Brevet FR2793296A1 — publié le 20001110

Poulie relais et sa transmission sans fin La présente invention concerne une poulie d'une transmission à vitesse variable du type à poulie en V et à courroie trapézoïdale ainsi que la transmission sans fin incorporant une telle poulie. Elle concerne plus particulièrement une poulie relais pour la transmission sans fin de puissance à vitesse variable entre une poulie menante d'une première transmission sans fin à courroie trapézoïdale et une poulie menée d'une seconde transmission sans fin à courroie trapézoïdale, ladite pouJie relais étant constituée d'un moyeu rotatif portant, entre deux flasques externes fixes, au moins un organe mobile axialement sur ledit moyeu pour délimiter, avec les flasques fixes, deux gorges parallèles de dimension variable aptes ci recevoir respectivement une courroie de la première ou respectivement de la seconde transmission sans fin à courroie. Le principe de fonctionnement d'une telle transmission est bien connu. En effet, les gorges en V de la poulie relais sont de dimension variable en raison du déplacement de l'organe mobile axialement sur le moyeu de la poulie relais. Chaque déplacement relatif des poulies menante, menée et relais entre elles provoque un déplacement radial externe ou interne de la courroie de l'une des transmissions dans l'une des gorges de la poulie relais et sensiblement simultanément un déplacement radial de direction inverse directement proportionnel de la courroie de l'autre transmission dans l'autre gorge sous l'action du déplacement dudit organe mobile. Cette variation du diamètre d'enroulement des courroies dans les gorges de la poulie relais génère la variation de vitesse souhaitée. Les inconvénients principaux rencontrés sur ce type de transmission sont un taux d'usure important des courroies et de l'ensemble des organes constitutifs de la transmission, de mme que des pertes de puissance importantes par frottement de telle sorte que le rendement global de la transmission est médiocre. Pour permettre une réduction de l'usure des pièces constitutives de cette transmission et parallèlement augmenter le rendement de transmission d'une telle transmission, il est nécessaire que les courroies des deux transmissions soient faiblement tendues à l'arrt de l'engin et voient leur tension croître proportionnellement à l'augmentation du couple transmis. En raison de ce problème, un certain nombre de constructeurs ont imaginé des dispositifs de tension de la courroie au moment du démarrage de la transmission. Toutefois, aucun de ces dispositifs n'offre satisfaction dans la mesure où tous ces dispositifs incluent des pièces fragiles, en particulier des ressorts, comme l'illustre à nouveau le brevet US-A-4.176.560, ou des galets tendeurs. Un premier but de la présente invention est de proposer une poulie relais pour une transmission du type précité dont la conception permet une tension et un relâchement automatiques des courroies de chacune des transmissions en fonction du-couple transmis, y compris en l'absence d'organes élastiques de rappel, tels que des ressorts, ou d'éléments tendeurs, tels que des galets, et sans nuire à la plage de vitesse de ladite transmission. Un autre but de la présente invention est de proposer une poulie relais dont la conception permet, malgré sa simplicité, un rattrapage automatique de l'usure de la courroie de chaque transmission et un réglage quasi simultané de la tension des deux courroies. Un autre but de la présente invention est de proposer une poulie relais dont la conception permet la réalisation des pièces en une matière de synthèse sans constater, dans le temps, de déformation des éléments constitutifs de ladite poulie. Un autre but de la présente invention est de proposer une transmission sans fin à vitesse variable dont la conception permet l'obtention d'une transmission compacte, fiable, sûre et de faible coût dont le rendement global est amélioré. A cet effet, l'invention a pour objet une poulie relais pour la transmission sans fin de puissance à vitesse variable entre une poulie menante d'une première transmission sans fin à courroie et une poulie menée d'une seconde transmission sans fin à courroie, ladite poulie relais étant constituée d'un moyeu rotatif portant, entre deux flasques externes fixés audit moyeu, au moins un organe mobile axialement sur ledit moyeu pour délimiter, avec les flasques fixes axialement, deux gorges parallèles de dimension variable aptes à recevoir respectivement une courroie de la première ou respectivement de la seconde transmission sans fin à courroie, caractérisée en ce que l'organe mobile axialement est constitué d'au moins deux flasques évidés montés sur le moyeu rotatif, ces flasques comportant des surfaces d'appui en regard à contact glissant, lesdites surfaces d'appui étant agencées pour permettre, lors d'un déplacement angulaire d'au moins l'un des flasques, en fonction du couple transmis par la courroie d'au moins l'une des transmissions, le rapprochement ou respectivement l'écartement des flasques mobiles en regard en vue d'assurer, par coopération avec les flasques externes fixes, une tension ou un relâchement automatique des courroies des première et seconde transmissions. Conformément à l'invention, la possibilité de substitution d'organes fragiles tels que des ressorts ou des galets tendeurs par de simples surfaces d'appui permet d'obtenir une tension ou respectivement un relâchement automatique des courroies de chacune des transmissions, ce réglage s'effectuant de manière instantanée et proportionnellement au couple transmis, de sorte que les courroies ne présentent une tension importante que lorsque cela est nécessaire pour le bon fonctionnement de la transmission. Il en résulte ainsi une absence d'usure des pièces constitutives de la poulie relais. Mais, ci l'inverse, cette conception permet, du fait d'une tension progressive des courroies proportionnelle au couple transmis, de pallier ou de rattraper les jeux dus à l'usure de l'une quelconque des courroies. L'invention a encore pour objet une transmission sans fin de puissance à vitesse variable entre une poulie menante, une poulie relais et une poulie menée, caractérisée en ce que la poulie relais du type précité et la poulie menée sont disposées sur un boîtier de transmission pour former un ensemble monobloc, la poulie relais étant reliée au boîtier de transmission par un organe de commande de la position du moyeu de la poulie relais. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 représente une vue en coupe d'une poulie relais ~incorporée à une transmission sans fin de puissance à vitesse variable à l'état rapproché des flasques constitutifs de l'organe mobile de ladite poulie relais ; la figure 2 représente une vue en coupe d'une poulie relais incorporée à une transmission sans fin de puissance à vitesse variable à l'état écarté des flasques constitutifs de l'organe mobile de ladite poulie relais, cet état correspondant à une tension déterminée des courroies de chacune des transmissions ; la figure 3 représente une vue en perspective en position éclatée des éléments constitutifs d'une poulie relais ; la figure 4 représente une vue de dessus d'une transmission entre la poulie relais et une poulie menée montée sur l'arbre d'entrée d'un réducteur et la figure 5 représente une vue schématique de dessus d'un autre mode de réalisation des surfaces d'appui d'un flasque de l'organe mobile de la poulie relais pour rendre la poulie relais réversible. La poulie relais 1, objet de l'invention, est destinéeà servir de relais entre une première transmission sans fin T1 à courroie et une seconde transmission sans fin T2 à courroie. La première transmission sans fin T1 est une transmission à courroie 4 trapézoïdale entre une poulie motrice ou menante 2 et la poulie relais 1. Par poulie motrice ou menante 2, on entend une poulie montée sur un arbre moteur 16. La seconde transmission sans fin T2 est également une transmission à courroie 5 trapézoïdale disposée entre la poulie relais 1 et une poulie 3 dite poulie menée portée par un arbre 17 constituant par exemple l'arbre d'entrées d'un réducteur logé à l'intérieur d'un boîtier 14, l'arbre de sortie de ce boîtier réducteur venant par exemple en prise avec un arbre de roues (non représenté) d'un engin tracté. Comme mentionné ci-dessus, les courroies 4,5 utilisées dans les transmissions T1 et T2 sont des courroies trapézoïdales en soi connues. Les poulies menante 2 et menée 3 ainsi que la poulie relais 1 comportent, pour la réception des courroies 4,5, des gorges 9A, 9B à section trapézoïdale. Pour ménager ces gorges 9A, 9B, la poulie relais 1 est constituée d'un moyeu 6 rotatif portant, entre deux flasques 7A, 7B externes fixés au moyeu 6, au moins un organe 8 mobile axialement pour délimiter, avec les flasques 7A, 7B, fixes deux gorges 9A, 9B décalées axialement sur ledit moyeu 6 ou encore dites parallèles. Ces gorges 9A, 9B sont de dimension variable du fait de la variation de l'écartement de l'organe mobile 8 avec chaque flasque fixe 7A, 7B. Les faces en regard des flasques fixes 7A, 7B externes affectent la forme de flans tronconiques. L'organe 8 mobile axialement est quant à lui constitué également d'au moins deux flasques 8A, 8B évidés montés sur le moyeu 6 rotatif. Chaque face de ces flasques mobiles 8A, 8B en regard d'un flasque externe fixe 7A, 7B affecte également la forme d'un flan tronconique pour délimiter avec un flasque 7A, 7B externe fixe une gorge 9A, 9B en forme de V. Les flasques 8A, 8B mobiles au moins axialement sur le moyeu 6 rotatif de la poulie relais 1 comportent des surfaces d'appui 10A, lOB en regard, à contact glissant. Ces surfaces d'appui 10A, 10B, disposées circulairement autour du moyeu 6 sur la face intérieure de chaque flasque mobile 8A, 8B, sont agencées pour permettre, lors d'un déplacement angulaire d'au moins l'un 8B des flasques 8A, 8B, en fonction du couple transmis par la courroie 4,5 de llune des transmissions T1, T2, le rapprochement ou respectivement l'écartement des flasques mobiles 8A, 8B en regard, ce déplacement générant, en coopération avec les flasques externes fixes 7A, 7B, une tension ou un relâchement automatique des courroies 4,5 des première et seconde transmissions Tl, T2. Dans les exemples représentés, le flasque 8B est mobile axialement et en rotation sur le moyeu rotatif 6 de la poulie relais 1 tandis que l'autre flasque 8A est uniquement mobile axialement. Toutefois, une solution équivalente (non représentée) aurait consisté à utiliser deux flasques mobiles axialement et en rotation sur le moyeu 6. Comme le montre la figure 3, les surfaces d'appui 10A, 10B en regard des flasques mobiles 8A, 8B constituent une came formée d'au moins deux rampes inclinées, à contact glissant, l'une des rampes 10A étant solidaire de l'un 8A des flasques mobile au moins axialement, l'autre rampe 10B étant solidaire du flasque 8B mobile axialement et en rotation. Ces rampes circulaires inclinées 10A et 10B transforment le mouvement de rotation d'au moins l'un des flasques 8A ou 8B, en l'occurrence le flasque 8B, autour du moyeu 6, en un mouvement de translation des flasques 8A et 8B sur le moyeu 6. Ces surfaces d'appui peuvent affecter un grand nombre de formes. De préférence, les surfaces d'appui 10A, 10B en regard des flasques mobiles 8A, 8B sont constituées par une pluralité de rampes inclinées à artes 11A, 11B radiales, ces rampes 10A, 10B des flasques mobiles 8A, 8B respectifs s'interpénétrant pour tre constamment en prise les unes avec les autres, un mouvement angulaire relatif de l'un quelconque des flasques provoqué par le couple transmis engendrant soit le rapprochement, soit l'écartement desdits flasques 8A, 8B. Pour permettre un fonctionnement de cette poulie relais 1 suivant un premier sens de rotation des courroies 4,5 de transmission sans fin ou un second sens de rotation des courroies 4,5 de transmission sans fin, les rampes inclinées circulaires de chaque flasque 8A ou 8B se présentent de préférence sous forme de bossages à profil 10A, 10'A symétrique de part et d'autre de l'arte radiale 11A comme le montre la figure 5. On obtient ainsi un écartement ou un rapprochement des flasques indépendamment du sens de rotation de ces courroies 4,5. De préférence et pour réduire l'encombrement de l'ensemble, les surfaces d'appui 10A, 10B formant rampes des flasques mobiles 8A, 8B sont logées partiellement dans l'épaisseur des flasques 8A, 8B. La pente des rampes inclinées de chaque flasque 8A, 8B est déterminée empiriquement ou calculée notamment en fonction du diamètre moyen du cercle sur lequel sont positionnées les rampes, du coefficient de friction des matériaux des rampes, du couple maximum à transmettre, du diamètre d'enroulement des courroies, etc. A titre d'exemple, avec un diamètre moyen du cercle sur lequel se trouvent lesdites rampes de l'ordre de 50 mm et un couple de 3 à 4 N/m, la pente de chaque rampe inclinée est comprise dans la plage [20-24] degrés, de préférence voisine de 22 degrés. Cette valeur angulaire de la pente évite tout coincement des flasques 8A, 8B constitutifs de l'organe mobile 8 lors d'un déplacement relatif de ce dernier. Par ailleurs, dans les exemples représentés, l'un des flasques, à savoir le flasque 8A mobile uniquement axialement, présente un moyeu 12 évidé, coaxial au moyeu 6 de la poulie relais 1 pour servir de support au flasque 8B mobile en regard associé, ce flasque 8B étant mobile axialement et en rotation. Toutefois, un autre mode de réalisation de l'invention aurait pu tre imaginé, chaque flasque 8A, 8B mobile étant, dans ce cas, directement porté et en contact avec le moyeu 6 de la poulie relais 1. Ce moyeu 6 de la poulie relais 1 est par ailleurs enfilé sur un arbre porteur 18 sur lequel il est monté libre à rotation, cet arbre porteur 18 étant commandé en déplacement au moyen d'un organe de manoeuvre 15 pour permettre un déplacement du moyeu 6 de la poulie relais 1 parallèlement à lui-meme pour obtenir, de manière en soi connue, en coopération avec l'organe mobile 8, la fonction de variation de vitesse. De préférence, le moyeu 6 rotatif de la poulie relais 1 et l'un 8A des flasques 8A, 8B de l'organe 8 mobile axialement sur le moyeu 6 sont rendus solidaires en rotation par l'intermédiaire de cannelures 13B, 13A ménagées respectivement à la périphérie externe du moyeu 6 et à la périphérie interne du flasque 8A mobile évidé centralement. Grâce à la conception de ce moyeu rotatif 6 se présentant sous forme d'un arbre cannelé, la surface d'appui entre flasque 8A et moyeu 6 est augmentée et l'effort radial exercé par le flasque 8A sur le moyeu 6 est réduit. De ce fait, tout risque de coincement du flasque lors d'un déplacement axial est empché malgré un encombrement réduit du flasque. De préférence, l'ensemble des flasques 7A, 7B, 8A, 8B de la poulie relais 1 et le moyeu 6 support desdits flasques sont réalisés exclusivement en matériau de synthèse. Le choix des matériaux de synthèse permet de supprimer tout risque de corrosion ou d'usure dans le temps. Du fait de la conception de l'organe mobile 8, tout risque de déformation des éléments constitutifs de la poulie relais sous l'effet d'une contrainte se prolongeant dans le temps est exclu. Par ailleurs, la réduction des pertes par frottement, du fait de la conception de l'organe mobile 8, accroît le rendement global de la transmission. Le principe de fonctionnement d'une telle transmission est extrmement simple. Il va tre décrit ci-après. Lorsque l'arbre moteur 16 est entraîné en rotation, la puissance de cet arbre 16 est transmise par l'intermédiaire de la transmission T1 au relais 1 qui, lui-mme, retransmet par l'intermédiaire de la transmission T2 cette à l'arbre d'entrée 17 du réducteur qui vient en prise avec l'arbre de sortie du réducteur pour permettre par exemple l'avancement d'un engin tracté. Lorsque l'on veut faire varier la vitesse transmise de la poulie motrice 2 à la poulie menée 3 po=rtée par l'arbre d'entrée 17 du réducteur, on déplace, par l'intermédiaire d'un organe de commande 15 et suivant 1 ! un ou l'autre des sens de la flèche F1, l'axe porteur 18 sur lequel le moyeu 6 de la poulie relais 1 est monté libre en rotation. Si l'on veut par exemple réduire la vitesse transmise à l'arbre de sortie du réducteur, on déplace l'axe porteur 18 de la poulie relais 1 vers la gauche dans la figure 1. Le flasque intermédiaire 8A tend à descendre ou à se rapprocher du flasque 7A avec lequel il délimite la gorge 9A de telle sorte que le diamètre d'enroulement de la première courroie 4 augmente. La vitesse de rotation du moyeu 6 du relais 1 est donc réduite parallèlement, du fait de l'abaissement du flasque 8A. A l'inverse, à l'accélération, générée par exemple par le déplacement de l'axe porteur 18 de la poulie relais 1 vers la droite suivant FI dans la figure 1, la courroie 4 de Tl tend à pénétrer plus profondément dans la gorge du V délimitée par les flasques 7A et 8A et la vitesse de rotation du moyeu 6 augmente. Il en résulte une tendance du flasque 8A à s'éloigner du flasque fixe 7A en entrainant dans son déplacement le flasque 8B. Le flasque 8B forme alors avec le flasque 7B une gorge 9B de diamètre d'enroulement supérieur. Parallèlement, l'augmentation de la tension de la courroie 5 de la transmission T2 a pour effet d'entraîner en rotation le flasque 8B mobile. Du fait de l'obliquité des surfaces d'appui 10A, 10B en regard des flasques 8A et 8B, le flasque mobile 8B est entraîné de manière à ce qu'il s'éloigne du flasque 8A et provoque, par réaction avec la courroie 5, un déplacement axial du flasque 8A dans le sens d'un rapprochement du flasque 7A augmentant également la tension de la courroie 4. Un équilibre statique des flasques mobiles 8A et 8B est atteint lorsque les forces tendant à faire s'écarter les flasques mobiles 8A, 8B annulent celles qui tendent à les faire se rapprocher des flasques fixes 7A, 7B avec lesquels ils forment respectivement une gorge 9A, 9B. Le principal avantage d'une telle poulie relais 1 est que le déplacement de ce point d'équilibre est fonction du couple transmis. Si le couple augmente, la pression des flasques de la poulie sur les flaps des courroies augmente et l'adhérence de celles-ci augmente également, si bien qu'elles ne patinent pas sur les flans des flasques. Plus la tension exercée par les courroies 4,5 sur les flasques mobiles 8A, 8B est importante, plus les flasques mobiles 8A, 8B tendent à s'écarter l'un de l'autre, ce qui est nécessaire pour obtenir un fonctionnement optimal de l'ensemble de la transmission. Bien évidemment, les flasques 8A, 8B tendent à revenir à leur position initiale correspondant à une position rapprochée dès que l'effort exercé par les courroies 4,5 diminue sur ces flasques. Grâce au fait que l'effort exercé sur les flasques 8A, 8B n'est pas permanent mais au contraire croît avec le couple transmis, on constate, mme après plusieurs heures d'utilisation de la transmission, que les flasques mobiles 8A, 8B de la transmission n'ont subi aucune déformation permanente. Par ailleurs, le rendement d'une telle transmission est augmenté car les pertes par frottement sont faibles lorsque le couple transmis par la transmission est faible. Ces pertes par frottement augmentent proportionnellement au couple transmis. Bien évidemment, les phénomènes de tension de courroie décrits ci-dessus à l'accélération sont identiques dans le cas d'une réduction de la vitesse de rotation du moyeu de la poulie relais. REVENDICATIONS 1. Poulie relais (1) pour la transmission sans fin de puissance ci vitesse variable entre une poulie menante (2) d'une première transmission sans fin (T1) à courroie (4) et une poulie menée (3) d'une seconde transmission sans fin (T2) à courroie (5), ladite poulie relais (1) étant constituée d'un moyeu (6) rotatif portant, entre deux flasques externes (7A, 7B) fixés audit moyeu (6), au moins un organe (8) mobile axialement sur ledit moyeu (6) pour délimiter, avec les flasques (7A, 7B) fixes axialement, deux gorges (9A, 9B) parallèles de dimension variable aptes à recevoir respectivement une courroie (4,5) de la première (T1) ou respectivement de la seconde (T2) transmission sans fin à courroie, caractérisée en ce que l'organe mobile (8) axialement est constitué d'au moins deux flasques (8A, 8B) évidés montés sur le moyeu (6) rotatif, ces flasques (8A, 8B) comportant des surfaces (10A, lOB) d'appui en regard à contact glissant, lesdites surfaces d'appui (10A, lOB) étant agencées pour permettre, lors d'un déplacement angulaire d'au moins l'un des flasques (8B), en fonction du couple transmis par la courroie d'au moins l'une des transmissions (T1, T2), le rapprochement ou respectivement l'écartement des flasques (8A, 8B) mobiles en regard en vue d'assurer, par coopération avec les flasques (7A, 7B) externes fixes, une tension ou un relâchement automatique des courroies (4, 5) des première (T1) et seconde (T2) transmissions. 2. Poulie relais (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que les surfaces (10A, lOB) d'appui en regard des flasques (8A, 8B) mobiles constituent une came formée d'au moins deux rampes inclinées, à contact glissant, l'une des rampes (10A) étant solidaire de l'un (8A) des flasques, mobile au moins axialement, l'autre rampe (10B) étant solidaire du flasque mobile (8B) axialement et en rotation. 3. Poulie relais (1) selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les surfaces (10A, lOB) d'appui en regard des flasques (8A, 8B) mobiles sont constituées par une pluralité de rampes inclinées à artes (11A, 11B) radiales, ces rampes (10A, lOB) des flasques mobiles (8A, 8B) respectifs s'interpénétrant pour tre constamment en prise les unes avec les autres, un mouvement angulaire relatif de l'un quelconque des flasques provoqué par le couple transmis engendrant soit le rapprochement, soit l'écartement desdits flasques (8A, 8B). 4. Poulie relais (1) selon la revendication 3, caractérisée en ce que les rampes inclinées se présentent sous forme de bossages à profil symétrique de part et d'autre de l'arte radiale pour obtenir un écartement ou un rapprochement des flasques indépendamment du sens de rotation des courroies des transmissions sans fin. 5. Poulie relais (1) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les surfaces d'appui (10A, lOB) formant rampes des flasques mobiles (8A, 8B) sont logées partiellement dans l'épaisseur des flasques (8A, 8B). 6. Poulie relais (1) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'un (8A) des flasques (8A, 8B) présente un moyeu (12) évidé, coaxial au moyeu (6) de la poulie relais (1), pour servir de support au flasque mobile (8B) en regard associé. 7. Poulie relais (1) selon l'une des revendications 1 ci 6, caractérisée en ce que la pente de chaque rampe inclinée est comprise dans la plage [20-24] degrés, de préférence voisine de 22 degrés. 8. Poulie relais (1) selon l'une des revendications 1 à 7, caracterisee en ce que le moyeu (6) de la poulie relais (1) est déplaçable parallèlement à lui-mme pour obtenir, en coopération avec l'organe mobile (8), la fonction de variation de vitesse. 9. Poulie relais (1) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que le moyeu (6) rotatif de la poulie relais (1) et l'un (8A) des flasques (8A, 8B) de l'organe (8) mobile axialement sur le moyeu (6) de la poulie (1) sont rendus solidaires en rotation par l'intermédiaire de cannelures (13B, 13A) ménagées respectivement à la périphérie externe du moyeu (6) et à la périphérie interne du flasque mobile (8A) évidé centralement. 10. Transmission sans fin de puissance à vitesse variable entre une poulie menante (2), une poulie relais (1) et une poulie menée (3), caractérisée en ce que la poulie relais (1) à l'une des revendications 1 à 9 et la poulie menée (3) sont disposées sur un boitier (14) de transmission pour former un ensemble monobloc, la poulie relais (1) étant reliée audit boîtier (14) de réducteur par un organe (15) de commande de la position du moyeu (6) de la poulie relais (1).