Brevet FR2571804A1 — publié le 19860418

"Dispositif de transmission réglable en continu à courroie trapézoïdale". La présente invention concerne un dispositif de transmission réglable en continu à courroie trapézoïdale. De façon plus détaillée, l'invention concerne une transmission à courroie trapézoïdale, réglable en continu, comportant un dispositif de pression dépendant du couple et du rapport de transmission pour les moitiés de la poulie à courroie trapézoïdale, sur la courroie trapézoïdale pour transmettre des puissances importantes pour des couples à direction alternée, notam- ment pour l'entraînement de machines agricoles auto- motrices, dispositif dans lequel les deux moitiés de la poulie à courroie trapézoïdale située du côté de la sortie, sont reliées par des tiges de traction rigides montées à rotule, de façon inclinée par rapport à l'axe de rotation. On connait un dispositif de transmission réglable en continu à courroie trapézoïdale ayant des moyens de pression de la courroie dépendant du couple. De tels dispositifs sont connus sous différents modes de réalisation. Ainsi, selon le document DE 24 22 221, on connait un dispositif de transmission d'un moyen de traction à trois arbres, pour des machines agricoles dans ce dispositif, une moitié réglable de poulie à courroie transversale est réglable lors d'une augmentation du couple, automatiquement dans la direction axiale par l'intermédiaire d'une commande à came pour augmenter le diamètre de son cercle utile et, ainsi, la tension de la courroie. A cet effet, on a des éléments de came à la périphérie de la moitié de poulie à courroie trapézoldale, ces éléments étant répartis coaxialement et de façon équidistante, et ces éléments comportent de nombreuses cames qui viennent prendre les unes dans les autres et dont la surface supérieure est inclinée par rapport à l'axe des cames; ces éléments sont dirigés radialement vers l'intérieur et s'appuient contre les surfaces de cames opposées de la came respective. Les commandes à disque, à courbe ou à cames, connues, qui présentent un encombrement supplé- mentaire considérable, sont toutefois soumises à une usure importante. Cet inconvénient est particulièrement perceptible dans le cas des moissonneuses-batteuses qui sont soumises à des conditions d'utilisation très dures, telles que, par exemple, une poussière importante, des variations météorologiques, et des charges élevées. Du fait de l'usure, on aboutit au niveau des surfaces de cames et des disques à courbe, à des imprécisions et à une variation de la caractéristique de pression, ainsi qu'à une augmentation considerable du coefficient de friction. Cela' se traduit à son tour, en ce que la caractéristique de réglage de la transmission à courroie trapézoidale est plus aplatie et nécessairement une chute de la pression des moitiés de poulie contre la courroie trapézoidale, puisque la pression dépend du couple. La conséquence en est une augmentation du glissement qui se traduit pour la transmission de puissances importantes, à un glissement de la courroie trapézoïdale. Du fait de l'élévation de température, importante, qui en résulte, on aboutit très rapidement à des incidents ou à une destruction complète de la courroie. Mais comme on ne peut remédier aux incon- vénients fondamentaux de ces modes de réalisation en permettant le remplacement des pièces d'usure, on a déjà recherché par d'autres moyens à réduire la fragilité de la transmission à courroie trapézoïdale. Une possibilité consiste à réduire la charge exercée sur les surfaces des disques à courbe ou à came et de réduire ainsi l'usure et l'augmentation de la friction comme cela est décrit dans le document DE 26 29 279. Dans ce mode de réalisation, on réduit la pression d'application à engendrer à environ deux tiers de celle d'un ressort de pression précontraint et sensiblement à un tiers par les chemins coniques dirigés l'un vers l'autre. L'inconvénient de ce dispositif de pres- sion réside en ce que, d'une part, du fait de la force d'application constante, on réduit considérablement l'effet proprement dit de la pression dépendant du couple et, d'autre part, du fait de la montée nécessairement plate de la pression d'application qui dépend du couple et malgré l'augmentation du coefficient de friction qui se produit aux plus grandes charges, on a un glissement de la courroie trapézoidale et les conséquences gênantes qui en découlent. Il est en outre connu, selon DD 103 785, de réaliser un moyen d'entraînement réglable en continu du tambour de battage d'une moissonneuse-batteuse, avec pression d'application de la courroie trapézoïdale en fonction du couple; dans ce dispositif,:les moitiés de la poulie pour la courroie trapézoïdale sont reliées par des éléments d'entraînement inclinés par rapport à l'axe de rotation. Les éléments d'entraînement sont en forme de tige de traction, rigides, qui sont montés articulés à la manière d'une rotule dans les moitiés de la poulie à courroie trapézoïdale. Dans ce mode de réalisation, le dispositif de pression dépendant du couple et du rapport de démultiplication, fonctionne essentiellement que dans une direction d'entralnement car dans la direction opposée, Il n'y a qu'un ressort de compression relativement faible qui agit sur la moitié réglable de la poulie à courroie trapéZoidale. Il en résulte que le couple transmissible n'est que très faible. Pour cette raison, ce mode de réalisation d'une transmis- sion ne peut s'utiliser pour l'entrainement d'une machine agricole auto-motrice. La présente invention a pour but de créer, avec des moyens réduits, un dispositif de pression dépendant du couple, qui soit d'une usure et d'un entretien réduits pour une transmission à courroie trapézoïdale. L'invention se propose de réaliser et de monter le dispositif de pression pour permettre une trans- mission d'un couple de même amplitude dans les deux directions et en utilisant les mêmes composants, tout en ne présentant qu'un encombrement axial réduit. A cet effet, l'invention concerne un dispositif caractérisé en ce que: a) une bague de pression est a:ssociée aux. deux moitiés de la poulie à courroie trapézoïdale, b) les bagues de pression sont reliées à rotation et rigidement à la direction axiale aux moitiés de la poulie à courroie trapézoïdale, c) les deux bagues de pression sont reliées de façon articulée par deux ou plusieurs tiges de traction, d) deux goujons d'entraînement respecti- vement rigides et parallèles à l'arbre d'entrée:, sont fixés aux bagues de pression, et e) dans les zones des moitiés de la poulie à courroie trapézoïdale, en regard des goujons d'entraînement, il y a des ouvertures en forme de trous oblongs avec des surfaces de butée des deux côtés pour les extrémités libres des goujons d'entrainement. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, les ouvertures dans les moitiés de la poulie à courroie trapézoïdale sont réalisées de façon que chaque fois un goujon d'entraînement d'une bague de pression et un goujon d'entraînement de l'autre bague de pression, se pénètrent réciproquement et simultanément. Entre les moitiés de la poulie à courroie trapézoïdale et les bagues de pression, il-y a une liaison en rotation, constituée par une liaison par la forme réalisée par les goujons d'entraînemento Les deux bagues de pression sont réalisées de la même manièreo Les deux zones d'extrémités des tiges de traction sont munies d'un filetage recevant une rotule susceptible d'y être vissée. L'installation selon l'invention permet à la courroie trapézoïdale d'une transmission à courroie trapézoïdale, réglable en continu, d'assurer une appli- cation sous pression dépendant du couple et du rapport de transmissiono Cela permet de transmettre des puissances importantes dans les deux directions du couple. Même dans les conditions d'utilisation difficiles, l'installation ne présente qu'une faible usure, demande peu d'entretien et fonctionne sûrement à toutes les charges. Cette installation ne nécessite qu'un encombrement axial extrê- mement réduit et peut se réaliser à faible coût avec des moyens simples La présente invention sera décrite de façon plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une coupe axiale d'une poulie à courroie trapézoïdale entraînée d'une transmission réglable en continu à courroie trapézoidale, - la figure 2 est une coupe selon la figure 1, - la figure 3 est une vue de dessus des éléments fonctionnels du dispositif d'application sous pression en vue schématique (charge dans la direction principale du couple, et faible écartement des moitiés de la poulie à courroie trapézoïdale); - la figure 4 montre les éléments fonctionnels selon la figure 3, les moitiés de la poulie à courroie trapézoïdale étant séparées d'un grand écarte- ment, - la figure 5 montre les éléments fonctionnels de la figure 3, avec toutefois une charge lO dans la direction du couple, opposée, les moitiés de la poulie à courroie trapézoïdale étant à faible distance- et, - la figure 6 montre les éléments fonctionnels de la figure 5, les moitiés de la poulie à courroie trapézoïdale étant séparées d'une distance importante. Selon les figures, une douille de guidage 2 est montée à rotation sur l'arbre d'entrée 1 de la boîte de vitesses de l'entraînement d'une machine agricole auto- motrice; cette douille de guidage est reliée solidaire- ment à une plaque d'accouplement par l'intermédiaire de vis 3. D'un côté de la plaque d'accouplement 4 est fixé le disque intermédiaire commutable d'un embrayage à sec 5, et qui suivant la position de commutation, transmet le couple à l'arbre d'entrée 1 ou interrompt cette transmission. De l'autre côté de la plaque d'accou- plement 4 il y a une moitié de poulie à courroie trapézoi- dale 6, non réglable, qui est fixée par des vis 7. L'autre moitié de poulie trapézoïdale 8, réglable dans la direction axiale, glisse par son moyeu 9 sur la douille de guidage 2. Un ressort Belleville 10, fendu, s'appuie sur un disque 11 vissé sur la douille de guidage 2 et transmet sa force de ressort, relativement faible, par une bague d'appui 12 sur la moitié de la poulie à courroie trapézoïdale 8. De cette façon, la courroie trapézoïdale large 13 qui se trouve entre les deux moitiés de poulie à courroie trapézoïdale 6 et 8, est précontrainte. Le dispositif de pression de la courroie trapézoïdale large 13, qui dépend du couple et du rapport de transmission, se compose de deux bagues de pression 14, 15 associées aux deux moitiés de poulie pour courroie trapézoïdale 6, 8, et qui sont reliées de façon articulée par deux tiges de traction 16, rigides, disposées de façon inclinée, ainsi que par deux goujons d'entraînement 17, 18 fixés sur les bagues de pression 14, 15, rigidement et parallèlement à l'arbre d'entrée 1; ces goujons viennent dans des ouvertures opposées 19, 20 à surfaces de butée 21, 22, 23, 24 des deux cÈtés, dans les moitiés de poulie à courroie trapézoïdale 6, 7, en coopérant avec celle-ci. L'une des bagues de pression, 14 est prévue entre la plaque d'embrayage 4 et la moitié fixe 6 de la poulie à courroie trapézoïdale et est centrée avec du jeu sur le moyeu 9 de la moitié réglable 8 de la poulie à courroie trapézoïdale. L'autre bague de pression 15 est logée entre la moitié 8 de la poulie à courroie trapézoïdale et le ressort Belleville 10, et est également centrée sur le moyeu 9 avec du jeu. Une bague de retenue 25 limite la mobilité axiale de la bague de pression 15 par rapport à la moitié 8 de la poulie à courroie trapézoïdale. Grâce à ce montage des bagues de pression 14, 15 et des tiges de traction 16, il suffit d'un encombrement axial très réduit. Les deux bagues de pression 14, 15 sont réalisées de la même manière, ce qui permet une fabrication rationnelle. Les tiges de traction 16 sont montées par des articulations à rotule dans les bagues de pression 14, 15, ces articulations se composant des rotules 26, 27 et des coupelles de palier 28, 29. Pour recevoir les coupelles de palier 28, 29, les bagues de pression 14, 15 ont chaque fois deux perçages 30, opposés, en gradins. Les tiges de traction 16 sont munies de filetages au niveau des deux zones d'extrémités. Les rotules 26, 27 comportent un filetage traversant pour assurer une liaison vissée réglable avec les tiges de traction 16. Des contre-écrous 31 permettent de bloquer les tiges de traction 16 dans les rotules 26 pour éviter tout déréglage accidentel. Les paliers des tiges de traction 16 dans les bagues de pression 14, 15, ainsi que la longueur des tiges de traction 16, sont choisis de façon que les tiges de traction 16 prennent une position telle que pour chaque position de r- églage de la transmission à courroie trapézoidale, la composante axiale, existante de la force, soit dans une relation telle par rapport au couple instantané que l'on a en permanence une tension optimale de la courroie. Pour le passage des tiges de traction 16, les moitiés de poulie a courroie trapézoidale 6, 8 ont des passages en forme de trous oblongs 32, 33.-Les ou- vertures 19, 20 dans les moitiés de poulie à courroie trapézoidale 6, 8 sont prévues et réalisées de façon que chaque fois un goujon d'entraînement 17 de la bague de pression 14 et un goujon d'entraînement 28 de la bague de pression 15 se pénètrent en commun et simultané- ment. Dans la direction tangentielle, les ouvertures 19, 20 sont délimitées par des surfaces de butée 21, 22, 23, 24 dont le rayon de courbure est adapté au diamètre des goujons d'entraînement 17, 18. Suivant l'état de fonctionnement corres- pondant, les goujons d'entraînement 17, 18 s'appuient contre deux surfaces d'appui 21, 22, 23, 24 correspondantes et constituent ainsi une liaison en rotation, par la forme, entre les moitiés de poulie à courroie trapézoïdale 6, 8 et les bagues de pression 14, 15. Au cours de l'état de fonctionnement principal (déplacement avec moteur en marche) on a le cheminement des forces représenté aux figures 3 et 4. A ce moment, les goujons d'entraînement 17 sont appliqués contre les surfaces de butée 21 et les goujons d'entraînement 18 contre les surfaces de butée 24. Les forces qui se présentent sont alors induites au voisinage des zones de serrage dans les goujons d'entrai- nement 17, 18. Entre les surfaces de butée 21 et 24 et les goujons d'entraînement 17, 18, il n'y a pas de mouvement de glissement pour les opérations de réglage de la transmission à courroie trapézoidale. Au cours de l'état de fonctionnement auxiliaire (déplacement avec moteur frein et décélération de la vitesse ou descente suivant une pente), pour une demande de couple, réduite, il s'établit le cheminement des forces représenté aux figures 5 et 6. Dans cette situation, les goujons d'entraînement 17 s'appuient contre les surfaces de butée 23 et les goujons d'entraî- nement 18 contre les surfaces de butée 22. Les forces faibles correspondant à cet état de fonctionnement, sont induites dans les points de serrage sur une plus grande distance. Au cours de l'opération de réglages il se produit un mouvement de glissement sur les surfaces de butée 22, 23, mouvement qui, du fait de la faible charge, ne présente qu'une importance réduite à cause d'une faible participation au mouvement. Pour des goujons d'entraînement 17, 18 dimensionnés plus fortement, de façon correspondante et pour des surfaces de butée 22, 23 plus importantes, on peut transmettre le cas échéant un couple de même intensité dans les deux directions. Le fonctionnement du dispositif de pression dépendant du couple, sera décrit ci-après. La transmission du mouement d'entral- nement de la moitié motrice de la poulie sur la moitié entraînée de la poulie de la transmission à courroie trapézoidale, se fait par la courroie trapézoïdale large 13. La courroie trapézoïdale large 13, prétendue par le ressort Belleville 10, transmet l-a force d'entraînement sensiblement de la même manière par les deux moitiés de poulie à courroie trapézoidale 6, 8. La. moitié non réglable 6 de la poulie à courroie trapézoïdale transmet la fraction de la force d'entrai- nement par la plaque d'embrayage 4 et l'embrayage à sec 5 vers l'arbre d'entrée 1 de la boîte de vitesses. La moitié réglable 8 de la poulie à courroie trapézoïdale est entraînée en rotation par la force d'entraînement. Les goujons d'entraînement 17, 18 entraînent la bague de pression 15 et les tiges de traction 16 entrainent- également la bague de pression 14 jusqu'à ce que celle-ci s'appuie par les goujons d'entraînement 17 contre la moitié 6 de la poulie à courroie trapézoïdale. La fraction de la force d'entraInement de la moitié 8 de la poulie à courroie trapézoïdale est transmise ainsi par la bague de pression 15, les tiges de traction 16, la bague de pression 14 et la moitié 6 de la poulie, également par l'embrayage à sec 5 vers l'arbre d'entrée 1. Les tiges de traction 16, inclinées, sont disposées de façon à engendrer une composante de force axiale en fonction de leur position angulaire et de leur distance par rapport à l'axe longitudinal de l'arbre d'entrée 1, composante qui presse les moitiés 6, 8 de la poulie contre les flancs de la courroie trapézoidale large 13, proportion- nellement au couple instantané et en plus de la force de ressort développée par le ressort Belleville 10. Comme lors d'un changement de la position de réglage il y a également un changement de la position angulaire et de l'écart radial des tiges de traction 16 par rapport à l'axe longitudinal de l'arbre d'entrée 1, il s'établit également un autre rapport entre la composante de la force axiale et le couple et le dispositif de pression dépendant du couple fonctionne également suivant la 257 804 il position de réglage de la transmission à courroie trapézoïdale. La caractéristique de la force axiale en fonction du couple et de la position de réglage s'adapte ainsi par variation de la longueur et de la position des tiges de traction 16 aux conditions de fonctionnement les plus favorables pour une durée de vie optimale de la courroie ou pour la transmission de la plus grande puissance. Lorsqu'une force d'entraînement opposée est induite (décélération de la vitesse;:déplacement sui- vant une ligne de pente), la moitié réglable 8 de la poulie à courroie trapézoïdale se déplace en direction de la force d'entraînement induite. Ainsi, la moitié de poulie 8 entraîne par les goujons d'entraînement 17, 18, la bague de pression 14 et par les tiges de traction 16 également la bague de pression 15 jusqu 'à ce que celle-ci soit reliée à la moitié de poulie 6 à courroie trapézoïdale par les goujons d'entraînement 17, 18. Dans ce cas, la fraction de la force d'entraînement de la moitié de poulie 8 est transmise par la bague de pression 14, les tiges de traction 16, la bague de pression 15, la moitié de poulie 6 et l'embrayage à sec 5 à l'arbre d'entrée 1. Les tiges de traction 15 sont ainsi de nouveau sollicitées en trac- tion, de sorte que la composante axialerésultante de la force,présente la même direction F que dans l'état principal de fonctionnement et sert de nouveau à accentuer la tension de la courroie trapézoïdale large 13. 2571'804 Liste des références 1 Arbre d'entrée 2 Douille de guidage 3 Vis 4 Plaque d'accouplement Embrayage sec 6 Moitié de poulie pour courroie trapézoïdale (fixe) 7 Vis 8 Moitié de poulie pour courroie trapézoïdale (mobile) 9 Moyeu Ressort Belleville 11 Disque 12 Bague d'appui 13 Courroie trapézoïdale large 14, 15 Bagues de pression 16 Tige de traction 17, 18 Goujons d'entraînement 19, 20 Ouvertures 21, 22, 23, 24 Surfaces de butée Bague de retenue 26, 27 Rotules 28, 29 Coupelles de palier Perçages 31 Contre-écrou 32, 33 Passages F Direction de la force REVENDICATIONS 1) Transmission à courroie trapézoïdale, réglable en continu, comportant un dispositif de pression dépendant du couple et du rapport de transmission pour les moitiés de la poulie à courroie trapézoïdale, sur la courroie trapézoïdale pour transmettre des puissances importantes pour des couples à direction alternée, notam- ment pour l'entraînement de machines agricoles auto- motrices, dispositif dans lequel les deux moitiés de la poulie a courroie trapézoïdale située du côté de la sortie, sont reliées par des tiges de traction rigides montées à rotule, de façon inclinée par rapport à l'axe de rotation, dispositif caractérisé par les points suivants: a) une bague de pression (14, 15) est associée aux deux moitiés (69 8) de la poulie à courroie trapézoïdale, b) les bagues de pression (149 15) sont reliées à rotation et rigidement à la direction axiale aux motiés (69 8) de la poulie a courroie trapézoidale, c) les deux bagues de pression (14, 15) sont reliées de façon articulée par deux ou plusieurs tiges de traction (16), d) deux goujons d'entraînement (17, 18) respectivement rigides et parallèles à l'arbre d'entrée (1) sont fixés aux bagues de pression (14, 15) et e) dans les zones des moitiés (6, 8) de la poulie à courroie trapézoïdale, en regard des goujons d'entraînement (17, 18), il y a des ouvertures (19, 20) en forme de trous oblongs avec des surfaces de butée (21, 22, 23, 24) des deux c6tés pour les extrémités libres des goujons d'entraînement (17, 18). 2) Transmission à courroie trapézoïdale selon la revendication 1, caractérisée en ce que les ouvertures (19, 20) dans les moitiés (6, 8) de la poulie à courroie trapézoïdale sont réalisées de façon que chaque fois un goujon d'entraînement (17) de la bague de pression (14) et un goujon d'entraînement (18) de la bague de pression (15), soient communs et soient en même temps prévus en saillie dans ceux-ci. 3) Dispositif de transmission à courroie trapézoidale selon la revendication 1, caractérisé par une liaison en rotation, par la forme, constituée par des goujons d'entrainement (17, 18) entre les moitiés de poulie à courroie trapézoïdale (6, 8) et les bagues de pression (14, 15).. 4) Dispositif de transmission à courroie trapézoïdale selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux bagues de pression (14, 15) sont réalisées de la même manière. - 5) Dispositif de transmission à courroie trapézoïdale selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux zones d'extrémités des tiges de traction (16) sont munies d'un filetage et portent des rotules (26, 27) susceptibles d'être vissées.