Brevet FR2580052A1 — publié le 19861010

"Chaîne à friction pour transmission mécanique" La présente invention concerne une chaîne à friction pour transmission mécanique. Il s'agit d'une chaîne sans fin, formée d'éléments articulés les uns aux autres de manière à permettre la déformation de la chaîne dans un plan, des patins de friction étant en outre disposés latéralement de part et d'autre des éléments articulés de la chaîne. Une chaîne à friction de ce genre a été déjà proposée, par le brevet français 1 552 066, pour servir d'organe de transmission mécanique notamment dans un variateur de vitesses avec poulies à flasques coniques d'écartement variable, en remplacement des courroies de section trapézoî^ dale traditionnellent employées. Les éléments articulés de la chaîne assurent sa résistance mecanique, ainsi que la transmission de l'effort de traction, tandis que les patins procurent l'adhérence de la chaîne sur les flasques d'une poulie motrice ou réceptrice, pour un entraînement par friction. Une telle chaîne à friction permet de transmettre une pulssance mécanique beaucoup plus importante qu'une courroie traditionnelle. Toutefois, les réalisations de chaînes à friction de ce genre proposées jusqu'à présent ne donnent pas satisfaction et n'ont pas trouvé d'applications pratiques, notamment en raison d'une conformation des axes d'articulation inadaptée à la transmission d'efforts importants pendant une longue durée d'utilisation. La présente invention élimine cet inconvénient, en fournissant une réalisation perfectionnée qui réduit fortement les contraintes au niveau des articulations entre les éléments de la chaîne, et permet un fonctionnement de longue durée, même sans graissage. A cet effet, l'invention a pour objet une chaîne à friction pour transmission mécanique qui comprend essentiellement, en combinaison: - des plaquettes extérieures, associées par paires, - des éléments intérieurs, qui relient entre elles de manière articulée les paires consécutives de plaquettes, - des axes transversaux dont les extrémités sont solidarisées avec les deux plaquettes d'une même paire, et qui traversent des alésages menagés dans les éléments interieurs, - des douilles de frottement montées entre la périphérie de chaque axe et la paroi de l'alésage correspondant, et - des patins de friction disposés latéralement de part et d'autre des plaquettes extérieures. Ainsi les articulations entre les éléments successifs, constituant l'ossature de la chaîne, sont réalisées par l'intermédiaire de douilles de frottement en matériau approprié, qui permettent de répartir les contraintes sur une surface importante, à la fois dans le sens transversal de la chaîne et sur la périphérie des axes, lesquels peuvent être réalisés avec un diamètre relativement important comme cela sera précisé plus loin.On obtient ainsi une chaîne à friction réellement efficace, pouvant remplacer une courroie de transmission en procurant de nombreux avanta ges - résistance à la traction très élevée, bien supérieure à celle d'une courroie, - résistance à la compression latérale également beaucoup plus élevée, permettant d'augmenter l'effort de serrage entre les deux flasques d'une poulie, donc de transmettre une puissance plus importante que dans le cas d'une courroie, - grande précision du rapport de transmission entre la poulie motrice et la poulie réceptrice, par suite de l'allongement pratiquement nul de la chaîne, - facilité d'enroulement de la chaîne même sur un petit diamètre, ce qui permet d'obtenir de grandes variations du rapport de transmission dans l'application à un variateur de vitesse. Selon une forme de réalisation particulière de cette chaîne à friction, chaque axe transversal présente, pour sa solidarisation avec les plaquettes extérieures, des extrémités de diamètre réduit montées en force dans des trous ménagés dans les plaquettes extérieures ; en arrière de ses extrémités, chaque axe présente en outre des épaulements venant en appui contre les faces intérieures des plaquettes. Chaque axe transversal peut porter symétriquement deux douilles de frottement, se trouvant au contact de la paroi du même alésage d'un élément intérieur. Chaque douille de frottement présente avantageusement, à son extrémité extérieure, une collerette prenant place entre une face extérieure d'un élément intérieur et la face intérieure d'une plaquette. Les douilles de frottement, ainsi disposées, sont interchangeables ce qui permet d'utiliser dans les articulations les matériaux de frottement les plus appropriés en fonction des conditions de fonctionnement, à sec ou en milieu lubrifié. De préférence, les axes transversaux, reliant les plaquettes extérieures, sont des axes tubulaires, donc des organes creux pouvant être réalisés avec un diamètre extérieur relativement grand, tout en restant légers. Le diamètre extérieur des axes déterminant celui des douilles de frottement, on obtient ainsi une diminution des contraintes qui se répartissent non seulement sur toute la longueur des douilles mais aussi sur toute la circonférence importante des axes. Bien entendu, le diamètre des axes reste limité par le pas de la chaîne et nue peut être indéfiniment augmenté. De plus, la structure tubulaire des axes permet un montage commode des patins de friction latéraux de la chaîne, en prévoyant que ces patins, ou les pièces qui leur servent de supports, sont munis de tétons de centrage emmanchés dans les extrémités des axes tubulaires. Les patins de friction sont aussi rendus facilement interchangeables par un tel montage, ce qui permet de les remplacer après usure sans pour cela changer toute la chaîne, et de choisir les matériaux de friction les plus adaptés à chaque application, là aussi en conservant les éléments de base de la chaîne. Suivant un mode de réalisation particulier, chaque patin de friction présente une forme extérieure bombée, et il est fixé sur une pièce en forme de disque, munie d'un téton de centrage pour son montage à une extrémité d'un axe tubulaire. Dans une forme de réalisation particulière, la conformation tubulaire des axes est encore mise à profit pour obtenir une chaîne à friction avec lubrification incorporée des articulations. A cet effet, la partie creuse de chaque axe tubulaire est utilisée comme réserve de produit lubrifiant, et des trous de graissage sont ménagés radialement dans l'axe pour faire communiquer cette réserve de produit lubrifiant avec la périphérie de l'axe, où est montée au moins une douille de frottement. Cette forme de réalisation utilise avantageusement une douille de frottement unique autour de chaque axe tubulaire, et en cours de fonctionnement, la force centrifuge contribue à l'amenée et au maintien de produit lubrifiant au niveau de la douille. Pour éviter toute fuite d'huile, des joints d'étanchéité sont montés entre l'axe tubulaire et la douille de frottement, vers les deux extrémités de l'axe. En comparaison avec une courroie, la chaîne à friction selon l'invention présente encore l'avantage de pouvoir être ouverte, et refermee sur elle-même, ce qui facilite grandement sa mise en place et son remplacement, notamment dans le cas d'un montage sous carter. A cet effet on utilise, dans la zone de raccordement des deux extrémités de la chaîne, un axe tubulaire amovible spécial, dont les deux extrémités sont de diamètres distincts et présentent des méplats pour leur introduction dans des trous correspondants des deux plaquettes extérieures situées à une extrémité de la chaîne, le canal central de cet axe tubulaire spécial présentant une gorge annulaire apte à recevoir un anneau torique déformable monté sur le téton de centrage appartenant au patin de friction ou à son support monté à l'extrémité de plus petit diamètre de cet axe tubulaire. De toute façon, I'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples non limitatifs, quelques formes d'exécution de cette chaîne à friction pour transmission mécanique Figure 1 est une vue en perspective montrant un tronçon d'une chaîne à friction conforme à l'invention; Figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'un tel tronçon de chaîne; Figure 3 en est une vue en coupe transversale, avec indication des flasques d'une poulie sur laquelle passe cette chaîne à friction ;; Figure 4 est une autre vue en coupe longitudinale de la même chaîne, dans la zone de raccordement de ses extrémités Figure 5 est une vue suivant la flèche (F1) de figure 4 Figure 6 est une vue suivant la flèche (F2) de figure 4 Figure 7 est une vue en coupe longitudinale d'un tronçon de chaîne, illustrant une variante de l'invention avec lubrification incorporée. La chaîne à friction représentée aux figures 1 à 3 du dessin comprend des paires de plaquettes extérieures (1), et des blocs intérieurs (2), tous à bords parallèles et à extrémités arrondies. Chaque paire de plaquettes extérieures (1) relie deux blocs intérieurs (2) consécutifs, avec articulation autour d'axes virtuels transversaux (3) réalisée par l'intermédiaire d'axes tubulaires épaulés (4) et de douilles de frottement (5). Chaque plaquette extérieure (1) possède deux trous circulaires (6), pour son montage en force sur les extrémités de diamètre réduit de deux axes tubulaires (4), dont les épaulements viennent en appui contre les faces intérieures des plaquettes (1). La partie centrale de chaque axe tubulaire (4) traverse, de part en part, l'un de deux alésages transversaux (7) d'un bloc intérieur (2). Chaque alésage (7) d'un bloc intérieur (2) reçoit deux douilles de frottement (5), dont la surface intérieure est au contact de la périphérie d'un axe tubulaire (4), et dont la surface extérieure est au contact de la paroi de l'alésage (7). A l'extrémité extérieure de chaque douille de frottement (5) est formée une collerette (8), qui prend place entre une face extérieure d'un bloc (2) et la face intérieure d'une plaquette (1) située en vis-à-vis. Chaque axe tubulaire (4) reçoit, à ses deux extrémités, des pièces en forme de disque (9), munies d'un téton de centrage (10) emmanché dans une extrémité du canal central de l'axe (4). Sur chaque pièce (9) est fixé, par collage ou par tout autre moyen, un patin (11) en matériau à coefficient de frottement élevé, tel que caoutchouc ou matériau pour garniture de frein, présentant extérieurement une forme adaptée à l'application de la chaîne, par exemple une forme bombée. Pour obtenir un fonctionnement satisfaisant sans graissage des articulations entre les plaquettes extérieures (1) et les blocs intérieurs (2), les contraintes sur les douilles de frottement (5) sont rendues les plus faibles possible, en réalisant les axes tubulaires (4) avec un diamètre extérieur (D) le plus grand possible par rapport au pas (P) de la chaîne. Le diamètre extérieur (D) peut ainsi être égal ou supérieur à la moitié du pas (P). De plus, le fait que les douilles (5) entourent les axes tubulaires (4) sur presque toute leur longueur, correspondent à la largeur des blocs (2), permet une bonne répartition de l'effort de traction sur les douilles de frottement (5). Lorsque la chaîne (12) est en service, les patins (11) situés sur ses deux côtés s'appliquent contre les deux flasques opposés (13,14) d'une poulie autour de laquelle s'enroule la chaîne (12), comme le montre la figure 3. Cette figure illustre plus particulièrement l'application de l'invention à un variateur de vitesse utilisant des poulies à flasques (13,14) de forme conique et d'écartement modifiable, permettant un enroulement de la chaîne (12), avec un rayon (R) variable, autour de l'axe (15) de la poulie. La forme bombée des patins (11) permet un ajustement correct de la chaîne (12) contre les deux flasques (13,14), quel que soit l'écartement de ces derniers. Les figures 4 à 6 représentent la zone de raccordement d'une telle chaîne, que l'on suppose ici réalisée avec deux extrémités pouvant être réunies, pour former une chaîne sans fin, tout en permettant une séparation. A l'une des extrémités de la chaîne, les deux plaquettes extérieures (la,lb) présentent des trous (6a,6b) non pas entièrement circulaires mais pourvus d'un méplat, le trou (6a) de l'une des plaquettes (la) étant de dimensions inférieures à celles du trou (6b) de l'autre plaquette (lb). L'axe tubulaire amovible (4a), prévu pour réunir les plaquettes (la) avec un bloc intérieur (2) situé à l'autre extrémité de la chaîne, possède lui aussi une conformation particulière : I'une de ses extrémités est réalisée avec un diamètre et un méplat (16), correspondant à ceux du trou (6a), et son extrémité opposée est réalisée avec un diamètre, et un méplat (17), qui sont plus grands que les précédents et correspondent à ceux du trou (6b). De plus, une gorge annulaire (18) est ménagée dans le canal central de l'axe tubulaire (4a). Les deux douilles de frottement (5) montées autour de cet axe tubulaire (4a) ne présentent, elles, pas de différence par rapport aux douilles de frottement montées autour des axes tubulaires ordinaires (4). Les extrémités de l'axe tubulaire (4a) reçoivent deux pièces en forme de disque spéciales (9a,9b), munies de tétons de centrage (10a, lob). Le téton (10a) de la pièce (9a) présente une gorge annulaire (19) dans lequel est logé un petit anneau torique déformable (20), qui s'introduit dans la gorge annulaire (18) de l'axe tubulaire (4a). Comme précédemment, les pièces (9a,9b) supportent des patins (11) en matériau à coefficient de frottement élevé. Pour raccorder les deux extrémités de la chaîne, l'axe tubulaire (4a) dépourvu de la pièce (9a) est introduit d'abord au travers du trou (6b) de la plaquette (lb), puis après traversée des douilles (5) montées en force dans le bloc (2) cet axe (4a) est également introduit au travers du trou (6a) de la plaquette (la), les méplats (16,17) empêchant toute rotation de l'axe (4a) par rapport aux plaquettes (la,lb). La pièce (9a) pourvue d'un patin (11) est ensuite montée par son téton (10a) dans l'extrémité de l'axe (4a) située du côté de la plaquette (la), sa retenue étant assurée par l'anneau torique déformable (20) qui permet également un démontage ultérieur. Des encoches (21), prévues sous la pièce en forme de disque (9a), facilitent le démontage à l'aide d'un outil approprié. Dans une première variante, illustrée sur la gauche de la figure 2 et s'appliquant à une chaîne destinée à fonctionner en milieu lubrifié, chaque bloc intérieur (2) comporte au moins un trou de graissage (22) faisant communiquer chaque alésage (7) avec la surface extérieure du bloc (2). Une autre variante, illustrée par la figure 7, comporte une lubrification incorporée, mettant à profit les axes tubulaires (4). Dans ce cas, chaque axe tubulaire (4) est entouré d'une douille de frottement (5a) en une seule pièce, s'étendant sur toute la longueur de l'axe et présentant, à chaque extrémité, une collerette (8a). La partie creuse de chaque axe tubulaire (4) forme une réserve d'huile ou de produit lubrifiant quelconque (23). Cette réserve communique, par des trous de graissage (24) ménagés radialement dans l'axe (4), avec la périphérie de cet axe, ce qui assure la présence de produit lubrifiant au niveau de la douille de frottement (5a). Deux joints d'étanchéité toriques (25), montés autour de l'axe (4) vers les extrémités de celui-ci, empêchent toute fuite du produit lubrifiant vers l'extérieur, par passage entre l'axe (4) et la douille (5a). Cette dernière réalisation, à lubrification incorporée, est particulièrement adaptée pour un fonctionnement sous forte charge et à grande vitesse. Les moyens de raccordement selon les figures 4 à 6 sont, bien entendu, applicables aussi à la chaîne à friction de la figure 7. Dans une autre variante, non représentée mais facilement imaginable, les collerettes (80u8a)des douilles(5 ou 5a) sont supprimées, et l'on utilise des douilles de frottement cylindriques complétées par des bagues ou des rondelles de frottement indépendantes, insérées entre les plaquettes (1) et les blocs (2). Comme il va de soi, et comme il ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de cette chaîne à friction pour transmission mécanique qui ont été décrites ci-dessus, à titre d'exemples ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe. C'est ainsi, notamment, que l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention par une modification de la forme et/ou la position et/ou du mode de fixation des patins (11), en fonction de la destination de la chaîne qui peut aussi être utilisée comme organe de transmission mécanique passant sur des poulies ordinaires à gorge trapézoïdale. Par ailleurs, les blocs intérieurs (2) ne sont pas nécessairement des éléments massifs et ils peuvent être constitués aussi par des pièces ajourées ou par la juxtaposition de plusieurs lamelles parallèles. REVENDICATIONS 1. Chaîne à friction pour transmission mécanique, caractérisée en ce qu'elle comprend, en combinaison: - des plaquettes extérieures (1), associées par paires, - des éléments intérieurs (2), qui relient entre elles de manière articulée les paires consécutives de plaquettes (1), - des axes transversaux (4) dont les extrémités sont solidarisées avec les deux plaquettes (1) d'une même paire, et qui traversent des alésages (7) ménagés dans les éléments intérieurs (2), - des douilles de frottement (5) montées entre la périphérie de chaque axe (4) et la paroi de l'alésage (7) correspondant, et - des patins de friction (11) disposés latéralement de part et d'autre des plaquettes extérieures (1). 2. Chaîne à friction selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque axe transversal (4) présente des extrémités de diamètre réduit montées en force dans des trous (6) ménagés dans les plaquettes extérieures (1), et en arrière de ses extrémités, des épaulements venant en appui contre les faces intérieures des plaquettes (1). 3. Chaîne à friction selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que chaque axe transversal (4) porte symétriquement deux douilles de frottement (5), se trouvant au contact de la paroi du même alésage (7) d'un élément intérieur (2). 4. Chaîne à friction selon la revendication 3, caractérisée en ce que chaque douille de frottement (5) présente, à son extrémité extérieure, une collerette (8) prenant place entre une face extérieure d'un élément intérieur (2) et la face intérieure d'une plaquette (1). 5. Chaîne à friction selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les axes transversaux, reliant les plaquettes extérieures (1), sont des axes tubulaires (4). 6. Chaîne à friction selon la revendication 5, caractérisée en ce que le diamètre extérieur (D) des axes tubulaires (4) est égal ou supérieur à la moitié du pas (P) de la chaîne. 7. Chaîne à friction selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce que les patins de friction latéraux (11), ou les pièces (9) leur servant de supports, sont munis de tétons de centrage (10) emmanchés dans les extrémités des axes tubulaires (4). 8. Chaîne à friction selon la revendication 7, caractérisée en ce que chaque patin de friction (11) présente une forme extérieure bombée et est fixé sur une pièce en forme de disque (9), munie d'un téton de centrage (10) pour son montage à une extrémité d'un axe tubulaire (4). 9. Chaîne à friction selon la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce que, dans la zone de raccordement de ses deux extrémités, est utilisé un axe tubulaire amovible (4a) dont les deux extrémités sont de diamètres distincts et présentent des méplats (16,17), pour leur introduction dans des trous correspondants (6a,6b) des deux plaquettes extérieures (la,lb) situées à une extrémité de la chaîne, le canal central de l'axe tubulaire (4a) présentant une gorge annulaire (18) apte à recevoir un anneau torique déformable (20) monté sur le téton de centrage (10a) appartenant au patin de friction (11) ou à son support (9a) monté à l'extrémité de plus petit diamètre de cet axe tubulaire (4a). 10. Chaîne à friction selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, destinée à fonctionner en milieu lubrifié, caractérisée en ce que chaque élément intérieur (2) comporte au moins un trou de graissage (22) faisant communiquer chaque alésage (7) avec la surface extérieure de l'élément (2). 11. Chaîne à friction selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, avec lubrification incorporée, caractérisée en ce que la partie creuse de chaque axe tubulaire (4) est utilisée comme réserve de produit lubrifiant (23), et en ce que des trous de graissage (24) sont ménagés radialement dans l'axe (4) pour faire communiquer la réserve de produit lubrifiant (23) avec la périphérie de l'axe (4), où est montée au moins une douille de frottement (5a). 12. Chaîne à friction selon la revendication 11, caractérisée en ce que des joints d'étanchéité (25) sont montés entre l'axe tubulaire (4) et la douille de frottement (5a), vers les deux extrémités de l'axe (4). 13. Chaîne à friction selon l'une quelconque des revendications à 12, caractérisée par son application à un variateur de vitesse avec poulies à flasques (13,14) de forme conique et d'écartement variable, contre lesquels s'appliquent les patins de friction latéraux (11) de la chaîne (12).