Brevet FR2800816A1 — publié le 20010511

La présente invention concerne un dispositif de transmission de couple entre un arbre et un élément annulaire entourant l'arbre et agencé façon mobile axialement par rapport à l'arbre, en particulier entre un arbre et une poulie mobile d'une boîte à enroulement et à poulies mobiles, appelée aussi boîte de vitesses à variation continue. Les boîtes de vitesses à enroulement et à poulies coniques sont plus en plus utilisées pour modifier de façon continue la démultiplication dans les boîtes automatiques des véhicules à moteur. De telles boîtes à enroulement et à poulies automatiques contiennent deux arbres agencés à distance axiale l'un de l'autre, deux paires de poulies coniques montées chacune sur l'un des arbres et un moyen d'enroulement entourant des paires de poulies coniques pour transmettre le couple. L'une des poulies coniques de chaque paire de poulies coniques est connectée de façon rigide à l'arbre ; l'autre, appelée la poulie mobile, est connectée à l'arbre de façon à transmettre le couple mais en étant mobile axialement par rapport à l'arbre. Modifier en sens opposés les distances axiales des poulies dans les paires de poulies coniques permet de modifier démultiplication d'une telle boîte de vitesses. Ce sont en particulier des dentures pénétrantes et des guidages billes qui sont bien connus pour connecter la poulie mobile et l'arbre associé de façon fixe en rotation et mobile axialement, en particulier pour des boîtes de vitesses à enroulement et à poulies coniques fonctionnant en milieu fluide. Dans le cas d'une boîte de vitesses à enroulement et à poulies coniques fonc tionnant en milieu sec, on connaît un simple entraînement par ressort à lame, mais il en résulte une rotation de la poulie mobile par rapport à l'arbre, lorsqu'elle est déplacée axialement. Au moins lors de changements rapides de vitesses, cette rotation exerce une sollicitation additionnelle sur le moyen d'enroulement. C'est le but de l'invention que de réaliser entre l'arbre et la poulie mobile une connexion économique qui permette à la poulie de se déplacer axialement par rapport à l'arbre associé mais d'être aussi fixe que possible quant à sa rotation par rapport à lui, et qui permette de plus un déplacement axial sans rotation relative. Pour atteindre ce but, l'invention réalise un dispositif du type décrit dans l'introduction et contenant une première plaquette annulaire élastique entoure l'arbre et qui est connectée à l'arbre de façon rigide en direction péri- phérique à au moins deux emplacements espacés l'un de l'autre en direction périphérique et une deuxième plaquette annulaire élastique qui entoure l'arbre et est connectée à l'élément annulaire de façon rigide en direction péri phérique à au moins deux emplacements espacés l'un de l'autre en direction périphérique, ce dispositif étant caractérisé en ce que les deux plaquettes annu laires périphériques sont connectées de façon rigide l'une à l'autre en direction périphérique à des emplacements qui sont situés entre leurs emplacements d'attache à l'arbre et à l'élément annulaire. L'invention utilise deux plaquettes annulaires élastiques qui établissent connexion fixe à rotation entre l'élément annulaire et l'arbre, mais dont l'élasticité garantit une mobilité axiale. Les emplacements de connexion entre tes plaquettes annulaires élastiques, qui sont situés en direction périphérique entre leurs emplacements d'attache sur l'élément annulaire ou l'arbre, interviennent sur les zones ou branches respectivement voisines des plaquettes annulaires élastiques à la manière d'une articulation en parallélogramme. Aucune rotation qui implique un déplacement axial entre l'élément annulaire et l'arbre n'est possible car les plaquettes annulaires élastiques entourent totalement la périphérie de l'arbre et sont connectées, entre elles à l'élément annulaire ainsi qu'à l'arbre, respectivement à deux emplacements éloignés l'un de l'autre en direction périphérique. dispositif de l'invention est d'une construction économique et permet une connexion sans jeu entre l'arbre et l'élément annulaire. emplacements d'attache des plaquettes annulaires élastiques connec tées ' l'arbre et à l'élément annulaire peuvent affleurer axialement les uns avec les autres et présenter des distances égales en direction périphérique, les emplacements de connexion des plaquettes annulaires élastiques divisant par moite les angles périphériques entre les emplacements d'attache. Les distances radiales des emplacements d'attache et des emplacements de connexion à l'axe de l'arbre peuvent être approximativement égales. La configuration des plaquettes annulaires élastiques peut être telle qu'elles sont rigides en traction et souples en flexion entre les emplacements d'attache et les emplacements de connexion, par rapport à un axe de flexion axial et radial. Les plaquettes annulaires élastiques peuvent être de tracé à peu prés rectiligne entre les emplacements d'attache et les emplacements de connexion respectivement voisins. plaquettes annulaires élastiques peuvent être en tôle d'acier à ressorts. Cette tôle d'acier à ressorts peut être profilée pour accroître la rigidité en compression. telles tôles d'acier à ressorts peuvent être amincies dans les zones qui entourent les emplacements de connexion et les emplacements d'attache afin d'augmenter leur élasticité. Les emplacements de connexion peuvent être guidés de façon mobile radialement et immobile en direction périphérique, entre les plaquettes annulaires élastiques. peut prévoir que les attaches et/ou connexions soient réalisées par rivetage, vissage ou encliquetage élastique. présente invention est adaptée à tous les types d'emploi dans lesquels un couple doit être transmis entre un arbre et un élément annulaire qui entoure l'arbre et est agencé mobile axialement par rapport à lui. L'invention est particulièrement adaptée à une utilisation dans une boîte de vitesses à enroulement et à poulies mobiles, qui servira d'exemple dans ce qui suit pour la description détaillée d'un mode de réalisation. Les buts, particularités et avantages de la présente invention exposés ci- dessus ainsi que d'autres ressortiront davantage de la description suit de modes de réalisation préférés en conjonction avec les dessins dans lesquels - la Figure 1 est une vue en coupe longitudinale, selon le plan I de la Figure 4, d'une partie d'une boîte de vitesses à enroulement et a poulies mobiles ; la Figure 2 est une vue en coupe longitudinale similaire à celle de la Figure 1, selon le plan 11-11 de la Figure 4 ; - la Figure 3 est une vue en coupe longitudinale similaire à celle de la Figure 1, selon le plan 111-11l de la Figure 4 ; la Figure 4 est une vue en coupe transversale, selon le plan 1V-IV de la Figure 1, d'une partie d'une boîte de vitesses à enroulement et poulies mobiles ; - la Figure 5 représente une partie d'une représentation développée de plaquette annulaire élastique ; - la Figure 6 est une vue semblable à celle de la Figure 4, représentant une variante de mode de réalisation ; et - la Figure 7 est une vue en coupe longitudinale d'une paire de poulies. La Figure 1 représente une poulie conique qui est la poulie mobile 4 d'une paire de poulies coniques et qui est agencée de façon mobile axialement, mais sans jeu sensible radial sur un arbre 2 d'une boîte de vitesses à enroulement et à poulies coniques ; l'autre poulie conique, connectée de façon fixe à l'arbre 2, n'est pas représentée. A la poulie mobile 4 est connecté de façon rigide un composant annulaire 6 en forme de paroi qui inclut une zone cylindrique 8 concentrique à l'axe de l'arbre 2 et une zone de bride 10 de tracé radial. A l'arbre 2 est connectée de façon rigide une bague d'appui 12 qui comporte une zone de bride 14 de tracé radial qui se raccorde dans zone cylindrique 16. La Figure représente en outre un composant 18 en forme de paroi qui comporte une zone de bride de tracé radial qui est connectée de façon rigide à l'arbre 2 et qui se raccorde dans une zone cylindrique 22. Entre la bague d'appui 12, le composant 18 en forme de paroi et le composant annulaire 6 en forme de paroi est formée une chambre de pression 24 ; appliquer une pression à cette chambre provoque d'une façon connue en soi un déplacement axial de la poulie mobile 4 par rapport à l'arbre 2. La structure et le fonctionnement d'une boîte de vitesses à enroulement et à poulies coniques sont bien connus en soi et ne sont donc pas expliqués de façon détaillée. D'autres chambres présentes dans le dispositif de la Figure 1 ne sont pas expliquées elles non plus car elles ne sont pas essentielles pour l'invention. À l'intérieur de la chambre pression 2 sont agencés deux plaquettes annulaires élastiques 26, 28 réalisées par exemple sous forme de pièces estam pées en tôle d'acier à ressorts, au moyen desquelles est effectuée la connexion en engagement à rotation entre l'arbre 2 et la poulie mobile 4. La Figure 1 représente l'agencement dans un plan dans lequel les deux plaquettes annulaires élastiques mobiles 26 et 28 sont attachées l'une à l'autre au moyen d'un rivet 30. La moitié supérieure de la Figure 1 représente l'agencement lorsque le volume de la chambre de pression 24 est minimal. La moitié inférieure représente l'agencement lorsque le volume de la chambre de pression 24 est maximal, c'est-à-dire lorsque la poulie mobile 4 a été déplacée vers la gauche selon la figure, c'est-à-dire que les plaquettes annulaires élastiques 26 et 28 sont en expansion et qu'elles forment entre elles un angle accru. Les représentations des Figures 2 et 3 correspondent à celles de la Figure 1 et sont simplement d'autres vues en coupe transversale. La Figure 2 représ ente l'attache, au moyen d'un rivet 32, de la plaquette annulaire élastique 26 sur la bague d'appui 12 fixe par rapport à l'arbre et l'attache, au moyen d'un rivet 34, de la plaquette annulaire élastique 28 sur le composant annulaire 6 en forme de paroi fixe par rapport poulie mobile. Les représentations de la Figure 3 représentent l'agencement en vue en coupe longitudinale dans un plan dans lequel les plaquettes annulaires élas tiques 26 et 28 ne sont attachées l'une à l'autre, ni à d'autres composants. La Figure 4 représente une vue coupe transversale, selon le plant IV- IV, de l'agencement de la Figure 1. Les plans de coupe des Figures 1, 2 et 3 sont indiqués à la Figure 4. La référence 36 désigne des emplacements de connexion diamétralement opposés auxquels les plaquettes annulaires élastiques 26 et 28 qui sont de structures identiques sont connectées entre elles par les rivets 30, seule la plaquette annulaire élastique 26 étant représentée ici. La référence 38 désigne des emplacements d'attache, en affleurement axial entre eux, auxquels la première plaquette annulaire élastique 26 est attachée à la bague d'appui 12 et l'autre plaquette annulaire élastique 38 est attachée au composant annulaire 6 en forme de paroi, au moyen des rivets 32 et 34. Comme représenté, les plaquettes annulaires élastiques consistent en pièces estampées rectangulaires à quatre branches, en tôle d'acier à ressorts, dont les branches 40 passent entre les emplacements de connexion 36 et emplacements d'attache 38. La largeur des branches 40 est maximale dans une zone médiane entre les emplacements 36 et 38 tandis qu'elle est moindre dans la zone voisine des emplacements 36 et 38. La forme ainsi décrite permet que les branches 40 ne fléchissent que peu d'un emplacement 36 à emplacement 38 lors d'une sollicitation en direction de traction, mais peuvent se déformer élastiquement en direction axiale, et aussi dans une certaine mesure en direction radiale. La Figure 5 représente en représentation développée (es plaquettes annu laires élastiques 26 et 28 et les composants 6 et 12. Ainsi qu'il ressort claire ment, les rivets 30 forment respectivement aux emplacements de connexion 36 une sorte d'articulation en parallélogramme pour les branches voisines des plaquettes annulaires élastiques 26 et 28. Sous l'effet des connexions par rivets, les composants mentionnés ci-dessus sont attachés entre eux sans jeu en direction périphérique et en direction axiale, mais peuvent tourner l'un par rapport l'autre. Lorsqu'un couple intervient entre les composants 6 et 12, un bras ou une branche de l'agencement en parallélogramme est sollicité en traction près d'un emplacement de connexion 36 et un autre l'est en compression. II en résulte total une structure de type contreforts qui n'admet aucune rotation relative entre les composants 6 et 12, c'est-à-dire entre l'arbre 2 et la poulie mobile 4, comme représenté à la Figure 1. Lorsque la distance entre les composants 6 et 12 varie, c'est-à-dire que la poulie mobile 4 est déplacée par rapport à l'arbre 2, l'emplacement de connexion doit fléchir radialement puisque la longueur de la branche 40 doit rester inchangée. Ceci est en particulier possible en raison de l'élasticité appropriée de la branche 40 dans ses zones voisines des emplacements de connexion 36 et des emplacements d'attache 38. Les plaquettes annulaires élastiques 26 et 28 qui interviennent à la manière de ressorts à lame, représentent donc un dispositif qui connecte l'arbre 2 la poulie mobile 4 de façon fixe à rotation mais mobile axialement. II est avantageux que les emplacements de connexion 36 et les empla cements d'attache 38 soient situés à la même distance de l'axe rotation de l'arbre 22. Lors d'un déplacement axial maximal entre l'arbre 2 et la poulie mobile 4, comme à la partie inférieure de la Figure 1, le rivet 30 et donc l'emplacement de connexion 36 se déplace quelque peu radialement en direction de l'intérieur, de sorte qu'il en résulte un déplacement radial entre les rivets 30, donc les emplacements de connexion 36, et les rivets 32 et 34, donc les emplacements d'attache 38. Ce déplacement désigné par "a" aux Figures 1 2 est, par exemple, inférieur à 1 mm. La position relative de la poulie mobile 4 et de l'arbre 2, dans laquelle les emplacements de connexion 36 et les emplacements d'attache 38 sont sur le même rayon, peut être adaptée, ainsi que la rigidité des plaquettes annulaires élastiques et 28, aux exigences respectives, de façon que les forces provoquées par la déformation des plaquettes annulaires élastiques 26, 28 en fonction du déplacement axial puissent par exemple être utilisées pour In fluencer les forces d'appui et de déplacement présentes dans la boîte de vitesses à enroulement et à poulies mobiles. La Figure 6 représente un mode de réalisation de la plaquette annulaire élastique 26 qui est quelque peu différent de celui de la Figure 4. Pour accroître la rigidité en résistance aux forces de pression qui interviennent dans la direction longitudinale des branches 40, la plaquette annulaire élastique est biseautée à ses bords de sorte que la configuration des branches en vue en coupe transversale est en U. L'agencement décrit peut être modifié de nombreuses manières. Le nombre des emplacements de connexion et des emplacements d'attache peut être plus grand, ce qui implique des configurations polygonales non plus rectangulaires des plaquettes annulaires élastiques. Les élasticités appropriées peuvent être atteintes par des épaisseurs de paroi, des profilages etc. différents. Les plaquettes annulaires élastiques ne sont pas nécessairement identiques entre elles. L'attache ou la connexion entre les composants aux emplacements 36 et 38 n'est pas nécessairement réalisée rivetage mais peut également s'effectuer par vissage ou par encliquetage élastique. Chaque plaquette annulaire élastique peut consister en plusieurs pièces de tôle super posées sont configurées pour correspondre aux exigences respectives en ce qui concerne la sollicitation en traction et en compression, ainsi que la capacité de déformation en direction axiale et en direction radiale. Pour éviter des basculements ou des rotations, les emplacements de connexion 36 peuvent en outre être guidés de la manière représentée à la Figure 7. Ainsi qu'il ressort de cette Figure 7, le rivet 30 est prolongé sur les deux côtés en direction axiale par des broches 42 qui sont guidées de façon mobile radialement mais immobile en direction périphérique dans des douilles 44. Une des douilles 44 est insérée dans la bague d'appui 12 et l'autre douille 44 est insérée dans le composant annulaire 6 en forme de paroi. Par rapport à leur position représentée dans la partie supérieure de la Figure 7, les tourillons 42 à l'intérieur des douilles 44 sont décalés radialement vers l'intérieur lorsque l'arbre 2 et la poulie 4 sont dans 1a position représentée à la partie inférieure de la Figure 7, ainsi qu'il ressort d'une comparaison entre la moitié supérieure et la moitié inférieure de la Figure 7. On comprend que la mobilité radiale et l'immobilité en direction périphérique des emplacements des connexions 36 peuvent être atteintes par différentes possibilités mécaniques, par exemple en prévoyant simplement dans tes composants 6 et 12, des fentes de guidage tracé radial dans lesquelles pénètrent les broches correspondantes. La présente invention concerne un dispositif de transmission de couple entre un arbre et un élément annulaire entourant l'arbre et agencé de façon mobile axialement par rapport à l'arbre, en particulier entre un arbre et poulie mobile d'une boîte à enroulement et à poulies mobiles, contenant une première plaquette annulaire élastique qui entoure l'arbre et qui est connectée à l'arbre de façon rigide en direction périphérique à au moins deux empla cements espacés l'un de l'autre en direction périphérique et une deuxième plaquette annulaire élastique qui entoure l'arbre et qui est connectée à l'élément annulaire de façon rigide en direction périphérique à au moins deux emplacements espacés l'un de l'autre en direction périphérique, dans lequel les deux plaquettes annulaires périphériques sont connectées de façon rigide l'un à l'autre direction périphérique à des emplacements qui sont situés entre leurs emplacements d'attache à l'arbre et à l'élément annulaire. revendications annexées à la présente demande sont des propositions de formulation, sans préjudice de l'obtention d'une protection par brevet qui continue. La demanderesse se réserve le droit de revendiquer encore d'autres combinaisons de particularités qui ne sont jusqu'ici exposées que dans la description et/ou les dessins. Des références employées dans les sous-revendications concernent la poursuite du développement de l'objet de la revendication principale grâce aux particularités des sous-revendications respectives ; il ne faut pas les considérer comme renoncement à l'obtention d'une protection autonome des objets des combinaisons de particularités des sous-revendications concernées. Puisque les objets des sous-revendications peuvent constituer des inven tions autonomes et indépendantes compte tenu de l'état de la technique à la date de priorité, la demanderesse se réserve le droit d'en faire l'objet de revendications indépendantes ou de demandes divisionnaires. Les objets des sous- revendications peuvent contenir aussi des inventions autonomes, qui présentent une configuration indépendante des objets des sous-revendications précédentes. exemples de réalisation ne doivent pas être compris comme une limitation de l'invention. Bien plutôt, de nombreuses altérations et modifica tions sont possibles dans le cadre de la présente publication, en particulier des variantes, éléments et combinaisons et/ou matières que l'homme de peut par exemple, en vue d'atteindre le but, déduire par combinaison ou transformation de particularités ou éléments ou étapes de procédé décrits dans la description générale et les modes de réalisation ainsi que les revendications et contenus dans les dessins, et qui conduisent par des particularités combinables à un nouvel objet ou à de nouvelles étapes de procédé ou séquences d'étapes de procédé, dans la mesure aussi où ils concernent des procédés de fabrication, de vérification et d'usinage. REVENDICATIONS 1. Dispositif de transmission de couple entre un arbre et un élément annulaire entourant l'arbre et agencé de façon mobile axialement par rapport à l'arbre, en particulier entre un arbre et une poulie mobile d'une boite à enroulement et à poulies mobiles, contenant une première plaquette annulaire élastique qui entoure l'arbre et qui est connectée à l'arbre de façon 'de en direction périphérique à au moins deux emplacements espacés l'un de l'autre en direction périphérique et une deuxième plaquette annulaire élastique qui entoure l'arbre et qui est connectée à l'élément annulaire de façon 'de en direction périphérique à au moins deux emplacements espacés l'un de l'autre en direction périphérique, caractérisé en ce que les deux plaquettes annulaires périphériques (26, 28) sont connectées de façon rigide l'une à l'autre en direction périphérique à des emplacements (36) qui sont situés entre leurs emplacements d'attache à l'arbre et à l'élément annulaire. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les emplace ments d'attache (38) des plaquettes annulaires élastiques (26, 28) connectées à l'arbre et à l'élément annulaire affleurent axialement les uns avec les autres et présentent des distances égales en direction périphérique et en ce que les emplacements connexion des plaquettes annulaires élastiques divisent par moitiés les angles périphériques entre les emplacements d'attache. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les distances radiales des emplacements d'attache (38) et des emplacements de connexion ( à l'axe de l'arbre sont approximativement égales. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la configuration des plaquettes annulaires élastiques (26, 28) est telle qu'elles sont rigides en traction et souples en flexion entre les emplacements d'attache et les emplacements de connexion (36), par rapport à un axe de flexion axial et radial. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les plaquettes annulaires élastiques (26, 28) sont de tracé à peu près rectiligne entre les emplacements d'attache et les emplace ments de connexion respectivement voisins (36). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les plaquettes annulaires élastiques (26, 28) sont en tôle d'acier à ressorts. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la tôle d'acier à ressorts (26, 28) est profilée pour accroître la rigidité en pression. 8. Dispositif selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que les tôles d'acier à ressorts (26, 28) sont amincies dans les zones qui entourent les emplacements de connexion (36) et les emplacements d'attache afin d'aug menter leur élasticité. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les emplacements de connexion (36) sont guidés de façon mobile radialement et immobile en direction périphérique, entre les plaquettes annulaires élastiques (26, 28). 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les attaches (38) et/ou connexions (36) sont réalisées par rivetage, vissage ou encliquetage élastique.