Brevet FR2518682A1 — publié le 19830624

La présente invention se rapporte à une trans- mission à courroie équipée d'un dispositif d'appui de la courroie contre une poulie. Une transmission du type précité, qui comprend une poulie menante et une poulie menée en prise avec une courroie de transmission, transmet une puissance de la poulie menante à la poulie menée grâce à une force de frot- tement qui se développe entre la courroie et les poulies. Afin d'obtenir une transmission efficace de cette puissance, on a cherché à augmenter le coefficient de frottement de la courroie ou la tension de la courroie en utilisant des poulies de tension, de manière à augmenter la force de frottement entre la courroie et les poulies Une augmenta- tion du coefficient de frottement de la courroie a pour con- séquence un contact excessif entre la courroie et les pou- lies, pendant l'entraînement de la courroie, de sorte que cette dernière est progressivement usée et que sa durée de vie est réduite Les résidus poudreux produits par ce frot- tement entre la courroie et les poulies adhèrent à la sur- face de la courroie sur laquelle ils forment une surface rugueuse qui fait du bruit lorsque la courroie est entraînée. Une augmentation de la tension de la courroie obtenue en utilisant des poulies de tension provoque une extension excessive de la courroie, ce qui a pour effet de réduire sa durée de vie. La transmission à courroie équipée d'un dispo- sitif d'appui selon l'invention, qui remédie aux inconvé- nients précités de l'état de la techniquecomprend ( 1) une courroie de transmission, ( 2) une paire de poulies dont l'une est une poulie menante et l'autre une poulie menée, et qui sont en prise avec la courroie de transmission, et ( 3) un dispositif d'appui, destiné à appuyer le - dos de la courroie de transmission contre la poulie menante, dans la partie de la courroie de transmission qui est en contact avec la poulie menanteet qui comprend plusieurs poulies de guidage, une courroie d'appui qui est en'prise avec les poulies de guidage de sorte qu'une partie de la courroie d'appui est au'contact de la courroie de-trans- mission et s'appuie contre elle etun dispositif de réglage, relié à l'une des poulies de guidage, et destiné à régler une pression développée par l'appui de la courroie d'appui contre la courroie de transmission, de manière à régler la pression de la courroie de transmission sur la poulie menante. Les poulies de guidage sont par exemple au nombre de trois, deux d'entre elles étant disposées symétriquement par rapport à la ligne qui passe par les centres de la poulie menante et de la poulie menée et sur une ligne qui passe par le centre de la poulie menante, tandis que la troisième poulie de guidage est reliée au dispositif de réglage et se trouve disposée à une égale distance de cha- cune des deux autres poulies de guidage Le dispositif de réglage est un vérin ou un ensemble vis-écrou. La courroie d'appui comprend une étoffe tissée qui contient des fibres naturelles et des fibres synthétiques sur au moins celle de ses surfaces qui est en regard de la courroie -de transmission, et dans laquelle les fibres na- turelle sont davantage exposées en surface que les fibres synthétiques. En conséquence, l'invention décrite dans la présente demande permet (a) d'obtenir une transmission équipée d'un dis- positif d'appui qui donne une tension désirée de la cour- roie de transmission sans étirer cette dernière de manière excessive, (b) d'obtenir une transmission équipée d'un dispositif d'appui par laquelle la puissance est effica- cement transmise de la poulie menante à la poulie menée en raison de la pression de la courroie d'appui contre la cour- roie de transmission et malgré une faible tension de la courroie de transmission, - (c) d'obtenir une transmission équipée d'un dispositif d'appui dans laquelle, en raison de l'utilisation. dematériaux à faible coefficient de friction dans la réali- 251 682 sation de la courroie d'appui, le frottement entre la courroie d'appui et la courroie de transmission est réduit au point que l'usure de la courroie de transmission est diminuée, et (d) d'obtenir-une transmission à courroie équipée d'un dispositif d'appui, dans laquelle-la chaleur dissipée par le frottement entre la courroie d'appui et la courroie de transmission est diminuée de sorte que la perte de puissance est réduite au minimum, en raison de l'utilisation, dans la réalisation de la courroie d'appui, de matériaux ayant un coefficient de frottement réduit. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins sur lesquels: la figure l(a) est une vue de face de la trans- mission selon l'invention; la figure 1 (b) est une vue en perspective d'une transmission équipée d'un premier exemple de dispositif de réglage; la figure 1 (c) est une vue en perspective d'une- transmission équipée d'un autre dispositif de réglage selon l'invention; la figure 2 est un graphique représentant la puissance de transmission maximale de la courroie de trans- mission en l'absence de courroie d'appui, sur lequel on a représenté la relation qui lie la tension T de la courroie de transmission et la puissance P destinée à être transmise à la courroie de transmission; la figure 3 est un graphique représentant la puissance de transmission maximale de la courroie de trans- mission, en présence d'une courroie d'appui, sur lequel on a représenté la relation entre la tension T de la courroie dz transmission et la puissance P à transmettre à la ccur- roie de transmission; la figure 4 (a) est une vue en perspectice re- présentant une étoffe tissée de la courroie d'appui selon l'invention; et la figure 4 (b) est une vue en perspective re- présentant une autre étoffe tissée de la courroie d'appui selon l'invention. La transmission selon l'invention est munie d'une courroie de transmission 1 et d'une paire de poulies, dont l'une est une poulie menante 2 et l'autre une poulie menée 3, qui sont en prise avecla courroie de transmission 1 La puissance de la poulie menante 2 est transmise à la poulie menée 3 par la force de frottement développée entre les poulies 2 et 3 et la courroie de transmission 1 La transmission selon l'invention comprend de-plus un dispo- sitif d'appui 4 destiné à appuyer le dos 31 de la courroie de transmission 1 vers la poulie menante 2, dans la partie de-la courroie de transmission 1 qui vient en contact avec la poulie menante 2 Le dispositif d'appui 4 comprend plu- sieurs poulies de guidage, par exemple trois poulies de guidage 41, 42 et 43, et une courroie d'appui 44 qui est en prise avec les poulies de guidage 41, 42,_ 43 de sorte qu'une partie 440 de la courroie d'appui 44 est-en contact et s'appuie contre le dos 31 de la courroie de transmission 1, dans la partie de cette dernière qui est en contact avec la poulie menante 2 Deux poulies 41 et 43 des trois pou- lies de guidage sont de préférence disposées symétriquement par rapport à la ligne Ll qui passe par le centre c de-la poulie menante 2 et le centre d de la poulie menée 3 Cha- que centre e et f de ces poulies 41 et 43 est également disposé de préférence sur la ligne L 2 qui passe par le cen- tre c de la poulie menante 2 Les poulies de guidage 41 et 43 sont de préférence proches de la poulie menante 2 La poulie de guidage 42 est disposée à une égale distance de chacune des deux poulies de guidage 41 et 43 et se trouve reliée à un dispositif 40 de réglage de la pression déve- loppée par l'appui de la courroie d'appui 44 sur la cour- roie de transmission 1 La pression peut être diminuée par le dispositif de réglage 40 qui permet de rapprocher la poulie de guidage 42 qui lui est reliée de la poulie menante 2, et cette pression peut être augmentée par le dispositif N. de réglage 40 qui autorise l'écartement de la poulie de guidage 42 de la poulie menante 2, de sorte que l'on peut obtenir le réglage souhaitable de la pression de la cour- roie d'appui 44 contre la courroie de transmission 1 En conséquence, la pression de la courroie de transmission 1 contre la poulie menante 2 peut être réglée à la valeur désirée Ce dispositif de réglage 40 comprend un vérin 400 (voir figure 1 (b)) ou un ensemble vis-écrou 401 (voir fi- gure 1 (c)) La courroie d'appui 44 peutdans une variante, être disposée de façon à venir en prise avec la poulie me- née 3, lorsque l'angle de contact de la courroie de trans- mission 1 avec la poulie menante 3 est relativement petit. L'utilisation d'une courroie d'appui 44 augmente la puissance de transmission de la courroie de transmission 1 pour les raisons suivantes: ( 1) en l'absence de courroie d'appui, comme cela est représenté sur la figure 2, la tension de la cour- roie de transmission, lorsque cette courroie 1 n'est pas entraînée, est égale à sa tension propre, qui est par exemple de 10 x 107 P Lorsqu'une charge est appliquée sur la courroie de transmission, alors que cette dernière est entraînée, la tension Tt de la partie tendue s'élève à 12 x 107 P (Tt = 12) et la tension Ts du côté détendu s'abaisse à 8 x 10 P (Ts = 8) La puissance de transmis- sion maximale Pe de la courroie de transmission 1 est donnée par la formule suivante Pe = Ts Ts Dans ces conditions, Te = 4 k W La limite de la puissance de transmission maxi- male est une fonction est d'un angle o dé contact de la courroie de transmission avec la poulie menante et d'un coefficient de frottement p entre la courroie de trans- li O Tt mission et la poulie menante, qui est donnée-pare i,, o e est la base des logarithmes népériens En conséquence, eli = 1,5. ( 2) en présence d'une courroie d'appui, coime cela est représenté sur la figure 3, la tension Ts du côté dé- tendu de la courroie de transmission se maintientà 10 x 107 P en raison de la pression qui résulte de l'appui de la cour- roie d'appui sur la courroie de transmission Donc Ts = 10 x 10 N Etant donné que la limite est de la puis- sance de transmission maximale de la courroie de trans- mission est la même que celle que l'on obtient en l'absence d'une courroie d'appui, e D 8 = Tt= 1,5 Donc Tt = 1,5 Ts. Ts -7 7 Comme Ts est égal à 10 x 10 N, Tt est égal à 15 x 10 N. En conséquence, la puissance de transmission maximale Te = Tt Ts de la courroie de transmission devient égale à 5 k W (Pe = 5 k W). En conséquence, on comprend que l'utilisation d'une courroie d'appui augmente la puissance de transmission maximale. Lorsque la courroie de transmission 1 se déplace d'un point (a) à un point (b), comme cela est représenté sur la figure l(a), elle subit un glissement élastique S. Le glissement élastique S est donné par l'équation sui- vante: P s - S A E o S est le glissement élastique de la courroie de-trans- mission 1, P est la puissance de transmission à transmettre à la courroie 1, A est la section de la courroie 1, et E est le module d'Young de l'âme de la courroie 1. La courroie de transmission 1 s'étire au point (a) en raison de la tension Tt, et se rétracte au point (b) car la tension Ts au point (b) est inférieure à la tension Tt au point (a) En conséquence, la vitesse de déplacement de cette courroie de transmission 1 diminue lorsque la cour- roie 1 se déplace du point (a) au point (b) Ceci produit le phénomène de glissement élastique de la courroie de trans- mission 1 Etant donné que la courroie de transmission 1 se déplace à une vitesse V, la différence de vitesse entre les points (a) et (b) est égale à SV Comme ce fonction- nement ne fait intervenir qu'une pression appliquée sur la courroie de transmission 1, la courroie d'appui 44 n'est soumise qu'à une faible charge, de sorte que la courroie - d'appui 44 continue à se déplacer à la vitesse V En consé- quence, une différence de vitesse relative SV se produit - 2518 682 invariablement entre les deux courroies l et 44. En raison de cette différence de vitesse, les inconvénients suivants peuvent se présenter sur les cour- roies i et 44: ^ ( 1) la différence de vitesse SV augmente lors- que la courroie de transmission i transmet une puissance augmentée ou se déplace à une vitesse supérieure; - ( 2) l'augmentation de la différence de vitesse entraîne une usure des deux courroies 1 et 44 etune dissi- pation de chaleur en raison du frottement, ce qui en- traîne une perte de puissance. Afin d'éliminer les inconvénients mentionnés ci-dessus, la courroie d'appui 44 est constituée d'un tissu sur au moins celle de ses faces qui est en re- gard de la courroie de transmission 1 Le tissu contient des fibres naturelles et des fibres synthétiques, de telle sorte que les fibres naturelles sont davantage exposées en surface que les fibres synthétiques La matière de sur- face de la courroie d'appui 44 est un tissu 45 dont la chaîne 46 est constituée de fibres naturelles telles que du coton ou du lin et dont la trame 47 est constituée de fibres synthétiques telles que celles commercialisées sous le nom de marque "Nylon" ou de "Vinylon" Les fibres - naturelles présentent d'excellentes caractéristiques de résistance à la chaleur alors que les fibres synthétiques présentes d'excellentes caractéristiques de résistance à l'usure Les fibres naturelles sont davantage exposées à la surface de la courroie que les fibres synthétiques; par exemple, le rapport des fibres naturelles aux fibres synthétiques, en surface, varie entre i et 16 et de préfé- rence est compris entre 2 et 8 Du fait que le tissu a la structure décrite ci-dessus, non seulement son coefficient de frottement est faible d'une manière générale, mais la courroie d'appui 44 vient sans à-coup en contact avec la courroie de transmission 1, de sorte que la dissipation de chaleur est diminuée et que l'usure est réduite Une courroie d'appui selon l'invention présente par exemple un coefficient de frottement qui varie entre 0,2 et 0,25, ce qui est nettement inférieur au coefficient de frottement d'une courroie conventionnelle, dont la surface est en cuir ou en caoutchouc, et qui est compris entre 0,5 et 0,6. Il est préférable d'utiliser des fibres de nylon pour constituer la trame 47 dans le cas o l'âme 48 de la cour-, roie est réalisée en nylon, car on peut améliorer les forces d'adhérence entre la trame 47 et l'âme 48 de la courroie. Dans une variante, comme cela est représenté sur la figure 4 (b), l'utilisation de fibres synthétiques pour réaliser la chaîne 46 et l'utilisation de fibres naturelles pour réaliser la trame 47 procurent une résis- tance améliorée du tissu 45 car la résistance à la trac- tion des fibres synthétiquesest supérieure à celle des fibres naturelles. Il est préférable d'utiliser un tissu ayant la même structure que celles décrites ci-dessus sur la face de la courroie d'appui 44 qui n'est pas disposée en regard de la courroie de transmission 1, comme cela est représenté sur lés figures 4 (a) et 4 (b), car on peut également diminuer le frottement entre la courroie d'appui 44 et les poulies de guidage 41, 42 et 43. Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments-constitutifs sans pour autant sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 Transmission à courroie équipée d'un disposi- tif d'appui, qui comprend: une courroie de transmission ( 1), une paire de poulies ( 2, 3), dont l'une est une poulie menante ( 2), et l'autre une poulie menée ( 3), et qui sont en prise avec la courroie de transmission ( 1), caractérisée en ce qu'elle comprend de plus: un dispositif d'appui ( 4), destiné à appuyer le dos ( 31) de la courroie de transmission ( 1) vers la poulie menante ( 2), dans la partie de la courroie de trans- mission ( 1) qui est en contact avec la poulie menante ( 2), et qui comprend: plusieurs poulies de guidage ( 41, 42, 43), une courroie d'appui ( 44) qui est en prise avec les poulies de guidage ( 41, 42, 43) de sorte qu'une partie de la courroie d'appui ( 44) est en contact avec le dos ( 31) de la courroie de transmission ( 1), et s'appuie contre ce dernier, et un dispositif de réglage ( 40), relié à l'une ( 42) des poulies de guidage, et destiné-à régler une pres- sion développée par l'appui de la courroie d'appui ( 44) contre la courroie de transmission f 1), de manière à régler la pression de la courroie de transmission ( 1) sur la poulie menante ( 2) 2 Transmission selon la revendication 1, caracté- risée en ce que les poulies de guidage ( 41, 42, 43) sont au nombre de trois. 3 Transmission selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que deux ( 41, 43) des poulies de guidage sont disposées symétriquement par rapport à la ligne (LI) qui passe par les centres (c, d) des poulies menante ( 2) et menée ( 3) et sont sur une ligne (L 2) qui passe par le centre (c) de la poulie menante ( 2), et en ce qu'une troisième poulie de guidage ( 42), reliée au dispo- sitif de réglage ( 40) est disposée à une égale distance de chacune des poulies de guidage ( 41, 43). 4 Transmission selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le dispositif de réglage ( 40) est un vérin ( 400). Transmission selon l'une des revendications I à 3, caractérisée en ce que le dispositif de réglage ( 40) est un ensemble vis-écrou ( 401). 6 Transmission selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la courroie d'appui ( 44) est constituée d'un tissu ( 45), qui contient des fibres natu relles et des fibres synthétiques, sur au moins celle de ses surfaces qui est en regard de la courroie de trans- mission ( 1), et dans laquelle les fibres naturelles sont davantage exposées en surface que les fibres synthétiques. 7 Transmission selon la revendication 6,, caracté- risée en ce que les fibres naturelles constituent la chaîne ( 46) du tissu ( 45) et que les fibres synthétiques consti- tuent la trame ( 47) de ce tissu. 8 Transmission selon l'une des revendications 6 à 7, caractérisée en ce que les fibres naturelles sont des fibres de coton. 9 Transmission selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisée en ce que les fibres naturelles sont en lin. Transmission selon l'une des revendications 6 à - 9, caractérisée en ce que les fibres synthétiques sont des fibres de nylon. 11 Transmission selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisée en ce que les fibres synthétiques sont des fibres de vinylon.