Brevet FR2494374A1 — publié le 19820521

La présente invention se rapporte à une transmission comportant une courroie passant sur des poulies et constituée par un empilage de plots travaillant en compression et guidés par une ou plusieurs bandes. Une telle transmission est généralement à rapport va- riable. A cet effet, la face intérieure des joues de chaque poulie est conique. Les joues de chaque poulie sont rapprocha- bles et écartables axialement l'une par rapport à l'autre. Les plots ont une forme trapézoïdale complémentaire de celle des surfaces coniques des joues des poulies. Ainsi, par le jeu du rapprochement et de l'écartement des joues des poulies, les plots montent ou descendent radialement le long desdites joues et ne cessent d'être en contact avec celles-ci, ceci avec un rapport de transmission variable exeonction du rapport des rayons moyens suivant lesquels travaillents les plots sur l'une et l'autre poulies. En général, les plots sont en tôle de fer et les bandes en acier. L'ensemble du dispositif est lubrifié. La présente invention a pour objet une transmission à courroie et poulies du type indiqué ci-dessus, dont les condi- tions de montage et de fonctionnement sont améliorées et qui peut travailler sans lubrification. Suivant un aspect de l'invention, une transmission du type indiqué cidessus, est caractérisée en ce que les plots sont en métal fritté. Grâce à cette disposition, le coefficient de frottement des plots par rapport aux joues des poulies peut être sensi- blement augmenté. De cette façon, les conditions du contact d' entraînement entre les plots et les joues des poulies sont a- méliorées et les risques de dérapage circonférentiel des plots par rapport aux joues des poulies sont considérablement dimi- nués, ce qui permet une meilleure transmission. On diminue é- galement le serrage axial nécessaire entre les flasques. Suivant une autre caractéristique, les plots en métal fritté sont, au moins pour certains, à base de fer et ont la composition en poids suivante; q Fer: 80 à 94,5 % Cuivre ou bisulfure de molybdène:0,5 à 5 % Nickel: 1 à 5 % Graphite: 3 à 10 % Coke: 0 à 10 % Avec une telle composition, les plots en métal fritté à base de fer ont un coefficient de frottement de l'ordre de 0,5par rapport aux joues des poulies, au lieu de 0,3 lorsque les plots sont en tôle de fer. Suivant une autre caractéristique, les plots en métal fritté sont, au moins pour certains, à base de bronze et ont la composition en poids suivante Cuivre 80 à 92 % Etain: 4 à 10 % Graphite: 3 à 10 % Coke 0 à 5 % De tels plots en métal fritté à base de bronze ont un coefficient de frottement de l'ordre de 0,2 et sont prévus en même temps que les plots en métal fritté à base de fer mais en plus petit nombre que ces derniers et répartis parmi eux. Par exemple un plot en métal fritté à base de bronze est avanta- geusement prévu pour neuf plots en métal fritté à base de fer. Grâce à cet agencement, on obtient d'excellentes condi- tions d'entraînement tout en diminuant les risques de grippage. Suivant une autre caractéristique, des plots en métal fritté sont prévus anisotropes avec un coefficient de frotte- ment sur les poulies qui est plus fort dans une direction cir- conférentielle que dans une direction radiale. Ces plots anisotropes en métal fritté ont la composition en poids suivante Fer 0 à 43 % Laine d'acier: 50 à 80 % Graphite 5 à 20 % Bisulfure de Molybdène: 1 à 5 % Coke:0 à 7 % Nickel:1 à 5 % Grâce à cette disposition, on obtient un excellent contact d'entraînement entre les plots et chaque poulie dans le sens circonférentiel et en même temps d'excellentes condi.- tions de changement du rapport de transmission, puisque les plots peuvent glisser facilement dans le sens radial sur les poulies. Une telle propriété anisotrope résulte de ce que la laine d'acier prévue dans la composition des plots frittés est admise à s'orienter dans des plans perpendiculaires à la face de contact des plots avec les flasques mais jamais d'une ma- nière transversale, ce qui produit une sorte de clivage qui augmente le coefficient de frottement dans le sens circonféren- tiel et le diminue dans le sens radial. Suivant un autre aspect de l'invention, la transmission est caractérisée en ce que la ou les bandes de guidage des plots sont prévues en fibres aramides, telles que "KEVLAR" pou- vant être enrobées de matière élastomère telle que caoutchouc. Le caoutchouc absorbe les mouvements relatifs entre les plots et la courroie et est avantageusement utilisé lorsque la cour- roie travaille en absence de lubrification. Les fibres de "KEVLAR" ont une résistance à la traction trois fois supérieure à celle des aciers courants et ont une plus grande capacité de flexion. Ces propriétés ont pour ré- sultat de faciliter l'enroulement des plots sur les poulies, notamment lors des variations du rapport de transmission. Etant donné que le "KEVLAR" a un allongement supérieur à celui de 1' acier, il est possible de comprimer plus fortement les plots, ce qui facilite le montage de l'ensemble ainsi que le rattra- page des jeux au cours du fonctionnement de la transmission. En outre, la courroie suivant l'invention permet de diminuer le bruit de fonctionnement. De préférence, les deux aspects sus-visés de l'invention sont combinés et la transmission suivant l'invention est ca- ractérisée en ce que les plots sont en métal fritté tandis que la ou les bandes de guidage sont en fibres aramides telles que "KEVLAR" pouvant être enrobées de matière élastomère telle que caoutchouc. Une forme d'exécution de l'invention est ci-après dé- crite, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique, en perspective, d' une transmission à courroie et poulies, suivant l'invention; la figure 2 est une vue, à plus grande échelle et en coupe transversale, de la courroie entre les joues d'une pou- lie; la figure 3 est une vue correspondante, en coupe sui- vant la ligne III-III de la figure 2; la figure 4 est une vue, à plus grande échelle encore et en coupe, d'une des bandes de guidage des plots; la figure 5 est une vue partielle, en.perspective, d' une variante de plot ayant des propriétés anisotropes avec un coefficient de frottement plus fort dans une direction circon- férentielle que dans une direction radiale, ceci grâce à une répartition des fibres de laine d'acier dans des plans paral- lèles à la face du plot; la figure 6 montre schématiquement un de ces plans o l'on voit que les fibres sont toutes disposées dans ce plan et non pas transversalement à ce plan. La forme d'exécution représentée aux figures 1 à 4 con- cerne, à titre d'exemple non limitatif, une application de 1' invention à une transmission comportant une courroie 10 et des poulies 11 et 12, avec un rapport de transmission variable. La courroie 10 passe sur les poulies 11 et 12 et est constituée par un empilage de plots 13 travaillant en compres- sion et guidés par une ou plusieurs bandes 14 (deux bandes 14 dans l'exemple représenté.. Chaque poulie 11, 12 a deux joues 15 qui sont écartables et rapprochables axialement l'une par.rapport à l'autre (flèches F, figure 1). La surface intérieure 16 de chaque joue 15 est conique. Chaque plot 13 a une forme trapézoidale avec des por- tées inclinées 17 dont l'angle correspond à la conicité des surfaces intérieures 16 des joues. 15. Lorsque les joues 15 d'une poulie sont rapprochées, les plots 13 remontent radialement le long de ces joues 15 et tra- vaillent sur un plus grand rayon. Inversement, lorsque les joues 15 sont écartées, les plots 13 descendent radialement le long de ces joues et travaillent sur un plus petit rayon. Lorsque les joues 15 de la poulie 11 sont rapprochées pendant que les joues 15 de la poulie 12 sont écartées il se produit un changement du rapport de transmission dans un sens donné. Dans le cas contraire, le rapport de transmission est changé en sens inverse. Les plots 13 sont en métal fritté. Neuf plots 13 sur dix en métal fritté sont à base de fer et ont la composition en poids suivante; Fer 80 à 94,5 % Cuivre ou bisulfure de Molybdène 0,5 à 5 % Nickel 1 à 5 % Graphite 3 à 10 % Coke O à 10 % Pour le frittage de ces plots en métal fritté à base de fer, on comprime la poudre formée par les constituants indiqués ci-dessus sous une pression de 2 à 8 tonnes par cm2 Cette compression est avantageusement effectuée par pas- tillage avec une presse ayant une matrice flottante et un poinçon d'éjection opposé à un poinçon de compression, de fa- çon à réaliser une compression bilatérale favorisant l'unifor- mité du tassement dans la galette ainsi obtenue. On place ensuite cette galette comprimée au four à une température de l'ordre de 1,000 à 1.1000C. Après cuisson au four, les plots frittés sont soumis à une compression supplé- mentaire. Ces plots en métal fritté à base de fer ont un coeffi- cient de frottement de l'ordre de 0,5 par rapport aux joues 15. On appréciera que ces plots sont peu enclins au grippage grâce au graphite, sont résistants à l'usure grâce au coke, et ont une excellente tenue grâce au nickel. Par ailleurs, le rôle du cuivre ou du sulfure de molybdène est de faciliter le frit- tage, Un plot en métal fritté sur dix est à base de bronze et a la composition en poids suivante: Cuivre 80 à 92 % Etain 4 à 10 % Graphite: 3 à 10 % Coke 0 à 5 % Le frittage s'effectue dans des conditions analogues à celles décrites pour les plots en métal fritté à base de fer, mais la cuisson au four est de l'ordre de 700 à 8000C au lieu de 1000 à 11000C pour les plots frittés à base de fer. Ces plots en métal fritté à base de bronze ont un coefficient de frottement de l'ordre de 0,2 par rapport aux joues 15. L'ensemble des plots 13 en métal fritté, pour les uns à base de fer, et, pour les autres à base de bronze, répartis parmi les plots à base de fer permettent d'excellentes condi- tions de fonctionnement. De préférence, les plots 13 n'ont pas tous la même di- mention, et certains d'entre eux, désignés par 13A à la fi- gure 3 sont moins épais que les autres plots 13. Ceci permet de faciliter l'enroulement de la courroie 10 sur les poulies 11 et 12 et d'améliorer les conditions de fonctionnement lors des variations du rapport de transmission. Les bandes 14 pour le guidage des plots 13 sont prévues en fibres aramides 18 tellesque "KEVLAR" (figure 4) enrobees. de matière élastomère 19 telle que caoutchouc. Le "RE.VLAR" présente les caractéristiques suivantes; Densité: 1,5 Résistance à la traction: 300 kg par mmi Allongement à la rupture: 4 % Module d'élasticité: 13000 kg par mm2 Ces caractéristiques sont supérieures pour l'application considérée, à celles de l'acier qui sont les suivantes Densité: 7,5 Résistance à la traction 100 kg par mm2 Allongement à la limite élastique - 0,5 % Module d'élasticité: 20 000 kg par mm2 Les bandes de guidage 14 constituées par des fibres de "KEVLAR" 18 enrobées de caoutchouc 19 présentent ainsi des per- formances considérablement supérieures à celles des bandes.en acier. En particulier, la juxtaposition des plots 13 les uns contre les autres n'entraîne aucune difficulté de montage des plots 13 sur les bandes 14, du fait du fort allongement pos- sible de ces banCes 14 (4 % au lieu de 0,5 % Au cours du fonctionnement, on n'observe aucun phénomè- ne d'usure notamment entre les plots 13 et les bandes 14, ce qui évite des écarts de position lorsque les plots 13 rentrent en contact avec les poulies il et 12. De cette façon, aucun effort de traction supplémentaire n'est exercé sur les bandes 14. On n'observe non plus aucun phénomène de matage entre les plots 13. Il n'y a pratiquement aucun risque de grippage, ce qui permet d'éviter toute lubrification du dispositif. En outre, la transmission est très silencieuse. On appréciera également que dans la transmission sui- vant l'invention, le poids de la courroie 10 comportant les plots frittés 13 et les bandes en "KEVLAR" 14 est inférieur à celui d'une courroie comportant des plots en tôle de fer et des bandes en acier, ce qui permet de diminuer les efforts de traction engendrés par la force centrifuge. En variante (figures 5 et 6) la disposition est analo- gue à celle qui vient d'être décrite en référence aux figures 1 à 4, mais chaque plot en métal fritté désigné par 13', est ici prévu anisotrope et présente un coefficient de frottement sur les poulies qui est plus fort dans une direction circon- férentielle (flèche Fl) que dans une direction radiale (flèche F2). A cet effet, le plot 13 en métal fritté comporte des fibres de laine d'acier L (figure 6) qui sont disposées dans des plans P perpendiculaire à la face de frottement du plot 13' et qui ne s'étendent pas transversalement par rapport à ces plans P. Il se produit ainsi dans le plot 13', une sorte de clivage suivant les plans P. Dans la direction Fl, le plot 13' présente successivement une pluralité d'interface qui aug- mentent le coefficient de frottement Fl dans une direction cir- conférentielle tandis que le coefficient de frottement F2 dans la direction radiale est réduit. Pour fixer les idées, le coefficient de frottement Fl est de l'ordre de 0,5, ce qui per- met d'excellentes conditions d'entraînement circonférentiel des plots 13' avec les poulies, tandis que dans une direction radiale, le coefficient de frottement F2 est de l'ordre de 0,2, ce qui permet un glissement radial facile des plots 13' par rapport aux poulies, lors des changements du rapport de transmission. De préférence, les plots anisotropes 13' en métal fritté ont la composition en poids suivante: Fer: 0 à 43 % Laine d'acier: 50 à 80 % Graphite: 5 à 20 % Bisulfure de Molybdène: 1 à 5 % Coke: 0 à 7 % Nickel 1 à 5 % Le frittage s'effectue dans des conditions analogues à celles qui ont été décrites précédemment. L'anisotropie ré- sulte du pastillage à la presse qui a pour effet de disposer les fibres de laine d'acier suivant les plans P. REVENDICATIONS 1) Transmission comportant une courroie 10 passant sur des poulies 11, 12 et constituée par un empilage de plots 13, 13' travaillant en compression et guidés par au moins une bande 14, transmission caractérisée en ce que les plots 13, 13' sont en métal fritté. 2) Transmission comportant une courroie 10 passant sur des poulies 11, 12 et constituée par un empilage de plots 13, 13' travaillant en compression et guidés par au moins une bande 14, transmission caractérisée en ce que la bande 14 est en fibres aramides 18 telles que "KEVLAR". 3) Transmission comportant une courroie 10 passant sur des poulies 11, 12 et constituée par un empilage de plots 13, 13' travaillant en compression et guidés par au moins une bande 14, transmission caractérisée en ce que les plots 13, 13' sont en métal fritté et en ce que la bande 14 est en fi- bres aramides 18 telles que "KEVLAR". 4) Transmission suivant la revendication 2 ou la reven- dication 3, caractérisée en ce que la bande 14 est en fibres aramides 18 telles que "KEVLAR" enrobées d'une matière élas- tomère 19 telle que caoutchouc. ) Transmission suivant la revendication 1 ou la reven- dication 3, caractérisée en ce que les plots 13 en métal fritté sont, au moins pour certains, à base de fer et ont la composi- tion en poids suivante: Fer 80 à 94,5 % Cuivre ou Bisulfure de Molybdène 0,5 à 5 % Nickel 1 à 5 % Graphite 3 à 10 % Coke O à 10 % 6) Transmission suivant la revendication 1 ou la reven- dication 3, caractérisée en ce que les plots 13 en métal fritté sont, au moins pour certains, à base de bronze et ont la com- position en poids suivante Cuivre 80 à 92 % Etain 4 à 10 % Graphite 3 à 10 % Coke 0 à 5 % 7) Transmission suivant la revendication 1 ou la reven- dication 3, caractérisée en ce que les plots 13 en métal fritté, sont au moins pour certains, à base de fer et ont la composition en poids suivante: Fer 80 à 94 % Cuivre ou Bisulfure de Molybdène 0,5 à 5 % Nickel 1 à 5 % Graphite 3 à-10 % Coke 0 à 10 % tandis que d'autres plots en métal fritté sont à base de bronze et ont la composition en poids suivante: Cuivre 80 à 92 % Etain 4 à 10 % Graphite 3 à 10 % Coke 0 à 5 % 8) Transmission suivant la revendication 7, caractéri- sée en ce que les plots en métal fritté à base de bronze sont en plus petit nombre que les plots eh métal fritté à base de fer et répartis parmi ceux-ci. 9) Transmission suivant la revendication 8, caractéri- sée en ce qu'un plot en métal fritté à base de bronze est pré- vu pour neuf plots en métal fritté à base de fer. ) Transmission suivant la revendication 1 ou la re- vendication 3, caractérisée en ce que des plots 13' en métal fritté sont prévus anisotropes avec un coefficient de frot- tement sur les poulies qui est plus fort dans une direction circonférentielle Fl que dans une direction radiale F2. 11) Transmission suivant la revendication 10, caracté- risée en ce que les plots anisotropes 13' en métal fritté ont la composition en poids suivante: Fer 0 à 43 % Laine d'acier 50 à 80 % Graphite 5 à 20 % Bisulfure de Molybdène 1 à 5 % Coke 0 à 7 % Nickel 1 à 5 % 12) Transmission suivant l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisée en ce que certains plots 13A sont moins épais que les autres.