Brevet FR2511108A1 — publié le 19830211

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 variable. A cet effet, la face intérieure des joues de chaque poulie est conique. Les joues de chaque poulie sont rapprochables et écartables axialement l'une par rapport à l'autre. Les plots ont en section transversale une forme trapézoidale complémentaire de celle des surfaces coniques des joues des poulies. Ainsi, par le jeu du rapprochement et de l'écarte- ment des joues des poulies, les plots montent ou descendent radialement le long desdites joues et ne cessent d'être en contact avec celle-ci, ceci avec un rapport de transmission variable en fonction du rapport des rayons moyens suivant lesquels travaillent les plots sur l'une et l'autre poulies. En général, les plots sont en talle de fer et les bandes en acier. L'ensemble du dispositif est lubrifié. Dans le brevet français No 80.24 510, la Demanderesse a propos une transmission à courroie et poulies du type indiqué ci-dessus, dont les conditions de montage et de fonctionnement sont améliorées et qui peut travailler sans lubrification. Dans ce brevet sont décrits, d'une part, des plots en métal fritté, qui améliorent de façon notable, au moins dans certaines applications, les conditions du contact d'entrainement entre lesdits plots et les joues des poulies, et d'autre part, une bande de guidage en fibres aramides avantageusement enrobées de matière élastaaère telle que caoutchouc. La Demanderesse a maintenant découvert, après divers essais que les performances sont notablement améliorées lorsque les fibres constituant la bande de guidage sont agencées en fils formant un tissu serré. En disposant la chai ne du tissu dans le sens longitudinal par rapport à la bande, on améliore de façon très sensible, la résistance à la traction. La trame du tissu étant disposée dans le sens transversal, on obtient d'excellentes conditions d'enroulement de la bande autour des poulies. En outre, une telle bande offre une faible résistance à l'enroulement, facilitant ainsi la coopération de la courroie et des poulies. La tenue de l'ensemble de la transmission à la fatigue est nettement améliorée. De plus, l'amélioration des qualités de résistance à la traction et des conditions d'enroulement est telle que le tissu peut être prévu aussi bien en KEVLAR qu'éventuellement en d'autres fibres à hautes performances. L'agencement des fibres en tissu permet ainsi, dans le cadre d'une transmission du type visé, d'utiliser plainement les qualités propres desdites fibres. La présente invention a pour objet une transmission du type sus-visé, notamment caractérisée en ce que la bande est constituée par un tissu serré de fils. Avantageusement chaque fil est formé par une pluralité de fibres juxtaposées. Lesdites fibres constituant les fils formant le tissu peuvent être en KEVLAR, mais également de tout autre nature appropriée, telles que fibres de carbone, de verre, notamment verre E, verre R ou verre S, fils d'acier spécial ou toutes autres fibres convenables. Le choix de ces fibres peut être fait sur la base d'un compromis performance-cott, puisque les fibres sont utilisées avec un rendement maximal, y compris en associant des fibres de natures différentes en chaîne et en trame. Avantageusement, le tissu est enrobé ou imprégné de matière élastomère telle que caoutchouc. Le caoutchouc permet d'absorber les mouvements entre les plots et la bande, et est avantageusement utilisé lorsque la courroie travaille en l'absence de lubrification. Par ailleurs, la bande essentiellement constituée d'un tissu selon la présente invention, peut se combiner, avec un excellent rendement, avec des plots en métal fritté, ou éventuellement avec des plots de toute nature appropriée. Les caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, 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 poulie; la figure 3 est une vue schématique, à très grande échelle et en coupe transversale partielle, suivant la ligne III-III de la figure 4, d'une des bandes de guidage des plots; la figure 4 est la vue de dessus partielle correspondante. La forme d'exécution représentée aux figures 1 à 4, concerne 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 compression et guidés au moyen d'encoches 25, 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 (flèche F, figure 1). La surface intérieure 16 de chaque joue 15 est conique. Chaque plot 13 a une forme trapezoldale avec des portées 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 travaillent 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. En regard des figures 3 et 4, on va décrire maintenant la structure des bandes 14. Chacune des bandes 14 est essentiellement formée d'un tissu 18 dont les fils de chaîne 20 sont disposés longitudinalement par rapport à la bande. Les fils de trame 21 sont disposés transversalement. Suivant la forme de réalisation représentée, le tissu 18 est enrobé ou linprégné d'une matière élastomère 19 telle que caoutchouc. Chacun des fils de chaîne 20 et de trame 21 est constitué par une pluralité de fibres continues juxtaposées. Par 11fibres" on entend un filament continu de faible épaisseur : de 10 à 20 microns environ. La pluralité de fibres sus-visée pour constituer un fil, peut aller de plusieurs dizaines à plusieurs centaines de fibres. Diverses fibres peuvent être utilisées pour former les fils de chaîne 20 et de trame 21. On va maintenant donner, à titre d'exemple, quelques compositions de tissus. EXEMPLE 1 La fibre choisie est une fibre aramide telle que KEVLAR, choisie pour ses qualités de résistances à la traction et de capacité de flexion. Caractéristiques des fibres en KEVLAR - Densité : 1,5 - Résistance à la traction : 300 kg par am2 -Allongement à la rupture : 4 % - Module d'élasticité : 13000 kg par mm2 Caractéristiques du fil obtenu - Diamètre de la fibre élémentaire : 10 microns - Titre fil : 1500 deniers - Résistance du fil : 33 kg Caractéristiques du tissu - Fils de chaîne (nombre/cm): 13 - Fils de trame (nombre/cm) : 13 - Résistance à l'arrachement dans le sens longitudinal : 260 kg/cm linéaire - Allongement à la rupture : 8 % EXEM-PLE-2 La fibre est une fibre de carbone choisie pour sa résistance mécanique élevée associée à un module d'élasticité lé- gèrement supérieur à celui de l'acier. Caractéristiques des fibres de carbone - Densité : 1,8 - Résistance à la traction : 310 kg/mm2 - Allongement à la rupture : 1,3 % - Module d'élasticité : 23 000 kg/mm2 Caractéristiques du fil obtenu - Diamètre de la fibre élémentaire : 15 microns - Nombre de fibres par fil : 3000 - Diamètre du fil : 600 microns Caractéristiques du tissu - Fils de chaine (nombre/cm) : 10 - Fils de trame (nombreJcm) : 10 - Résistance à l'arrachement dans le sens longitudinal : 500 kg/cm linéaire - Allongement à la rupture : 4 % EXEMPLE 3 La fibre est une fibre de verre E choisie pour son prix avantageux. Caractéristiques des fibres de verre E - Densité : 2,60 - Résistance à la traction sur filament vierge : 340 kg/ma2 - Allongement à la rupture : 3 % - Module d'élasticité : 7300 kg/mm2 Caractéristiques du fil obtenu - Diamètre de la fibre : 9 microns - Titre fil : 34 tex Caractéristiques du tissu - Fils de chaîne (nombre/cm) : 21 - Fils de trame (nombre/cm) : 19 - Résistance à l'arrachement dans le sens longitudinal : 170 kg/cm linéaire - Allongement à la rupture : 6 % EXEMPLE 4 La fibre choisie est une fibre dé verre R choisie pour ses qualités de haute tenacité. Caractéristiques des fibres de verre R ou S - Densité : 2,55 - Résistance à la traction sur filament vierge : 440 kg/mm2 - Allongement à la rupture : 2 % - Module d'élasticité : 8600 kg/mm2 Caractéristiques du fil obtenu - Diamètre de la fibre : 9 microns - Titre fil : 34 tex Caractéristiques du tissu - Fils de chaine (nombre/cm) : 21 - Fils de trame (nombre/cm) : 19 - Résistance à l'arrachement dans le sens longitudinal : 220 kg/cm linéaire - Allongement à la rupture : 6 % EXEMPLE 5 Le tissu est constitué des fils de carbone de l'exemple 2 pour la chaîne et de fils de verre E de l'exemple 3 pour la trame. Cette solution tout en étant techniquement très proche de celle de l'exemple 2, est plus économique. Caractéristiques du tissu - Fils de chaîne (nombre/cm) : 8,5 - Fils de trame (nombre/cm) : 3,7 - Résistance à l'arrachement dans le sens longitudinal : 425 kg/cm linéaire - Allongement à la rupture : 4 % EXEMPLE 6 Dans cet exemple, la fibre choisie est un filament d' acier inoxydable spécial dont le diamètre est comparable à celui des autres fibres. Cette fibre d'acier spécial est choisi pour ses qualités de résistance à l'abrasion. Caractéristiques des fibres d'acier inoxydable spécial - Densité : : 8,0 - Résistance à la traction : 155 kg/mm2 - Allongement à la rupture : 1,5 % - Module d'élasticité : 20300 kg/mm2 Caractéristiques du fil obtenu - Diamètre de la fibre : 15 microns - Nombre de fibres par fil : 300 - Diamètre du fil : 280 microns - Résistance du fil : 10 kg Caractéristiques du tissu - Fils de chaîne (nombre/cm) : 28 - Fils de trame (nombre/cm) : 18 - Résistance à l'arrachement dans le sens longitudinal : 240 kg/cm linéaire - Allongement à la rupture : 4 % Bien entendu, les listes d'exemples et les compositions ci-dessus ne sont pas limitatives. On peut en particulier envisager toutes sortes de fibres pour composer les fils (soie, etc...). Le choix d'une combinaison, fibre-nombre de fibres par fil-nombre de fils de trame/cm- nombre de fils de chaîne/cmélastomère imprégnant, peut être guidé par un compromis per formance-coQt. Par exemple, pour certaines applications, la résistance à la traction peut être une donnée primordiale, pour d'autres applications, cette résistance est une donnée secondaire. On peut alors se contenter de fibres moins performantes. La bande ainsi formée n'en facilitera pas moins l'enroulement de la courroie autour des poulies, et cela grâce à l'agencement desdites fibres en tissu. Selon la forme de réalisation choisie et représentée, les plots 13 sont en métal fritté. Ces plots sont, au moins pour certains, à base de fer et ont la composition en poids suivante Fer : 80 à 94,5 % Cuivre ou bisulfure de molyb dène : 0,5 à 5 % Nickel : là5% Graphite : 3 à 10 % Coke : O à 10 % 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 :: O à 5 % De tels plots en métal fritté à base de bronze sont prévus en même temps que les plots en métal fritté à base de fer mais en plut petit nombre que ces derniers et répartis parmi eux. Par exemple un plot en métal fritté à base de bronze est avantageusement prévu pour neuf plots en métal fritté à base de fer. Grâce à cet agencement, on obtient d'excellentes conditions 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 frottement sur les poulies qui est plus fort dans une direction circonférentielle que dans une direction radiale. Ces plots anisotropes en métal fritté ont la composition en poids suivante Fer : O à 43 % Laine d'acier : 50 à 80 % Graphite : 5 à 20 % Bisulfure de Molybdène : là5% Coke : O à 7 % Nickel : là5% 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 conditions 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 perpendiculairesà la face de contact des plots avec les flasques mais jamais d'une manière transversale, ce qui produit une sorte de clivage qui augmente le coefficient de frottement dans le sens circonférentiel et le diminue dans le sens radial. La Demanderesse a observé que la combinaison, plots en métal fritté avec une bande constituée par un tissu serré de fils dont chacun est formé par une pluralité de fils juxtaposés, permet d'obtenir, pour le type de transmission sus-vise, des résultats particulièrement remarquables. Par rapport aux transmissions de ce type déja connues, le rendement de la transmission, selon la présente invention, est très nettement amélioré par cette combinaison. La courroie selon la présente invention s'enroule particulièrement bien autour des poulies et cela grâce, en grande partie à la structure en tissu de fibres de la bande. Cela est également dû aux qualités de coopération des plots avec la bande sus-visée. On notera à la figure 2 que les encoches 25 des plots 13 dans lesquelles coulissent les bandes 14, sont calculées pour maintenir radialement les plots sur les bandes, mais sans serrer cer dernières. I1 s'ensuit une excellente coopération entre les plots et les bandes, en particulier lors de l'enrou- lement de la courroie formée par les bandes 14 et les plots 13 autour des poulies 11 et 12 et également au cours des change ments du rapport de transmission. De plus, la présence d'une bande relativement fine et résistante, contribue à diminuer de façon notable les risques de grippage, risques qui sont encore plus diminués par l'emploi de plots en métal fritté. Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites et représentées, mais englobe toutes variantes d' exécution. En particulier, il est fait état au cours de la description ci-dessus d'un tissu formé de fils de chaîne et de fils de trame, chacun des fils étant formé d'une pluralité de fibres juxtaposées. I1 va de soi que ledit tissu peut avoir toute autre forme appropriée. Les plots peuvent être prévus, dans certaines applications en matière autre que métal fritté, etc... REVENDICATIONS 1) Transmission comportant une courroie passant sur des poulies et constituée par un empilage de plots travaillant en compression et guidés par au moins une bande, transmission caractérisée en ce que la bande (14) est constituee par un tissu (18) serré de fils (20, 21). 2) Transmission selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque fil (20, 21) est formé par une pluralité de fibres juxtaposées. 3) Transmission selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le tissu (18) est enrobé d'une matière élas tomère (19) telle que caoutchouc. 4) Transmission selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisée en ce que, ledit tissu (18) comportant des fils de chaîne (20) et des fils de trame (21), les fils de chaîne (20) sont disposés longitudinalement par rapport à la bande et les fils de trame (21) transversalement par rapport à la bande. 5) Transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que lesdites fibres sont des fibres aramides telles que KEVLAR. 6) Transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que lesdites fibres sont des fibres de carbone. 7) Transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que lesdites fibres sont des fibres de verre E. 8) Transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que lesdites fibres sont des fibres de verre R. 9) Transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que lesdites fibres sont des fibres de verre S. 10) Transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que lesdites fibres sont des filaments d'acier spécial. 11) Transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que les plots (13) sont, au moins pour certains, en métal fritté 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 : à 5 & Graphite : 3 à 10 % Coke : 0 à 10 % 12) Transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que les plots (13) sont, au moins pour certains, en métal fritté à base de bronze et ont la composition en poids suivante; Cuivre : 80 à 92 % Etain : 4 à 10 % Graphite : 3 à 10 % Coke : 5 B 13) Transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que les plots (13) sont, au moins pour certains, en métal fritté 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 Ó Coke : 0 à 10 % tandis que d'autre 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 :0à5% 14) Transmission selon la revendication 13, caractérisée en ce que les plots en métal fritté à base de bronze sont en plus petit nombre que les plots en métal fritté à base de ier et répartis parmi ceux-ci. 15) Transmission selon la revendication 14, caractérisée en ce qu'un plot en métal fritté à base de bronze est prévu pour neuf plots en métal fritté à base de fer. 16) Transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que des plots (13) sont en métal fritté et prévus anisotropes avec un coefficient de frottement sur les poulies qui est plus fort dans une direction circonférentielle que dans une direction radiale. 17) Transmission selon la revendication 16, caractérisée en ce que les plots anisotropes (13) en métal fritté ont la composition en poids suivante Fer : O à 43 % Laine d'acier : 50 à 80 % Graphite : 5 à 20 % Bisulfure de molybdène : 1 à 5 % Coke : 0 à 7 % Nickel : là5%