Brevet FR2651550A1 — publié le 19910308

DISPOSITIF DE TENSION DE COURROIE D'ENTRAINEMENT OU ANALOGUE L'invention concerne un dispositif de tension de courroie d'entraînement ou analogue, comportant un ressort tendeur pour appliquer un bras pivotant, monté à rotation, contre la courroie d'entraînement et un agencement de freinage ayant un élément de frein pouvant être couplé au bras pivotant au moyen d'un accouplement unidirectionnel. Par la demande de brevet allemand DE-OS 32 O0 610, on connaît un dispositif tendeur automatique pour courroies d'entraînement, dont le palier de pivotement est muni d'un accouplement unidirectionnel autorisant un libre mouvement d'une poulie tendeuse contre la courroie d'entraînement, mais interdisant fiablement un mouvement dans le sens opposé. On arrive ainsi à ce que la courroie d'entraînement ne soit pas détendue dans une mesure inadmissible du fait d'un comportement inertiel du dispositif tendeur, même dans le cas de fortes oscillations. Notamment dans le cas des courroies d'entrainement dentées ou crantées, on évite ainsi le saut de dents. Si un tel dispositif de tension est utilisé pour tendre des courroies d'entraînement sur des moteurs à combustion, les fortes variations d'écartement des roues primaires et secondaires de l'ensemble du système entraîné par courroie, entre régime à froid et régime à chaud du moteur, ont toutefois pour effet de provoquer des tensions de courroie extrêmement élevées. Il en résulte des forces de tension inadmissibles susceptibles de détruire la courroie d'entraînement, ou tout au moins de réduire sa longévité. Par le brevet allemand 37 14 645, on connaît un dispositif tendeur dont le palier de pivotement présente un ressort tendeur hélicoïdal fixé à une extrémité à un bras pivotant et, à l'autre extrémité, à un boîtier, ce ressort entourant une paire de manchons de friction prévus à des fins d'amortissement. Entre les manchons de friction et une partie cylindrique se trouvant dans le boîtier, il est prévu une roue libre à rouleaux ayant pour effet que, lors d'un mouvement de pivotement vers la courroie d'entraînement, le bras pivotant peut se déplacer relativement librement et sans amortissement, sous l'effet du ressort tendeur. Dans le sens opposé, la roue libre bloque, de sorte que s'il y a encore un mouvement de pivotement du bras pivotant, les manchons de frottement glissent alors l'un sur l'autre et il y a un amortissement par friction du mouvement de pivotement, pour éviter des vibrations, etc.. Les dispositifs tendeurs de ce genre ne présentent toutefois qu'un faible amortissement, puisque la paire de manchons de friction doit toujours être réalisée avec un ample jeu d'ajustement. S'il n'en était pas ainsi, un échauffement des manchons, tel notamment que celui inévitable lors d'une utilisation sur des moteurs à combustion, aurait pour effet qu'un blocage se produirait à la suite de phénomènes de soudage par friction. La force du ressort tendeur agissant sur le bras pivotant du dispositif tendeur doit par conséquent être relativement élevée puisqu'elle doit non seulement assurer l'application du bras pivotant contre la courroie d'entraînement, mais aussi avant tout assurer que le bras pivotant accomplira le mouvement de pivotement opposé en présence de valeurs-limites relativement élevées. Or, les vibrations de la courroie d'entraînement et des parties mécaniques influençant l'entraînement par courroie ont pour effet que le bras pivotant est lui aussi mis en vibration, conjointement avec le ressort tendeur, ces vibrations étant insuffisamment amorties du fait de la faiblesse de l'action de freinage des manchons de friction. En outre, le dispositif tendeur connu présente une grande hauteur d'encombrement ne permettant pas son agencement dans de nombreux endroits o les conditions d'espace disponible sont limitées. Cette hauteur d'encombrement résulte inévitablement de la longueur nécessaire des manchons de friction ainsi que du ressort tendeur entourant les manchons. L'invention a pour but de réaliser un agencement du type indiqué au début, qui, d'une part,évitera que la courroie d'entrainement soit relâchée dans une mesure inadmissible et, d'autre part, assurera que la tension de la courroie ne dépassera pas le maximum admissible, cela de manière fiable aussi bien à l'arrêt que dans toutes les phases de fonctionnement du moteur ou du mécanisme associé. Selon l'invention, ce but est atteint, dans le cas d'un dispositif de tension du genre indiqué au début, par un agencement de freinage ayant un couple de freinage plus grand que le couple du ressort tendeur agissant sur le bras pivotant. Pour atteindre le but indiqué, l'invention prévoit aussi, dans le cas d'un dispositif du type indiqué au début, au moins un disque de frein plat, serré axialement, en tant qu'élément de frein. L'accouplement unidirectionnel disposé entre l'agencement de frein et le bras pivotant autorise d'une part un mouvement de pivotement relativement libre, non freiné, du bras pivotant sous l'action du ressort tendeur, contre la courroie d'entraînement, mais bloque d'autre part dans le cas d'un mouvement de pivotement du bras pivotant dans le sens opposé, sens de l'éloignement de la courroie d'entraînement, et transmet à l'agencement de frein la force venant de la courroie d'entraînement, agissant contre le bras pivotant, par exemple du fait de chocs ou efforts impulsionnels. En dessous du couple de freinage réglé, cet agencement opère comme une unité immobile, de sorte que le choc ou effort impulsionnel est reçu par la poulie tendeuse alors immobile. Le couple de freinage est réglé par exemple à une valeur correspondant à la tension maximale admissible de la courroie d'entraînement, tension qui est généralement spécifiée par le constructeur. Si un relâchement de la courroie d'entraînement se produit avec une ampleur assez grande, par exemple en particulier à la suite d'un fonctionnement prolongé, après échauffement suivi d'une phase froide d'un moteur équipé du dispositif selon l'invention, un rattrapage automatique de la tension se produit alors constamment, de sorte que la courroie d'entraînement présente toujours la tension nécessaire pour un fonctionnement ultérieur. Lors du démarrage du moteur, sous l'effet de la phase d'échauffement qui commence alors, la courroie d'entrainement est toutefois davantage tendue du fait de la dilatation thermique du bloc- moteur. L'effet de retenue de l'accouplement unidirectionnel interdit au bras pivotant de céder jusqu'à ce que la force agissant sur lui excède le couple de freinage réglé de l'agencement de frein. L'élément de frein couplé au bras pivotant commence alors à glisser et autorise un pivotement de recul du bras pivotant, jusqu'à ce que la tension de la courroie soit de nouveau inférieure à la tension inadmissiblement élevée. L'invention présente donc entre autres cet avantage que la tension de la courroie d'entrainement est maintenue, dans une plage optimale définie, par un système tendeur quasi-rigide et qu'une réduction de la tension ne se produit qu'en cas de dépassement d'une valeur-limite de tension. On évite de manière sûre aussi bien une tension exagérée qu'un relâchement inadmissible de la courroie d'entrainement, de sorte que la courroie d'entrainement et les paliers des organes entrainants et entraînés du système bénéficient d'une grande longévité. Si le couple de freinage possède une valeur qui est au moins double de celle du couple du ressort tendeur agissant sur le bras pivotant, l'agencement de freinage ne cède alors pas lors des phases de fonctionnement normales, et une réduction de la tension de la courroie aux pointes de tension extrêmes, ou encore à la transition froid-chaud reste limitée. Dans le cas o au moins un disque de frein plat, serré axialement, est prévu en tant qu'élément de frein, on bénéficie de cet avantage que le couple de freinage peut être approprié de manière simple à une valeur désirée, par exemple à la tension maximale admissible pour la courroie, et restera sensiblement inchangé pendant une longue durée de fonctionnement. En outre, l'agencement ne présente qu'une faible hauteur d'encombrement de sorte qu'il peut être monté facilement dans des conditions d'espace réduit, telles que celles existant fréquemment par exemple dans les volumes de moteur de véhicules automobiles pourvus de nombreux modules ou agrégats. Parmi les éventuelles particularités de réalisation de l'invention, on peut notamment citer: - le fait que le disque de frein présente un alésage dans lequel pénètre un composant pouvant tourner avec le bras pivotant, le mécanisme d'accouplement étant agencé entre la paroi de l'alésage et le composant; - le fait que le disque de frein présente une garniture de friction annulaire; - le fait que le disque de frein présente plusieurs patins de freinage disposés le long de son pourtour; - le fait que le disque de frein est muni, le long de son pourtour, d'évidements dans lesquels les patins de freinage sont insérés; - le fait qu'une roue libre à cliquet est agencée, en tant qu'accouplement unidirectionnel, entre la paroi de l'alésage du disque de frein et le composant pouvant tourner; le fait qu'une roue libre à éléments de coincement est agencée an tant qu'accouplement unidirectionnel entre la paroi de l'alésage du disque de frein et le composant pouvant tourner; - le fait que le disque de frein est serré axialement dans un boîtier entre deux disques de pression; - le fait qu'un ressort axial pour fournir une force axiale agissant sur le disque de frein est agencé dans le boîtier entre l'un des disques de pression et un contre-appui, et le fait que le deuxième disque de pression s'applique contre un contre-appui antagoniste dans le boîtier; - le fait qu'un ressort du genre rondelle Belleville est agencé entre le disque de pression et le contre-appui; - le fait qu'un ressort ondulé est agencé entre le disque de pression et le contre-appui; - le fait que le composant pouvant tourner avec le bras pivotant est formé par un manchon doté d'un collet annulaire qui est agencé dans l'alésage du disque de frein, le collet annulaire constituant la bague intérieure du mécanisme d'accouplement, et le disque de frein constituant la bague extérieure de ce mécanisme, les organes d'accouplement (cliquets, organes de blocage ou analogues) étant agencés entre lesdites bagues; - le fait qu'il est prévu un disque de frein plat et serré axialement, présentant une partie saillante en forme de manchon, et le fait que les organes d'accouplement (cliquets, éléments de coincement ou analogues) sont disposés entre la partie saillante et le composant pouvant tourner avec le bras pivotant; et - le fait que le ressort tendeur est agencé axialement à côté de la combinaison constituée de l'agencement de freinage et de l'accouplement unidirectionnel] et est réalisé en tant que ressort à bande en spirale. Les divers avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus complètement à l'aide de la description suivante présentée à titre d'exemple non limitatif en se reportant aux dessins annexés, sur lesquels les figures représentent: - la figure 1, une coupe longitudinale d'un dispositif selon l'invention; - la figure 2, une coupe transversale le long de la ligne A-A selon la figure 1, avec une première forme de réalisation d'un agencement de freinage et d'un accouplement unidirectionnel; et - la figure 3, une coupe transversale le long de la ligne A-A de la figure 1, avec une deuxième forme de réalisation d'un agencement de freinage et d'un accouplement unidirectionnel. L'agencement représenté sur les figures 1 à 3 présente un boitier 1 doté d'une bride et un bras pivotant 2 monté mobile et portant une poulie tendeuse non représentée, pour tendre une courroie d'entraînement. Au moyen d'un axe de pivotement 3, le bras pivotant 2 est solidarisé en rotation à un manchon 4 se trouvant dans le boîtier à bride, 1. Un ressort tendeur en forme de spirale 5 est agencé entre ce manchon et ce bottier I. Une extrémité du ressort tendeur 5 est fixée au boîtier 1, tandis que l'autre extrémité est fixée au manchon 4. Dans le boîtier 1 se trouve en outre un agencement de freinage présentant un disque de frein 6 et deux disques de pression 7, 8. Au moyen d'un ressort du genre rondelle Belleville 9, le disque de frein 6 est enserré entre le disque de pression 8 mis en place côté boîtier et le deuxième disque de pression 7 agencé avec possibilité de mouvement axial dans le boîtier 1. Le ressort du genre rondelle Belleville 9 s'appuie contre un anneau d'arrêt 10 inséré dans le boîtier 1. Au lieu du ressort Belleville 9, on peut aussi, par exemple, adopter un ressort ondulé connu en soi, présentant notamment des avantages lors du montage. Les deux disques de pression 7 et 8 sont arrêtés en rotation dans le boîtier 1, par exemple par une liaison mécanique positive. Le disque de frein 6 présente un alésage dans lequel s'engage un collet annulaire 11 du contre-appui ou manchon 10. Comme on peut le voir sur la figure 2, le mécanisme d'un accouplement unidirectionnel, une roue libre à éléments de blocage dans le cas de la figure 2, est agencé entre le collet annulaire 11 et la paroi de l'alésage du disque de frein 6. Des rampes de coincement 12 sont aménagées dans la paroi de l'alésage du disque de frein 6, et des rouleaux de coincement 13 sont insérés entre le pourtour du collet annulaire 11 et les rampes de coincement 12. La rotation de l'axe de pivotement 3 dans le sens antihoraire provoque, de manière connue, un coincement des rouleaux de coincement 13 et par conséquent un entraînement du disque de frein 6, tandis qu'une rotation dans le sens horaire a pour conséquence un désaccouplement du disque de frein 6 de l'axe de pivotement 3. Le disque de frein 6 sur la figure 2 est pourvu, le long de son pourtour, d'évidements dans lesquels sont insérés des patins ou garnitures de frein 14. Une telle construction assure de manière simple une liaison en rotation fiable entre le matériau de frein doté d'un grand coefficient de frottement et le corps du disque 15, tandis que la mobilité axiale des patins de frein 14 subsiste et facilite une application uniforme sur les disques de pression 7, 8 ainsi qu'une usure uniforme. Dans l'exemple de réalisation selon la figure 3, on a prévu une roue libre à cliquets, dans laquelle des cliquets 16 mobiles élastiquement sont insérés entre le collet annulaire 11 et le disque de frein 6 et se conjuguent à une denture 17 dans l'alésage du disque de frein 6. Ainsi, le collet annulaire 11 peut tourner librement par rapport au disque de frein 6, dans le sens horaire, tandis que la roue libre à cliquets bloque dans le sens opposé. Afin d'obtenir un pas aussi petit que possible, on peut agencer sur le pourtour du collet annulaire 11 plusieurs cliquets 16 de manière telle qu'il n'y ait toujours qu'un seul d'entre eux en prise. De cette manière, on obtient un nombre de pas augmenté par rapport au nombre de dents. A la différence de la figure 2, on a prévu dans l'exemple de la figure 3 une garniture de friction annulaire 18 offrant une surface de frottement plus importante et liée par exemple au moyen d'un adhésif au corps discoldal 15. En fonctionnement, le dispositif se comporte comme suit: le ressort tendeur 5 provoque l'application du bras pivotant 2 contre une courroie d'entraînement non représentée. Cette application peut s'effectuer librement puisque le manchon 4, donc le bras pivotant 2, est désaccouplé du disque de frein 6 dans cette direction. Le disque de frein 6 reste alors à sa position serrée. Dans le sens opposé à la force du ressort tendeur 5, c'est-à-dire dans le cas d'un mouvement du bras pivotant 2 s'écartant de la courroie d'entraînement, l'accouplement unidirectionnel 12, 13; 16, 17 bloque et transmet le couple de rotation du bras pivotant 2 au disque de frein 6. Si ce couple est plus faible que le couple de freinage que l'agencement de frein fournit du fait du ressort Belleville 9. Toutefois, si le couple dépasse le couple de freinage, l'anneau ou disque de frein 6 tourne par rapport aux disques de pression 7, 8, c'est-à-dire par rapport au boîtier à bride 1, et le bras pivotant 2 exécute alors un mouvement de pivotement contre la force du ressort tendeur 5. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits. Par exemple, à la place d'un seul disque de frein, on pourrait aussi agencer deux ou plusieurs disques de frein disposés axialement les uns à côté des autres, des rondelles ou disques de pression solidarisés en rotation au boîtier étant alors prévus entre les disques de frein. Il peut aussi être opportun que le disque de frein soit muni d'un collet en forme de douille et que les éléments de coincement, cliquets ou autres organes d'accouplement, soient agencés entre le collet et le composant pouvant tourner avec le bras pivotant. Un tel agencement conduit à une plus grande longueur axiale de l'accouplement unidirectionnel, pour une transmission de force plus importante, ou encore pour une usure plus faible. REVENDICATIONS: 1. Dispositif de tension de courroie d'entraînement ou analogue, comportant un ressort tendeur pour appliquer un bras pivotant, monté à rotation, contre la courroie d'entraînement et un agencement de freinage ayant un élément de frein pouvant être couplé au bras pivotant au moyen d'un accouplement unidirectionnel, caractérisé par un agencement de freinage (6 à 10) ayant un couple de freinage plus grand que le couple du ressort tendeur (5) agissant sur le bras pivotant (2>. 2. Dispositif selon la revendication 1, par le fait que le couple de freinage possède une valeur qui est au moins double de celle du couple du ressort tendeur (5) agissant sur le bras pivotant (2). 3. Dispositif de tension de courroie d'entraînement ou analogue, comportant un ressort tendeur pour appliquer un bras pivotant, monté à rotation, contre la courroie d'entraînement et un agencement de freinage ayant un élément de frein pouvant être couplé au bras pivotant au moyen d'un accouplement unidirectionnel, caractérisé par le fait qu'au moins un disque de frein plat (6), serré axialement, est prévu en tant qu'élément de frein. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le disque de frein (6) présente un alésage dans lequel pénètre un composant (4, 11) pouvant tourner avec le bras pivotant (2), et par le fait que le mécanisme d'accouplement (12, 13; 16, 17) est agencé entre la paroi de l'alésage et le composant (4, 11). 5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé par le fait que le disque de frein (6) présente une garniture de friction annulaire (18). 6. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé par le fait que le disque de frein (6) présente plusieurs patins de freinage (14) disposés le long de son pourtour. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le disque de frein (6) est muni, le long de son pourtour, d'évidements dans lesquels les patins de freinage (14) sont insérés. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 & 7, caractérisé par le fait qu'une roue libre à cliquet (16, 17) est agencée, en tant qu'accouplement unidirectionnel, entre la paroi de l'alésage du disque de frein (6) et le composant pouvant tourner (4, 11). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé par le fait qu'une roue libre à éléments de coincement (12, 13) est agencée en tant qu'accouplement unidirectionnel entre la paroi de l'alésage du disque de frein (6) et le composant pouvant tourner (4, 11). 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le disque de frein (6) est serré axialement dans un boîtier entre deux disques de pression (7, 8). 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé par le fait qu'un ressort axial (9) pour fournir une force axiale agissant sur le disque de frein (6) est agencé dans le boîtier (1) entre l'un des disques de pression (7) et un contre-appui (10), et par le fait que le deuxième disque de pression (8) s'applique contre un contre-appui antagoniste dans le boitier (1>. 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé par le fait qu'un ressort du genre rondelle Belleville est agencé entre le disque de pression (7) et le contre-appui (10). 13. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé par le fait qu'un ressort ondulé est agencé entre le disque de pression contre-appui (10). 14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le composant pouvant tourner avec le bras pivotant (2) est formé par un manchon (4) doté d'un collet annulaire (11) qui est agencé dans l'alésage du disque de frein (6), le collet annulaire (11) constituant la bague intérieure du mécanisme d'accouplement, et le disque de frein (6) constituant la bague extérieure de ce mécanisme, les organes d'accouplement (cliquets, organes de blocage ou analogues) étant agencés entre lesdites bagues. 15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il est prévu un disque de frein plat et serré axialement, présentant une partie saillante en forme de manchon, et par le fait que les organes d'accouplement (cliquets, éléments de coincement ou analogues) sont disposés entre la partie saillante et le composant pouvant tourner avec le bras pivotant. 16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le ressort tendeur (5) est agencé axialement à côté de la combinaison constituée de l'agencement de freinage et de l'accouplement unidirectionnel (12, 13; 16, 17), et est réalisé en tant que ressort à bande en spirale.