Brevet FR2685420A1 — publié le 19930625

-i AUTOTENDEUR HYDRAULIQUE La présente invention concerne un autotendeur hydraulique pour maintenir constante la tension d'une courroie de synchronisation utilisable dans un moteur d'automobile. Un autotendeur hydraulique de type connu est représenté sur la figure 7 Il comprend un corps 1 comportant un cylindre 2 réalisé dans un alliage léger afin de réduire le poids total et un manchon 3 résis- tant monté dans le cylindre 2 Un piston 4 est monté coulissant dans le manchon 3 Un anneau d'usure 6 muni d'un orifice 7 permettant le passage d'huile hydrauli- que est monté en ajustement serré sur une tige 5 qui est mobile axialement avec le piston 4 et est maintenu en position axiale par un épaulement 8 ménagé sur la tige 5. Un ressort de rappel 9, disposé entre l'anneau d'usure 6 et la partie supérieure du manchon 3, pousse la tige 5 vers l'extérieur. L'intérieur du corps 1 est divisé par le piston 4, en une chambre de pression 10 et une chambre réservoir 11 qui communiquent entre elles à travers un passage 12 ménagé dans le piston 4 Un clapet 13 est prévu près de l'extrémité inférieure du passage 12 conduisant à la chambre de pression 10. Un anneau de retenue 14 est fixé sur la surface périphérique interne du corps 1 et à sa partie supérieure de manière à empêcher un joint étanche à l'huile 15 de s'extraire, ledit joint comportant un orifice d'insertion pour la tige Le joint étanche à l'huile 15 sert à empêcher la fuite d'huile hydraulique remplissant le corps 1 Une couche d'air est présente entre l'huile hydraulique et le joint étanche à l'huile 15. Dans cet autotendeur, un bras de poulie 16 est poussé vers le haut par la tige 5 de façon à presser une poulie de tension 17 prévue à une extrémité du bras de poulie 16 contre une courroie 18 Ainsi, une tension prédéterminée est imposée à la courroie 18 La force de poussée qui est appliquée sur la tige 5 avec une variation de tension sur la courroie est amortie lorsque l'huile hydraulique, présente dans la chambre de pression, est comprimée par le piston 4. Lorsque la tension de la courroie 18 augmente et que la tige est poussée, le clapet 13 est fermé et la force transmise sur la courroie est engendrée par la pression d'huile Simultanément, l'huile hydraulique de la chambre de pression 10 est comprimée et une partie fuit à travers un intervalle entre les surfaces de fric- tion du manchon 3 et le piston 4, permettant à la tige 5 et au piston 4 de se rétracter lentement dans une direc- tion telle que la tension de la courroie est réduite. Par contre, lorsque la courroie 18 se détend, la tige 5 et le piston 4 se déplacent vers le haut rapidement sous l'action de la force du ressort 9 dans une direction telle que la tension de la courroie s'accroit Au même moment, la pression dans la chambre de pression 10 décroît, le clapet 13 s'ouvre, et l'huile hydraulique dans la chambre de réservoir il s'écoule à travers le passage 12 dans la chambre de pression 10. Dans cet autotendeur, la tension est appliquée à la courroie 18 par la force du ressort de rappel 9 De manière à accroître la force du ressort de rappel et en conséquence la tension de la courroie, il est nécessaire d'augmenter à la fois le diamètre et la longueur totale du ressort de rappel 9. Avec un autotendeur conventionnel représenté sur la figure 7 et du fait que le ressort du rappel 9 est disposé entre le manchon 3 et l'anneau d'usure 6 et dans le but d'accroître la longueur du ressort de rappel 9, la longueur totale du cylindre 2 doit être augmentée de façon correspondante Il est difficile de monter un auto- tendeur ayant un cylindre aussi long dans un moteur. Par ailleurs, si on augmente la flexibilité du ressort de rappel 9 pour accroître la force de rappel au lieu d'augmenter la longueur du cylindre, il devient alors difficile d'ajuster la force élastique du ressort de rappel dans des limites prédéterminées, c'est-à-dire les limites à l'intérieur desquelles la tension de la courroie peut être maintenue à une valeur prédéterminée. Généralement, un autotendeur est soumis à une charge variable de haute fréquence en synchronisme avec la vitesse de rotation du moteur La charge est transmise par la courroie 18 Dès lors, la tige 5 et le piston 4 vibrent de façon microscopique pour des vitesses élevées. Du fait que la vibration de la courroie 18 est transmise par l'arbre de poulie 16 pivotant, la tige 5 n'est pas poussée en ligne droite mais en ligne oblique Ainsi, un bord de charge agit sur un bord 19 du piston 4 et le bord 19 a tendance à s'user De même, la périphérie interne du manchon 3 a tendance à s'user de façon non uniforme par contact avec le bord 19 inhibant ainsi un coulissement aisé du piston 4 Un tel autotendeur ne peut fonctionner correctement. Un premier objet de la présente invention est de proposer un autotendeur dans lequel la force du ressort de rappel peut être ajustée à une valeur suffisamment grande sans augmentation de la longueur du cylindre ou sans changer la flexibilité du ressort et dans lequel la longueur du cylindre peut être maintenue suffisamment courte sans réduction de la force du ressort. Un second objet de la présente invention est de protéger le bord du piston et la surface périphérique in- terne du manchon contre l'usure. Un troisième objet de la présente invention est de proposer un autotendeur dans lequel même si le piston se déplace rapidement vers la chambre de réservoir et la pression dans la chambre de pression chute brutalement, l'air formant la couche d'air recouvrant l'huile hydrau- lique dans la chambre de réservoir est empêchée de s'écouler dans la chambre de pression à travers l'orifice de l'anneau d'usure et le passage du piston. Selon la présente invention, le premier objet est atteint en ménageant un espace entre la surface périphé- rique externe du manchon et la surface périphérique in- terne du cylindre et en disposant le ressort de rappel dans cet espace. Pour atteindre le second objet, il est prévu un autotendeur hydraulique dans lequel le piston présente une surface externe cylindrique et dont le fond qui est en regard de la chambre de pression présente une surface inclinée qui se relie avec la surface externe cylindrique et une surface arrondie qui se relie doucement avec la surface inclinée, la surface inclinée formant un angle de à 20 avec la surface externe cylindrique. Pour atteindre le troisième objet, il est prévu un autotendeur dans lequel l'anneau d'usure monté sur la tige comprend une plaque annulaire munie d'un orifice traversant qui permet le passage de l'huile hydraulique, une gaine de guidage prévue autour de la plaque annulaire de façon à être guidée le long de la surface périphérique interne du cylindre, et un élément de support prévu sur la surface périphérique interne de la plaque annulaire et supportant la tige - Selon un arrangement particulier de la présente invention, le cylindre peut être raccourci à une longueur égale à la hauteur de l'espace de montage du ressort de rappel De ce fait, la longueur du ressort de rappel peut être augmentée sans accroissement de la longueur du cylindre Un ressort de rappel plus long permet d'augmen- ter la force du ressort sans augmentation de la flexibi- lité du ressort Ainsi, la flexibilité du ressort peut être ajustée librement. De plus, en ménageant la surface inclinée et la surface arquée dans le fond du piston de telle sorte que la surface inclinée présente un angle de 5 à 20 par rap- port à la surface cylindrique externe du piston, un bord de charge a tendance à moins agir sur la partie de coin lorsque le moteur fonctionne Ceci sert à réduire l'usure de la partie de coin du piston et la surface périphérique interne du manchon. Dans le mode de réalisation dans lequel sont prévus un anneau d'usure comprenant une plaque annulaire, la gaine de guidage et l'élément de support ménagés sur les périphéries interne et externe de la plaque annulaire, la résistance à l'écoulement à travers les orifices peut être réduite sans réduction de la longueur de la surface à guider par le cylindre et de la longueur de surface supportant la tige Ainsi, lorsque le piston est déplacé rapidement vers la chambre de réservoir pour ajuster la tension de la courroie, l'huile hydraulique présente au-dessus de l'anneau d'usure s'écoule de manière uniforme à travers les orifices Ceci empêche l'air de la couche d'air d'entrer dans la chambre de réservoir. D'autres caractéristiques et objets de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue frontale en coupe verticale montrant un premier mode de réalisation de l'autotendeur selon la présente invention; la figure 2 est une vue similaire représentant un deuxième mode de réalisation; la figure 3 est une vue en coupe agrandie d'une partie du piston; la figure 4 est une vue en coupe représentant un troisième mode de réalisation; la figure 5 est une vue en plan de l'anneau d'usure; la figure 6 est une vue en coupe d'un quatrième mode de réalisation; la figure 7 est une vue frontale en coupe verticale d'un autotendeur hydraulique de l'art antérieur. Il va être décrit maintenant les modes de réali- sations préférés de la présente invention, en référence aux figures 1 à 6. La figure 1 représente un premier mode de réali- sation d'un autotendeur selon l'invention Il comprend un corps 1 comportant un cylindre 2 et un manchon 3 monté dans le cylindre Un piston 4 est monté coulissant dans le manchon 3 Un anneau d'usure 6 est fixé à une tige 5 qui est mobile axialement avec le piston 4. L'intérieur du corps 1 est divisé par le piston 4, en une chambre de pression 10 et une chambre de réservoir il qui communiquent entre elles à travers un passage 12 ménagé dans le piston 4 Un clapet 13 est prévu près de la partie inférieure du passage 12 conduisant à la chambre de pression 10 Dans ce mode de réalisation, un ressort de rappel 9 est monté dans un espace 20 délimité par la surface périphérique externe du manchon 3 et la surface périphérique interne du cylindre 2. Le ressort de rappel 9 a une de ses extrémités en appui sur un épaulement 21 ménagé sur la périphérie interne du cylindre 2 et l'autre extrémité en appui sur l'anneau d'usure 6 qui est fixé sur la tige 5 pour amener la tige à l'extérieur. Sur cette figure, le manchon 3 est fixé sur l'extrémité fermée du cylindre 2 par un boulon de serrage 22 Mais, le boulon peut être omis. En montant le ressort de rappel 9 dans l'espace 20, la longueur du cylindre peut être réduite à une longueur égale à la hauteur de l'espace 20 Ainsi, la force du ressort de rappel 9 peut être augmentée à une valeur requise pour être utilisée dans un autotendeur sans accroissement de la longueur du cylindre ou en la maintenant suffisamment courte Par exemple, la longueur axiale du cylindre 2 représenté sur la figure 1 peut être environ 70 % plus courte que celle du cylindre de l'art antérieur. De plus et du fait que le ressort de rappel 9 peut avoir une plus grande longueur, sa flexibilité élastique peut être ajustée à une plus faible valeur. Ceci permet d'ajuster la force du ressort à une valeur précise correspondant à la tension de courroie requise. La figure 2 représente un deuxième mode de réalisation de l'autotendeur selon la présente invention. Dans ce mode de réalisation, un rebord 23 est ménagé sur le manchon 3 autour de son extrémité inférieure Un ressort de rappel 9 est disposé entre le rebord 23 et l'anneau d'usure 6. Dans ce mode de réalisation, du fait que le manchon 3 est maintenu pressé contre l'extrémité fermée du cylindre 2 par le ressort de rappel 9, il ne peut se déplacer axialement De ce fait, le boulon 22 représenté sur la figure 1, peut être omis. En supprimant le boulon 22, il n'est pas nécessaire de ménager un trou pour le boulon dans le fond du manchon 3. La figure 3 représente une vue agrandie du piston 4 inséré dans le manchon 3 La partie de coin du fond du piston 4, qui est en regard de la chambre de pression 10, comprend une surface inclinée 24 qui se relie à la surface cylindrique externe du piston 4 et une surface arrondie 25 qui se relie doucement avec l'extrémité de fond de la surface inclinée 24. La surface inclinée 24 se relie avec la surface cylindrique externe du piston suivant un angle O compris entre 5 et 20 ' La surface arrondie 25 présente un rayon de courbure compris entre 0,5 et 1 mm. Comme décrit ci-dessus, en formant la surface inclinée 24 et la surface arrondie 25 sur la partie de coin du fond du piston 4 et en prévoyant un tel angle entre la surface inclinée 24 et la surface cylindrique du piston, l'angle d'un bord 26 déterminé à l'intersection de la surface cylindrique externe du piston et de la surface inclinée 24 est grand, de sorte qu'un bord de charge a moins tendance à se créer lorsque le moteur fonctionne Ceci sert à réduire l'usure du piston dans sa partie de coin. Même si la surface périphérique interne du manchon 3 devait s'user en raison de la vibration à haute fréquence transmise au piston 4 lors du fonction- nement du moteur, l'usure sera uniforme de sorte que le piston 4 peut glisser doucement. La surface inclinée 24 et la surface arrondie 25 peuvent être prévues à la partie de coin supérieure du piston 4. Les figures 4 et 5 représentent un troisième mode de réalisation de l'autotendeur selon la présente invention Dans ce mode de réalisation, l'anneau d'usure 6 comprend une plaque annulaire 27 munie d'orifices de passage 7, une gaine de guidage 28 prévue à sa périphérie externe de façon qu'il soit guidé de manière coulissante le long de la surface périphérique interne du cylindre 2, et un élément de support 29 prévue sur sa périphérie interne pour supporter la tige 5. L'anneau d'usure 6 supporte le moment de courbure qui agit sur la tige 5 et il sert également en tant que support pour le guidage du mouvement axial de la tige 5. Si, en conséquence, l'anneau d'usure 6 était réalisé sous la forme d'un disque mince, il pourrait être déformé par le moment de courbure qui agit sur la tige 5 et il aurait plus tendance à s'user en raison de la faible zone de contact avec le cylindre Cela serait préjudiciable à sa fonction de support. Dès lors, dans les premier et deuxième modes de réalisation, l'anneau d'usure 6 est réalisé sous la forme d'un disque épais pour accroître la longueur de surface à guider le long de la surface périphérique interne du cylindre 2 et la longueur de la surface supportant la tige 5 Le disque présente un orifice d'insertion de tige et des orifices 7 de passage pour l'huile. Un problème avec l'anneau d'usure 6 sous la forme d'un disque épais est que l'huile hydraulique tend à rencontrer plutôt une grande résistance lorsqu'elle s'écoule à travers les orifices 7 De ce fait, lorsque le piston 4 est déplacé rapidement vers la chambre de réservoir il pour ajuster la tension de la courroie, l'huile hydraulique présente au- dessus de l'anneau d'usure 6 ne s'écoulera pas doucement ou uniformément à travers les orifices 7, de telle sorte que l'air de la couche d'air peut être entraîné dans la chambre de réservoir il en même temps que l'huile hydraulique. L'entraînement d'air dans la chambre de réservoir il ne posera aucun problème aussi longtemps qu'il restera dans la chambre de réservoir 11 Mais une fois qu'il s'écoule dans la chambre de pression 10 à travers le passage 12 du piston 4, alors il diminuera l'action d'amortissement de 1 'autotendeur. Dans le troisième mode de réalisation, du fait que l'anneau d'usure 6 comprend une plaque annulaire 27, la gaine de guidage 28 et l'élément de support 28 prévus sur les périphéries interne et externe de la plaque annulaire 27, respectivement, la résistance à l'écou- lement à travers les orifices 7 peut être réduite sans réduction de la longueur de surface à guider par le cylindre 2 et de la longueur de surface de support de la tige 5 Ainsi, lorsque le piston est déplacé rapidement vers la chambre de réservoir il pour ajuster la tension de la courroie, l'huile hydraulique présente au-dessus de l'anneau d'usure 6 s'écoulera doucement à travers les orifices 7 Ceci empêche l'air de la couche d'air d'entrer dans la chambre de réservoir 11. Plus la dimension des orifices 7 est grande, meilleure est la coulabilité de l'huile hydraulique Mais de trop grands orifices diminueraient la rigidité de la plaque annulaire 27 De préférence, le rapport de surface des orifices à la surface totale de la plaque annulaire doit être compris entre 40 et 70 %. L'anneau d'usure 6 peut être monté de façon que la gaine de guidage 28 et l'élément de support 29 s'étendent vers le bas, comme cela est représenté sur la figure 6. il 2685420 REVENDICATIONS 1 Autotendeur hydraulique comprenant un cylindre ( 2) comportant une extrémité de fond fermée, un manchon ( 3) monté dans ledit cylindre ( 2), un piston ( 4) monté glissant dans ledit manchon pour délimiter une chambre de réservoir ( 11) et une chambre de pression ( 10), ledit piston ( 4) étant muni d'un passage ( 12) à travers lequel les chambres de réservoir et de pression communiquent, un clapet ( 13) prévu dans ledit passage pour fermer ledit passage lorsque la pression d'huile hydraulique dans ladite chambre de pression augmente au-dessus de la pression de l'huile hydraulique de ladite chambre de réservoir, une tige ( 5) mobile axialement avec ledit piston, un ressort de rappel ( 9) pour amener ladite tige dans une direction telle qu'elle dépasse une ouverture supérieure du cylindre, caractérisé en ce que le ressort de rappel ( 9) est monté dans un espace ( 20) ménagé entre la surface périphérique externe dudit manchon ( 3) et la surface périphérique interne dudit cylindre ( 2). 2 Autotendeur hydraulique selon la revendication 1, dans lequel le piston ( 4) comprend une surface externe cylindrique et dont le fond, en regard à la chambre de pression ( 10), comporte une surface inclinée ( 24) qui est reliée à ladite surface arrondie ( 25) qui se relie doucement à la surface inclinée ( 24), ladite surface inclinée ( 24) formant un angle de 5 à 20 avec ladite surface externe cylindrique. 3 Autotendeur selon l'une des revendications 1 ou 2 comprenant, en outre, un anneau d'usure ( 6) qui est muni d'un orifice ( 7) permettant le passage d'huile hydrauli- que et qui est monté sur ladite tige ( 5) de manière à être guidé le long de la surface périphérique interne dudit cylindre ( 2), ledit anneau d'usure ( 6) comprenant 12 2685420 une plaque annulaire ( 27) munie d'un orifice ( 7) pour le passage de l'huile hydraulique, une gaine de guidage ( 28) prévue à la périphérie externe de ladite plaque annulaire ( 27) de manière à être guidée le long de la surface périphérique interne dudit cylindre, et un élément de support ( 29) prévu à la périphérie interne de ladite plaque annulaire ( 27) pour supporter ladite tige ( 5).