Brevet FR2637956A1 — publié le 19900420

Tendeur automatique. La présente invention concerne un tendeur automa- tique pour maintenir la tension d'un organe de transmi- sion de puissance, tel qu'une courroie crantée ou une chaîne, à une valeur prédéterminée. Du fait qu'un organe de transmission de puissan- ce sous la forme d'une courroie montée sur un moteur à combustion interne est soumis à une variation de tension du fait de la fluctuation de la distance de centre à centre résultant de la dilatation thermiaue du moteur pen- dant le fonctionnement ou de la variation du couple, il est habituel de prévoir un tendeur automatique pour appli- quer une tension à la courroie par l'intermédiaire d'un galet de tension et pour maintenir ainsi la tension de la courroie à une valeur constante. Un tel tendeur automatique suivant l'art anté- rieur comprend un cylindre rempli d'une huile hydraulique, un piston monté de façon coulissante dans le cylindre et un ressort de commande de pression pour rappeler une tige du piston dans une direction telle qu'elle fait saillie hors du cylindre (publication de Modèle d'Utilité japo- nais non examiné 62-40 355). Avec ce type de tendeur automatique de l'art an- térieur, il est nécessaire d'introduire l'huile hydrauli- que dans le cylindre sous vide de sorte qu'elle peut rem- placer l'air dans le cylindre. Par suite, il est très long et délicat d'assembler un tel tendeur automatique. En outre, il faut assurer l'étanchéité contre les fuites d'huile hydraulique du cylindre, au moyen d'une membrane ayant une configuration compliquée pour absorber les fluctuations de la quantité d'huile résultant des mouvements relatifs du cylindre et du piston et les variations de volume de l'huile résultant de l'échauf- fement. Une telle étanchéité tend à être coûteuse. Un tendeur automatique du type à capacité étan- che d'huile peut être théoriquement orienté dans toute direction désirée. Toutefois, en pratique, dans la plu- part des cas, on le monte dans une direction telle que sa tige s'étend verticalement, du fait de la disposition du moteur et autres organes. Ainsi, on n'utilise pas com- plètement l'avantage du type à capacité étanche d'huile. La présente invention a pour objet de procurer un tendeur automatique qui évite les inconvénients préci- tés et qui est fiable et peu coûteux. Conformément à la présente invention, on obtient un tendeur automatique comprenant un cylindre à fond fermé rempli d'huile hydraulique et d'air, une garnitu- re étanche à l'huile montée dans le cylindre pour empri- sonner de façon hermétique l'huile hydraulique et l'air, une tige traversant de façon coulissante la garniture étanche à l'huile, un piston monté de façon coulissante dans le cylindre de façon à laisser un petit jeu entre eux et dont le sommet est en butée avec la partie infé- rieure de la tige, l'intérieur du cylindre étant divisé en une chambre de pression inférieure et une chambre de réservoir supérieure par le piston, le piston comportant un canal qui fait communiquer la chambre de pression et la chambre de réservoir, un clapet anti-retour prévu dans la chambre de pression pour ouvrir ledit canal du piston seulement lorsque la pression dans la chambre de pression est inférieure à la pression dans la chambre de réservoir, et un ressort. monté dans la chambre de réser- voir de manière à solliciter la tige dans une direction telle qu'elle fait saillie hors du cylindre. Conformément à la présente invention, on intro- duit l'huile hydraulique dans le cylindre avant le monta- ge de la garniture étanche à l'huile et on déplace la tige axialement en va-et-vient plusieurs fois' pour per- mettre à une partie de l'huile hydraulique de pénétrer dans la chambre de pression. Cela permet l'assemblage du tendeur automatique sous pression normale. D'autres objets et avantages de la présente in- vention apparaîtront à l'examen des dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une coupe du premier mode de réa- lisation de la présente invention; les figures 2 et 3 sont des coupes de ce disposi- tif, illustrant son fonctionnement; la figure 4 est une coupe du deuxième mode de réalisation; la figure 5 est une coupe d'une modification du manchon de la figure 4; et la figure 6 est une coupe d'une autre modifica- tion de ce dispositif. Comme représenté sur la figure 1, le premier mode de réalisation du tendeur automatique comprend un cylin- dre 1 fermé à une extrémité 2. Une garniture 3 étanche à l'huile est montée dans le cylindre 1 près de son ex- trémité supérieure et elle est empêchée de sortir du cy- lindre par un anneau de retenue 4. La garniture d'étan- chéité à l'huile 3 sert à empêcher une fuite de l'huile hydraulique et de l'air contenus dans le cylindre. L'huile hydraulique est de préférence une huile de sili- cone, compte tenu de sa faible variation de viscosité, mais elle peut être une huile pour moteur. Une tige 6 traverse de façon coulissante un orifice 5 formé au centre de la garniture étanche à l'huile 3 et son extrémité inférieure est reçue dans un orifice 8 ménagé dans la partie supérieure d'un piston 7 monté de façon coulissante dans le cylindre 1. Un canal 11 s'étend à travers la tige 6 et le piston 7 de sorte qu'une chambre de pression 9 et une chambre de réservoir 10, définies juste au-dessous et au- dessus du piston 7, communiquent l'une avec l'autre par le canal 11. Un clapet anti-retour 12 est prévu à l'ex- trémité inférieure du piston 7 pour ouvrir le canal 11 lorsque la pression dans la chambre de pression 9 tombe au-dessous de la pression dans la chambre de réservoir 10. Un ressort 13 est placé sous le piston 7 de ma- nière à pousser celui-ci vers le haut et à le maintenir en contact avec la tige 6. Un palier 14 est monté de façon coulissante dans la chambre de réservoir 10, pour supporter la tige 6 à sa partie supérieure et la maintenir ainsi en alignement avec le cylindre 1. Le palier 14 est fabriqué en alliage fritté poreux et imprégné d'huile hydraulique. Il com- porte également des trous 15 pour le passage de l'air et de l'huile hydraulique. Un siège de ressort 17 est monté entre le palier 14 et le piston 7, la partie périphérique extérieure du siège reposant sur un épaulement 16 formé sur la périphé- rie intérieure du cylindre 1. Un intervalle est ménagé entre la périphérie intérieure du siège de ressort 17 et la tige 6. Le siège de ressort 17 sert à.empêcher l'en- trée d'air dans la chambre de pression 9 du fait des fluctuations du niveau d'huile résultant du changement de la position de montage du tendeur automatique ou de sa vibration. Un ressort 18 de réglage de pression est monté entre le siège de ressort 17 et le palier 14 pour pousser la tige 6 dans une direction telle qu'elle fait saillie à l'extérieur du cylindre 1. Le ressort 18 possède une force de poussée plus grande que celle du ressort 13 placé sous le piston 7, de sorte que le ressort 18 peut supporter la plus grande partie de la charge sur la tige 6. On doit déterminer le rapport de l'huile hydrau- lique à l'air emprisonnés dans le cylindre 1 de sorte que l'air puisse absorber, par variation de son propre volume, toute fluctuation de volume de l'huile hydrauli- que résultant d'une fluctuation du volume interne du cylindre du fait du mouvement axial de la tige 6 ou des variations de température de l'huile hydraulique, et de sorte que l'air soit empêché de pénétrer dans la chambre de pression 9 même si la position de montage du tendeur automatique change ou si le degré de vibration augmente. On a trouvé expérimentalement que le rapport optimal d'air (quantité d'air/quantité d'huile + quantité d'air) x 100 = 10 à 40 %. Le tendeur automatique conforme à la présente invention est monté de sorte que l'extrémité de la tige 6 dépasse du cylindre 1, vers le haut. Si la tension d'une courroie 23 est réglée au moyen d'un galet de ten- sion 22 monté sur une extrémité d'un bras de galet 21 dont l'autre extrémité est fixée de façon pivotante sur un axe 20, on monte le cylindre 20 sur un support appro- prié de sorte que l'extrémité en saillie de la tige 6 soit en butée avec la face inférieure du bras de galet 21. Si, dans cet état, la distance de centre à cen- tre entre les poulies augmente du fait d'une élévation de température, ce qui augmente la tension de la cour- roie 23 au-dessus d'une valeur prédéterminée, une force vers le bas est transmise à la tige 6 par le bras de galet 21 pour pousser la tige 6 et le piston 7 vers le bas, tout en comprimant le ressort de commande de pression 18. Ainsi, la tension de la courroie 23 dimi- nue progressivement. D'autre part, l'huile hydraulique contenue dans la chambre de pression 9 est comprimée par le piston descendant 7 et s'écoule progressivement à travers un petit intervalle défini entre la périphérie intérieure du cylindre 1 et la périphérie extérieure du piston 7, vers la chambre de réservoir 10, ce qui amor- tit la charge d'impulsion agissant sur la courroie 23. Lorsque la courroie 23 se détend, la tige 6 se déplace vers le haut, poussée par le ressort de commande de pression 18, pour pousser le bras de galet 21 vers le haut et déplacer ainsi le galet de tension 22 dans une direction de tension de la courroie 23. Par suite, la tension de la courroie 23 est maintenue constante. Puis- que le piston 7 monte en même temps que la tige 6, la pression dans la chambre de pression tombe au-dessous de la pression dans la chambre de réservoir 10, ce qui per- met au clapet 12 de prendre une position d'ouverture du canal 11. L'huile hydraulique contenue dans la chambre de réservoir 10 commence maintenant à s'écouler relative- ment doucement vers la chambre de pression 9, par l'in- termédiaire du canal 11, ce qui permet à la tige 6 et au piston 7 de se déplacer doucement et de suivre le rela- chement de la courroie 23. Pour l'assemblage du tendeur automatique, on place le ressort 13, le piston 7, le siège de ressort 17, le ressort de commande de pression 18, le palier 14 et la tige 6 dans le cylindre 1, l'un après l'autre. Avant de mettre en place la garniture d'étanchéi- té d'huile 3, on remplit le cylindre avec une quantité prédéterminée d'huile hydraulique et on déplace la tige 6 plusieurs fois en va-et-vient axial jusqu'à ce que la chambre de pression 9 soit remplie d'huile hydrauli- que. Ainsi, le tendeur automatique conforme à la présente invention peut être assemblé à la pression atmosphérique. En outre, puisque l'huile hydraulique et l'air peuvent être emprisonnés dans le cylindre au moyen d'une garniture ordinaire d'étanchéité à l'huile au lieu d'une étanchéité à membrane de configuration compliquée, la fiabilité du dispositif complet augmente et le coût de fabrication diminue. L'air ne pénètre pas dans la chambre de pression puisque le tendeur automatique est monté avec sa tige vers le haut et la chambre de pression est à la partie inférieure. Cela procure également une meilleure sécurité de fonctionnement. Une garniture étanche à l'huile permet le passage facile de l'air entrant mais non le passage de l'air sor- tant. Ainsi, la garniture étanche à l'huile sert à main- tenir la pression dans la chambre de réservoir et la chambre de pression à une valeur toujours supérieure à la pression atmosphérique. Juste avant que la bille du clapet quitte le plongeur et que l'huile dans la chambre de réservoir commence à s'écouler vers la chambre de pression, cette dernière est sous une pression négative. Toutefois, puisque la pression dans l'ensemble du cylin- dre reste élevée, la pression dans la chambre de pres- sion est empêchée de descendre trop au-dessous de la pression atmosphérique pour provoquer une cavitation. Il faut que la tige du tendeur automatique fasse saillie rapidement, lorsqu'on démarre le moteur à froid. Lorsque la tige sort, le volume de la chambre de réser- voir diminue et la pression augmente, ce qui permet un écoulement régulier et rapide de l'huile vers la chambre de pression. Il en résulte une bonne aptitude au démarra- ge à froid. Au contraire, avec le tendeur automatique de l'art antérieur comportant une membrane dans la chambre de réservoir (brevet US-4 708 696) , lorsque la tige se déplace dans la direction de sortie, la pression dans la chambre de réservoir ne peut pas augmenter du fait de l'action de la membrane d'étanchéité, ce qui gêne un écoulement régulier et rapide de l'huile vers la chambre de pression. Il peut en résulter une brusque chute de pression dans la chambre de pression et une cavitation, en particulier dans le cas du démarrage à froid du mo- teur. En raison de la faible pression dans la chambre de pression, la tige ne peut pas monter rapidement. Cela peut provoquer un saut de la courroie. Du fait que la fuite de l'huile contenue dans le cylindre est positivement empêchée, il n'y a pas de ris- que de détérioration de la courroie par adhérence d'huile. Puisque le ressort de commande de pression, de grande dimension, est prévu dans la chambre de réservoir alors que le ressort dans la chambre est de dimension beaucoup plus petite, les bulles d'air éventuellement mélangées dans la chambre de pression peuvent être chassées facilement. On décrit maintenant un deuxième mode de réalisa- tion. Le tendeur automatique de ce deuxième mode de réa- lisation ayant sensiblement la même construction que celui du premier mode de réalisation, les parties corres- pondantes sont désignées par les mêmes repères. Ce mode de réalisation diffère du premier mode de réalisation en ce que le cylindre 1 est fabriqué en alliage d'aluminium, en ce qu'un manchon cylindrique 30 à fond fermé est disposé dans le cylindre 1, à l'extré- mité inférieure de celui-ci, pour définir une chambre 31, et en ce qu'un intervalle (non représenté) est prévu entre la périphérie extérieure du piston 7 et la périphé- rie intérieure du manchon 30. En général, le manchon 30 est en acier ou en fonte, tandis que le piston 7 est en acier ou alliage de cuivre, mais ils peuvent être fabriqués en toute autre matière pourvu qu'elle ait de bonnes propriétés de réduction des fuites et une bonne résistance au frottement. Entre le cylindre 1 et le manchon 30 est ménagé un intervalle qui est prévu pour rester présent dans la plage de température allant de -30 C à 120 C environ. Cet intervalle sert à éviter que le diamètre intérieur du manchon 30 soit influencé par la dilatation et la con- traction du diamètre intérieur du cylindre 1. La périphérie extérieure du siège de ressort 17 est supportée sur l'extrémité supérieure du manchon 30. Le manchon comporte sur sa périphérie intérieure, à sa partie inférieure, un épaulement 32 qui fait saillie ra- dialement et vers l'intérieur pour limiter la course des- cendante du piston 7. Le ressort hélicoïdal 13 est reçu dans un logement défini à l'intérieur de l'épaulement 32, pour venir en butée sur le fond du manchon 30. La figure 5 représente un manchon modifié 30 qui comprend un corps cylindrique 33 et un bouchon 34 emmanché à la presse dans le corps cylindrique,à une de ses extrémités. Le bord supérieur du bouchon 34 joue le rôle de l'épaulement 32 pour limiter la course descendan- te du piston. Le manchon 30 n'est pas nécessairement du type à fond fermé comme décrit ci-dessus mais il peut être sous la forme d'un simple cylindre pourvu qu'un élément d'étanchéité 35 soit disposé entre le cylindre 1 et le manchon 30. Le fonctionnement du deuxième mode de réalisation est sensiblement le même que celui du premier mode de réalisation. Bien que, dans les modes préférés de réalisation, le ressort de commande de pression 18 soit monté dans le cylindre 1, il peut être monté à l'extérieur du cylindre, par exemple entre le bràs 21 du galet de tension 22 et une pièce fixe. Le deuxième mode de réalisation procure les avantages suivants. La présence du manchon entre le cylindre et le piston permet de fabriquer le cylindre en alliage d'alu- minium. On peut ainsi non seulement réduire son poids, à une valeur minimale mais également le fabriquer par coulage ou moulage sous pression. Les caractéristiques de fuite sont déterminées par la relation entre les matières du piston et du man- chon et non entre les matières du piston et du cylindre. Par suite, il n'est pas nécessaire de fabriquer le piston en alliage d'aluminium mais il peut être en toute autre matière désirée même si le cylindre est en alliage d'aluminium. L'usinage de la surface de frottement est plus facile avec le manchon qu'avec le cylindre, puisque le premier est moins profond que le dernier. Du fait de l'existence de l'intervalle entre les manchons et le cylindre, les caractéristiques de fuite ne sont pas influencées par le changement de diamètre intérieur du cylindre résultant des fluctuations de tem- pérature pendant le fonctionnement. REVENDICATIONS 1. Tendeur automatique, caractérisé en ce qu'il comprend un cylindre (1) dont un fond (2) est fermé et qui est rempli d'huile hydraulique et d'air, une garnitu- re étanche à l'huile (3) montée dans ledit cylindre pour emprisonner hermétiquement l'huile hydraulique et l'air, une tige (6) traversant de façon coulissante ladite gar- niture étanche à l'huile, un piston (7) monté de façon coulissante dans ledit cylindre de façon à laisser un petit intervalle entre eux et dont le sommet est en butée contre la partie inférieure de ladite tige, l'intérieur dudit cylindre étant divisé en une chambre inférieure de pression (9) et une chambre supérieure de réservoir (10) par ledit piston, ledit piston comportant un canal (11) qui fait communiquer ladite chambre de pression et la- dite chambre de réservoir, un clapet (12) prévu dans la- dite chambre de pression ouvre ledit canal du piston seulement lorsque la pression dans ladite chambre de pression est inférieure à la pression dans ladite chambre de réservoir, et un ressort (18) monté dans ladite cham- bre de réservoir pour solliciter ladite tige dans une direction telle qu'elle fait saillie par rapport audit cylindre. 2. Tendeur automatique suivant la revendication 1, caractéri- sé en ce que ledit cylindre (1) comprend une enveloppe extérieure et un manchon intérieur (30) monté dans ladite enveloppe extérieure de manière à recouvrir au moins une partie de la surface intérieure de ladite enve- loppe extérieure, ledit piston (7) étant prévu pour cou- lisser sur la surface intérieure dudit manchon intérieur, ladite enveloppe extérieure (1) étant en alliage d'alu- minium.