Brevet FR2738607A1 — publié le 19970314

La présente invention concerne les poulies pour dispositifs de transmission à poulies et courroie, du type comprenant un moyeu et une couronne, reliés par une couche de matériau amortisseur, le moyeu étant adapté pour être relié à un arbre et la couronne étant formée dans sa surface radialement extérieure pour coopérer avec la courroie. Dans une première réalisation connue (EP-A- 241808) les surfaces en regard du moyeu et de la couronne, entre lesquelles est disposée la couche de matériau amortisseur, sont de forme tronconique et le matériau amortisseur est constitué par un élastomère adhérisé sur ces deux surfaces tronconiques. Une telle réalisation présente un certain nombre d'inconvénients: - le fait d'utiliser un procédé d'adhérisation pour rendre l'élastomère solidaire du moyeu et de la couronne nécessite une préparation particulière de ces deux pièces, visant à leur donner un état de surface approprié; - l'adhérisation du caoutchouc sur le métal requiert un savoir-faire particulier; - les cadences de fabrication sont relativement faibles; - le caoutchouc adhérisé entre deux surfaces tronconiques parallèles ne peut pas être précontraint, de sorte qu'il supporte moins bien les vibrations et que les risques de désolidarisation des deux pièces ne sont pas négligeables; dans les deux modes de réalisation envisagés dans le document antérieur, la couronne a une forme complexe, en particulier lorsqu'elle ne comporte aucun matériau de remplissage, cette forme complexe étant rendue nécessaire pour éviter la déformation de cette couronne extérieure. On connaît aussi un état de la technique dans lequel une couronne moulée en fonte est reliée au moyeu par une couche de matériau élastomère. La couronne relati- vement lourde procure une inertie élevée et améliore les capacités de filtrage des vibrations. Par contre, le poids élevé et le coût de fabrication constituent deux inconvé- nients sérieux pour ce type de poulie. En présence d'un tel état de la technique, le but recherché par l'invention est, pour une masse donnée de la poulie, d'obtenir une inertie et un pouvoir amortis- seur plus élevés, ainsi qu'une capacité plus importante d'adaptation et donc de réglage des caractéristiques de la poulie. A cet effet, l'invention a pour objet une poulie du type défini ci-dessus, caractérisée en ce que la couronne comprend une pièce en tôle à section transversale en U dont les ailes sont sensiblement parallèles à l'axe de la poulie. Suivant d'autres caractéristiques: - la couche de matériau amortisseur est une bague en élastomère emmanchée à force dans l'intervalle entre le moyeu et la couronne; - une masse d'inertie est disposée dans au moins une partie de la section en U de la couronne; - cette masse d'inertie est du plomb coulé dans le volume interne de la couronne; - la masse d'inertie est une bague en métal fixée sur l'aile intérieure de la couronne avec interposi- tion d'une deuxième couche de matériau amortisseur; - une douille métallique est interposée entre la deuxième couche de matériau amortisseur et l'aile inté- rieure de la couronne; - les surfaces en regard de la douille métalli- que et de la masse d'inertie, de même que la deuxième couche de matériau amortisseur comportent une partie sensiblement axiale et une partie tronconique ou radiale; - la masse d'inertie est coulée dans une bague à section en U disposée concentriquement dans la couronne. L'invention va être décrite plus en détail ci- dessous en se référant aux dessins annexés sur lesquels: - les figures 1 et 2 sont deux vues en coupe axiale de deux poulies correspondant à deux modes de réalisation de l'invention; - les figures 3 à 5 sont des vues partielles en coupe représentant trois autres variantes. La figure 1 représente une poulie 10 destinée par exemple à être montée sur un vilebrequin (non repré- senté) de moteur de véhicule. Cette poulie comprend un moyeu 11 réalisé en tôle d'acier, ou bien encore en alliage léger ou en un matériau composite. Ce moyeu a une section sensiblement en U dont les deux ailes 12, 13 reliées par un fond radial 14, s'étendent sensiblement parallèlement à l'axe X-X de la poulie. L'aile 12 radiale- ment intérieure est adaptée pour être fixée sur le vile- brequin tandis que l'aile 13 radialement extérieure est prévue pour recevoir une couronne 15, avec interposition d'une bague 16 en élastomère. La couronne a une section transversale en U, dont les deux ailes 17, 18 reliées par un fond radial 19 sont orientées sensiblement parallèlement à l'axe X-X. Les deux surfaces en regard du moyeu et de la couronne compor- tent respectivement une nervure et une rainure circonfé- rentielles 13a, 17a de formes complémentaires, destinées à améliorer la solidarisation entre ces deux pièces, par l'intermédiaire de la couche d'élastomère. Cette dernière est introduite à force dans l'intervalle délimité entre le moyeu et la couronne, l'épaisseur de la bague d'élastomère à l'état libre pouvant être environ le double de l'in- tervalle radial entre les deux ailes 13 et 17. La couronne 15 peut être réalisée en acier ou en alliage léger. Cette couronne extérieure est emboutie, puis formée de façon connue pour comporter des stries ou des gorges circonférentielles 18a dans sa surface exté- rieure, et enfin usinée dans sa partie interne. Le fond 19 de cette couronne peut être plan ou comporter des tétons radiaux 19a dirigés vers le volume intérieur du U, de façon à réaliser un meilleur ancrage d'un matériau de garnissage, tel que cela sera décrit à propos de la figure 2. De même, au moins une rainure circonférentielle 17b peut être prévue dans la paroi de l'aile 17 dirigée vers l'intérieur du U. Le matériau utilisé pour constituer la couche 16 de liaison entre le moyeu et la couronne peut être un élastomère: polychloroprène, styrène-butadiène (SBR) ou nitryl-butadiène (NBR) ou tout autre élastomère approprié. Dans le mode de réalisation de la figure 2, on retrouve un moyeu 21 et une couronne 25. Le moyeu a ici une section en T et les moyens de fixation sur un vilebre- quin ou autre arbre devant supporter ce moyeu sont d'un type différent, comprenant un flasque radial 24 dans lequel sont ménagés des orifices 23 pour le passage de vis ou boulons de fixation (non représentés). Les positions des nervure 27a et rainure 23a circonférentielles, ménagées dans les surfaces en regard du moyeu et de la couronne sont inversées par rapport au mode de réalisation de la figure 1. La couronne 25 est réalisée, à cette exception près, comme dans le cas de la figure 1 mais comporte de plus une masse 30 d'un matériau de garnissage qui est de préférence du plomb ou un autre matériau approprié devant de préférence posséder une masse volumique élevée, présenter un point de fusion relative- ment bas, une bonne adhérence sur l'acier et un coût faible. La quantité de plomb coulée dans le volume annu- laire délimité par la couronne est choisie de façon à optimiser la masse et l'inertie de la poulie. Des moyens 27b, 29a sont prévus pour améliorer la solidarisation entre le plomb et la couronne. D'une façon plus générale, la poulie suivant l'invention offre des possibilités accrues de réglage et d'ajustement de ses caractéristiques à celles de la pièce ou de l'ensemble sur lequel elle est montée. On peut ainsi "accorder" la fréquence propre de la poulie à celle du vilebrequin qui la porte. Pour cela, on peut, d'une part, jouer sur l'inertie de cette poulie, en choisissant conve- nablement la masse de plomb coulée dans la couronne exté- rieure, et, d'autre part, choisir convenablement la raideur de la couche 26 de matériau élastomère interposée entre le moyeu et la couronne. Le choix de cette raideur s'effectue en jouant sur la dureté du matériau utilisé et sur le taux d'écrasement de la bague en élastomère, qui a pour effet de modifier la raideur du matériau, à partir de celle qu'il présente à l'état libre. En particulier dans son mode de réalisation de la figure 2, une poulie suivant l'invention permet d'amor- tir de façon très importante les vibrations angulaires ou vibrations en torsion subies par le vilebrequin. C'est ainsi que pour un moteur d'un type donné et pour une harmonique déterminée, l'amplitude de ces vibrations en torsion peut atteindre 0,3. Une poulie suivant l'in- vention permet d'absorber l'essentiel de ces vibrations et de les ramener à une amplitude inférieure à 0,05" et ce quel que soit le régime du moteur. En fonction des carac- téristiques que l'on souhaite obtenir, un compromis peut être effectué entre la masse de plomb fondue dans la couronne extérieure et la raideur de la couche d'élastomè- re. Si la masse de plomb est plus importante, l'inertie de la poulie augmente et la raideur du matériau élastomère doit être plus élevée. Dans tous les cas de figure, une diminution très importante de l'amplitude des vibrations en torsion peut être obtenue et ce par des moyens parti- culièrement économiques et avec un poids total faible. Dans le mode de réalisation de la figure 3, les éléments correspondant au mode de réalisation de la figure 2 sont désignés par les mêmes numéros de référence. La modification apportée par rapport à ce mode de réalisation de la figure 2 porte sur le fait que la masse 30 de plomb ou autre matériau équivalent est fixée sur l'aile inté- rieure 27 de la couronne avec interposition d'une deuxième couche 31 de matériau d'élastomère. Une telle disposition, si elle complique quelque peu la réalisation permet d'obtenir un accord de la poulie sur deux fréquences de valeurs différentes. Un résultat analogue peut être obtenue grâce au mode de réalisation de la figure 4 dans lequel de plus, on peut réaliser un amortissement en torsion et en flexion grâce à une forme particulière des surfaces en regard d'une bague intermédiaire 42 fixée sur l'aile intérieure de la couronne et de la masselotte 40 en plomb ou matériau analogue. Les surfaces en regard de ces deux pièces comportent une partie de forme sensiblement cylindrique prolongée par une partie de forme tronconique, la couche 41 de matériau élastomère disposée entre les deux ayant bien entendu la même forme. La masselotte en plomb 40 a ainsi une certaine liberté de débattement axial ce qui permet d'amortir des vibrations en flexion. La partie de forme tronconique peut aussi être réalisée radiale. Dans le mode de réalisation de la figure 5, la masse d'inertie en plomb 50 est coulée dans une couronne 52 à section en U, disposée sensiblement concentriquement à la couronne 25 et c'est cette couronne 52 qui est reliée par une couche élastomère 51 à une douille de fixation 53 elle-même emmanchée sur l'aile intérieure 27 de la cou- ronne 25. Cette réalisation certes un peu plus complexe permet de réaliser un amortissement des vibrations pour deux fréquences qui peuvent être définies de façon parti- culièrement précise. REVENDICATIONS 1. Poulie pour dispositif de transmission & courroie, comprenant un moyeu (11; 21) et une couronne (15; 25), reliés par une couche (16; 26) de matériau amortisseur, le moyeu étant adapté pour être relié à un arbre et la couronne étant formée dans sa surface radiale- ment extérieure pour coopérer avec la courroie, caractéri- sée en ce que la couronne (15; 25) comprend une pièce en tôle à section transversale en U dont les ailes (17, 18; 27, 28) sont sensiblement parallèles à l'axe de la poulie. 2. Poulie suivant la revendication 1, caractéri- sée en ce que la couche (16; 26) de matériau amortisseur est une bague en élastomère emmanchée à force dans l'in- tervalle entre le moyeu et la couronne. 3. Poulie suivant l'une quelconque des revendi- cations 1 et 2, caractérisée en ce que la masse d'inertie est constituée par la seule couronne en U (15;25). 4. Poulie suivant l'une quelconque des revendi- cations 1 et 2, caractérisée en ce qu'une masse d'inertie (30; 40; 50) est disposée dans au moins une partie de la section en U de la couronne (15; 25). 5. Poulie suivant la revendication 4, caracté- risée en ce que la masse d'inertie est du plomb coulé dans le volume interne, annulaire de la couronne. 6. Poulie suivant la revendication 5, caractéri- sée en ce que la couronne comporte des moyens (17b, 19a; 27b, 29a) pour améliorer la solidarisation entre le plomb coulé et la couronne. 7. Poulie suivant la revendication 4, caracté- risée en ce que la masse d'inertie (30; 40; 50) est une bague en métal fixée sur l'aile intérieure (27) de la couronne avec interposition d'une deuxième couche (31; 41; 51) de matériau amortisseur. 8. Poulie suivant la revendication 7, caractéri- sée en ce qu'une douille métallique (42) est interposée entre la deuxième couche (41) de matériau amortisseur et l'aile intérieure (27) de la couronne. 9. Poulie suivant la revendication 8, caractéri- sée en ce que les surfaces en regard de la douille métal- lique (42) et de la masse d'inertie (40), de même que la deuxième couche (41) de matériau amortisseur comportent une partie sensiblement axiale et une partie tronconique ou radiale. 10. Poulie suivant la revendication 8, caracté- risée en ce que la masse d'inertie (50) est coulée dans une bague (52) à section en U disposée concentriquement dans la couronne (25). 11. Poulie suivant l'une quelconque des revendi- cations 1 à 10, caractérisée en ce que la couronne com- porte dans sa surface extérieure des gorges circonféren- tielles (18a).