Brevet FR2679974A1 — publié le 19930205

& DISPOSITIF D'AJUSTEMENT DE TENSION DE COURROIE La présente invention concerne un dispositif d'ajustement de tension de courroie. On utilise un dispositif d'ajustement de tension de courroie en combinaison avec une courroie pour entraîner des parties auxiliaires d'un moteur d'automobile, qui comprend un amortisseur maintenu en butée avec un bras de poulie pour empêcher la résonance du bras de poulie due aux micro-vibrations. La publication de modèle d'utilité japonais non examiné 63-28949 fait connaître un dispositif d'ajustement de tension de courroie dans lequel un mécanisme à vis est utilisé en tant qu'amortisseur pour engendrer une action mécanique d'amortissement. Le dispositif proposé dans cette publication, tel qu'illustré sur la figure 10, comporte un moyeu cylindrique 31 disposé à une extrémité d'un bras de poulie 30 et pourvu d'un alésage 32 Un arbre de support 34 s'étend vers le haut à partir d'un élément fixe 33 dans l'alésage 32 Un boulon 36 est monté en coulissement axial sur l'arbre support 34 au moyen d'un clavetage 35. Le boulon 36 présente un filetage sur son pourtour extérieur qui est en relation de vissage avec un filetage 37 formé dans l'alésage 32. Un élément élastique 39 est monté entre le boulon 36 et une paroi supérieure 38 du bras de poulie 30 afin de pousser le boulon 36 vers le bas De plus un ressort hélicoïdal 40 est monté autour du moyeu 31 et l'une de ses extrémités est en prise avec le bras de poulie 30 tandis que l'autre extrémité est en prise avec l'élément fixe 33. Une poulie de tension 41 montée sur le bras de poulie 30 est pressée contre une courroie avec une force élastique produite par la torsion du ressort hélicoidal Ainsi la tension de la courroie est maintenue constante De plus l'effet d'amortissement du bras de poulie 30 est fourni par la force de frottement qui agit sur la surface filetée du boulon 36 en raison de la force de ressort de l'élément élastique 39. Dans ce type de dispositif d'ajustement de tension de courroie, le boulon 36 et l'élément fixe 33 fixé au bloc moteur ou analogue sont généralement en fer, tandis que le bras de poulie pivotant 30 est fait d'un alliage léger tel qu'un alliage d'aluminium Puisque le boulon 36 et le bras de poulie 30 sont réalisés dans des matières différentes, la force de frottement agissant entre eux a tendance à être instable Il est donc nécesssaire d'apporter une huile lubrifiante sous forme d'huile ou de graisse par exemple entre ces pièces Mais afin de remplir le bras de poulie 30 d'huile lubrifiante, il faut prévoir un dispositif d'étanchéité additionnel, ce qui complique la structure de l'ensemble. Avec ce dispositif, lorsque le bras de poulie 30 pivote, la surface périphérique intérieure de l'alésage 32 formée dans le bras de poulie 30 est directement mise en contact de friction avec les deux extrémités de l'arbre support 34, de sorte que la charge radiale est portée sur l'arbre support 34 Selon cette disposition, puisque la force de frottement dans les parties de palier est instable, lesdites parties de palier sont sujettes au grippage Ceci peut abaisser leur capacité à supporter les charges. De plus, avec ce dispositif connu, l'extrémité de l'élément élastique 39 est directement en butée contre la paroi supérieure 38 du bras de poulie 30 Ainsi quand le bras de poulie 30 pivote l'élément élastique 39 est entraîné en torsion Il en résulte qu'il peut prendre une forme défavorable En outre, en fonctionnement, la poulie de tension soumise à l'excitation de la courroie, vibre à une fréquence élevée d'environ plusieurs centaines de hertz Cette micro-vibration est transmise au bras de poulie 30 et les faces extrémales de l'élément élastique 39 sont sujettes à une usure par effritement. Afin de conférer à un dispositif d'ajustement de tension de courroie une faculté d'amortissement unidirectionnel à réponse élevée, les filetages 37 formés sur le boulon 36 et sur l'alésage 32 doivent présenter un grand angle d'hélice Afin que les filetages à grand angle d'hélice s'étendent sur toute la circonférence du boulon, le boulon 36 ainsi que les filetages 37 doivent être relativement longs Ceci va donc accroître la taille totale du dispositif Mais si les filetages ne sont pas prévus pour s'étendre sur toute la circonférence du boulon, la force de frottement va agir sur le boulon de manière trop inégale pour obtenir une action d'amortissement stable. La présente invention est destinée à résoudre les problèmes mentionnés ci-dessus rencontrés dans un dispositif d'ajustement de tension de courroie de l'art antérieur Son premier objectif est de fournir un dispositif qui ne nécessite pas d'huile lubrifiante dans la partie de contact par vissage entre le bras de poulie et le boulon et qui peut maintenir une force de frottement stable au niveau de cette partie de contact de vissage. Un second objectif de la présente invention est de proposer un dispositif qui peut supporter de manière stable et avec une rigidité élevée une charge radiale lorsque le bras de poulie pivote. Un troisième objectif de la présente invention est de proposer un dispositif qui utilise un boulon présentant une longueur de filetage courte et grâce auquel on peut obtenir un effet d'amortissement à réponse élevée. Afin d'atteindre le premier objectif conformément à la présente invention, on propose un dispositif d'ajustement de tension de courroie comprenant un bras de poulie comportant un alésage fileté, un élément fixe, un arbre support s'étendant vers le haut à partir de l'élément fixe dans l'alésage du bras de poulie, un boulon fait en résine synthétique et monté de manière axialement déplaçable sur l'arbre support de façon a être en relation de vissage avec le filetage formé sur l'alésage, un élément élastique monté dans l'alésage entre ledit boulon et ledit arbre support ou un élément qui fait corps avec ledit arbre support pour pousser le boulon dans une direction axiale, et un ressort hélicoidal monté sur le bras de poulie et ayant une de ses extrémités en prise avec le bras de poulie et son autre extrémité en prise avec l'élément fixe. La résine synthétique est de préférence une résine moulable par injection et qui contient un lubrifiant. Afin d'atteindre le second objectif de la présente invention, des éléments de palier sont montés entre l'alésage et les deux extrémités de l'arbre support, le boulon présentant une partie de vissage entre les éléments de palier. Afin d'atteindre le troisième objectif de la présente invention, le filetage du boulon comporte une pluralité de rangées de filets. Les rangées respectives de filets peuvent être disposées de façon à ne pas se chevaucher axialement l'une l'autre. Dans les premiers moyens décrits ci-dessus, les filetages formés sur le boulon et le bras de poulie sont lubrifiés par l'autolubrification de la résine synthétique qui constitue le boulon Ainsi la force de frottement entre les deux se trouve stabilisée De plus, l'usure entraînée par le frottement peut être réduite sans nécessité d'huile lubrifiante Il n'est donc pas nécessaire de prévoir une étanchéité L'addition d'une matière lubrifiante telle que le graphite ou le Téflon à la résine synthétique réduit l'usure au niveau des parties de frottement et améliore la résistance à l'usure. En outre, une matière de renforcement en fibres telles que des fibres de verre peut être ajoutée à la résine synthétique pour modifier son coefficient de dilatation linéaire et le rendre sensiblement égal à celui de l'alliage léger qui constitue le bras de poulie. Avec une telle disposition, la déformation thermique entre le boulon d'amortissement et le bras de poulie peut être maîtrisée de la manière désirée. La résine synthétique devrait de préférence être une matière autolubrifiante à résistance élevée à la chaleur et qui puisse être aisément mise en forme de boulon amortisseur On peut utiliser par exemple une polyéther-éther cétone (PEEC), un polyphenylenesulfure (PPS), un polyamide-imide, un polyimide thermodurcissable moulable par injection ou un polyimide thermoplastique. Dans les seconds moyens, les paliers doivent être réalisés dans une matière de glissement ayant une résistance au frottement superficielle faible de façon à stabiliser la force de frottement entre le bras de poulie et l'arbre support En tant que matière de glissement, on peut utiliser une résine synthétique autolubrifiante. Si un moment de torsion agit sur la partie d'engagement entre l'arbre support et l'alésage dans le bras de poulie, la charge radiale qui en résulte est supportée sur les deux extrémités de l'arbre support. Ainsi, en montant les paliers aux deux extrémités de la partie d'engagement et en prévoyant que la partie de vissage du boulon est décalée des paliers, on peut réduire le diamètre extérieur du dispositif sans abaisser sa capacité à supporter les charges. Dans les troisièmes moyens, un élément élastique est monté entre l'arbre support fixe et le boulon n'est mobile qu'axialement au moyen de la cannelure Ainsi, aucun couple de rotation n'agit sur l'élément élastique et il ne se produit ni déformation ni distorsion De plus, du fait que le bras de poulie et l'élément élastique ne sont pas en contact direct, il n'y aura pas de transmission des micro-vibrations et donc pas d'usure par effritement. Dans les quatrièmes moyens, en prévoyant une pluralité de rangées de filets, le boulon peut être amené en prise avec une pluralité de filets De cette façon, même si la longueur de chaque filet est courte, ils peuvent entrer en contact du boulon sur toute sa circonférence. En divisant axialement un moule de fabrication d'un bras de poulie en une pluralité de pièces, on peut former les filets simultanément par moulage sous pression De tels filets ne se chevauchent pas axialement l'un l'autre Dans ce cas l'angle d'arc de chaque filet est donné par 360/n (n représente le nombre de filets). D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une vue de face avec coupe verticale partielle du premier mode de réalisation; La figure 2 est une vue en coupe agrandie d'une partie de ce même dispositif; La figure 3 est une vue en coupe prise selon la ligne III- III de la figure 1; La figure 4 est une vue en coupe prise selon la ligne IV-IV de la figure 1; La figure 5 est une vue de face avec coupe verticale partielle d'un second mode de réalisation; La figure 6 est une vue de face avec coupe verticale partielle d'un troisième mode de réalisation; La figure 7 est une vue en coupe prise selon la ligne VII-VII de la figure 6; La figure 8 a est une vue en coupe montrant le filetage formé dans l'alésage; La figure 8 b est une vue en plan vue selon la ligne VIII-VIII de la figure 8 a; La figure 9 a est une vue en coupe d'un autre mode de réalisation de filetage; La figure 9 b est une vue en plan vue selon la ligne IX-IX de la figure 9 a; et La figure 10 est une vue en coupe d'un dispositif de l'art antérieur. La figure 1 montre le premier mode de réalisation d'un dispositif d'ajustement de tension de courroie conforme à l'invention. Une poulie de tension 3 agencée pour être pressée contre une courroie -est montée en rotation à une extrémité d'un bras de poulie 1 au moyen d'un palier 2. Une paroi de guidage cylindrique 5 présentant un alésage 4 est prévue à l'autre extrémité qui constitue le centre du mouvement de pivotement du bras de poulie 1. Un élément fixe 6 fixé au bloc moteur ou analogue comprend une base 7 et un arbre support 8 qui s'étend à partir de la base 7 dans l'alésage 4 du bras de poulie 1. Comme on le voit sur les figures 2 et 3, la partie de base de l'arbre support 8 comporte une cannelure 9 en forme de prisme hexagonal Un boulon amortisseur 10 est disposé sur la cannelure 9 Le boulon amortisseur présente une surface périphérique intérieure hexagonale dont la forme est complémentaire de celle de la cannelure 9 Le boulon amortisseur 10 peut se déplacer axialement le long de l'arbre support 8 mais ne peut pas tourner autour de cet arbre. Sur la surface périphérique extérieure du boulon amortisseur 10 se trouvent formées deux rangées de filets il présentant un angle d'hélice de 10 à 15 Les filets 11 sont en relation de vissage avec les filets 12 formés sur la surface périphérique intérieure de l'alésage 4 formé dans le bras de poulie 1. Le boulon amortisseur 10 est fabriqué par moulage par injection de résines synthétiques telles que le PEEC et le PPS contenant du graphite ou du Téflon au titre de lubrifiant Elles contiennent aussi une matière fibreuse de renforcement telle que des fibres de verre dans une quantité fixée de manière que leur coefficient de dilatation linéaire soit égale à celui de l'alliage d'aluminium Grâce à cette disposition, la différence de déformation due aux changements thermiques entre les filets il sur le boulon amortisseur 10 et le filetage de l'alésage 4 peut être maintenue à une valeur minimale. D'autre part un collet 13 est fixé à la presse sur la partie supérieure de l'arbre support 8 Entre le collet 13 et le boulon amortisseur 10, un élément élastique 14 sous forme de ressort hélicoïdal est monté à l'état comprimé, de sorte que le boulon amortisseur 10 est sollicité dans une direction axiale (vers le bas sur la figure 1) par la force de ressort de cet élément. Un boulon de verrouillage 15 est vissé dans l'extrémité de l'arbre support 8 avec une entretoise 16 pressée entre le boulon 15 et le collet 13 Comme le montre la figure 4, l'entretoise 16 comporte une saillie 17 sur son périmètre Elle est montée dans une ouverture 18 de l'alésage 4, la saillie 17 étant engagée de manière lâche dans une cavité 19 formée dans la paroi latérale de l'ouverture 18, de sorte que l'angle du mouvement de pivotement du bras de poulie 1 est limité à une valeur prédéterminée. Des paliers 21 et 22 sous forme de paliers radiaux sont respectivement montés aux extrémités supérieure et inférieure de l'arbre support 8, c'est-à- dire entre le collet 13 et la surface périphérique intérieure de l''alésage 4 et entre une partie de base 20 de l'arbre support 8 et la surface périphérique intérieure de l'alésage 4 Entre l'extrémité inférieure de la paroi de guidage 5 et la surface supérieure de la base 7, un palier 23 sous forme de palier de poussée est monté Les paliers 21, 22, 23 sont réalisés dans une matière de glissement telle qu'une résine synthétique En particulier le palier de poussée qui travaille sous une charge élevée est de préférence réalisé en une résine synthétique spécialement résistante à l'usure comme le boulon amortisseur 10 afin d'améliorer sa longévité. Le bras de poulie 1 est doté à l'extérieur de la paroi de guidage 5 d'un ressort hélicoïdal 24 dont une extrémité pousse le bras de poulie 1 et dont l'autre extrémité pousse la base 7 de l'élément fixe 6 Un traitement de prévention de la rouille tel qu'un traitement de Dacrodization ou bien un revêtement de zinc contenant du chrome est appliqué à la surface du ressort hélicoïdal 24. Comme le montre la figure 1, un couvercle 25 est ajusté à la presse dans l'ouverture 18 de l'alésage 4 de la paroi de guidage 5 pour écarter la poussière des parties de paliers radiaux. Lorsque le bras de poulie de tension 1 du dispositif d'ajustement de tension de courroie de ce mode de réalisation est tourné d'un angle prédéterminé avec la poulie de tension 3 qui est pressée entre la courroie, le ressort hélicoïdal 24 est comprimé et déformé Une tension prédéterminée est ainsi appliquée à la courroie par la force de restitution du ressort hélicoïdal 24. Dans cet état d'équilibre, le boulon amortisseur est pressé vers le bas par l'élément élastique 14 et la force de compression est transmise par la paroi de guidage 5 du bras de poulie 1 au palier 23 et est supportée par celui-ci Dans cet état, quand le bras de poulie 1 pivote, le boulon amortisseur 10 se déplace vers le haut et le bas en étant guidé par la cannelure 9 mais ne peut pas tourner De la sorte, le frottement apparaît entre le boulon 10 et le filetage 12 de l'alésage 4 et sur le palier 23 supportant la force de ressort de l'élément élastique 14. Si à partir de cet état d'équilibre, la tension de courroie augmente, le bras de poulie 1 pivote en comprimant encore plus le ressort hélicoïdal 24 et le boulon amortisseur 10 se déplace vers le haut en comprimant l'élément élastique 14 Au même moment, le bras de poulie 1 pivote à l'encontre de la force de poussée agissant sur le boulon amortisseur 10 et à il l'encontre de la résistance de frottement entre le boulon amortisseur 10 et les filets 12 Du fait que le bras de poulie 1 doit surmonter une résistance si élevée, il ne peut que pivoter lentement lorsque la tension de courroie augmente. Au contraire, si la tension de courroie diminue à partir de l'état d'équilibre, le bras de poulie 1 va pivoter en direction opposée à la direction ci-dessus, sous l'effet de la force tendant à désenrouler le ressort hélicoidal 24 Le boulon amortisseur 10 se déplace vers le bas, détendant l'élément élastique 14 La force de poussée s'exerçant sur le boulon amortisseur 10 agit dans un sens entraînant le pivotement du bras de poulie 1 La seule résistance à ce mouvement de pivotement est le frottement au niveau de la partie de vissage du boulon amortisseur 10 Ainsi, lorsque la tension de courroie diminue, le bras de poulie 1 peut pivoter sans rencontrer de résistance notable et il peut suivre la diminution de tension de courroie. La force de frottement entre les filets 11 et 12 sur le boulon amortisseur 10 et sur l'alésage 4 est maintenue stable grâce à la lubrification de surface de la résine synthétique La force de poussée agit uniformément sur toute la circonférence Du fait que la force de frottement est uniformément répartie, on maintient l'usure des surfaces des filets à un faible niveau Ces facteurs contribuent à stabiliser les caractéristiques d'amortissement. En outre du fait que le boulon amortisseur 10 et le bras de poulie 1 ont sensiblement le même coefficient de dilatation linéaire, leur position relative n'est pas affectée par la déformation même s'ils sont soumis à des changements thermiques Ceci améliore la stabilité du contact par vissage entre le boulon amortisseur 10 et les filets 12. Dans cette structure, la poulie de tension 3 est supportée à une hauteur différente par rapport aux paliers 21, 22 formant les paliers radiaux Ainsi, un moment de torsion agira sur les paliers 21 et 22 lorsque la tension de courroie agira sur la poulie 3 Mais du fait que la charge radiale résultant du moment de torsion agit principalement sur les extrémités extérieures des paliers 21 et 22, la capacité à supporter une charge radiale est maintenue à un niveau élevé en comparaison d'une structure dans laquelle les paliers sont prévus sur toute la longueur de l'arbre support 8. En -prévoyant le boulon amortisseur 10 et le filetage 12 sur la partie centrale de l'arbre support 8 et de l'alésage 4 pour éviter d'interférer avec les paliers 21, 22, on peut réduire le diamètre de la paroi de guidage 5 et donc le diamètre extérieur du dispositif. Par ailleurs, comme l'élément élastique 14 est simplement comprimé et détendu entre le collet fixé de manière permanente 13 et le boulon amortisseur 10 qui n'est capable que d'un mouvement de haut en bas et réciproquement, il n'apparaît ni distorsion ni déplacement De plus, du fait que l'élément élastique 14 et le bras de poulie 1 sont maintenus hors de contact, aucune micro-vibration du bras de poulie 1 n'est jamais transmise à l'élément élastique 14 Il n'apparaît donc pas d'usure par effritement. La figure 5 montre le second mode de réalisation dans lequel l'élément élastique 14 ' est un ressort hélicoidal de compression à section rectangulaire Un ressort à section rectangulaire a une capacité à supporter les charges plus élevée Pour le reste, ce mode de réalisation est identique en structure au premier mode de réalisation C'est pourquoi les parties similaires portent les mêmes références et il n'est pas nécessaire de les décrire. Les figures 6 à 8 montrent le troisième mode de réalisation dans lequel un filetage 12 comprenant deux rangées de filets 26 et 27 est formé sur la surface périphérique intérieure de l'alésage 4 dans le bras de poulie 1 Les filets respectifs 26 et 27 du filetage 12 sont en contact de vissage avec les filets lia et 1 lb formés sur la surface périphérique extérieure du boulon amortisseur 10 Comme on le voit sur les figures 8 a et 8 b, les filets 26 et 27 sont formés sur la surface périphérique intérieure de l'alésage 4 de façon opposée l'un à l'autre Chacun des filets s'étend sur un arc de ou moins de sorte qu'il ne se chevauche pas axialement Les angles des hélices des filets 26 et 27 et des filets lia et llb du boulon 10 sont établis à une valeur de 10 à 15 . Afin que les filets 26 et 27 sur le bras de poulie 1 ne se chevauchent pas axialement, un moule pour former le bras de poulie par coulage sous pression est divisé dans la direction de l'alésage 4 en une pluralité de parties et le moule est relâché axialement pour former les filets 26 et 27 et simultanément former le bras de poulie par moulage sous pression. Les figures 9 a et 9 b illustrent le quatrième mode de réalisation dans lequel le filetage 12 du bras de poulie 1 consiste en trois rangées de filets 28 a, 28 b, 28 c Dans ce cas, afin d'empêcher les filets 28 a, 28 b, 28 c de se chevaucher axialement l'un l'autre, on les forme symétriquement sur la surface périphérique intérieure de l'alésage 4 de façon que l'arc de chaque filet ne dépasse pas 120 . Au lieu d'un ressort de compression, l'élément élastique 14 ou 141 peut être une rondelle ondulée ou des rondelles de Belleville ou être réalisé en caoutchouc. La cannelure 9 peut avoir une forme autre que la forme représentée Par exemple elle peut comprendre un grand nombre de cannelures s'étendant axialement, ou une combinaison de rainures de clavetage et de clavettes. Elle peut avoir une toute autre structure du moment qu'elle empêche le boulon amortisseur 10 de tourner tout en autorisant son déplacement axial. Par ailleurs, au lieu du collet 13, l'élément élastique peut être supporté sur une bague encliquetable ou analogue ajustée sur l'arbre support 8 Si le montage en est possible, l'arbre support 8 peut avoir une partie de diamètre plus large pour supporter directement l'élément élastique sur la partie de grand diamètre. Les filetages il du boulon amortisseur 10 peuvent comprendre quatre rangées de filets ou plus En prévoyant un nombre aussi grand de rangées de filets, on peut prévoir que le filetage s'étend sur la circonférence entière d'un boulon plus court. REVENDICATIONS 1 Dispositif d'ajustement de tension de courroie, caractérisé en ce qu'il comprend un bras de poulie ( 1) présentant un alésage ( 4) fileté, un élément fixe ( 6), un arbre-support ( 8) s'étendant à partir dudit élément fixe ( 6) dans ledit alésage ( 4) dudit bras de poulie ( 1), un boulon en résine synthétique, monté de façon à être déplaçable axialement sur ledit arbre-support afin de se visser dans les filets ( 12) dudit alésage fileté ( 4), un élément élastique ( 14) monté dans ledit alésage ( 4) entre ledit boulon ( 10) et ledit arbre-support ( 4) ou un élément qui fait corps avec ledit arbre-support ( 4) afin de pousser ledit boulon ( 10) en direction axiale, et un ressort hélicoïdal ( 24) monté sur ledit bras de poulie ( 1) et dont l'une des extrémités est en contact avec ledit bras de poulie ( 1) et l'autre extrémité avec ledit élément fixe ( 6). 2 Dispositif d'ajustement de tension selon la revendication 1 caractérisé en ce que ladite résine synthétique est une résine moulable par injection et contenant un lubrifiant. 3 Dispositif d'ajustement de tension selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce qu'il comprend en outre des éléments de paliers ( 21, 22) montés dans ledit alésage entre les deux extrémités desdits arbres supports, ledit boulon ( 10) comportant une partie de vissage ( 11) entre lesdits éléments de paliers ( 21, 22). 4 Dispositif d'ajustement de tension selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que les filets ( 11) formés sur la surface périphérique intérieure dudit alésage ( 4) comprennent plusieurs rangées de filets (lia, llb). Dispositif d'ajustement de tension selon la revendication 4 caractérisé en ce que les rangées respectives (lia, llb) de filets ( 11) sont disposées de manière à ne pas se chevaucher axialement, les uns avec les autres.