Brevet FR2549189A1 — publié le 19850118

"Roue dentée, en particulier pour transmission par chaîne, et procédé pour sa fabrication " La présente invention se rapporte à une roue dentée, en 5 particulier pour transmission par chaîne, constituée par un corps de roue en matériau moulé comprenant un moyeu, une jante portant une denture droite, un voile réunissant ces deux premières parties et un disque annulaireen métal qui est moulé dans la masse du voile, s'étend par son bord externe jusqu'à proximité du fond des creux des dents de la denture droite et présente sur sa périphérie des trous axiaux remplis du maté riau de moulage; l'invention vise en outre un procédé pour sa fabrication. On connaît une roue dentée du type précité qui comporte un dis15 que annulaire qui est moulé dans la masse du corps de la roue, et, au niveau de son bord radialement externe, est muni d'un collet soutenant la jante dentée (brevet américain 30 76 352) La résistance à la compression et à la flexion des dents de cette roue dentée dépend essentiellement de la résistance du matériau de moulage utilisé (matière plastique) Comme les dents de nombreuses roues dentées, en particulier les rdues dentées pour transmission par chaîne, -sont très hautes, et sont par conséquent soumises à d'importants efforts de flexion, il faut que le corps de la roue dentée connue soit moulé dans une matière plastique extrêmement résistanteet relativement onéreuse Un matériau de moulage à haute résistance a en général une grande dureté et est compliqué à usiner en raison du risque de rupturesfragiles. A cela s'ajoute le fait qu'une jante dentée fabriquée en matière de moulage dure peut provoquer un bruit gênant lors du fonctionnement de la roue dentée. L'invention a par conséquent pour objet de mettre au point une roue dentée du type précité, dont le corps, malgré la grande résistance à la compression et à la flexion des 35 dents de la denture droite de la jante, puisse être fabriqué en un matériau de moulage relativement souple et amortissant les chocs (matière plastique) Ce résultat est atteint selon l'invention avec une roue dentée caractérisée par le fait que le disque annulaire, au niveau de son bord radialement externe,est muni de saillies dépassant radiale ment à l'extérieur le fond des creux des dents voisines de la denture,disposées dans chacune des dents et noyées dans le moulage du corps de la roue et que, dans le disque annulaire un trou axial est pratiqué à proximité et radialement en dessous de chaque saillie. Avec la roue dentée selon l'invention, on arrive à ce que les différentes dents de la jante du corps de la roue soient renforcées par la saillie radiale correspondante aussi bien dans le sens périphérique que dans le sens axial Les flancs des dents renforcés par les saillies ont alors une grande résistance à la compression même si le corps de la roue est fabriqué en une matière plastique déformable et amortissant les chocs Malgré la déformabilité du matériau de moulage, chaque dent de la jante présente une grande résistance à la flexion, si bien que la roue dentée, même en cas de sévères 20 conditions de fonctionnement, supporte des charges élevées au niveau de ses dents. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le bord externe du disque annulaire, dans les zones respectivement comprises entre deux saillies voisines, épouse à une fai25 ble distance le contour du fond, lui faisant face, du creux des dents de la denture On obtient ainsi une rigidité et une résistance particulièrement élevées du fond des creux de la denture droite du corps de la roue, ce qui est particulièrement important dans le cas des roues dentées des transmissions 30 par chaîne qui sont fortement sollicitées au niveau du fond des creux des dents. Dans la roue dentée selon l'invention, le corps de la roue est de préférence réalisé en un matériau de moulage élastique et chaque saillie du disque annulaire s'étend sensiblement 35 jusqu'à mi-hauteur radiale des dents de la denture Il en résulte que les flancs des dents à proximité deleurs pieds, là o ils subissent leur plus forte charge, sont maintenus de façon relativement rigide et indéformable par le bord externe dudisque annulaire Radialement vers l'extérieur en direction de la tête des dents les flancs de cellesei sont réalisés de plus en plus flexibles en fonction de la compressibilité et/ou de l'élasticité à la flexion du matériau de moulage utilisé Les extrémités radialement exte- rnes des dents guident ainsi les différents maillons de la chaîne sans choc de contact radialement vers l'intérieur jusqu'au fonddes creux des 10 dents de la roue dentée et assurent de cette façon l'alignement parfait des maillons de la chaîne. Selon une autre caractéristique de l'invention, le disque annulaire,au niveau de son bord interne,comporte avantageusement un ou deux collets disposés axialement dans le moyeu du 15 corps de la roue et dont les surfaces de l'alésage assurent l'appui direct de la roue dentée sur un élément de palier Du fait de cette disposition, la jante dans le sens radial -est appuyée rigidement et concentriquement sur l'élément de palier si bien que les dents de la jante du corps de la roue engre2 O nent avec la chaîne ou avec la contre-roue dentée correspondante au niveau du diamètre primitif de référence prescrit, même si le matériau de moulage du corps de la roue présente une grande souplesse élastique. Dans le cas d'un disque annulaire muni d'un seul collet placé dans le moyeu du corps de la roue, l'invention préconise que le collet soit formé par un appendice annulaire recourbé dans un sens axial,tandis que dans le cas d'un disque annulaire comportant deux collets placés dans le moyeu du corps de la roue, l'invention préconise que ces deux collets soient formés par des pattes disposées sur la périphérie du bord interne du disque annulaire recourbées alternativement dans l'un et l'autre sens axiaux Ces deux modes de réalisation présentent l'avantage que les collets peuvent être fabriqués économiquement par un procédé de découpage et de pressage à partir d'un flanc provenant d'un matériau métallique en bande. Dans un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, le disque annulaire comporte une ou plusieurs fentes axiales respectivement disposées radialement vers l'intérieur à partir d'un des trous axiaux On réalise ainsi sur le corps de la roue une jante dentée soutenue par un bord externe relativement rigide du disque annulaire Le voile du corps de la roue est alors rendu sensible à la flexion sous l'effet d'affaiblissement provoqué par les fentes du disque annulaire. Selon une autre particularité avantageuse de l'invention, la ou les fentes du disque annulaire sont réalisées-de façon à traverser radialement vers l'intérieur Ce mode de réalisation confère au voile et au moyeu de la roue une certaine flexibilité graze à laquelle les déformations du moyeu peuvent 15 également être admises sans que l'exactitude de la forme de la jante dentée s'en trouve affectée De telles déformations du moyeu peuvent par exemple se produire lors de la fixation d'un élément de palier dans la surface de l'alésage du moyeu. Dans la roue dentée selon l'invention, le disque annulaire 20 au niveau de son bord interne peut avantageusement comporter un évidement circulaire radial allant en s'élargissant vers l'extrémité axiale de l'un ou des deux collets et rempli du matériau élastiquement ou plastiquement déformable du corps de la roue De cette façon, la pression s'exerçant entre la sur25 face de l'élément de palier et la surface de l'alésage du ou des collet(s) est à peu près également grande dans le sens axial bien que le disque annulaire présente une rigidité radiale accrue au niveau de son bord radialement interne dans la zone du voile de la roue On évite ainsi un gauchissement 30 préjudiciable du disque annulaire lors de sa mise en place sur l'élément de palier. Pour la fabrication d'une roue dentée comprenant un corps de roue et un disque annulaire muni de trous axiaux percés de part en part et dans laquelle le disque annulaire 35 placé dans un moule est enrobé avec le matériau de moulage du corps de la roue, l'invention préconise que sur l'un des deux côtés du disque annulaire, on introduise le matériau de moulage régulièrement sur la périphérie dans le moule de manière qu'il s'écôule de l'autre côté du disque annulaire aussi bien par le bord externe de celui ci que par l'ensemble des trous axiaux Grace à ce procédé de fabrication, les saillies du disque annulaire sont ancrées dans le matériau de moulage de façon particulièrement solide et indissociable. Lors du moulage du corps de la roue qui s'effectue à partir d'un des deux c 8 tés du disque annulaire, le matériau de moula10 ge passe par dessus le bord externe et par les trous axiaux et gagne l'autre côté du disque annulaire On obtient de cette façon des courants de coulée qui sont laminés sur le bord du ddisque annulaire et dans les trous De l'autre côté du disque annulaire, les courants de coulée se rejoignent en for15 minant des joints collés dans la matière plastique Ces joints 15 collés ont un dessin qui est réalisé en forme de corps de révolution par rapport à l'axe de la roue dentée Les dents de la denture ont une résistance à la flexion élevée attendu que les surfaces de contact des dents ne comportent aucun joint collé affaiblissant le matériau de moulage. 20 L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description de modes de réalisation pris comme exemples, mais non limitatifs, et illustrés par le dessin annexé, sur lequel: la figure 1 est une coupe longitudinale d'une roue dentée; la figure 2 est une vue latérale en coupe partielle suivant A-A de la roue dentée représentée sur la figure 1; la figure 3 est une coupe longitudinale partielle d'une roue dentée en variante; la figure 4 est une coupe transversale partielle sui30 vant B-B de la roue dentée représentée sur la figure 3. Sur les figures 1 et 2,on a désigné par 1 une roue dentée d'une transmission par chaîne (galet tendeur de chaîne) et par 2 un roulement rigide à billes monté dans cette roue dentée La bague intérieure fixe 4 du roulement rigide à 35 billes 2 repose sur la surface latérale d'un appendice cylindrique 3 d'un corps (voir la ligne en trait mixte de la figure 1). La roue dentée 1 comporte un corps 5 qui est fabriqué ici en une matière plastique souple, élastique et amortissant les chocs Lin disque annulaire de renforcement 6 en tôle d'acier est noyé dans la masse du corps 5 de la roue Le corps 5 de 5 la roue comprend une jante 7 portant une denture droite, un moyeu 8 et un voile 9 raccordant entre eux la jante 7 et le moyeu 8 Dans le voile 9 est disposé-le disque annulaire 6 qui, au niveau de son bord 10 radialement externe, s'étend jusqu'à proximité du fond 11 des creux des dents 12 de la 10 denture Le bord externe 10 du disque annulaire 6 est muni de saillies 13 dépassant radialement vers l'extérieur le fond 11 des dents Chaque saillie 13 est placée dans une dent individuelle 12 de la denture et se prolonge à peu près jusqu'à mihauteur radiale des dents 12 Dans le cas présent, les saillies 13 ont un contour courbé avec convexité dirigée radialement vers l'extérieur et présentant le rayon de courbure 14. Dans la zone comprise entre deux saillies voisines 13 du disque annulaire 6 le bord externe 10 a un contour courbé avec 20 concavité dirigée vers l'intérieur et présentant le rayon de courbure 15 A cet endroit, le bord externe 10 du disque annulaire 6 est courbé de façon cnncave en forme de segment de cercle et épouse étroitement le contour du fond 11, lui faisant face, des creux des dents, ce contour présentant le rayon de courbure 16 légèrement plus petit, Un trou 17 circulaire et traversant axialement est pratiqué dans le-disque annulaire 6 à proximité et radialement au-dessous de chaque saillie individuelle 13 Les trous 17 30 sont disposés sur un diamètre primitif de référence commun sur la périphérie du disque annulaire 6. Au niveau de son bord radialement interne, le disque annulaire 6 comporte, venu d'une seule pièce, un collet 18 qui est réalisé sous la forme d'un appendice annulaire et est disposé dans le moyeu 8 du corps 5 de la roue Ce collet 18 s'étend dans l'une des deux directions axiales et avance donc axialement par rapport au disque annulaire 6 Il porte la surface cylindrique 19 de l'alésage sur laquelle l'élément de palier extérieur 20 du roulement rigide à billes 2 prend directement appui. A la suite de la surface 19 de son alésage, le collet 18 présente un évidement radial 21 alésé cylindriquement au tour Cet évidement 21 est rempli du matériau de moulage du corps 5 de la roue, si bienqu'à la surface de l'alésage 19 du collet 18 succède sans transition la surface lui faisant suite de l'alésage du moyeu 8 du corps 5 de la roue. La fabrication de la roue dentée 1 s'effectue dans un moule de coulée (non représenté) qui contient le roulement rigide à billes 2 avec le disque annulaire 6 enfilé axialement dessus Des chevilles d'arrêt cylindriques (non repré sentées), peuvent alors &tre provisoirement engagées dans 15 les trous axiaux 17 du disque annulaire 6 et maintenir ce dernier à sa position prévue dans le moule de coulée Pour le moulage du corps 5 de la roue, par une fente annulaire concentrique, on introduit de façon connue la matière plastique dans le moule sur l'un des deux c Stés du disque annu20 laire 6 La matière plastique s'écoule ensuite de l'autre c 3 té du disque annulaire 6 en passant par dessus le bord externe 10 de celui-ci et par l'ensemble des trous axiaux 17, Les courants de coulée du bord et des trous I 7 du disque annulaire en se rejoignant brutalement forment de l'autre côté une trame de joints collés qui est réalisée en forme de corps de révolution par rapport à l'axe de la roue dentée 1 La grandeur des trous 17 et la grandeur de la fente radiale entre le bord externe 10 du disque annulaire 6 et la paroi radialement opposée du moule sont dans le cas pré30 sent mutuellement accordées de façon que les courants'de coulée passent simultanément au-dessus du bord externe 10 de la périphérie du disque annulaire 6 et à travers les trous axiaux 17. Les figures 3 et 4 représentent, pour une transmission par chalne,une roue dentée modifiée 22 qui comprend également un corps de roue 5 en matériau moulé et un disque annulaire 6 moulé dans la masse de ce dernier et découpé dans un maté- riau métallique en bande Au niveau de son bord externe 10, le disque annulaire comporte des saillies 13 qui, s'étendant radialement vers l'extérieur, s'engagent respectivement dans une dent 12 de la denture de la jante 7 et sont complètement 5 entourées par le matériau moulé Un trou 17 traversant dans le sens axial est pratiqué à proximité et radialement en dessous de chaque saillie 13 du disque annulaire 6. Dans le présent exemple de réalisation, le disque annulaire 6 comporte deux collets 23, 24 qui sont respectivement disposés dans l'une des deux directions axiales et sont moulés d ans la masse du moyeu 8 du corps 5 de la roue L'un des collets 23 est formé par des pattes 25 placées sur le bord interne du disque annulaire 6 et recourbées dans l'une des directions axiales (vers le haut sur la figure 3), tandis que 15 l'autre collet 24 est formé d'une seule pièce par les pattes 26 placées sur le bord interne du disque annulaire et recourbéesdans l'autre direction (vers le bas sur la figure 3). Les différentes pattes 25, 26 sont alternativement recourbées sur la périphérie du bord interne du disque annulaire 6. Dans le disque annulaire 6 sont aménagées des fentes continues 27 qui partent d'un trou 17 sur deux de la périphérie du disque annulaire 6 et traversent radialement vers l'intérieur Les différentes pattes 25, 26 sont délimitées par ces fentes 27 au niveau du bord interne du)is',e annulai25 re 6. L'alésage cylindrique du moyeu 8 du corps 5 de la roue et les surfaces de limitation radialement internes 19 des pattes 25, 26 forment une surface d'appui commune pour un élément de palier (non représenté) La roue dentée 22 prend 30 donc directement appui sur l'élément de palier par l'intermédiaire des pattes 25, 26 A la figure 3 du dessin, sur l'extrémité inférieure du moyeu 8 est moulé d'une seule pièce un épaulement de retenue annulaire 28 qui est renforcé par endroits par des extrémités 29 tournées radialement vers 35 l'intérieur des pattes 26. La roue dentée 22 représentée sur les figures 3 et 4 peut être fabriquée dans un moule de coulée de la même façon que la roue dentée 1 précédemment décrite Pour ce faire, sur l'un des deux cotés du disque annulaire 6, on introduit le matériau demoulage dans le moule (non représenté) de façon à produire des courants de coulée qui s'écoulentde l'autre côté du disque annulaire 6 en passant par dessus le bord externe de ce dernier et à travers l'ensemble des trous axiaux 17. La roue dentée peut subir de nombreuses variations sans sortir du cadre de la présente invention Ainsi, par exemple, dans les collets 23, 24 représentés à la figure 3, on peut 10 aussi pratiquer un évidement radial commun qui se trouve dans la zone du raccordement entre le disque annulaire et les collets 23, 24 et qui s'élargit en direction des extrémités axiales de ces deux collets La surface de limitation interne ou la surface 19 de l'alésage des collets 23, 24 ne vient 15 alors en contact direct de l'élément de palier qu'à une certaine distance axiale du disque annulaire disposé dans le voile du corps de la roue. Par ailleurs, dans l'exemple de réalisation représenté à la figure 3, on peut aussi, sur l'extrémité, supérieure 20 dans le dessin, du moyeu 8, mouler d'une seule pièce un épaulement de retenue pour l'élément de palier On peut alors introduire axialement l'élément de palier dans le moyeu 8 du corps 5 de la roue et l'encliqueter si le matériau demoulage et les pattes 25, 26 sont réalisés élastiques à la 25 flexion. / REVENDICATIONS 1.-Roue dentée, en particulier pour transmission par chaîne, constituée par un corps de roue en matériau moulé comprenant un moyeu, une jante portant une denture droite, un voile réunissant ces deux premières parties et un disque annulaire en métal qui est moulé dans la masse du voile, s'étend par son bord externe jusqu'à proximité du fond des creux des dents de la denture et présente sur sa périphérie des trous axiaux remplis du matériau de moulage, caractéri10 sé par le fait que le disque annulaire( 6),au niveau de son bord( 10) radialement externe, est muni de saillies ( 13) dépassant radialement à l'extérieur le fond ( 11) d-es creux des dents voisines ( 12) de la denture, disposées dans chacune des dents ( 12) et noyées dans le matériau de moulage du corps ( 5) de la roue, et que 15 dans le disque annulaire ( 6) un trou axial ( 17) est pratiqué à proximité et radialement en dessous de chaque saillie ( 13). 2 Roue dentée selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le bord externe ( 10) du disque annulaire ( 6) dans les zones respectivement comprises entre deux saillies 20 voisines ( 13) épouse à une faible distance le contour du fond ( 11), lui faisant face, des creux des dents ( 12) de la denture. 3 Roue dentée selon la revendication 1 ou 2, caractéri2 sée par le fait que le corps ( 5) de la roue est réalisé enun 25 matériau de moulage élastique et que chaque saillie ( 13) du disque annulaire ( 6) s'étend sensiblement jusqu'à mi-hauteur radiale des dents ( 12) de la denture. 4 Roue dentée selon la revendication 3, caractérisée 30 par le fait que le disque annulaire ( 6), au niveau de son bord interne comporte un ou deux collets ( 18) disposés axialement dans le moyeu ( 8) du corps ( 5) de la roue, et dont les surfaces ( 19) de l'alésage assurent l'appui direct de la roue dentée ( 1,22) sur un élément de palier ( 20). Roue dentée selon la revendication 4, comportant un disque annulaire muni d'un collet placé dans le moyeu du corps de la roue, caractérisée par le fait que le collet est formé par un appendice annulaire ( 18) recourbé dans un sens axial. 6 Roue dentée selon la revendication 4, comportant un disque annulaire muni de deux collets placés dans le moyeu ducorps de la roue, caractérisée par le fait que les deux collets ( 23, 24) sont formés par des pattes ( 25, 26) disposées sur la périphérie du bord interne du disque annulaire et recourbées alternativement dans l'un et l'autre sens axial. 7 Roue dentée selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le disque annulaire 10 ( 6) comporte une ou plusieurs fentes axiales ( 27) respectivement disposées radialement vers l'intérieur à partir d'un des trous axiaux ( 17). 8 Roue dentée selon la revendication 7, caractérisée par le fait que la ou les fente(s) ( 27) du disque annulaire 15 ( 6) sont réalisées de façon à traverser radialement vers l'intérieur. 9 Roue dentée selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisée par le fait que le disque annulaire ( 6), au niveau de son bord interne, comporte un évidement 20 circulaire radial ( 21) allant en s'élargissant vers l'extrémité axiale de l'un ou des deux collets ( 18, 23, 24) et rempli du matériau Plastiquement ou plastiquement défor mable du corps ( 5) de la roue. Procédé pour la fabrication de la roue dentée selon 25 l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 9, comprenant un corps de roue et un disque annulaire muni de trous axiaux percés de part en part et dans laquelle le disque annulaire placé dans un moule est enrobé avec le matériau de moulage du corps de la roue, caractérisé par le fait que 30 sur l'un des deux côtés du disque annulaire, on introduit le matériau de moulage régulièrement sur la périphérie dans le moule de manière qu'il s'écoule de l'autre côté du disque annulaire, aussi bien par le bord externe de celui-ci que par l'ensemble de ses trous axiaux.