Brevet FR2833059A1 — publié le 20030606

Domaine de l' invention La présente invention concerne un dispositif tendeur pour un moyen d'entrainement par traction d'un moteur à combustion interne. Le moyen de traction du moyen d'entrainement par trac s tion, par exemple une courroie ou une chaine, peut étre tendu par le dis- positif tendeur, et relie différents équipements d'un moteur à combustion interne par exemple la pompe à eau, le générateur ou alternateur, la pompe d'injection, ou le compresseur de l'installation de climatisation. Les moteurs à combustion interne actuels sont habituellement équipés de o deux moyens d'entrainement par traction, distincts. A côté du moyen d'entrainement par traction assurant l'entrainement des équipements, un second moyen d'entrainement par traction sert à l'entrainement de l'arbre à came et ainsi à la commande des soupapes d'échange de gaz. Le dispositif tendeur assurant la précontrainte du moyen de is traction comprend une pièce de base fixe reliée par un palier de rotation à un élément de support pivotant par rapport à la pièce de base. L'élément de support est muni d'un galet de roulement guidé en rotation sur le moyen de traction; entre la pièce de base et l'élément de support il est prévu un ressort de torsion ou un ressort hélicoïdal assurant un appui o par une liaison par la force du galet tendeur contre le moyen de traction. Entre la pièce de base et l'élément de support on a un palier lisse. Le pa- lier lisse en forme de coussinet est logé dans l'intervalle annulaire limité radialement par la pièce de base et l'élément de support. Les véhicules actuels doivent répondre à des exigences très strictes concernant la fiabilité des différents composants. A côté de l'augmentation de la durée de vie du moyen de traction, le dispositif de tension a pour fonction d'assurer en permanence, automatiquement, une précontrainte suffisante c'est-à-dire sans patinage du moyen de traction. Cela concerne entre autre un dispositif de tension ou dispositif tendeur qui doit travailler sans nécessiter d'entretien. Arrière plan de l'invention Le dispositif tendeur selon le document DE-41 14 716-A1 est muni d'un moyen de régulation qui garantit que la force de précon- trainte du moyen de traction reste pratiquement constante en fonction de s5 l'état de branchement des équipements à entrainer. La construction de ce dispositif tendeur connu comprend un bras pivotant monté à rotation et dont le galet de roulement, installé à rotation à une extrémité, par une liaison par la force, soutenu par la force développée par le ressort appliqué contre le levier pivotant, vient contre le moyen de traction. Le levier pivo tant est en outre relié à un organe d'actionnement; indépendamment de l'état de fonctionnement des équipements entraînés par le moyen d'entraînement par traction, la position du levier pivotant est modifiée par s l'organe d'actionnement et ainsi celui-ci agit directement sur la force de précontrainte du moyen de traction. Le dispositif de tension connu ne présente pas de solution qui surveille directement le fonctionnement du dispositif de tension ou qui en cas de défaillance de celui-ci fournit une information au conducteur du o véhicule ou au mécanicien pour qu'au moment d'une révision, il puisse connaître l'état d'usure actuel. Exposé de l' invention La présente invention a pour but de développer un dispositif de tension qui détecte l'état de fonctionnement ou l'usure actuelle du pa s lier lisse. A cet effet, l'invention concerne un dispositif du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que - le dispositif tendeur comporte une pièce de base fixe reliée par un pa lier de rotation à un élément de support monté pivotant sur la pièce de base et cet élément de support comporte un galet de roulement guidé contre un moyen de traction; - un ressort de torsion interposé entre la pièce de base et l'élément de support assure un appui par la force du galet de roulement contre le moyen de traction; - un intervalle annulaire délimité radialement par la pièce de base et l'élément de support reçoit un palier lisse; - le palier lisse assure au moins une séparation métallique ou électrique et/ou galvanique entre la pièce de base et l'élément de support; - à la fois la pièce de base et l'élément de support ont un contact de branchement électrique et l'endommagement du palier lisse permet le passage du courant entre la pièce de base et l'élément de support. Ainsi selon l'invention, un branchement électrique est relié à la fois à la pièce de base et à l'élément de support. La tension appliquée à l'une des pièces c'est- à- dire la pièce de base ou l'élément de support et la ss liaison à la masse avec une autre pièce correspondante, permet en cas de palier lisse endommagé, le passage du courant et ainsi un contact électri que. Le palier lisse est pour cela muni d'une séparation métallique et/ou électrique et/ou galvanique qui à l'état neuf, interdit le passage du cou rant entre la pièce de base et l'élément de support. L'invention permet l'affichage de l'usure du palier lisse sans avoir à démonter le dispositif tendeur. Lors d'une visite d'entretien à inter s valle régulier, dans le cadre du diagnostic du véhicule, on peut déterminer l'état d'usure du palier lisse et le remplacer le cas échéant. En outre l'affichage d'usure selon l'invention comprend une transmission de signal qui indique en permanence au conducteur du véhicule l'état d'usure. L'affichage d'usure selon l'invention peut ainsi éviter que le véhicule ne o soit bloqué de façon exceptionnelle ou qu'il doive être réparé en dehors des visites d'atelier. Comme un palier lisse défaillant peut conduire à une dé faillance totale du dispositif de tension et à l'arrêt du moteur à combustion interne ou à l'arrêt total du moteur, l'invention améliore également la dis ponibilité du véhicule. Le dispositif selon l'invention est appliqué avantageusement à des dispositifs tendeurs de différentes constructions comme, par exem ple, des dispositifs à disque de friction, des dispositifs à cône ou encore des dispositifs tendeur à excentrique. Une réalisation préférentielle d'un dispositif tendeur à dis ques de friction comprend un goujon de forme cylindrique, réalisé en une seule pièce avec la pièce de base et qui reçoit à rotation l'élément de sup port. L'élément de support qui entoure le goujon par un moyeu, définit en outre un bras pivotant relié en une seule pièce au moyeu et dont l'extrémité libre porte le galet de roulement appuyé contre le moyen de traction. Le palier lisse garantit une séparation électrique entre la pièce de base et l'élément de support; ce palier est placé entre la surface enveloppe du goujon et la paroi intérieure du moyeu. Un dispositif tendeur excentrique présente par rapport à un dispositif de tension à disque de friction, une construction au moins opti misée dans la direction radiale. La pièce de base peut comporter une pla que de base munie d'un goujon venant axialement en saillie et faisant une seule pièce. L'élément de support en forme d'excentrique est monté à ro tation sur le goujon et entre le goujon et l'élément de support il est prévu un palier lisse. 3s La séparation métallique ou électrique et/ou galvanique entre la pièce de base et l'élément de support est réalisée selon l'invention par le palier lisse. Pour cela, le palier lisse comporte une matière de sup port métallique munie d'une couche de glissement isolante. De préférence, la matière de support du corps de support de préférence tubulaire est re vêtue galvaniquement d'une couche de glissement isolante. A l'état neuf ou pour un état d'usure déterminé, la couche de glissement interdit le passage du courant à travers le palier lisse et coupe ainsi le ctrcuit électri s que ou le passage du courant entre la pièce de base et l'élément de sup port. Pour un dispositif tendeur à excentrique, l'invention prévoit un palier lisse qui à l'état monté est de préférence traité dans un perçage de réception de l'élément de support. Le palier lisse s'appuie ainsi par la o couche de glissement contre la surface enveloppe de la pièce de base. Dans les dispositifs de tension à disques de friction, le pa lier lisse est. de préférence, pressé dans un perçage de réception du pro longement tubulaire faisant corps à la pièce de base. Le palier lisse s'appuie contre la surface enveloppe du goujon relié à l'élément de support par la couche de glissement. De plus, l'invention s'étend également au palier axial ou à la garniture de friction, interposée entre la pièce pivotante et la pièce soli daire en rotation du dispositif tendeur et comprenant une pièce de base et un élément de support. Une séparation métallique et/ou électrique et/ou o galvanique entre la pièce de base et l'élément de support peut également se réaliser selon l'invention par le palier axial ou la garniture de friction. Pour cela, la matière de support métallique du palier axial ou de la garni ture de friction porte une couche de glissement isolante. De manière préfé rentielle, la matière de support du corps de support de préférence en forme de disque est revêtue galvaniquement d'une couche lisse isolante. A l'état neuf ou jusqu'à un certain état d'usure déterminé, la couche de glis sement interdit le passage du courant à travers le palier axial ou la gar niture de friction et coupe ainsi le circuit électrique ou le passage du courant entre la pièce de base et l'élément de support. Pour créer une séparation métallique ou galvanique et/ou électrique entre la pièce de base et l'élément de support, l'invention prévoit un appui isolé ou découplé et une fixation de palier du ressort de torsion sur au moins une pièce, à savoir la pièce de base ou l'élément de support. De manière préférentielle, une extrémité du ressort de torsion est gainée ou est appuyée et bloquée contre la pièce de base par l'intermédiaire d'une rondelle isolante ou contre l'élément de support. La construction du dispositif tendeur selon l'invention en globe différents branchements électriques. I1 est intéressant de relier la pièce de base à la masse du moteur à combustion interne ou celle du vé- hicule. Le contact électrique de l'élément de support est alors relié à une alimentation électrique du moteur à combustion interne du véhicule. En variante, l'invention prévoit également une connexion électrique inversée s selon laquelle la pièce de base est reliée par le contact électrique à l'alimentation électrique du moteur à combustion interne ou du véhicule et entre l'élément de support et la masse du moteur ou du véhicule on a l'autre liaison électrique. L'indicateur d'usure selon l'invention comprend en outre un o circuit électrique qui lorsqu'il est fermé, engendre un signal acoustique et/ou optique. La structure selon l'invention fonctionne ainsi comme inter- rupteur pour lequel une pièce, à savoir la pièce de base ou l'élément de support, est reliée par le contact électrique à l'alimentation électrique du s véhicule et l'autre pièce correspondante est reliée par le contact électrique à la masse du véhicule. En cas d'usure du palier lisse, d'une couche de glissement partiellement endommagée, le contact entre la pièce de base et l'élément de support se ferme et déclenche ainsi un signal. Selon un autre développement de l'invention, l'intensité du o signal dépend de l'intensité du courant c'est-à-dire de la résistance élec- trique de la couche de glissement. Ce moyen permet par exemple lorsqu'on entretient le moteur à combustion interne, d'appliquer au palier lisse une tension plus élevée pour déclencher par exemple un signal déjà faible pour une épaisseur de couche de glissement réduite. En outre, il est intéressant de déterminer l'épaisseur présente de la couche de glissement à l'aide d'un champ de caractéristiques en fonction de l'intensité du courant et du si- gnal qui s'établit, avec une indication concernant la durée d'utilisation ré- siduelle du palier lisse. Le personnel d'entretien, spécialisé, peut ainsi déterminer le moment auquel il faut changer le palier lisse ou le dispositif tendeur. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de deux exemples de réalisation représentés dans les des- sins annexés dans lesquels: 3s - la figure 1 montre un dispositif tendeur à excentrique selon l'invention; - la figure 2 montre l'élément de support ou l'excentrique selon une coupe longitudinale, muni du galet de roulement monté à rotation; - la figure 3 montre l'embase du dispositif tendeur à excentrique selon la figure 1; - la figure 4 montre une coupe longitudinale d'un dispositif tendeur à poulie de friction selon l'invention; s - la figure 5 montre un schéma électrique. Description détaillée de modes de réalisation La figure 1 montre une coupe longitudinale d'un dispositif tendeur 1 sous la forme d'un dispositif tendeur à excentrique. Ce dispositif comprend une embase 2 fixée solidairement en rotation par exemple au o carter de vilebrequin d'un moteur à combustion interne non représenté à la figure 1. Cette embase est également appelée plaque de base. L'embase 2 réalisée de préférence sous la forme d'une pièce obtenue par emboutissage profond, constitue un logement 3, étagé dans la direction axiale, recevant un goujon à collet 4, solidairement en rotation ou monté à rotation, pour créer un ensemble. Le goujon à collet 4 reçoit à rotation un élément de support 5 en forme d'excentrique. Pour cela, l'élément de sup port 5 entoure le goujon à collet 4. L'élément de support 5 forme un palier de rotation 14 avec le goujon à collet 4 de l'embase 2. Pour réduire le frottement, il est prévu o entre ces pièces, un palier lisse 6 dans un intervalle annulaire 7 délimité radialement par une surface enveloppe du goujon à collet 4 et par une pa roi intérieure de l'élément de support 5. Le palier lisse 6 fretté dans le per çage de réception 15 de l'élément de support 5 comporte, sur le côté extérieur, une matière de support métallique et est muni, du côté intérieur :5 en direction de la surface enveloppe 16 de l'embase 2 ou de son goujon à collet 4, une couche lubrifiée 18. Le palier lisse 6 constitue ainsi une cou che de blocage ou une séparation galvanique et/ou électrique, métallique, ne permettant pas le passage du courant de l'embase 2 vers l'élément de support 5 ou dans la direction inverse. so Un palier à roulement 8 monté sur l'élément de support 5 reçoit à rotation un galet de roulement 9 s'appuyant contre un moyen de traction 1O tel qu'une courroie. Pour avoir un appui par la force du galet de roulement 9 contre le moyen de traction 1O, il est prévu un ressort de torsion 11 entre l'embase 2 et l'élément de support 5. Les extrémités 12, ss 13 du ressort sont bloquées en rotation à la pièce respective. A côté d'une composante de force agissant dans la direction périphérique, le ressort de torsion 11 engendre en outre une force agissant dans la direction axiale sur l'élément de support 5. Pour arriver à une position de montage déter minée, il faut bloquer en position une rondelle d'appui à une extrémité du goujon à collet 4, rondelle contre laquelle s'appuie l'élément de support 5 par l'intermédiaire d'un palier axial 23 en forme de disque. Un autre découplage métallique est prévu entre le ressort s de torsion 11 et l'embase 2. L'extrémité 12 du ressort de torsion ll est appuyée par l'intermédiaire d'un appui de ressort 19 isolant contre l'embase 2. De façon correspondante, l'embase 2 et l'élément de support 5 sont munis chacune d'un contact de raccordement 20, 21. Le contact de raccordement 20 est relié au pôle positif du moteur à combustion interne o ou de l'alimentation électrique du véhicule; l'autre contact de branche- ment 21 de l'embase 2 est reliée à la masse du moteur à combustion in- terne ou du véhicule. Pendant le fonctionnement si le palier lisse est intact, il n'y a aucun passage de courant. Une ampoule à incandescence installée entre les contacts de branchement 20, 21 ne s'allumera pas dans s ces conditions. Si la couche lisse 18 du palier lisse 6 est endommagée, il y a fermeture du contact et le passage du courant déclenche un signal éclai- rant l'ampoule. Les figures 2 et 3 montrent les différentes pièces du dispo sitif tendeur 1 décrit ci-dessus. Ces figures montrent en particulier la structure du palier lisse 6 fretté dans le perçage de réception 15 de l'élément de support 5 établissant un contact métallique entre la matière de support 17 du palier lisse 6 et l'élément de support 5. La couche de glissement 18 appliquée sur le côté intérieur en particulier de manière galvanique sur l'élément de support 5 forme une séparation métallique ou une couche de blocage électrique entre l'élément de support 5 et le palier lisse 6 d'une part et le goujon à collet 4 et l'embase 2 d'autre part. La figure 3 montre l'appui de ressort 19 à l'état monté cou- vrant un segment étagé de l'embase 2 et un bord annulaire s'appuyant sur so une surface importante de l'embase 2. L'appui de ressort 19 réalisé de préférence en une matière plastique très résistante ou en n'importe quelle autre matière isolante assure un découplage métallique efficace entre le ressort de torsion 11 et l'embase 2. La figure 4 montre le dispositif tendeur 31 réalisé comme ss dispositif tendeur à disque de friction. Ce dispositif comprend une pièce de base 32 en forme de pot, montée de manière fixe ou solidaire en rotation; cette pièce de base 32 comporte en son centre un prolongement tubu- laire 33 venant axialement en saillie. Le prolongement tubulaire 33 sert à recevoir l'élément de support 35 en forme de bras pivotant. Pour cela, l'élément tubulaire 33 reçoit un goujon à collet 34 de l'élément sup- port 35; le montage se fait en rotation grâce à un palier lisse 36. L'extrémité libre de l'élément de support 35 en forme de bras pivotant s comporte un galet de roulement rotatif, non représenté à la figure 4. Ce galet s'appuie par la force contre le moyen de traction. Le ressort de tor- sion 41 permet de pivoter l'élément de support 35 dans une position de précontrainte pour l'élément de traction; ce ressort de torsion est appuyé à la fois entre la pièce de base 32 et l'élément de support 35 en exerçant o une force d'ouverture se traduisant par une force de torsion agissant dans la direction périphérique sur l'élément de support 35. Le prolongement tubulaire 33 de la pièce de base 32 forme avec le goujon à collet 34 de l'élément de support 35 le palier de rota- tion 44; un intervalle annulaire 37 délimité radialement par le perçage de s réception 45 du prolongement tubulaire 33 et de la surface enveloppe 46 du goujon à collet 34, reçoit le palier lisse 36. Le palier lisse 36 est fretté dans le perçage de réception 45 avec la matière de support 47 et s'appuie par la couche de glissement 48 contre le goujon à collet 34. Pour l'appui de la force axiale exercée par le ressort de tor o sion 41 sur l'élément de support 35, le goujon à collet 34 est muni d'un côté d'une rondelle de glissement 38 s'appuyant par l'intermédiaire d'un palier de friction 39 contre la paroi 40 de la pièce de base 33. Le décou- plage métallique entre la pièce de base 33 et l'élément de support 35 se fait par des appuis de ressort 49 recevant les extrémités 42, 43 du ressort de torsion 41. Les appuis de ressort 49 réalisés de préférence en une ma- tière plastique très résistante assurent non seulement un découplage métallique efficace mais également un certain guidage du ressort de tor- sion 41. Le palier lisse 36 permet une autre séparation métallique, électri- que et/ou galvanique. La couche de glissement 48 appliquée comme so revêtement galvanique sur la matière de support 47 du palier lisse 36 pro- duit une séparation métallique, électrique et/ou galvanique entre le pro- longement tubulaire 33 et le goujon à collet 34 et ainsi entre la pièce de base 32 et l'élément de support 35. Le dispositif de tension 31 comporte en outre des contacts de branchement électriques 50, 51. Pour cela, ss l'élément de support 35 est muni d'un contact de branchement 50 prévu sur la rondelle de glissement 38 et la pièce de base 32 comporte un con- tact de branchement électrique 51. La figure 5 montre un schéma permettant de déterminer l'épaisseur de la couche ou l'état d'usure du palier lisse 6, 36. Le schéma de principe transposé au dispositif tendeur 31 de la figure 4 montre que le contact de branchement électrique 50 relié à l'élément de support 35 est s relié au pôle positif du ctrcuit électrique du véhicule et la pièce de base 32 est reliée par le contact de branchement électrique 51 à la masse du mo- teur à combustion interne ou du véhicule. Lorsque le palier lisse 36 est neuf, il ne peut y avoir de passage de courant entre les contacts de bran- chement 50, 51 si bien qu'aucun signal 52 ne sera déclenché. Si la couche o de glissement 48 du palier lisse 36 est endommagée, le contact se fermera et permettra le passage d'un courant entre les contacts de branche- ment 50, 51 ce qui déclenche un signal 52. Cette fonction peut s'utiliser comme moyen efficace d'indication d'usure. NOMENCLATURE 1. Dispositif tendeur 2. Pièce de base s 3. Logement 4. Goujon à collet 5. Elément de support 6. Palier lisse 7. Intervalle annulaire 0 8. Palier àroulement 9. Galet de roulement 10. Moyen de traction 11. Ressort de torsion 12. Extrémité de ressort lS 13. Extrémité de ressort 14. Palier de rotation 15. Perçage de réception 16. Surface enveloppe 17. Matière de support 18. Couche de glissement 19. Appui de ressort 20. Contact de branchement 21. Contact de branchement 22. Disque d'appui 23. Palier axial 31. Dispositif de tension 32. Pièce de base 33. Prolongement tubulaire 34. Goujon à collet 35. Elément de support 36. Palier lisse 37. Intervalle annulaire 38. Rondelle de glissement 3s 39. Garniture de friction 40. Paroi 41. Ressort de torsion 42. Extrémité de ressort 43. Extrémité de ressort 44. Palier de rotation 45. Perçage de réception 46. Surface enveloppe s 47. Matière de support 48. Couche de glissement 49. Appui de ressort 50. Contact de branchement 51. Contact de branchement lo 52. Signal REVEND I CATI ONS 1 ) Dispositif tendeur pour un moyen d'entraînement par traction d'un moteur à combustion interne, caractérisé en ce que s - le dispositif tendeur (1, 31) comporte une pièce de base fixe (2, 32) re- liée par un palier de rotation (14, 44) à un élément de support (5, 35) monté pivotant sur la pièce de base (2, 32) et cet élément de support (5, ) comporte un galet de roulement (9) guidé contre un moyen de trac- tion (10); o - un ressort de torsion (11, 41) interposé entre la pièce de base (2, 32) et l'élément de support (5, 35) assure un appui par la force du galet de roulement (9) contre le moyen de traction (10); - un intervalle annulaire (7, 37) délimité radialement par la pièce de base (2, 32) et l'élément de support (5, 35) reçoit un palier lisse (6, 36); s - le palier lisse (6, 36) assure au moins une séparation métallique ou électrique et/ou galvanique entre la pièce de base (2, 32) et l'élément de support (5, 35); - à la fois la pièce de base (2, 32) et l'élément de support (5, 35) ont un contact de branchement électrique (20, 21; 50, 51) et o l'endommagement du palier lisse (6, 36) permet le passage du courant entre la pièce de base (2, 32) et l'élément de support (5, 35). 2 ) Dispositif tendeur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' s il comporte un élément de support (35) en forme de bras pivotant dont le goujon à collet (34) ou le moyeu coopère avec un prolongement tubulaire ou goujon de forme cylindrique, et le galet de roulement (9) est prévu à l'extrémité libre de l'élément de support (35) en forme de bras pivotant. 3 ) Dispositif tendeur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' il comporte un élément de support (5) en forme d'excentrique entourant de manière concentrique la pièce de base (2) et dont la surface enveloppe re- çoit à rotation le galet de roulement (9). 3s 4 ) Dispositif tendeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le palier (6, 36) comprend un élément de support métallique (17, 47) re vêtu d'un côté d'une couche de glissement isolante (18, 48). ) Dispositif tendeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le palier lisse (6) est fretté dans un perçage de réception (15) de l'élément de support (5). 6 ) Dispositif tendeur selon la revendication 1, o caractérisé en ce que son palier lisse (36) est fretté dans le perçage de réception (45) du prolon gement tubulaire (33) faisant corps avec la pièce de base (32). 7 ) Dispositif tendeur selon la revendication 1, S caractérisé en ce qu' entre une pièce pivotante et une pièce fixe en rotation du dispositif ten deur (1) il est prévu un palier axial (23) ou une installation d'amortissement en forme de revêtement de friction (39). 8 ) Dispositif tendeur selon la revendication 7, ., caracterse en ce que le palier axial (23) ou la garniture de friction (39) comprennent une ma tière de support métallique revêtue d'un côté d'une couche de glissement, isolante. 9 ) Dispositif tendeur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' au moins une extrémité de ressort (12, 13) du ressort de torsion (11, 41) est découplée ou isolée métalliquement de la pièce de base (2, 32) ou de so l'élément de support (5, 35) contre lequel il s'appuie et est bloqué en posi tion. ) Dispositif tendeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ss le contact de branchement électrique (20, 21; 50, 51) de la pièce de base (2, 32) ou de l'élément de support (5, 35) est relié à la masse du mo teur à combustion interne ou du véhicule. 11 ) Dispositif tendeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le contact de branchement électrique (20, 21; 50, 51) de la pièce de base (2, 32) ou de l'élément de support (5, 35) est relié à l'alimentation s électrique du moteur à combustion interne ou du véhicule. 12 ) Dispositif tendeur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' un circuit électrique fermé par le branchement électrique se faisant par le o palier lisse (6, 36) déclenche un signal acoustique ou optique (52). 13 ) Dispositif tendeur selon la revendication 12, caractérisé en ce qu' une résistance électrique définie par la couche de glissement (18, 48) du palier lisse (6, 36) influence une certaine intensité du signal (52).