Brevet FR2803006A1 — publié le 20010629

"Roue ou pignon denté comportant un tronçon flexible" La présente invention concerne une roue ou un pignon denté pour un accouplement du type à engrenages. présente invention concerne plus particulièrement roue un pignon denté du type dont au moins une dent comporte un premier et un second tronçons axiaux. Dans de nombreux dispositifs mécaniques, notamment moto-reducteurs de puissance limitée situés à bord de véhicules automobiles, qui sont destinés à actionner des organes d'équipement tels que des essuie-glace, la transmission du mouvement du moteur électrique à l'organe commandé est réalisée par un accouplement comprenant au moins une roue un pignon denté. général, la transmission du mouvement entre le moteur électrique et l'organe commandé provoque des vibrations dues aux chocs entre les dents des composants de l'accouplement lors de l'engrènement qui d'une part entraînent une usure par fatigue des divers éléments du dispositif mécanique et, d'autre part, engendrent du bruit qui est préjudiciable au confort utilisateurs du dispositif d'engrènement, notamment des passagers d'un véhicule automobile. est connu d'interposer entre l'arbre du moteur électrique et l'arbre relié à l'organe commandé, des moyens amortisseurs ou des joints élastiques qui absorbent les à-coups provoqués par la transmission du mouvement. Cette solution n'est pas satisfaisante et ne permet pas supprimer efficacement les vibrations. Une autre solution consiste à réaliser la roue ou le pignon denté de l'accouplement en deux parties. La première étant légèrement décalée angulairement par rapport à la seconde, avance par rapport au sens de rotation de la roue ou du pignon. Les deux parties sont reliées entre elles par des moyens élastiques. Ainsi, lors de l'engrènement, la première partie entre en contact avec la dent de l'organe complémentaire d'engrenage, puis moyens élastiques se déforment de façon que la seconde partie rattrape" son décalage angulaire et entre en contact avec la dent de l'organe complémentaire d'engrenage en amortissant ainsi le choc et par conséquent provoquent des vibrations réduites. Cependant, cette solution nécessite une mise en ceuvre compliquée et ne permet la réduction des vibrations que dans un sens rotation de la roue ou du pignon. présente invention propose une solution simple et efficace permet d'amortir les vibrations lors de chaque contact entre dent de la roue ou du pignon selon l'invention et la dent de l'organe complémentaire d'engrenage. Dans ce but, l'invention propose une roue ou pignon denté du type dont au moins une dent comporte un premier tronçon axial pour la transmission du couple et un second tronçon axial pour l'amortissement des chocs dus à l'engrènement avec un organe complémentaire d'engrenage, caractérisé en ce que le second tronçon comporte des moyens pour augmenter sa flexibilité transversale de façon qu'if soit plus flexible transversalement que le premier tronçon, et en ce que, lors de l'engrènement, le second tronçon entre en contact avec une face en vis-a-vis de l'organe complémentaire avant le premier tronçon de la dent. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - le profil du second tronçon comporte, par rapport au profil du premier tronçon, une surépaisseur formée sur au moins une zone moins un des flancs du second tronçon de la dent ; - moyens pour augmenter la flexibilité transversale second tronçon consistent en une rainure axiale réalisée dans face supérieure de la tête du second tronçon de la dent ; - le profil du second tronçon comporte, par rapport au profil du premier tronçon, une surépaisseur formée sur au moins zone de l'un des flancs du second tronçon et en ce que les moyens pour augmenter la flexibilité transversale du second tronçon consistent en un évidement qui est réalisé au moins une zone de l'autre flanc ; - l'évidement s'étend sur toute la hauteur de l'autre flanc ; - moyens pour augmenter la flexibilité transversale du second tronçon de la dent consistent en l'interposition d'un matériau d'amortissement entre le moyeu de la roue dentée et le deuxième tronçon de la dent ; - matériau d'amortissement a la forme d'une couronne sur laquelle sont montés les seconds tronçons de toutes les dents de la roue dentée ; - lors de l'engrènement d'une dent de la roue dentée avec l'organe complémentaire, la roue dentée comporte moins une dent, selon l'une quelconques des revendications précédentes, dont les deux flancs sont en contact concomitamment avec des formes complémentaires adjacentes de l'organe complémentaire ; - chaque dent de la roue dentée comporte un premier et un second tronçon selon l'une quelconque des revendications précédentes ; - le premier et le second tronçon des dents sont séparés longitudinalement et sont reliés au moyeu de la roue dentée ; - le premier et le second tronçons des dents forment un seul élément. D'autres caractéristiques et avantages l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés parmi lesquels - la figure 1 est une vue axiale en bout qui représente de manière schématique un accouplement entre deux roues dentées réalisées conformément à l'état de la technique ; - la figure 2 représente en perspective, les dents d'une roue ou d'un pignon denté réalisé conformément à un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 3 représente schématiquement l'engrènement d'une roue dentée, réalisée conformément aux enseignements de l'invention, avec un organe complémentaire d'engrenage ; - la figure 4 est une vue similaire à celle représentée à la figure 2, les dents étant réalisées selon une variante ; la figure 5 est une vue en bout d'un engrènement dont chaque dent de la roue ou du pignon denté est reliée au moyeu d'entrainement par un élément d'amortissement distinct ; - la figure 6 est une vue similaire à celle représentée à la figure toutes les dents étant reliées au moyeu par un seul élément d'amortissement ; la figure 7 est une vue en coupe transversale d'un agencement particulier d'une roue ou d'un pignon denté réalisé conformément aux enseignements de l'invention - la figure 8 est une vue en bout l'agencement représenté à la figure 7. Dans la suite de la description les éléments identiques ou similaires seront repérés par des références identiques. Une orientation d'amont en aval sera utilisée, à titre non limitatif, conformément à l'orientation de gauche droite selon la figure 1. figure 1 représente un accouplement 10 constitué ici par première roue dentée 12 d'axe de rotation A1, et une seconde roue dentée 14 d'axe de rotation A2 parallèle à A1. Dans l'exemple présenté, la première roue dentée 12 est appelée roue menante, elle est entraînée en rotation dans le sens anti-horaire par un arbre de sortie 16 d'un moteur qui peut être un moteur électrique. La seconde roue dentée 14 est appelée roue menée, elle entraîne en rotation un arbre de commande 18 qui est relié à un organe tel qu'un composant d'un mécanisme d'essuie-glace. Chacune d'elles comporte un moyeu 13 et 15 sur la périphérie desquels des premières 20 et secondes 22 dents sont réalisées. Les dents 20 et 22 engrènent mutuellement et permettent de transmettre le couple fourni par l'arbre de sortie 16 à l'arbre de commande 18. De façon à réduire le bruit et les vibrations résultant de l'engrènement des premières 20 et secondes 22 dents, l'invention propose de réaliser, sur au moins l'une des deux roues dentées et/ou 14, des dents comportant un tronçon axial présentant flexibilité ou élasticité transversale importante ainsi une surépaisseur sur au moins l'un de leurs flancs. Dans la description qui suit, on choisira par exemple la première roue dentée 12 pour décrire les améliorations apportées par l'invention à l'état de la technique. Elle tourne dans sens anti-horaire conformément la flèche 24 représentée notamment à la figure 1. Plusieurs dents 20 réalisées conformément aux enseigne ments de l'invention sont représentées à la figure 2. Chaque dent 20 se décompose en un premier 30 et un second 34 tronçons axiaux. Le premier tronçon 30 comporte une section transversale dont le profil 32, représenté en traits interrompus, détermine le profil de la dent 20. II permet la transmission du couple de la première 12 à la seconde roue 14 dentée. Un second tronçon 34 permet l'amortissement des chocs sont dus à l'engrènement avec les dents 22 de la seconde roue dentée 14. Le second tronçon 34 comporte des moyens pour augmenter son élasticité transversale de façon qu'il soit plus flexible transversalement que le premier tronçon 34, c'est-à-dire sa capacité à se déformer élastiquement selon une direction globalement tangentielle est augmentée. Avantageusement, les dents 20 sont réalisées en matière plastique, la roue dentée 12 peut ainsi être moulée en une seule pièce. De façon à simplifier la réalisation des dents 20 de la roue dentée 12, le second tronçon 34 est situé à une extrémité axiale premier tronçon 30. Conformément à la figure 2, le moyeu 13 de la première roue dentée 12 supporte le premier 30 et le second tronçon 34. À partir du profil 32 du premier tronçon 30, le flanc aval 36, par rapport au sens de rotation de la roue 12, du second tronçon 34 est évidé. Le second tronçon 34 est alors constitué par une lame 39 incurvée qui s'étend sur toute la hauteur de la dent 20. L'évidement 38 ainsi réalisé, permet d'augmenter la flexibilité transversale du second tronçon 34 de la dent 20. Une surépaisseur 40, par rapport au profil 32 du flanc amont du premier tronçon 30, est réalisée sur le flanc amont convexe 42. Lors de la rotation de la roue 12, le flanc amont est "en avance", d'une distance tangentielle D, par rapport flanc amont 44 du premier tronçon 30. Conformément à la figure 3, lors de l'engrènement d'une dent 20, réalisée conformément à l'invention, avec une dent 22 la seconde roue 14, le second tronçon 34 vient le premier appui contact et se déforme tangentiellement vers l'aval jusqu'à que le flanc aval 46 de la dent 22 vienne en contact avec le flanc amont 44 du premier tronçon 30 de la dent 20 (figure 3). déformation du second tronçon 34 permet ainsi d'amortir le choc dû à l'entrée en contact des flancs des dents et 22. La flexibilité du second tronçon 34 doit être suffisamment importante pour dissiper l'énergie due au(x) choc(s). Cependant, elle ne doit pas être trop élevée de façon que le flanc aval 46 dents 22 de la seconde roue dentée 14 entre en contact avec le flanc amont 44 du premier tronçon 30 des dents 20. Ainsi, les efforts de contact sont répartis de façon homogène sur le flanc amont et limitent ainsi l'usure des dents 20. Dans ce but, pour diminuer la rigidité du second tronçon 34 de la dent 20, il est possible de diminuer la largeur, l'épaisseur mais aussi de réduire la hauteur de la lame 39 conformément à la figure Selon une variante, conformément à la figure 4, une rainure axiale 50 est réalisée dans la face supérieure 52 de la tete du second tronçon 34 de la dent 20, elle permet d'augmenter flexibilité transversale du second tronçon 34. De façon similaire à la réalisation précédente, une surépaisseur 40 est réalisée sur le flanc amont 42, par rapport au profil 32 de premier tronçon 30. De façon avantageuse, une seconde surépaisseur 54 est réalisée sur le flanc aval 36 du deuxième tronçon 34 de la dent par rapport au profil 32 du premier tronçon 30. Ainsi, quel que soit le sens de rotation de la roue dentée 12, le second tronçon permet d'amortir le choc dû à l'entrée en contact des flancs dents 20 et 22. La figure 5 représente une roue dentée 12 dont les dents 20 sont réalisées selon une autre variante de l'invention. Les dents 20 comportent des surépaisseurs 40 et 54 par rapport au profil 32 du premier tronçon 30. Les moyens pour augmenter la flexibilité transversale du second tronçon 34 sont constitués par un élément 60 réalisé en matériau d'amortissement est interposé ici radialement entre chaque second tronçon le moyeu 13 de la première roue dentée 12. Ainsi, lors l'engrènement des dents 20 avec les dents 22, les premiers tronçons 34 provoquent la déformation élastique, notamment compression de l'élément 60 jusqu'à ce que le flanc aval 46 de la seconde roue dentée 14 soit en contact avec le flanc amont 44 du premier tronçon 30 de la dent 20. Cela permet d'amortir le(s) choc(s) et ainsi de diminuer les vibrations et le bruit acoustique l'accouplement avec la seconde roue dentée 14, et ceci dans deux sens de rotation. Le matériau d'amortissement constituant l'élément 60 peut être un élastomère naturel ou synthétique. De façon similaire, conformément à la figure 6, toutes dents 20 du second tronçon 34 sont fixés sur une couronne commune 62 en matériau élastomère qui est elle-même liée rotation au moyeu 13 de la première roue dentée 12. Cette réalisation permet de faciliter la réalisation de la roue dentée 12. Si le second tronçon 34 est suffisamment flexible pour amortir les chocs dus à l'engrènement et est suffisamment rigide pour transmettre le couple de l'arbre de sortie 16 à l'arbre commande 18, le premier tronçon 30 peut être supprimé. La dent comporte alors un "second" tronçon 34 unique qui diminue le bruit acoustique et transmet le couple. Selon une variante, conformément aux figures 7 et 8, moyeu 13 de la roue dentée supporte directement le premier tronçon 30 des dents 20. Le second tronçon 34 est porté par une rondelle 64 qui est fixée sur l'arbre de sortie 16 du moteur ou sur moyeu 13, conformément à la figure 7, c'est-à-dire que le pignon est réalisé en deux tronçons axiaux adjacents. L'assemblage entre la rondelle 64 et le moyeu 13 peut être réalisé par un procédé tel que le collage, le frettage ou le clavetage 70. La figure 8 illustre en vue en bout le montage de rondelle 64 sur le moyeu 13 de la première roue dentée 12. Elle présente une autre variante selon laquelle les seconds tronçons sont réalisés en une seule pièce, sous la forme d'un bandeau qui est fixé sur la couronne 62 en matériau élastomère. second tronçon 34 présente des surépaisseurs 40 et 54 sur les flancs amont 44 et aval 36 respectivement de ses dents. Le positionnement angulaire de la rondelle 64 par rapport moyeu 13 est tel que les premiers 30 et seconds 34 tronçons sont alignés axialement. Ce mode de réalisation permet de faciliter la réalisation de la roue dentée 12 selon l'invention. En effet, il est possible d'utiliser une roue dentée classique et de adjoindre une rondelle dentée 64 selon l'invention. La rondelle dentée 64 peut comporter des seconds tronçons 34 montés sur une couronne 62 en matériau élastomère elle-même liée en rotation à un anneau 66 qui est solidaire moyeu 13, par exemple par un assemblage claveté 70, mais aussi des dents qui sont identiques au second tronçon 34 des dents 20 réalisées selon le premier mode de réalisation. roue 12 ou un pignon denté réalisé selon l'un modes réalisation précédemment décrits permet d'amortir chocs, donc le bruit acoustique, dus à l'engrènement avec un organe complémentaire d'engrenage. Lorsque la roue comporte une surépaisseur 40 uniquement sur le flanc amont du second tronçon 34, l'amortissement des chocs est obtenu pour un seul sens de rotation de la roue 12. Lorsqu'elle comporte surépaisseur 40 et 54 sur chacun de ses flancs amont 42 et aval 36, la roue 12 permet de réduire le bruit acoustique d'engrène ment pour les deux sens de rotation. Les surépaisseurs 40 et sur les flancs 36 et 42 du second tronçon 34 permettent supprimer le jeu de fonctionnement existant dans l'accouplement 10. Une telle roue dentée 12 peut être utilisée avantageusement dans un dispositif d'essuyage d'une vitre arrière d'un véhicule. En effet, dans ce cas, l'organe d'essuyage est entraîné alternativement dans un sens puis dans l'autre. La roue dentée 12 supprime alors les chocs résultants du rattrapage du jeu de fonctionnement qui existe entre les dentures des première 12 et seconde 14 roues dentées. REVENDICATIONS . Roue ou pignon denté (12) du type dont au moins une dent (20) comporte un premier tronçon axial (30) pour la transmission du couple et un second tronçon axial (34) pour l'amortissement des chocs dus à l'engrènement avec un organe complémentaire (14) d'engrenage, caractérisé en ce que le second tronçon (34) comporte des moyens pour augmenter sa flexibilité transversale de façon qu'il soit plus flexible transversalement que le premier tronçon (30), en ce que, lors de l'engrènement, le second tronçon (34) entre en contact avec une face en vis-à-vis de l'organe complémentaire (14) avant le premier tronçon (30) de la dent (20). Roue ou pignon denté (12) selon revendication précédente, caractérisé en ce que le profil du second tronçon (34) comporte, par rapport au profil (32) du premier tronçon (30), une surépaisseur (40, 54) formée sur au moins une zone d'au moins un des flancs (42, 36) du second tronçon (34) de dent (20). 3. Roue ou pignon denté (12) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens pour augmenter la flexibilité transversale du second tronçon (34) consistent en une rainure axiale (50) réalisée dans la face supérieure (52) de la tête du second tronçon (34) de la dent (20). . Roue ou pignon denté (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce le profil du second tronçon (34) comporte, par rapport profil (32) du premier tronçon (30), une surépaisseur (40, 54) formée sur au moins zone de l'un des flancs (42, 36) du second tronçon (34) et en ce que les moyens pour augmenter la flexibilité transversale du second tronçon (34) consistent en un évidement (38) qui est réalisé sur au moins une zone de l'autre flanc (36, 42). 5. Roue ou pignon (12) denté selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'évidement (38) s'étend sur toute la hauteur de l'autre flanc (36, 42). 6. Roue ou pignon denté (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens pour augmenter la flexibilité transversale du second tronçon (34) de la dent (20) consistent en l'interposition d'un matériau d'amortissement (60, 62) entre le moyeu de la roue dentée et le deuxième tronçon (34) de la dent. 7. Roue ou pignon denté (12) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le matériau d'amortissement a la forme d'une couronne (62) sur laquelle sont montés les seconds tronçons (34) de toutes les dents (20) de la roue dentée (12). 8. Roue ou pignon denté (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lors de l'engrènement d'une dent (20) de la roue dentée (12) avec l'organe complémentaire (14), la roue dentée (12) comporte au moins une dent (20), selon l'une quelconques des revendications précédentes, dont les deux flancs sont en contact concomitamment avec des formes complémentaires adjacentes l'organe complémentaire. 9. Roue ou pignon denté (12) selon l'une quelconque revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque dent (20) de la roue dentée (12) comporte un premier (30) et second (34) tronçon selon l'une quelconque des revendications précédentes. 10. Roue ou pignon denté (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier (30) et le second (34) tronçon des dents (20) sont sépares longitudinalement et sont reliés au moyeu (13) de la roue dentee (12). 11. Roue ou pignon denté (12) selon l'une quelconque revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le premier (30) et second (34) tronçons des dents (20) forment un seul élément.