Brevet FR2618511A1 — publié le 19890127

"Poulie de variateur de vitesse" La présente invention concerne d'une manière générale les variateurs de vitesse du type comprenant deux poulies respectivement menante et menée, qui comportent chacune un moyeu et, en regard l'un de l'autre, autour dudit moyeu pour réception d'une courroie, deux flasques annulaires, dont l'un est monté mobile axialement par rapport au moyeu et soumis à des moyens élastiques annulaires, qui le sollicitent en permanence en direction de l'autre flasque ou flasque fixe, ces moyens élastiques prenant appui contre le flasque mobile et une pièce d'appui solidaire du moyeu. De tels variateurs de vitesse sont notamment mis en oeuvre pour l'entraînement contrôlé d'un organe à partir d'un élément moteur, et, par exemple sur un véhicule automobile, pour l'entraînement, à partir du moteur de celui-ci, d'un organe auxiliaire tel l'alternateur. En pratique, le flasque mobile peut ainsi se déplacer axialement entre deux positions extrêmes, l'une avancée, l'autre reculée par rapport au flasque fixe, étant entendu que, lorsque le flasque mobile de la poulie menante est en position avancée, le flasque mobile de la poulie menée est en position reculée et réciproquement, la courroie correspondante occupant à chaque fois une position déterminée à laquelle correspond un rapport de transmission déterminé. Pour le contrôle à tout instant de la configuration de l'ensemble et donc du rapport de transmission, le flasque mobile de l'une au moins des poulies est soumis aux moyens élastiques de rappel, qui le sollicitent axialement en permanence en direction du flasque fixe et qui comportent une pièce annulaire à conicité variable, dite diaphragme, qui, par une partie périphérique formant rondelle Belleville, porte axialement indirectement sur le flasque mobile et qui, par une partie centrale fragmentée en doigts radiaux, prend appui indirectement sur la pièce d'appui solidaire axialement du moyeu. Un tel variateur de vitesse est notamment décrit dans le brevet FR N' 2.516.622. Dans ce document, entre le diaphragme et le flasque mobile, se trouve interposée axialement, pour la constitution d'un appui axial basculant, une entretoise en matière élastique qui, d'une part, est solidaire tant axialement que circonférentiellement de la partie périphérique formant rondelle Belleville du diaphragme et, d'autre part, est au moins solidaire axialement du flasque mobile. L'entretoise est solidaire du diaphragme en étant adhérisée ou collée à celui-ci, et est solidaire du flasque mobile soit directement en étant adhérisée ou collée à celui-ci, soit au moyen d'une pièce de liaison adhérisée ou collée à l'entretoise et solidarisée au flasque mobile par agrafage de pattes, par encliquetage de griffes, par rivetage ou par soudage. L'entretoise ainsi interposée entre le diaphragme et le flasque mobile, et son mode d'assemblage au flasque mobile présente des inconvénients. Parmi ces inconvénients, il faut citer un encombrement axial accru résultant de l'entretoise, et des opérations d'adhérisation ou de collage, avec ou sans pièce de liaison, qui sont longues et délicates, et par conséquent d'un coût relativement élevé. En outre, si l'assemblage de l'entretoise au flasque mobile s'effectue par des pattes, agrafes ou rivets, il faut prévoir en plus des joints d'étanchéité dans le cas d'un variateur de vitesse piloté à partir d'une source de fluide. L'invention vise à pallier ces inconvénients tout en assurant une liaison fiable entre le diaphragme et le flasque mobile pour assurer une bonne transmission du couple.. A cet effet, l'invention propose une poulie de variateur de vitesse du genre comportant un moyeu et en regard l'un de l'autre autour dudit moyeu, deux flasques annulaires dont l'un est monté mobile' axialement par rapport audit moyeu sous le contrôle de moyens élastiques de rappel constitués par au moins une pièce annulaire, telle un diaphragme présentant d'une part, une partie périphérique formant rondelle Belleville, qui est en appui axial basculant contre le flasque mobile, et, d'autre part, une partie centrale fragmentée en doigts radiaux par des fentes, qui est en appui basculant contre une pièce d'appui, caractérisée en ce que la partie périphérique du diaphragme formant rondelle Belleville se prolonge radialement vers l'extérieur par un bourrelet annulaire déformable en matière élastique encastré dans un logement ménagé dans le flasque mobile. Selon une autre disposition de l'invention, le diaphragme est entièrement enrobé d'une matière élastique, le bourrelet précité étant formé lors de l'opération d'enrobage du diaphragme. Selon une forme de réalisation, le logement ménagé dans le flasque mobile est constitué par deux replis successifs tournés en direction du diaphragme et formés à la périphérie du flasque mobile. Selon une autre forme de réalisation, le logement est formé par une couronne en métal rapportée autour des extrémités du bourrelet et du flasque mobile, et dont les deux extrémités rabattues vers l'intérieur assurent un serrage axial entre le bourrelet et le flasque. Grâce à ces différentes dispositions, l'invention procure des avantages, notamment par une réduction de l'encombrement axial de l'ensemble, par une simplification du montage et par une amélioration de l'étanchéité dans le cas d'un variateur piloté à partir d'une source de fluide. D'autres avantages, caractéristiques et détails ressortiront de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés, donnés à titre d'exemple, et dans lesquels: la figure I est une vue en coupe axiale d'une poulie de variateur de vitesse selon l'invention; o10 la figure 2 reprend, à plus grande échelle, le détail de la figure 1 repéré par un encart II sur celle-ci, et la figure 3 est une vue similaire à la figure 2 selon une variante de réalisation de l'invention. A la figure 1, il est représenté une poulie de variateur de vitesse, du type de celui décrit dans le brevet précité. En pratique, il s'agit de la poulie menante 10A de celui-ci. Cette poulie menante 1OA comporte un moyeu 12 qui, dans l'exemple considéré ici, est rapportée par une vis 13 en bout d'un arbre d'entraînement 14 et ainsi solidarisée en rotation à celui-ci. Autour du moyeu 12 sont montés deux flasques annulaires 15 et 16, à flanc tronconique en regard l'un de l'autre pour la réception d'une courroie 11, et dont l'un au moins, en pratique le flasque 15 est monté mobile axialement par rapport au moyeu 12. Le flasque 16 ou flasque fixe est solidaire, tant axialement que circonférentiellement du moyeu 12, par exemple par sertissage. Pour sa mobilité axiale sur le moyeu 12, le flasque mobile 15 se termine, à sa périphérie interne, par une douille axiale 18 qui s'étend respectivement de part et d'autre du flasque 15. Cette douille 18 est engagée à coulissement sur le moyeu 12 avec interposition de bagues de coulissement 19. Le flasque mobile 15 est en permanence 26185 11 sollicité en direction du flasque fixe 16 par des moyens élastiques de rappel 20 à action axiale. Dans l'exemple considéré ici, ces moyens 20 sont constitués par deux pièces globalement annulaires 21, disposées parallèlement l'une à l'autre et séparées l'une de l'autre. Ces deux pièces 21 sont constituées par deux diaphragmes enrobés dans une matière élastique 22, telle un élastomère. Cet enrobage 22 est solidarisé aux diaphragmes 21 par collage ou par adhérisation résultant d'une vulcanisation. Chaque diaphragme 21 comporte une partie périphé tue 23 circulairement continue formant rondelle Belleville, et une partie centrale 24 fragmentée en doigts radiaux par des fentes 25. Ces diaphragmes 21 et l'enrobage 22 constituent un ensemble élastique unitaire à conicité variable qui, par les parties périphériques 23 formant rondelle Belleville, est en appui axial basculant contre le flasque mobile 15 et qui, par leur partie centrale 24 fragmentée en doigts radiaux, est en appui axial basculant contre une pièce d'appui 30. Cette pièce d'appui 30 est constituée, dans 1' - exemple représenté, par un voile solidaire tant axialement qu'en rotation du moyeu 12, en étant par exemple serti à cet effet par sa périphérie interne en bout de celui-ci, du côté opposé au flasque fixe 16. Ce voile 30 porte une masse annulaire 31 formant anneau d'inertie, avec un élément d'amortissement 32 en matière élastique confiné entre le voile 30 et l'anneau 31. Cet élément 32 est par exemple collé ou adhérisé à l'anneau 31 et au voile 30, cet ensemble constituant un amortisseur 33, pour filtrer les vibrations qui prennent naissance tout le long de la chaîne cinématique dans laquelle est interposé le variateur de vitesse. Une chambre de pilotage 35 est définie entre le flasque mobile 15, le moyeu 12 et l'ensemble constitué par les moyens élastiques 20 et la pièce d'appui 30. Cette chambre de pilotage 35 est raccordée à une source de fluide (non représentée), et en particulier à une source de fluide pneumatique en pression ou en dépression. A cet effet, au moins un orifice radial 36 est usiné dans la douille 18 du flasque mobile 15 et débouche dans une gorge annulaire 37, de forme oblongue dans le sens axial, prévue à la périphérie interne de la douille 18. Cette.gorge 37 communique en permanence, par un canal radial 38 usiné dans le moyeu 12, avec un évidement interne 39 de celui-ci. Cet évidement 39, en bout du moyeu 12 du côté opposé à l'arbre moteur.14, est fermé de manière étanche par un bouchon 40 équipé d'un raccord 41 de mise en communication de l'évidement 39 avec la source de fluide. Selon une caractéristique importante de l'invention et telle qu'illustré à plus grande échelle à la figure 2, l'enrobage 22 en matière élastique, qui enrobe les diaphragmes 21, se prolonge radialement vers l'extérieur, au-delà des parties circulaires 23 des diaphragmes 21, pour former un bourrelet 45. Ce bourrelet radial 45 est axialement décalé par rapport aux diaphragmes et se raccorde à l'enrobage 22 par deux faces annulaires inclinées respectivement interne 46 et externe 47. Le décalage axial du bourrelet 45 dégage les diaphragmes 21 du flasque mobile 15 ce qui leur permet de se déformer librement au cours des déplacements de celui-ci. Le bourrelet 45 est encastré dans un logement ménagé dans le flasque mobile 15, de manière à constituer un appui basculant pour les diaphragmes 21 et à les solidariser au moins axialement avec le flasque mobile 15. Selon un premier mode de réalisation représenté à la figure 2, la partie centrale inclinée a du flasque mobile 15 se prolonge vers l'extérieur par une partie annulaire radiale 51 qui se termine par deux replis successifs sensiblement à 90' pour former respectivement un rebord axial 52 et un rebord radial 53 dirigé vers l'intérieur. Les surfaces périphériques internes de ces deux rebords 52, 53 délimitent le logement 50 dans lequel est encastré le bourrelet 45. Il est à noter que la face inclinée externe 47 entre le bourrelet 45 et les diaphragmes 21 permet de dégager le bourrelet 45 de l'extrémité adjacente 53a du rebord radial 53 du logement 50, assurant ainsi le passage d'un outil pour l'encastrement du bourrelet , comme cela sera décrit plus loin. En se reportant à nouveau à la figure 1, l'enrobage 22'en matière élastique se prolonge, à sa périphérie interne, par une entretoise annulaire axiale 60 qui s'étend en direction de la pièce d'appui 30. Vers sa partie terminale, adjacente à la pièce 30, l'entretoise 60 présente un profil ondulé formant des ondulations 61 d'orientation axiale sur sa périphérie externe, et un bossage annulaire 62 à sa périphérie interne. L'entretoise 60 est encastrée dans un logement 65 ménagé sur la face adjacente de la pièce d'appui 30 qui, dans cet exemple, est constituée par le voile 30 de l'amortisseur 33. A cet effet,le voile présente une couronne axiale 66, coaxiale au moyeu 12, avec des ondulations 67, de forme complémentaire à celle des ondulations 61 de l'entretoise 60 et obtenues par emboutissage par exemple. Des pattes 68 axialement en saillie sur le voile 30, sont régulièrement réparties sur une circonférence coaxiale intérieurement à la couronne 66. Chaque patte 68 présente, du côté du logement 65 et vers son extrémité terminale, un bossage 69 qui se raccorde à l'extrémité de la patte 68 selon une face inclinée 69a. Le logement 65 est ainsi défini par l'espace annulaire délimité entre la couronne 66 et les pattes 68. Il est à noter qu'il est prévu un espace suffisant entre les pattes 68 et le moyeu 12 pour permettre le libre passage de la douille 18 du flasque mobile 15, lors de son déplacement vers sa position d'éloignement maximum par rapport au flasque fixe 16. L'assemblage de la poulie 10A comportant de tels moyens élastiques de rappel 20 constitués par l'ensemble élastique unitaire comprenant les diaphragmes 21, leur enrobage 22, le bourrelet 45 à une extrémité et l'entretoise 60 à l'autre extrémité, s'effectue comme suit. Le flasque 16 est rapporté et fixé, par exemple par sertissage, sur le moyeu 12, en bout de celui-ci et du côté opposé à l'arbre moteur 14. Le flasque mobile 15 est monté coulissant autour du moyeu 12 avec interposition des bagues de coulissement 19. L'ensemble élastique unitaire 20 est rapporté autour du moyeu 12 et, à l'aide d'un outil (non représenté) qui prend appui sur l'extrémité 53a du flasque mobile , le bourrelet 45 est déformé pour être complètement encastré dans le logement 50 du flasque mobile 15. Ensuite, l'amortisseur 33 est rapporté autour du moyeu 12 avec encastrement par emmanchement à force de l'entretoise 60 de l'ensemble élastique unitaire 20 dans le logement 65 du voile. Grâce à l'élasticité des pattes 68, et de l'entretoise 60, celle-ci pénètre à l'intérieur du logement 65 avec emboîtement de ses ondulations axiales 61 dans les ondulations axiales 67 de la couronne 66, et appuie de son bossage interne 62, sur les bossages 69 des pattes 68. Une fois l'entretoise 60 en butée contre le voile 30 au fond du logement 65, il est à noter que la déformation de l'entretoise 60 entraîne un écrasement de son bossage interne 62, qui vient en contact avec les pattes 68 sur toute la longueur de celles-ci. Par l'emboîtement des ondulations 61, 67, l'entretoise 60 est solidarisée en rotation au voile 30. Enfin, le voile 30 est solidarisé au moyeu 12, par sertissage par exemple. Selon une variante de réalisation représentée à la figure 3, le logement 50 du flasque mobile 15, dans lequel est encastré le bourrelet 45, est ici délimité au moyen d"une couronne 70 rapportée autour des extrémités du flasque mobile 15 et du bourrelet 45. Vers ses deux extrémités, la couronne 70 est rabattue radialement vers l'intérieur pour assurer un serrage axial entre le flasque mobile 15 et le bourrelet 45. Lors du montage, le bourrelet 45 est mis en contact avec la partie terminale radiale 51 du flasque mobile 15, de manière à ce que leurs extrémités terminales viennent sensiblement en affleurement l'une avec l'autre. La couronne 70, dont une extrémité a été préalablement rabattue vers l'intérieur pour former un rebord 71, par exemple par emboutissage, est rapportée autour du bourrelet 45, de manière à ce que la face interne du rebord 71 de la couronne 70 vienne en appui contre la face du. bourrelet opposée à celle en contact avec le flasque mobile 15. Ensuite, l'autre extrémité de la couronne est rabattue vers l'intérieur pour former un rebord 72 obtenu par une opération de roulage par exemple, le rebord 72 venant avantageusement en contact avec un chanfrein 51a formé à l'extrémité du flasque mobile 15 sur sa face opposée à celle en contact avec le bourrelet 45. Bien entendu, le bourrelet 45 dans le sens axial, et l'entretoise 60 dans le sens radial, doivent présenter des sections transversales de plus grande dimension, que celles des logements respectifs 50, 65, pour pouvoir être assemblés par encastrement. Il est à noter enfin, que les moyens élastiques de rappel 20 sont solidarisés au flasque mobile 15 et à la pièce d'appui 30, en exerçant une précontrainte qui permet de maintenir le bourrelet 45 et l'entretoise 60 encastrés dans leurs logements respectifs 50, 65. Cette précontrainte est notamment exercée lors de la fixation du voile 30 sur le moyeu 12. D'une manière générale, les variateurs de vitesse sont adaptés à maintenir,dans le cas d'un véhicule automobile à combustion interne par exemple, la vitesse de la pouiie menée aux alentours de 1500 tr/mn, tandis que la vitesse de la poulie menante peut fluctuer entre 1000 et 4000.tr/mn. Cette vitesse sensiblement constante ou variant peu est généralement mise à profit pour entraîner des équipements auxiliaires. Il convient pour cela que le rapport des vitesses de rotation des poulies menée et menante, diminue lorsque la vitesse de rotation de la poulie menante augmente. A cet effet, les flasques 15,16 de la poulie menante 10A s'écartent l'un de l'autre au fur et à mesure que sa vitesse de rotation augmente, alors que simultanément les flasques de la poulie menée tendent à se rapprocher l'un de l'autre. Pour limiter l'écartement entre les flasques 15, 16 de la poulie menante 10A et éviter que la courroie 11 ne sorte de la poulie, il est prévu une butée de limitation de course entre le flasque mobile 15 et la pièce d'appui 30. Dans le mode de réalisation décrit précédemment, cette butée est avantageusement solidaire des moyens élastiques de rappel 20 et formée par un bossage annulaire 100 en matière élastique s'étendant axialement en direction de la pièce d'appui 30. Dans cet exemple, le bossage 100 est constitué par l'enrobage 22 au niveau de la partie circulaire 23 des diaphragmes 21, et vient en appui contre la paroi adjacente de l'anneau d'inertie 31 de 1 1 l'amortisseur 33. Dans les modes de réalisation décrits, les pattes 68 peuvent être remplacées par une couronne continue présentant un bossage pour retenir axialement l'entretoise 60, une fois celle-ci introduite dans le logement 65. En variante, si le variateur de vitesse n'est pas associé à un amortisseur 33, il suffit que la pièce d'appui 30 s'étende radialement sur une longueur suffisante pour coopérer avec la butée 100. L'invention- n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment, et elle s'applique aussi L.tn à la poulie menante qu'à la poulie menée d'un variateur de vitesse, ce dernier pouvant être du type piloté comme décrit précédemment ou du type centrifuge. REVENDICATIONS 1) Poulie de variateur de vitesse du genre comportant un moyeu et en regard l'un de l'autre autour dudit moyeu, deux flasques annulaires dont l'un est monté mobile axialement par rapport audit moyeu sous le contrôle de moyens élastiques de rappel constitués par au moins une pièce annulaire, telle un diaphragme présentant d'une part, une partie périphérique formant rondelle Belleville, qui est en appui axial basculant contre le flasque mobile, et, d'autre part, une partie centrale fragmentée en doigts radiaux par des fentes, qui est en appui basculant contre une pièce d'appui, caractérisée en ce que la partie périphérique (23) du diaphragme (21) formant rondelle Belleville se prolonge radialement vers l'extérieur par un bourrelet annulaire déformable (45) en matière élastique encastré dans un logement (50) ménagé dans le flasque mobile (15). 2) Poulie selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'un enrobage (22) en matière élastique enrobe le diaphragme (21), ledit enrobage (22) se prolongeant au delà du diaphragme pour former ledit bourrelet (45). 3) Poulie selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que ledit logement (50) est formé par deux replis successifs (52,53), sensiblement à ', tournés vers le diaphragme (21) et prévus à la périphérie externe du flasque mobile (15). 4) Poulie selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que ledit logement (50) est formé par une couronne (70) rapportée autour des extrémités périphériques externes dudit flasque mobile (15) et dudit bourrelet (45), les deux extrémités (71,72) de ladite couronne (70) étant rabattues vers l'intérieur pour maintenir serré axialement ledit bourrelet (45) 26185 11 contre ledit flasque (15). ) Poulie selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'une (71) des extrémités de ladite couronne (70) est rabattue avant assemblage, l'autre extrémité (72) étant rabattue vers l'intérieur, une fois ladite couronne (70) rapportée autour du flasque mobile (15) et du bourrelet (45).