Brevet FR2578614A1 — publié le 19860912

L'invention concerne d'une manière générale des mécanismes de transmission à courroie et poulies et plus particulièrement, un dispositif perfectionné permettant de régler la tension de la courroie. Des mécanismes de transmission a- courroie et poulies sont utilisés depuis longtemps pour accoupler un arbre menant, tel que l'arbre d'un moteur électrique ou autre générateur de force motrice, à un arbre mené tel que celui d'une génératrice, d'un ventilateur ou d'une pompe. Dans chacune de ces applications, les arbres menant et mené tourillonnent normalement au moyen de paliers ou coussinets. La courroie accouplant la poulie menante à la poulie menée doit etre maintenue à une tension appropriée afin de ne pas glisser, la tension ne devant cependant pas êtïre trop grande car la durée de vie des paliers/coussinets en serait alors notablement réduite. Il est donc necessaire de pouvoir régler aisément la tension d'une courroie trapézoidale ou autre courroie flexible sans fin. A titre uniquement d'exemple non limitatif, la présente invention sera décrite dans son application à une utilisation dans l'entrainement d'une pompe centrifuge. Il convient cependant de noter que le même principe peut être utilisé dans diverses autres applications. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N" 3 863 517 décrit un dispositif de tension de courroie dans lequel la poulie menante est montée de façon à être entrainée par la prise de puissance d'un tracteur agricole alors que la poulie menée est accouplée à l'arbre d'une pompe centrifuge. Dans cet agencement, la poulie menante présente un premier alésage partant vers l'intérieur d'un premier côté de son moyeu afin de recevoir l'arbre de sortie du moteur et un second alésage ou contrealésage partant vers l'intérieur du coté opposé de son moyeu afin de recevoir des paliers de butée qui sont utilisés pour faire tourillonner la poulie menante sur une première extrémité d'un arbre court. Une console boulonnée sur la pompe présente un alésage destiné à recevoir l'autre extrémité de l'arbre court.Les deux extrémités de l'arbre court sont décalées d'une excentricité prédéterminée. Des moyens sont prévus pour régler la position radiale de l'arbre court dans l'alésage de la console. Lorsque l'on fait tourner l'arbre court dans un sens ou dans l'autre, le degré d'excentricité s'ajoute à ou se soustrait de l'écartement nominal entre l'arbre menant et l'arbre de la pompe centrifuge menée. La présente invention s'avère apporter un perfectionnement à l'art antérieur tel que décrit dans le brevet N 3 863 517 précite. Bien que l'agencement décrit dans ce brevet antérieur soit totalement fonctionnel et capable de réaliser les objets et avantages indiqués dans le brevet précité, lorsqu'il est comparé à la présente invention, il s'avère être relativement plus coûteux à fabriquer et légèrement plus difficile à réparer et entretenir. Par exemple, le dispositif de tension décrit dans le brevet N 3 863 517 précité exige un arbre court à excentrique relativement coûteux à fabriquer. De plus, au lieu d'une poulie classique, le dispositif antérieur exige que la poulie présente un contre-alésage ou lamage destiné à recevoir des paliers de butée pour supporter l'arbre court.Le mécanisme de verrouillage du levier de tension de la courroie comprenant le bat i en coupelle fendu et le levier associe et réglable de verrouillage, entraine également un accroissement de coût. Le dispositif de tension de courroie selon l'invention offre de façon particulière un certain nombre d'avantages par rapport à l'art antérieur tel que représenté par le brevet N" 3 863 517 précité. Par exemple, un grand nombre des pompes centrifuges en service à ce jour exigent que la transmission reliée à la prise de puissance soit déposée avant le démontage de la pompe pour entretien.Par contre, dans le dispositif de montage et de tension de la courroie selon l'invention, en ne retirant qu'un seul boulon, on peut séparer la pompe de la liaison avec la prise de puissance. il est apparu que le dispositif de tension selon l'invention présente une grande résistance au glissement en chargeant moins les paliers et avec peu ou pas de broutement ou de vibration. En outre, la conception de l'invention tend à être plus légère et moins volumineuse sans que la durée de vie utile de l'assemblage et des pièces constitutives en soit affectée. L'invention a donc pour objet principal un dispositif nouveau et o=fectionné pour régler et maintenir la tension d'une courroie sans fin dans une transmission à courroie et poulies. L'invention a également pour objet un dispositif perfectionné de tension de courroie qui a pour avantages d'abaisser le coût de fabrication, de simplifier le réglage, d'augmenter la fiabilité et d'accroftre la facilité de réparation et d'entretien par rapport à ce qutil était possible d'obtenir avec les techniques de l'art antérieur. Les caractéristiques et avantages précédents de l'invention résultent d'une conception selon laquelle une poulie menante classique est montée sur un arbre épaulé symétrique qui tourillonne dans un alésage cylindrique formé transversalement dans un bras rigide, à une première extrémité de celui-ci. L'extrémité opposée du bras présente un autre alésage cylindrique qui est conçu pour s'ajuster sur une partie formant moyeu, tournée à une forme cylindrique, du carter ou bâti de la machine à entraîner qui, comme mentionné, peut être une pompe centrifuge, par exemple. Les paliers classiques supportant l'arbre auquel l'organe d'impulsion de la pompe est fixé sont disposés dans ce moyeu. L'arbre de l'organe d'impulsion est monté dans le moyeu d'une manière décentrée ou excentrée, c'est-à-dire qu'il n'est pas concentrique à l'axe central du moyeu cylindrique dans lequel il tourillonne.Une fente incurvée, dont l'axe central est concentrique à l'axe central du moyeu cylindrique, est également formée à l'extrémité du bras rigide à laquelle l'élément mené (pompe centrifuge) est disposé. Un seul boulon passe dans cette fente incurvée et pénètre dans un trou taraudé formé dans le corps de la pompe. Lorsqu'une bande sans fin est mise en place sur la poulie menante tourillonnant sur la première extrémité du bras rigide et sur la poulie menée fixée à l'arbre de l'organe d'impulsion de la pompe, la tension de la courroie peut être réglée (entre certaines limites) par un simple desserrage du boulon unique, puis rotation du bras rigide autour du moyeu de la pompe utilisé comme axe. Lorsque ceci est réalisé, on augmente ou diminue la distance entre les axes de l'arbre menant et de l'arbre mené, selon le sens de rotation du bras. Lors d'une rotation dans un premier sens, l'excentricité s'ajoute à l'entraxe nominal entre l'arbre menant et l'arbre mené alors que, lorsque l'on fait tourner le bras rigide en sens opposé, l'excentricité se déduit de cet entraxe. Une fois que la tension souhaitée a eté établie, il suffit de resserrer le boulon unique qui verrouille alors le bras rigide sur le corps de la pompe. Une autre caractéristique de l'invention est la présence d'un capotage à symétrie bilatérale dont les deux moitiés peuvent être assemblées autour de la poulie menante, de la poulie menée et de la courroie les joignant, les deux moitiés étant boulonnées l'une à l'autre et au bras rigide. Le capotage entoure pratiquement en totalité toutes les pièces en mouvement, ajoutant la sécurité de l'ensemble du système. il convient en outre de noter que la tension de la courroie sans fin peut être réglée alors que le capot ou carter est en place. De plus, on peut aisément démonter la pompe pour entretien en retirant simplement le boulon unique utilisé pour bloquer la pompe sur le bras et en faisant glisser la poulie menée hors de la courroie sans fin. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel - la figure 1 est une coupe transversale partielle illustrant les caractéristiques de l'invention ; et - la figure 2 est une vue de face avec arrachement partiel du carter pour plus de clarté. En reférence d'abord à la figure 1, la transmission à courroie selon l'invention est désignée globalement par la référence numérique 10. Elle comprend, comme représenté, une poulie menante 12 qui est calee sur un arbre court cylindrique épaulé 14. L'arbre court 14 présente un alésage 16 s'étendant vers l'intérieur et dans lequel sont fraisés des évidements 18 régulièrement espacés, destinés à recevoir les cannelures d'un arbre menant cannelé (non représenté). Une bague 20 de blocage, telle que celle faisant l'objet du brevet des Etats-Unis d'Amérique N" 4 185 938, entoure le tron çon extrême de l'alésage rainuré de l'arbre court 14. Comme décrit dans le brevet NO 4 185 938 précité, en exerçant une pression modérée sur la vis 22 de blocage, on applique une force relativement élevée empêchant l'arbre menant de se desserrer dans l'alésage cannelé 16. L'arbre court épaulé 14 est réalisé d'une seule piece avec une saillie cylindrique 24 qui s'ajuste dans des paliers convenables 26 à billes du type à butée axiale, qui sont logés dans un alésage 28 formé dans une première extrémité 30 d'un bras rigide 32. La poulie 12 et son arbre court 14 peuvent donc tourner librement par rapport au bras rigide 32. Un couvercle 31 à graisse, maintenu en place par un anneau élastique 33, protège hermétiquement les paliers des matiéres étrangeres. Un autre alésage cylindrique 34 est formé à travers l'épaisseur du bras 32, å son extrémité inférieure (comme vu sur la figure 1). L'axe longitudinal de cet alésage est parallèle à l'axe de l'arbre court 14 lorsqu'il tourillonne dans les paliers 26. Toujours en référence à la figure 1, la machine menée est désignée globalement par la référence numérique 36 et peut être, par exemple, une pompe centrifuge comportant un corps 40 entourant un organe d'impulsion (non représenté) qui est calé sur l'arbre mené 42 de la pompe avec lequel il tourne. L'arbre 42 tourillonne dans des paliers conwenibles (dra9flent non représentés) logés dans une partie cylindrique formant moyeu 44 du corps 40 de la pompe. Le diamètre du moyeu 44 est tel qu'il s'ajuste à glissement dans l'alésage 34 formé à l'extrémité inférieure du bras rigide 32 et le bras peut donc tourner autour du moyeu utilisé comme centre. Cependant, l'arbre 42 de la pompe tourillonne de façon excentrée à l'intérieur du moyeu 44, comme indiqué par les axes centraux écartés 46 et 48, l'axe 48 étant celui du moyeu et l'axe 46 celui de l'arbre 42. Ainsi qu'on peut le voir sur la figure 2, il est prévu, dans l'extrémité inférieure du bras rigide 32, une saillie ou patte 51 en forme d'éventail et une fente incurvée 50 traverse sur toute son épaisseur cette patte, cette fente ou entaille sous-tendant un angle d'environ 90". Un boulon 56 de blocage passe dans une rondelle 52 et dans la fente 50 et pénètre dans un trou taraudé 54 formé dans le corps 40 de la pompe. Le boulon 56 de blocage constitue le seul moyen de fixation de la pompe au bras rigide 32. Une poulie menée 58 est fixée sur l'arbre de la pompe et une courroie sans fin 60 accouple la poulie menante 12 à la poulie menée 58. La courroie d'entrailnement est choisie de manière que, lorsque l'on fait tourner le bras 32 dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre comme illustré sur la figure 2 et que l'excentrique cité entre le moyeu 44 et l'arbre 42 se déduit de la distance globale comprise entre les centres des axes 42 et 14, la courroie passe librement au-dessus des joues latérales des poulies respectives. A présent, lorsque l'on fait tourner de nouveau le bras dans le sens des aiguilles d'une montre comme vu sur la figure 2, l'excentricité entre le centre du moyeu 44 et l'arbre mené 42 de la pompe s'ajoute à l'écartement global entre les centres des arbres respectifs menant et mené, ce qui a pour effet de tendre la courroie. Lorsque celle-ci atteint un degré souhaité de tension, on serre le boulon 56, ce qui maintient le bras en position fixe par rapport au corps de la pompe et assure le maintien de la tension préréglée de la courroie. Comme indiqué dans le brevet N" 3 863 517 précité, la pompe elle-même peut être fixée à un bâti à l'aide d'une chaîne ou d'autres moyens appropriés de fixation (non représentés), empêchant ainsi la pompe et le bras de tourner lorsque la poulie 12 est entraînée par le générateur de force motrice (non représenté) qui lui est associé. Le mécanisme de transmission comprenant la poulie menante 12 , la courroie 60 et la poulie menée 58 est renfermé en totalité dans un carter amovible qui est désigné globalement par la référence numérique 62 sur la figure 1. Le carter est un ensemble en deux pièces comprenant une moitié de gauche 64 et une moitié de droite 66. Ces deux moitiés peuvent être assemblées l'une à l'autre afin d'envelopper à peu près totalement les pièces en mouvement de la transmission, les deux moitiés étant fixées l'une å l'autre au moyen de boulons, comme indiqué en 68 et 70, et étant fixées au bras rigide 32 comme indiqué en 72. Dans cette configuration, on peut voir que le boulon 56 de verrouillage est apparent, de sorte qu'il peut être desserré pour le réglage de la tension de la courroie, et resserré sans qu'il soit nécessaire pour cela de démonter le carter. Cette caractéristique ajoute considérablement à la sécurité d'ensemble, car l'opérateur n'est pas tenté de démonter le carter alors que la pompe est en marche. il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif destiné à régler la tension d'une courroie sans fin flexible utilisée dans une transmission mécanique dans laquelle une poulie menante est accouplée à une poulie menée au moyen de cette courroie, le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte un corps (40) de machine (36) réalisé d'une seule piece avec une partie cylindrique (44) formant moyeu fixe, centrée sur un premier axe (48), un premier arbre cylindrique (42) présentant un axe central longitudinal (46) et tourillonnant dans le moyeu cylindrique du corps de façon que le premier axe soit parallèle à l'axe central longitudinal de l'arbre, mais décalé par rapport à cet axe, une première poulie (58) fixée au premier arbre, un bras rigide (32) traversé par des premier et second alésages parallèles et espacés, le premier alésage (34) étant d'un diamètre lui permettant de recevoir le moyeu cylindrique du corps avec un ajustement à glissement prédéterminé afin que le bras rigide puisse tourner autour du moyeu vers une position angulaire souhaitée, un second arbre (14) tourillonnant dans le second alésage (28), une seconde poulie (12) fixée au second arbre, une courroie flexible sans fin (60) reliant les première et seconde poulies, et des moyens (51) présentant une fente incurvée (50) de rayon constant, formée à travers le bras, le centre de courbure de la fente incurvée étant situé sur le premier axe du moyeu, et un boulon (56) de blocage passant dans la fente et pénétrant dans un trou taraudé (54) du corps afin de fixer la machine au bras et de fixer la position angulaire réglée du bras sur le moyeu cylindrique du corps. 2. Dispositif selon la revendication 1-, caractérisé en ce que la machine comprend une pompe centrifuge. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens (16, 18) destinés à accoupler la seconde poulie à un arbre menant tournant. 4 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un carter (62) fixé au bras rigide et entourant sensiblement la première poulie, la seconde poulie et la bande sans fin tout en laissant le boulon de blocage apparent.