Brevet FR2691776A1 — publié le 19931203

i AUTOTENDEUR La présente invention concerne un autotendeur qui est utilisé pour maintenir constante la tension d'une courroie telle qu'une courroie de synchronisation d'entraînement des arbres à came d'un moteur automobile. Un autotendeur connu est décrit dans la demande de modèle d'utilité japonaise n'1-69949, non encore examinée. L'autotendeur de l'art antérieur comprend une fixation montée pivotante et un support de poulie monté sur la fixation pour supporter la poulie Un boulon s'étend à travers un orifice allongé ménagé dans la paroi de fond du supp-rt de poulie Deux plaques de friction sont fixées sur le boulon de manière à en- serrer entre elles la plaque de fond Un ressort à boudin de compression est prévu pour amener les plaques de friction contre la plaque de fond, de manière à amor- tir le mouvement de pivotement de la poulie et réduire la vibration de la courroie par la résistance de friction qui agit sur les parties en contact entre la paire de plaques de friction et la plaque de fond De plus, un ressort d'ajustement de tension est prévu pour amener la fixation à presser la poulie contre la courroie, maintenant ainsi constante la tension de la courroie. Dans le but d'accroître la capacité d'amortisse- ment des vibrations de l'autotendeur de l'art antérieur, il est nécessaire d'accroître la force d'actionnement du ressort de compression ainsi que le coefficient de friction des surfaces de friction Afin d' augmenter la force d'actionnement du ressort de compression, on doit augmenter son diamètre externe et sa longueur Ceci accroit les dimensions totales de l'autotendeur Par ailleurs, il est impossible d'augmenter le coefficient de friction au-dessus d'un certain niveau Dès lors, lorsque la charge variable de la courroie excède un certain niveau, la vibration de la poulie augmente et, en conséquence, la vibration et le bruit de la courroie augmentent également. Un autre problème de l'autotendeur de l'art antérieur est qu'il agit comme un amortisseur bidirec- tionnel, c'est-à-dire que la résistance à la friction produite sur les parties en contact entre les plaques de friction et la plaque de fond, quand la poulie pivote dans une direction, est sensiblement la même que celle qui est engendrée lorsqu'il pivote dans la direction opposée Ainsi, lorsque la résistance à la friction est fixée à une valeur relativement grande, il devient impossible d'absorber Efficacement les variations en tension de la courroie qui résultent des fluctuations de la température du moteur et de la vitesse de roulement. De plus, aucun ajustement instantané de la tension de courroie n'est possible lorsque la courroie se détend brutalement quand le moteur démarre dans des conditions de basse température Ceci peut conduire à une augmentation du bruit ou à une saute des dents d'engrenage due aux vibrations de la courroie Au contraire, lorsque la résistance à la friction est fixée à une valeur relativement faible, la poulie et la courroie vibrent plus librement En raison de ces deux problèmes mutuellement contradictoires, il fut difficile de réaliser un autotendeur tel qu'il puisse remplir les fonctions requises. Un objet de la présente invention est de propo- ser un autotendeur qui permet à la poulie de mise sous tension de la courroie de suivre les variations en tension de la courroie et ainsi de maintenir constante la tension de la courroie et qui permet d'empêcher la courroie d'engendrer un bruit ou une saute des dents d'engrenage. Selon la présente invention, on résout les pro- blèmes ci-dessus, en proposant un autotendeur compre- nant un arbre fixe, un support de poulie monté sur l'arbre fixe de manière à être pivotant sur l'arbre fixe, une poulie montée sur le support de poulie, des moyens pour produire une tension afin de faire pivoter le support de poulie dans une direction telle qu'une tension est communiquée à une courroie, le support de poulie comportant une partie cylindrique disposée coaxialement à l'arbre fixe, l'arbre fixe étant pourvu de surfaces de came dans une position telle quo des espaces cunéiformes sont définis entre les surfaces de came et la partie cylindrique, les espaces cunéiformes étant plus étroits dans une direction dar laquelle le support de poulie pivote pour détendre la courroie, des organes de friction montés dans les espaces cunéiformes respectifs et présentant une forme sensiblement complé- mentaire à la forme des espaces cunéiformes, et des moyens élastiques qui sont montés chacun dans les espa- ces cunéiformes respectifs pour amener les organes de friction dans la zone plus étroite de chaque espace cunéiforme. Le support de poulie peut être un anneau excen- trique présentant une surface périphérique extérieure cylindrique sur laquelle la poulie est montée à rotation et comportant un passage de réception de l'arbre fixe, le passage ayant un axe qui est décalé du centre de la surface périphérique extérieure cylindrique. Le support de poulie peut être également un or- gane en forme de bras pourvu à une de ses extrémités d'une partie cylindrique et à son autre extrémité d'un arbre pour supporter à rotation la poulie. Afin d'obtenir des propriétés de friction sta- bles, les surfaces de came peuvent être disposées de manière à s'étendre en spirale ou à définir des trajets circulaires ayant leurs centres respectifs décalés par rapport à l'axe de l'arbre fixe, de telle sorte que l'espace cunéiforme présente un angle de coin qui soit sensiblement constant sur toute la surface de contact avec les organes de friction. De même, afin d'améliorer la capacité de réponse des organes de friction au mouvement pivotant du support de poulie, le coefficient de friction de la partie de contact entre chaque organe de friction et chaque surface de came peut être déterminé pour être inférieur à celui de la partie de contact entre chaque organe de friction et la partie cylindrique. Avec un tel agencement, lorsque la tension de courroie augmente et que la poulie est poussée par la courroie dans une direction telle que le support de poulie soit amené à pivoter en s'éloignant de la poulie, les organes de friction, maintenus en contact avec la partie cylindrique, sont poussés dans les zones étroites des espaces cunéiformes Il s'ensuit que la force de friction entre les organes de friction et la partie cylindrique augmente, ce qui restreint le pivotement de support de poulie dans la direction de détente de la courroie. Au contraire, lorsque la courroie se détend et que le support de poulie est amené à pivoter dans une direction telle qu'il pousse la courroie, les organes de friction, maintenus en contact avec la partie cylindri- que, sont poussés vers les zones plus larges des espaces cunéiformes, permettant au support de poulie de pivoter rapidement dans la direction de mise en tension de la courroie De ce fait, la tension de la courroie peut être maintenue constante. L'autotendeur selon la présente invention est caractérisé en ce que le support de poulie rencontre une résistance de friction possédant des propriétés direc- l O tionnelles lorsqu'il pivote Avec un tel agencement, la poulie peut suivre correctement les fluctuations en ten- sion de la courroie et les vibrations de la poulie et de la courroie sont maintenues au minimum La tension de la courroie est ainsi maintenue constante et la durée de vie est plus longue. Cet agencement permet également d'éliminer rapi- dement tout état détendu de la courroie lorsque le mo- teur démarre dans un environnement froid, empêche la courroie d'engendrer des sautes des dents d'engrenage et réduit le bruit de la courroie. De plus, du fait que l'angle de coin des espaces cunéiformes est constant sur toute leur circonférence, la propriété de friction stable peut être obtenue Même si les surfaces de friction sont usées légèrement, la pression de surface sur les organes de friction peut être maintenue au niveau originel car les organes élastiques poussent les organes de friction Ainsi, l'autotendeur dans son intégralité est durable et efficace De plus, du fait qu'il est réalisé avec un petit nombre de pièces, il est compact en dimension, léger en poids et d'un faible coût. D'autres caractéristiques et objets de la pré- sente invention apparaîtront plus clairement à la lectu- re de la description suivante en référence aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une vue frontale d'un premier mode de réalisation de l'autotendeur selon la présente invention. La figure 2 est une vue de côté en coupe verti- cale. La figure 3 est une vue en coupe selon III-III de la figure 2. Les figures 4 A et 4 B sont des vues en coupe des organes de friction selon d'autres types. La figure 5 est une vue de coté en coupe verti- cale d'un autre mode de réalisation. La figure 6 est une vue en coupe selon VI-VI de la figure 5. Les figures 1 à 3 représentent l'autotendeur selon la présente invention, utilisé pour l'ajustement de la tension d'une courroie d'entraînement d'un arbre à cames dans un moteur automobile Comme cela est repré- senté sur les figures, un arbre fixe 1 est fixé à un bloc moteur 3 par un boulon de serrage 2 Une fixation ou palier coulissant 4 est monté sur l'arbre fixe 1 Sur le palier coulissant 4 est monté un support de poulie 5 qui se présente sous la forme d'un anneau exce trique comportant un passage 7 pour la réception d'un arbre et qui est décalé par rapport au centre de sa surface cy- lindrique extérieure 6 Une poulie 9 est montée en rota- tion autour de la surface extérieure cylindrique 6 du support de poulie 5 par l'intermédiaire d'un palier ou coussinet 8. Le support de poulie 5 comporte une partie cy- lindrique 10 qui est disposée concentriquement à l'arbre fixe 1 Sur la surface périphérique extérieure de la partie cylindrique 10 est ajustée par pression une par- tie cylindrique 12 ménagée à une extrémité d'un bras 11. Un ressort d'ajustement de tension 13 est prévu à l'au- tre extrémité du bras il pour amener le support de poulie 5 dans une direction telle q Tie la poulie 9 est pressée contre une courroie 14. L'arbre fixe 1 comporte une pluralité de surfa- ces de came 15 qui sont angulairement espacées à des intervalles prédéterminés sur la périphérie externe, dans la partie qui se trouve à l'intérieur de la partie cylindrique 10 du support de poulie 5 Un espace cunéi- forme 16 est défini entre chaque surface de came 15 et la surface périphérique interne de la partie cylindrique 10. Les espaces cunéiformes 16 ont leurs extrémités étroites qui sont positionnées à l'avant lorsqu'on con- sidère la direction dans laquelle le support de poulie 5 est pivoté pour détendre la courroie Dans chaque espace cunéiforme 16 est monté un organe de friction 17 dont la forme est complémentaire à l'espace 16, un ressort 18 forçant l'organe de friction 17 vers l'extrémité la plus étroite de l'espace cunéiforme 16. Les surfaces de came 15 peuvent s'étendre en spirale ou définir des trajets circulaires ayant leur centre respectif qui est décalé par rapport à l'axe ae l'arbre fixe 1, de telle sorte que leur angle de coin soit sensiblement constant sur toute la surface de con- tact circonférentielle avec les organes de friction 17. Dans cet agencement, lorsque la tension de la courroie 14 augmente et que la poulie 9 est poussée par la courroie 14, le support de poulie 15 est obligé de tourner dans une direction de détente de la courroie, suivant la flèche de la figure 1 De ce fait, les organes de friction 17, maintenus en contact avec la partie cylindrique 10, sont pressés dans le côté étroit de l'espace cunéiforme 16 Il en résulte une augmenta- tion de la friction entre les organes de friction 17 et la partie cylindrique 10 Le mouvement de pivotement du support de poulie 5 est ainsi réduit. L'angle de coin est déterminé de manière à per- mettre le mouvement de glissement requis entre les orga- nes de friction 17 et la partie cylindrique 10 Ainsi, si la force avec laquelle la poulie 9 est poussée par la courroie 14 excède la somme de la force de friction entre les organes de friction 17 et la partie cylindrique 10 et de la force élastique du ressort d'ajustement de tension 13, le support de poulie 5 pivo- lo te dans la direction de détente de la courroie jusqu'à ce qu'elles s'équilibrent entre elles. Par ailleurs, lorsque la tension de la courroie 14 diminue, le support de poulie 5 est forcé à pivoter dans une direction telle qu'il se produise une augmenta- tion de tension dans la courroie par l'action de la force élastique du ressort d'ajustement de tension 13. De ce fait, les organes de friction 17, maintenus en contact avec la partie cylindrique 10, sont poussés vers la zone large des espaces cunéiformes 16 Ainsi, la force de friction entre la partie cylindrique 10 et les organes de friction 17 diminue, ce qui permet au support de poulie 5 de pivoter rapidement dans la direction de mise sous tension de la courroie. De ce fait, le support de poulie 5 rencontre une plus grande résistance lorsqu'il pivote dans la direction de détente de la courroie que lorsqu'il pivote dans la direction de mise sous tension de la courroie. En d'autres termes, le dispositif sert comme un autotendeur qui présente la fonction de ce qu'on désigne par amortissement unidirectionnel Plus précisément, les vibrations de la poulie 9 et de la courroie 14 dues aux fluctuations en tension de la courroie peuvent être con- tenues efficacement Si la tension de la courroie augmente ou diminue de façon excessive, la poulie 9 pi- vote dans une direction appropriée, ce qui permet de maintenir constante la tension de la courroie 14. Lorsque la tension de la courroie décroît, la poulie 9 pivote rapidement dans la direction de mise sous tension de la courroie jusqu'à ce que la valeur minimum de la tension fluctuante équilibre la force élastique du ressort d'ajustement de tension 13 Ainsi, le présent dispositif permet de suivre les fluctuations en tension provoquées par le changement de vitesse du moteur De même, ce dispositif permet d'éliminer rapide- lo ment toute détente brutale de la courroie lorsque le mo- teur démarre dans un environnement froid. Les figures 4 représentent des exemples d'orga- nes de friction 17 L'organe de friction 17 représenté sur la figure 4 A comprend une surface interne, opposée à la surface de came 15, qui est revêtue par un film de résine fluorée 19 de sorte que sa surface interne pré- sente un coefficient de friction plus petit que celui de sa surface externe. L'organe de friction 17 représenté sur la figure 4 B comprend une structure à double couche comportant une couche interne 20 et une couche externe 21 La couche interne 20 est réalisée en un plastique industriel pré- sentant un faible coefficient de friction La couche externe 21 est réalisée dans un plastique industriel présentant un coefficient de friction élevé. En réalisant les surfaces interne et externe des organes de friction 17 en des matériaux ayant des coef- ficients de friction différents, les organes de friction 17 peuvent se mouvoir rapidement dans la direction dans laquelle le support de poulie 5 pivote Ainsi, la poulie 9 peut suivre les fluctuations en tension de la courroie 14 plus rapidement. Comme autre moyen pour réaliser la différence ci-dessus décrite entre les coefficients de friction, le support de poulie 5 peut être réalisé en un matériau présentant un coefficient de friction plus élevé que le matériau dans lequel l'arbre fixe 1 est réalisé. De même, un traitement de surface, comme par exemple un revêtement, peut être appliqué à la surface de came 15 de l'arbre fixe 1 et/ou à la périphérie interne de la partie cylindrique 10 du support de poulie , de sorte que la périphérie interne de la partie cylindrique 10 présente un coefficient de friction plus élevé que la surface de came 15. Afin de réduire le coefficient de friction d'une surface, un revêtement au chrome, un composite contenant une résine de tétrafluoroéthylène, ou une fluorine peuvent être appliqués La surface interne de la partie cylindrique du support de poulie peut être soumise à un traitement tel que dépôt de nickel par électrolyse pour fournir un coefficient de friction relativement grand, tandis que la surface de came 15 sur l'arbre fixe 1 peut être soumise à un revêtement à sec de disulfide de mo- lybdène ou un revêtement à sec d'un composé de disulfide de molybdène et de résine fluorée. Afin d'obtenir la différence dans les coefficients de friction, les deux moyens ci-dessus, l'un utilisant des matériaux différents et l'autre un traitement de surface, peuvent être combinés. Les figures 5 et 6 représentent un autre mode de réalisation de l'autotendeur selon la présente invention Le support de poulie 5 représenté dans cette variante est sous la forme d'un bras ayant la partie cylindrique 10 à une de ses extrémités et muni sur son autre extrémité d'un arbre 22 pour supporter la poulie 9. La partie cylindrique 10 est ajustée sur l'arbre fixe 1 Des plaques de poussée 25 sont disposées entre un appui 23 ménagé à une extrémité de la partie cylindrique 10 et la face d'extrémité de l'arbre fixe 1 et entre l'appui 23 et une rondelle 24 du boulon 2. L'arbre fixe 1 comporte une pluralité de surfaces de came 15 formées sur sa surface périphérique extérieure Les espaces cunéiformes 16 sont définis entre les surfaces de came 15 et la portion cylindrique 10 L'organe de friction 17 et le ressort 18 sont montés dans chaque espace cunéiforme 16. La poulie 9 est montée de faaçon rotative sur l'arbre 22 par l'intermédiaire d'un palier 8. Dans ce mode de réalisation, du fait que le support de poulie 5 est sous forme d'arbre, la course de la poulie peut être importante même si le diamètre externe de la poulie 9 est limité Ceci signifie que la conception de la courroie peut être envisagée plus librement, de sorte que la poulie 9 puisse pivoter en suivant les mouvements de la courroie 14 même si elle se détend suivant un degré considérable. De même, du fait que la poulie 9 et la partie cylindrique 10 sont disposées sensiblement dans un même plan, le bras réalise un mouvement de pivotement libre sous la force de poussée transmise à la poulie 9 par la courroie 14 Ainsi, les organes de friction 17 ne seront pas usés de façon non uniforme De même, cet agencement rend possible d'augmenter la longueur axiale de la partie cylindrique 10 lorsqu'on le compare avec un agencement dans lequel la poulie 9 et la partie cylin- drique 10 sont disposées coaxialement l'une avec l'au- tre Dès lors, des organes de friction 17 ayant une plus grande surface de contact peuvent être utilisés L'auto- tendeur ainsi obtenu présente un effet d'amortissement excellent. REVENDICATIONS 1 Autotendeur comprenant un arbre fixe ( 1), un support de poulie ( 5) monté sur ledit arbre fixe ( 1) de manière à être pivotant sur ledit arbre fixe, une poulie ( 9) montée sur le support de poulie ( 5), des moyens ( 4,6,8) pour produire une tension afin de faire pivoter ledit support de poulie ( 5) dans une direction telle qu'une tension est communiquée à une courroie ( 14), un desdits supports de poulie ( 5) et arbre fixe ( 1) présentant une partie cylindrique ( 10) disposée coaxialement avec l'autre, l'autre étant pourvue de surfaces de came ( 15) dans une position telle que des espaces cunéiformes ( 16) sont définis entre ladite surface de came et ladite surface cylindrique, lesdits espaces cunéiformes étant plus étroits dans une direction dans laquelle ledit support de poulie pivote pour détendre la courroie, des organes de friction ( 17) montés chacun dans un espace cunéiforme respectif et présentant une forme sensiblement complémentaire à la forme de l'espace cunéiforme et des organes élastiques ( 16) montés chacun dans lesdits espaces cunéiformes respectifs ( 16) pou amener lesdits organes de friction ( 17) dans la zone plus étroite de chaque espace cunéiforme ( 16). 2 Autotendeur selon la revendication 1, dans lequel ledit support de poulie ( 5) comporte une partie cylindrique ( 10) disposé coaxialement avec l'arbre fixe ( 1) et en ce que ledit arbre ( 1) comprend des surfaces de came ( 15). 3 Autotendeur selon les revendications 1 ou 2, dans lequel le support de poulie ( 5) est un anneau excentrique comportant une surface périphérie extérieure cylindrique sur laquelle ladite poulie est montée de façon rotative et pourvu d'un passage ( 7) destiné à recevoir ledit arbre fixe ( 1), ledit passage ( 7) ayant un axe qui est décalé par rapport au centre de la surface périphérique extérieure cylindrique. 4 Autotendeur suivant les revendications 1 ou 2, dans lequel le support de poulie ( 5) est constitué par un organe en forme de bras ( 11) pourvu à une de ses extrémités d'une partie cylindrique ( 10) et à son autre extrémité d'un arbre ( 22) pour supporter de façon rotative ladite poulie ( 9). Autotendeur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel les surfaces de came ( 15) s'étendent en spirale ou définissent des trajets circulaires ayant leur centre respectif qui est décalé par rapport à l'axe dudit arbre fixe ( 1). 6 Autotendeur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel chaque espace cunéiforme ( 15) a un angle de coin qui est sensible- ment constant sur toute la surface de contact avec les organes de friction ( 17). 7 Autotendeur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le coefficient de friction sur la partie de contact entre chaque organe de friction ( 17) et chaque surface de came ( 15) est inférieur à celui de la partie de contact entre chaque organe de friction ( 17) et la partie cylindrique ( 10).