et une plus grande précision de la transmission d'angle de rotation de lten- trainement à courroie dentée. D'autres caractéristiques de l'invention permettent d'envisager d'autres formes avantageuses et des améliorations de l'entraînement à courroie dentée défini ci-dessus. L'invention va être décrite plus en détail et d'autres avantages de cette invention vont être indiqués dans la description ci-dessous d'un exemple de réalisation représenté sur les dessins ci-joints dans lesquels : - la figure 1 montre une disposition d'un entrainement à courroie dentée selon l'état de la technique, (voir norme DIN) - la figure 2 est une coupe d 'un entrablement à courroie dentée conforme à l'invention, - la figure 3 est un croquis explicatif pour la compréhension de l'invention. Sur les figures 1 à 3, la poulie dentée est désignée par 10, et sur les figures 1 et 2 la courroie dentée est désignée par 11. Le développement des entraînements à courroies dentées s'est effectué selon ltexemple des entraînements à roues dentées dans lesquels des roues dentées sont utilisées pour la transmission de mouvements rotatifsjou bien de couples entre deux arbres. Les roues dntéesse trouvant en prise matuel- le, sont en contact le long des flancs des dents, un jeu devant etre alors ménagé entre le cercle en tête de dents de l'une des roues et le cercle en pied de dents de 11 autre roue dentée, afin qu'aucune contrainte radiale ne s'exerce sur les paliers. Comme cela est représenté sur la figure 1, la géomètrie des entraînements à courroies dentées correspond dans une large mesure à celle des paires normales de roues dentées entre le cercle en pied de dents 12 de la poulie dentée 10 et le cercle en tête de dents 14 de la courroie dentée 11, subsiste un jeu, afin que les dents engrenant les unes avec les autres n'aient de contact que dans les zones 15 des flancs. La courroie dentée représentée sur la figure 1 tourne alors en tant que poulie d'entraînement dans le sens contraire à celui des aiguilles d'une montre. Dans le cas d'un entraînement à courroie dentee connu de ce type la partie de la courroie dentée entre les poulies dentées, de façon comparable à une corde tendue, est mise en vibration, une multitude de vibrations spécifiques pouvant alors intervenire Ces vibrations sont influencées par la longueur libre de courroie, le matériau et la tension de la courroie, Si des efforts alternés s'exercent sur la courroie à la fréquence d'une telle vibration spécifique, on aboutit à la résonance (coïncidence de la fréquence spécifique de la courroie avec la fréquence d'excitation par la poulie dentée), c'est-à-dire que des amplitudes élevées de vibrations prennent naissance. Plus la partie libre de la courroie est courte, plus élevées sont les fréquences pour lesquelles on aboutit à des vibrations amplifiées par résonance. Un entraînement à courroie dentée testé en essai pratique, peut être particulièrement bien excité dans le domaine des fréquencessaudibles pour une longeur libre de 90 mm, Des bruits gênants sont en majeure partie obtenus et rayonnés à partir de brins de courroie très courts, c'est-à-dire que les bruits gênants proviennent de fortes vibrations de brins libres de courroie de faible longueur. Les poulies dentées elles-mêmes (acier ou matière plastique) rayonnent une énergie sonore négligeable. Les efforts alternés excitant les courroies dents tées prennent naissance du fait de la denture. Les brins libres de courroie sont excités à la fréquence d'engrènement et à ses harmoniques de nombres entiers. Proportionnellement à une varia- tion de la vitesse de rotation et donc de la fréquence d'engrène ment, le spectre de fréquences des efforts alternés excitateurs est modifié tandis que les fréquences spécifiques des brins de courroie restent inchangées, Pour des vitesses de rotation dé- terminées, il apparait en conséquence des résonances qui, en fonction de la vibration de courroie ainsi excitée, sont plus ou moins critiques du point de vue de leur émission de bruite Comme origine des bruits de l'entraînement à courroie dentée qui interviennent de façon gênante, les excitations ddes à la cote 16 (voir figure 3) dite '8défaut de tangente" sont déterminantes. Des courroies dentées avec une denture simple sortent des poulies dentées tangentiellement par rapport au diamètre externe avec leur surface porteuse, lorsque l'extrémité libre de la courroie aborde une dent de la poulie. Lors d'une rotation de la poulie de l'angle égal à 3600 / (2 x le nombre de dents) qui correspond à une rotation entre le milieu d'une dent et le milieu de l'intervalle suivant entre dents, la surface porteuse de la courroie dentée porte sur la sécante 17 du cercle externe de diamètre 19 de la poulie 10 (voir figure 3). Un point de contact 18 entre la poulie dentée 10 et la courroie dentée 11, se déplace en conséquence pour la rotation précitée de l'angle entre le point tret la point 18. Lors de ce déplacement, la courroie dentée est déplacée radialement vers le centre de rotation de la poulie de la quantité 16 ("défaut de tangente") lorsque la poulie tourne dans le sens des aiguilles d'une montre. Pour une rotation continue de la poulie 10, le point de sortie 18 de la courroie change périodiquement de position (avec la fréquence d'engrènement) de la quantité 16 dans un sens et dans l'autre et excite ainsi la courroie. Cette évolution du déplacement est périodique mais non pas harmonique et il peut être représenté dans le domaine des fréquence par un spectre linéaire. Le déplacement 16 ("défaut de tangente") croît pour un pas de denture constant avec la réduction du diamètre de la poulie dentée, c'est-à-dire que de petits diamètres de poulie dentée engendrent des bruits plus élevés que des diamètres plus importants. La forme de réalisation d'un entraînement à courroie dentée représenté sur la figure 2, réduit de façon importante les vibrations génératrices de bruit provoquées par les entraînements à courroies dentées connus (réduction du bruit de l'ordre de 7 d3). Ceci est dû notamment à ce que les dents de la courroie dentée 11 viennent en contact sans jeu avec le cercle 12 au pied des dents de la poulie dentée 10 et y prennent appui. La poulie dentée 10 présente en conséquence, par rapport aux poulies usuelles, une hauteur de dents réduite pour un meme diamètre externe. La courroie dentée 11 prend en outre appui par l'intermédiaire de ses dents. Inversement, on peut toutefois augmenter également la hauteur des dents de la courroie dentée pour assurer ainsiDavec des poulies dentées 10 usuelles, un contact des dents de la courroie dentée avec le cercle en piedsde dents de la poulie. Il existe en conséquence un appui des dents de la courroie dentée 11 sur le cercle en pieds de dents 12 de la poulie dentée 10, grGce à quoi le déplacement de la courroie den- tée engendrant les vibrations, est amorti de façon déterminante et l'émission de bruit se trouve réduite. Dans la réalisation de l'invention, il est possi- ble de choisir la hauteur 20 des dents de la courroie 11 supérieure à la profondeur des intervalles entre les dents ou à la hauteur 21 des dents de la courroie dentée 10. Dans ce cas, les dents de la courroie dentée 11 s'adaptent mieux par déformation à la forme géomètrique de la poulie dentée, grâce à quoi une meilleure interpénétration de forme et donc une meilleure possibilité de charge est obtenue. REVENfi ICA T IONS 1.- Entraînement à courroie dentée avec une poulie dentée et avec une courroie dentée se trouvant en prise avec la poulie dentée, entraînement à courroie dentée caractérisé en ce que la poulie dentée (10) et la courroie dentée (11) sont adaptées l'une à l'autre sans jeu en direction radiale dans la zone d'entrée en prise. 2.- Entraînement à courroie dentée selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une poulie dentée (10) avec un diamètre en pieds de dents augmenté en direction radian par rapport aux poulies dentées usuelles est mise en oeuvre. 3.- Entraînement à courroie dentée selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'une courroie dentée avec une hauteur de tette de dents (20) augmentée en direction radiale est mise en oeuvre. 4.- Entraînement à courroie dentée selon la revendication 1, caractérisé en ce que la hauteur de dents (20) de la courroie dentée (îi) constituée d'un matériau compressible est supérieure,à l'état non chargé- à la hauteur de dents (21) de la poulie dentée (10).