Brevet FR2610056A1 — publié le 19880729

L'invention a pour objet une courroie sans fin de transmission de puissance, On connaît, dans de multiples réalisations, des courroies sans fin de transmission de puissance comportant une armature de câblés noyée dans une matrice de matériau caoutchoutique et qui sont propres à coopérer avec les pou- lies d'un arbre mené et d'un arbre menant, respectivement. Il existe ainsi, à c6té des courroies trapézoïdales, cran- tées ou non crantées, des courroies striées, c'est-à-dire des courroies dont la section, par un plan diamétral, est un profil à face interne conformée suivant des dents adja- centes, à section droite triangulaire ou trapézoïdale, une telle courroie étant prévue pour coopérer avec des poulies dont la jante est à profil conjugué, c'est-à-dire présente des gorges adjacentes à section droite triangulaire ou tra- pézoldale. De telles courroies, qui trouvent application dans de très nombreux domaines, sont désignées dans la no- menclature par les lettres H, J, K, L ou M, lesquelles défi- nissent le pas et/ou la forme des dents ainsi que l'épais- seur radiale des courroies dont celles du type H ou J, à pas de dents de 1,6 et 2,34 mm, et d'épaisseur d'environ 3mm et 4mm, respectivement, sont utilisées dans la technique de l'élec- tro-ménager, notamment pour l'entraînement des tambours de machines à laver le linge ou de sèche-linge à partir du mo- teur électrique de ces machines. Dans de telles applications, les vitesses de rotation sont de l'ordre de 400 à 1200 t/m et la mise sous tension de la courroie, après montage de celle-ci sur la poulie de l'arbre moteur et sur la poulie de l'arbre mené, est généralement effectuée en déplaçant le moteur monté sur un patin pivotant et en l'immobilisant en position lorsque la tension requise est atteinte ou à l'aide d'un tendeur à ressort, lorsque les puissances à transmettre sont moins importantes que dans le cas précédent. Quel que soit le mode opératoire auquel il est fait appel, la tension doit être réglée avec précision pour que la vitesse de rotation de l'organe mené soit très proche de la valeur théorique souhaitée, des variations relative- ment faibles par rapport à cette valeur théorique entrai- nant un fonctionnement non satisfaisant pour le lavage et/ ou le séchage du linge, par exemple. Il en résulte qu'au coet des moyens de pivotement et de réglage de l'entraxe des arbres mené et menant s'ajoute celui du réglage de la ten- sion après montage de la courroie sur les poulies avec les- quelles elles coopèrent. En outre, ni le montage du moteur, -dont la position doit être ajustée-, ni celui de la cour- roie ne peut être effectué de façon automatique. Pour s'affranchir de ces difficultés, on a alors cherché à fournir des courroies sans fin de transmission de puissance suffisamment extensibles pour permettre leur mon- tage sur les poulies avec lesquelles elles coopèrent sans modification de l'entraxe de celles-ci, d'une part, et, d'autre part, suffisamment élastiques pour, après montage, assurer d'elles-mêmes la tension requise pour une bonne transmission de puissance. De telles courroies fabriquées par extrusion ou moulage d'une matière thermoplastique ou thermodurcissable, notamment à base de résine du type polyes- ter, se sont toutefois révélées non satisfaisantes, princi- palement en raison de la faible adhérence entre elles et les organes avec lesquels elles coopèrent. Aussi, le problème se pose-t-il de fournir une telle courroie sans fin de transmission de puissance qui, tout en permettant son montage automatique sur des poulies avec lesquelles elle coopère, procure après mise en place un fonctionnement satisfaisant, en tout point comparable à celui des courroies mises sous tension selon les méthodes connues par augmentation de l'entraxe des poulies ou à l'ai- de d'un dispositif tendeur. Complémentairement à ce problème se pose celui de fournir une telle courroie dont les bonnes caractéristiques de fonctionnement ne soient pas affectées par des variations de température, d'une part, et qui,d'au- tre part, soient bien appropriées pour équiper des systèmes de transmission utilisant des poulies à faible diamètre, comme maintenant proposé dans le domaine de l'électro-mréna- ger, de l'automobile, ou des outils et outillages domesti- ques. Ces problèmes sont résolus, selon l'invention,par le fait que le matériau constitutif de la matrice est un matériau caoutchoutique du type de ceux utilisés pour les courroies usuelles, par exemple à section trapézoïdale, crantées ou non crantées, de sorte qu'est obtenue une adhéren- ce satisfaisante, et par le fait que l'armature longitudi- nale de la courroie est choisie eu égard à ses caractéris- tiques physiques de tension,d'une part, et son positionne- ment dans la matrice, d'autre part, de manière que la cour- roie présente un module d'extension total suffisamment faible pour permettre son montage sur les poulies avec les- quelles elle coopère, et conserve, cependant, une tension minimale appropriée après mise en place pour assurer le fonctionnement satisfaisant de la transmission qu'elleéqui- pe. Dans une réalisation préférée de l'invention le positionnement géométrique des câblés constitutifs de l'ar- mature longitudinale dans la matrice caoutchoutique est celui d'un enroulement hélicoïdal dont les spires sont dis- tantes les unes des autres, d'une part, lesdits câblés étant, d'autre part, stabilisés sous une tension très faible ou quasiment nulle lors de la fabrication de la courroie. La distance entre eux des câblés peut varier dans une large mesure. Elle est avantageusement comprise entre d et 40d, lorsque d désigne le diamètre desdits câblés. Selon une autre caractéristique de l'invention,la courroie est fabriquée à une longueur inférieure à la lon- gueur nominale de la transmission qu'elle est destinée à équiper, Elle subit ainsi lors du montage sur les poulies avec lesquelles elle coopère et dans les conditions norma- les de fonctionnement, un allongement compris entre 5 et 20%, avantageusement de 7 à 10% par rapport à sa longueur mesurée sur banc d'essai du type de celui défini dans le projet de norme AFNOR No R15-506 ou dans la norme DIN 7867 et qui pré- voient une mesure sous tension d'effort. Une courroie selon l'invention dont le module d'extension total est de l'ordre de 4 à 80 daN/mm pour 1 cm de largeur, et dont la tension en cours de fonctionnement est de l'ordre de 4 à 20 daN/cm de largeur peut aisément être mise en place sur les poulies avec lesquelles elle coo- père. Il suffit, pour ce faire, de l'amener par traction à une longueur légèrement supérieure à la longueur nominale de la transmission qu'elle équipe, et des tractions de l'ordre de 40 à 160 daN/cm de largeur suivant la longueur de la cour- roie se sont révélées appropriées. L'invention sera bien comprise par la description qui suit, faite à titre d'exemple et en référence au dessin annexé dans lequel: - la figure 1 est une vue schématique d'une trans- mission de puissance à courroie sans fin selon l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne 2-2 de la figure 1, mais à plus grande échelle et en perspec- tive partielle; - la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne 3-3 de la figure 1, schématique, et également à plus grande échelle; - la figure 4 est une vue partielle, schématique, d'une autre forme de réalisation d'une courroie selon l'in- vention; - la figure 5 est une vue très schématique d'un banc de mesure. On se réfère d'abord aux figures 1 à 3 qui mon- trent une transmission de puissance dont la courroie sans fin, 10, coopère avec deux poulies 11 et 12, solidaires, respectivement, de l'arbre menant d'un moteur 13 et d'un arbre mené 14 qui peut être celui du tambour d'une machine à laver le linge, d'un sèche-linge, d'un outil ou outillage à usage domestique, ou encore d'un équipement de véhicule automobile, sans que ces indications aient, bien entendu, quelque caractère limitatif que ce soit. La courroie 10, sans fin, comporte une armature longitudinale de câblés 20 noyés dans une matrice d'élastc- mère 21 comme un mélange de caoutchouc polychloroprène ou de caoutchouc naturel ou de tout autre caoutchouc choisi dans les élastomères dièniques, comme le polybutadiène ou le SBR (caoutchouc de styrène butadiène) et d'un type usuel connu pour la fabrication de courroies sans fin de transmission de puissance, en raison des bonnes propriétés d'adhérence qu'il présente. La courroie 10 est avantageusement du type "strié", c'est-à-dire conformée sur sa face interne 22 suivant des dents 231, 232, 233, etc... dont le pas est normalisé, de même que leur section droite, triangulaire, comme montré sur la figure 2, ou trapézoïdale, comme montré sur la figure 4, chaque référence H, J, K, L, M, de la norme DIN 7867 ou du projet de norme AFNOR R 15-506 définissant également l'épais- seur de la courroie mesurée entre le fond 24 des dents et la face externe 25 de la courroie. Comme montré sur la figure 3, cette dernière coopère avec des poulies 11 et 12 dont la jante a un profil conjugué de celui des dents 23, c'est-à- dire présente des gorges 301, 302, 303 de même disposition et de section droite semblable à celles des dents 23 qui y sont logées lors du fonctionnement du système de transmission. Pour permettre le montage automatique de la cour- roie 10 sur les poulies 11 et 12, d'une part, et pour fournir un fonctionnement satisfaisant de transmission après montage de la courroie, d'autre part, l'invention prévoit de faire application d'une armature longitudinale 20 dont le matériau constitutif, le positionnement et la stabilisation sont tels que le module d'extension total de la courroie a une valeur relativement faible, de l'ordre de 4 à 80 daN/mm pour 1 cm de largeur à 20 C, tout en ayant, après montage automatique, une tension minimale en cours de fonctionnement de l'ordre de 4 à 20 daN/cm de largeur. Pour ce faire, l'invention prévoit de réaliser 2 610 0 5 6 la courroie par un procédé semblable au procédé connu, sui- vant lequel on fabrique tout d'abord une ébauche sur un tam- bour cylindrique par mise en place successive d'une ou de nappes de gomme, puis de l'armature sous forme de câblés, par exemple en polyamide ou en polyester, ou en fibres acry- liques ou encore en fibres aramide, en rayonne ou en coton, disposés sur le tambour suivant un enroulement hélicoïdal à spires non jointives, puis de nouveau une ou des couches de gomme, l'ébauche étant ensuite vulcanisée puis ultérieurement découpée à la largeur correspondant au nombre de dents voulu pour chaque courroie, ou encore, dans certaines réalisations, usinée au profil voulu. Selon l'invention, outre le fait de disposer les câbles suivant un enroulement hélicoïdal à spires 311, 312, 313, etc... non jointives, on prévoit que lesdits ciblés soient à faible module, d'une part, et que, d'autre part, ils soient stabilisés sous une tension très faible ou quasiment nulle, par les moyens usuels de stabilisation thermo-mécanique connus pour la fabrication de courroies à matrice caoutchouti- que et âme textile. Dans des formes de réalisations préférées, l'écar- tement des spires successives des câblés est choisi en cor- respondance du diamètre de ceux-ci, et de préférence à une valeur comprise entre d et 40d si d désigne ledit diamètre. On obtient ainsi, par l'invention, des courroies dont le module d'extension total est de l'ordre de 4 à 80 daN/mm pour 1 cm de largeur à 20 C, c'est-à-dire des valeurs notablement inférieures à celles des courroies usuelles, striées ou trapézoidales connues, dans lequel le module d'ex- tension total est de l'ordre de 80 à 400 daN/mm pour 1 cm de largeur à la même température. Cette faible valeur du module d'extension permet alors un montage automatique de la courroie sur les poulies 11 et 12, en exerçant sur ladite courroie une traction qui l'amène à une longueur légèrement supérieure à la longueur nominale de la transmission qu'elle forme avec les poulies. De bons résultats ont été obtenus en exerçant une traction de l'ordre de 40 à 200 daN/cm de largeur suivant la longueur de la courroie. Pour fournir à cette dernière au cours du fonc- tionnement une tension minimale assurant une transmission de puissance satisfaisante sous une extension donnée, avanta- geusement une tension comprise entre 4 et 20 daN/cm de lar- geur l'invention prévoit d'associer à une transmission de longueur nominale donnée une courroie qui, avant montage, est de longueur inférieure à ladite longueur nominale. De-fa- gon plus précise, l'invention envisage de dimensionner la courroie de façon telle que, lors du montage sur les poulies avec lesquelles elle coopère et dans les conditions normales de fonctionnement, elle s'allonge d'une valeur comprise en- tre 5 et 20%, avantageusement de 7 à 10% par rapport à sa longueur mesurée sur banc d'essai du type de celui défini dans le projet de norme AFNOR R 15-506 ou dans la norme DIN 7867. Un tel banc d'essai est montré schématiquement sur la figure 5, avec des poulies 32 et 33 sur lesquelles est mon- tée la courroie 10, et l'indication de l'application d'un effort, montrée schématiquement en 34, ledit effort étant déterminé pour chaque dent ou nervure sur les deux brins de la courroie. Une courroie selon l'invention, ayant les caracté- ristiques définies ci-dessus, a sa tension qui demeure prati- quement inchangée lors des variations de température habi- tuelles auxquelles elle est soumise, ce qui en accroît encore la facilité d'utilisation. EXEMPLE Une courroie selon l'invention a été fabriquée en noyant dans une matrice de caoutchouc de polychloroprène une armature longitudinale formée par des câblés de (940 x 2) décitex en polyamide. Ces derniers, d'un diamètre de 0,7 mm ont été mis en place pour former l'armature longitudinale de la courroie suivant un enroulement hélicoïdal dont les spires étaient distantes entre elles de 2 mm. Les câblés ont été stabilisés et une telle courroie présentait alors un module d'extension total de l'ordre de 7 daN/mm d'extension pour 1 cm de largeur à 20 C. La longueur de la courroie, mesurée au banc d'es- sai selon la norme AFNOR N R 15-506 ou DIN 7867 était de 1.110 mm. Après montage sur une transmission d'une longueur nominale de 1.200 mm, en exerçant sur la courroie une trac- tion de 75 daN/cm de largeur, on constate que la tension en cours de fonctionnement est de 10 daN/cm de largeur. Aucune modification de cette tension n'est mesu- rable pour des variations de température comprises entre 5 et 35 C. REVENDICATIONS 1. Courroie sans fin de transmission de puissance comprenant une matrice en un matériau élastomère, avantageu- sement du type caoutchoutique et une armature longitudinale de câblés, caractérisée en ce que ladite armature (20) est choisie, eu égard à ses caractéristiques physiques de ten- sion, d'une part, et à son positionnement dans la matrice (21), d'autre part, de manière que la courroie présente un module d'extension total suffisamment faible pour permettre son montage, par traction, sur les poulies (11, 12) avec les- quelles elle coopère et conserve, cependant, une tension mi- nimale appropriée après mise en place pour assurer le fonc- tionnement satisfaisant de la transmission qu'elle équipe. 2. Courroie selon la revendication 1, caractérisée en ce que le positionnement géométrique des câblés (31) cons- titutifs de l'armature longitudinale (20) dans la matrice caoutchoutique (21) est celui d'un enroulement hélicoïdal dont les spires (31) sont distantes les unes des autres, d'une part, lesdits câblés étant, d'autre part, stabilisés sous une tension très faible ou quasiment nulle lors de la fabrication de la courroie. 3. Courroie selon la revendication 2, caractérisée en ce que la distance entre elles de deux spires (31) consé- cutives de l'armature (20) est comprise entre d et 40d si d désigne le diamètre des câblés de ladite armature. 4. Courroie selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisée en ce que son module d'exten- sion total est compris entre 4 et 80 daN/mm pour 1 cm de lar- geur à 200C et en ce que sa tension, en cours de fonctionne- ment est comprise entre 4 et 20 daN/cm de largeur. 5. Courroie selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisée en ce que le matériau cons- titutif des câblés est choisi parmi ceux du groupe constitu- tué par les polyamides, les polyesters, les aramides, la rayonne, le coton, les fibres acryliques. 6. Courroie selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisée en ce qu'elle est du type "striée", c'està-dire à profil de sa face interne à dents (23) triangulaires ou trapézoïdales. 7. Transmission de puissance comportant deux pou- lies et une courroie sans fin propre à coopérer avec lesdites poulies, caractérisée en ce que la courroie est de longueur inférieure à la longueur nominale de la transmission sur la- quelle elle peut être mise en place, de façon automatique, en étant soumise à une traction de l'ordre de 40 à 200 daN/cm de largeur. 8. Transmission selon la revendication 7, caracté- risée en ce que la longueur de la courroie mesurée sur un banc d'essai conformément à la norme AFNOR N R 15-506 ou à la norme DIN 7867 est inférieure de 5 à 20% à celle de la longueur nominale de la transmission. 9. Transmission selon la revendication 8, caracté- risée en ce que la longueur de la courroie mesurée suivant la norme est inférieure de 7 à 10% à la longueur nominale de la transmission. 10. Transmission selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisée en ce que la tension de la courroie, en fonctionnement est de l'ordre de 4 à 20 daN/cm de largeur.