Brevet FR2833058A1 — publié le 20030606

Domaine de l'invention La présente invention concerne un dispositif tendeur destiné à un entraînement par un moyen de traction d'un moteur à combustion interne comportant l'entraînement d'un générateur-démarreur entraîné par un moyen de traction. L'entraînement par un moyen de traction comprend entre autre également l'entraînement d'un générateur-démarreur. Le dispositif tendeur comprend un galet de roulement pivotant par rapport à une pièce de base et qui s'appuie contre le moyen de traction en étant sollicité par la force d'un ressort. De tels entraînements par un moyen de traction sont entraînés par le vilebrequin ou par sa poulie à courroie, le moyen de traction notamment une courroie relie les poulies des différents équipements à entraîner. Les moteurs à combustion interne actuels sont équipés habituellement de deux entraînements à moyens de traction distincts. Un premier entraînement à moyen de traction, c'est-à-dire l'entraînement de commande, est destiné à entraîner l'arbre à came ou les arbres à came. Un second entraînement par un moyen de traction encore appelé entraînement des équipements sert à entraîner par exemple la pompe à eau, la pompe d'injection, le générateur-démarreur, le compresseur de climatisation ainsi que d'autres équipements. L'augmentation de la longueur des moyens de traction ainsi que la rotation uniforme du vilebrequin assurée par le procédé de combustion du moteur à combustion interne crée des effets dynamiques, en particulier des vibrations gênantes se répercutant sur l'entraînement par le moyen de traction et par conséquent sur le moyen de traction lui-même. En outre on rencontre une variation de la matière du moyen de traction liée à la température qui modifie la force de précontrainte du moyen de traction, la tension de la courroie et en particulier aux températures limites élevées et basses. Du fait du vieillissement et de l'usure, les courroies ont tendance à s'allonger ce qui diminue la force de précontrainte réglée à l'état neuf. Un entraînement par un moyen de traction qui comporte également l'entraînement d'un générateur-démarreur nécessite tant pour la phase de démarrage que pour le fonctionnement du moteur à combustion interne, l'application d'une force de précontrainte active au moyen de traction ou à la courroie. Pendant la phase de démarrage, le générateurdémarreur fonctionnant comme moteur électrique assure le démarrage du moteur à combustion interne. Immédiatement après le lancement du mo- teur à combustion interne ou lorsque celui-ci tourne, on a un mode de fonctionnement comme générateur pour le générateur-démarreur alimentant en énergie électrique le réseau embarqué du véhicule. Suivant le mode de fonctionnement du moteur à combustion interne, un couple est induit dans le moyen de traction par le générateur-démarreur ou par le moteur à combustion interne par l'intermédiaire des poulies à courroie correspondantes. Cela est combiné à une alternance de la fonction de brin à vide et celle de brin de traction, ou une alternance du sens du couple dans le brin du moyen de traction entre les poulies à courroie du vilebrequin et du générateur-démarreur. On connaît un entraînement par un moyen de traction comprenant l'entraînement d'un générateur-démarreur. Pour réaliser une force de précontrainte suffisante dans le moyen de traction à la fois en mode de démarrage et pendant le fonctionnement normal du moteur à combustion interne, l'entraînement par moyen de traction connu comprend deux dispositifs tendeurs agissant automatiquement. Le premier dispositif tendeur comprend un galet de roulement appliqué contre le brin du moyen de traction entre la poulie à courroie du vilebrequin et le générateur-démarreur. Le galet de tension du second dispositif tendeur est appuyé contre un segment du brin du moyen de traction en aval du générateur-démarreur. La construction prévoit qu'en mode de démarrage, on bloque le premier dispositif tendeur ou on peut le verrouiller pour mettre en précontrainte le moyen de traction, entre le générateur-démarreur et la poulie à courroie du vilebrequin. Lorsque le moteur à combustion interne tourne on libère le verrouillage de sorte que le galet de roulement entraîné par le moyen de traction permette de déplacer le dispositif tendeur. La double exigence de dispositif tendeur appliquée contre le moyen d'entraînement en traction connu nécessite un plus grand volume disponible qui n'existe pas dans le cas des petits moteurs à combustion interne. De plus l'installation double des dispositifs tendeurs augmente les moyens de montage à mettre en oeuvre et le coût, et neutralise ainsi l'économie du générateur-démarreur combinant l'ensemble générateur et démarreur. Exposé de l'invention Tenant compte des inconvénients des solutions connues, la présente invention a pour but de développer pour un tel moyen de traction, un dispositif tendeur à la fois optimisé du point de vue du coût et aussi de l'encombrement, et qui assure une précontrainte suffisante du moyen de traction indépendamment du mode de fonctionnement du moteur à combustion interne. A cet effet, il est prévu selon l'invention que l'entraînement par le moyen de traction ne comporte qu'un dispositif tendeur. Pour cela le dispositif tendeur est équipé d'un système de verrouillage qui permet dans un mode de fonctionnement notamment en mode de démarrage du moteur à combustion interne, de bloquer la position du galet de roulement. En supprimant un second dispositif tendeur par comparaison à l'état de la technique, on a l'avantage d'une économie. De plus le dispositif tendeur selon l'invention permet d'utiliser des générateurs-démarreurs entraînés par une courroie pour des petits moteurs à combustion interne ce qui réduit de manière significative l'encombrement nécessaire puisqu'il suffit d'un seul dispositif tendeur. Un développement avantageux de l'invention prévoit de réaliser le système de verrouillage pour qu'il bascule en plus le galet de roulement avant l'opération de verrouillage pour augmenter la force de précontrainte du moyen de traction. Ce moyen répond à la demande d'une force de précontrainte suffisante indépendamment du mode de fonctionnement du moteur à combustion interne. De manière préférentielle, le dispositif tendeur selon l'invention, à l'état installé, est associé au moyen de traction entre les poulies à courroie du générateur-démarreur et du vilebrequin du moteur à combustion interne. Cette position de montage du dispositif tendeur en mode de générateur, c'est-à-dire lorsque le moteur à combustion interne tourne, au niveau du brin à vide de l'entraînement par un moyen de traction, compense la variation élastique de longueur du moyen de traction qui s'établit en mode de démarrage. Une réalisation de l'invention prévoit que le dispositif tendeur ou son galet de roulement à l'état de repos du moteur à combustion interne bascule automatiquement dans la position correspondant au mode de fonctionnement de démarrage et soit en même temps verrouillé. Ce moyen fait qu'au début de l'opération de démarrage, on a une précontrainte suffisante du moyen de traction et on évite ainsi le patinage consécutif du moyen de traction. En variante, l'invention comprend un dispositif tendeur qui bascule le galet de roulement en synchronisme avec l'opération de démarrage du moteur à combustion interne et bloque le galet dans cette position pour augmenter la force de précontrainte dans le moyen de traction. Un développement avantageux de l'invention prévoit que le galet tendeur ou l'ensemble du dispositif tendeur soit monté basculant et verrouillable à l'aide d'un actionneur ou d'un organe d'actionnement actif. De manière préférentielle, on utilise un actionneur électromagnétique ou électro-hydraulique. Un tel organe d'actionnement muni par exemple d'un ressort, permet un déplacement automatique et un verrouillage pour assurer un entraînement sans patinage en mode de démarrage. En variante, l'invention comprend également un actionneur à effet pneumatique ainsi que d'autres organes d'actionnement ou actionneurs, à fonctionnement non cité pour des organes de réglage actifs ou actionneurs. L'invention comprend également un dispositif tendeur dont l'actionneur comprend un entraînement par vis à billes et la broche filetée du vilebrequin est réglage à l'aide d'un moteur électrique. Un autre développement préférentiel de l'invention comprend un système électronique permettant d'influencer la longueur active de l'actionneur. Cela se traduit par la commande de l'actionneur en tenant compte d'au moins l'un des paramètres influençant la force de précontrainte exercée par le moyen de traction. Le système électronique est réalisé de préférence pour qu'en fonction de la puissance du générateur, la force de précontrainte dans le moyen de traction, la direction active du couple dans le moyen de traction ou la vitesse de rotation d'une poulie à courroie, modifie la longueur active de l'actionneur et influence ainsi directement la force de précontrainte du moyen de traction. Selon l'invention il est également envisagé d'influencer la longueur active de l'actionneur en fonction d'un couple de rappel d'un moteur électrique entraînant par exemple un entraînement à billes intégré dans l'actionneur. Le système électronique est en outre conçu pour qu'indépendamment d'un allongement du moyen de traction occasionné par exemple par l'usure, il garantisse toujours une précontrainte constante dans le moyen de traction. La structure du dispositif tendeur selon l'invention comporte de préférence un actionneur commandé dans au moins deux positions, une position de fonctionnement correspondant au mode de démarrage du moteur à combustion interne et une position neutre qui s'établit lorsque le moteur à combustion interne tourne. En variante, l'invention englobe également un actionneur réglage en continu entre la position de fonctionnement et la position neutre. De manière avantageuse, l'invention peut se transposer à différents dispositifs de mise en tension. Par exemple à des dispositifs tendeurs, dont la pièce de base est reliée par un palier de rotation à un bras pivotant et dont l'extrémité libre porte un galet qui s'appuie élastiquement contre le moyen de traction. En outre, l'invention peut être combinée à un dispositif tendeur dont le galet de roulement appuyé élastiquement contre le moyen de traction est relié par un excentrique à la pièce de base. Pour de tels dispositifs tendeurs, il est avantageux de fixer la pièce de base à rotation contre un élément de machine par exemple le carter de vilebrequin un moteur à combustion interne et d'installer l'actionneur entre l'élément de machine et la pièce de base. En variante d'un actionneur fixé directement à la pièce de base du dispositif tendeur ou de son bras pivotant, selon l'invention il est en outre prévu un montage indirect. Pour cela il est avantageux d'utiliser un levier à genouillère dont les extrémités sont fixées à l'élément de machine et à la pièce de base ou à son bras pivotant et l'actionneur est articulé de préférence dans la zone d'une articulation à levier à genouillères. Ce moyen permet une démultiplication de la force de l'actionneur, ce qui se répercute avantageusement sur la conception de l'actionneur ou sa force d'actionnement. De manière préférentielle, pour le levier à genouillère on prévoit une butée qui peut être positionnée en position de fin de course. Ce moyen donne une position définie du levier à genouillère et de la pièce de base en liaison avec celui-ci ou le bras pivotant du dispositif tendeur. Dessins La présente invention sera décrite ci-après à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans les deux figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 est une construction schématique d'un entraînement par un moyen de traction muni d'un dispositif tendeur selon l'invention ; - la figure 2 montre un dessin de détail à échelle agrandie donnant la structure du dispositif tendeur selon l'invention. Description détaillée d'un mode de réalisation Le moyen d'entraînement par traction 1 représenté à la figure 1 permet d'entraîner différents équipements d'un moteur à combustion interne tel que le générateur-démarreur 2, la pompe à eau 3 et le compresseur de climatisation 4 ; ces équipements sont entraînés par le moyen de traction 5 en particulier une courroie par le vilebrequin 6 du moteur à combustion interne. Le moyen d'entraînement par traction 1 comporte en outre un dispositif tendeur 7 dont le galet de roulement 8, pivotant, s'applique contre le brin du moyen de traction entre le vilebrequin 6 et le générateur-démarreur 2. Le générateur-démarreur 2 combine la fonction de deux équipements séparés jusqu'alors à savoir le démarreur et le générateur. Pendant la phase de démarrage, le générateur - démarreur 2 fonctionne comme un moteur électrique pour entraîner le moteur à combustion interne. Ensuite lorsque le moteur à combustion interne tourne, le générateur-démarreur 2 passe en mode de fonctionnement comme générateur et alimente en énergie électrique le réseau embarqué du véhicule. Suivant le mode de fonctionnement du moteur à combustion interne, un couple est appliqué par le générateur-démarreur 2 ou par le moteur à combustion interne, c'est-à-dire son vilebrequin 6 par les poulies correspondantes dans le moyen de traction 5. Cela se traduit par une alternance du brin à vide et du brin de traction ou du sens d'application du couple dans le moyen de traction entre le générateurdémarreur 2 et le vilebrequin 6. Pour avoir une force de précontrainte suffisante en mode de démarrage, lorsque le générateur-démarreur 2 tourne dans le sens des aiguilles d'une montre pour entraîner le moteur à combustion interne 6, le dispositif tendeur 7 comporte un actionneur ou élément de réglage actif. En mode de démarrage, l'actionneur 9 bascule le galet de roulement 8 autour de l'axe de rotation 10 du dispositif tendeur 7 dans la position de fin de course a représentée en pointillés, le galet de roulement 8 est verrouillé ou est bloqué en position pour constituer un galet de roulement 8 rigide qui assure une force de précontrainte constante dans le moyen de traction 5 pendant l'opération de démarrage. Immédiatement après le démarrage du moteur à combustion interne, l'actionneur 9 est libéré si bien que le galet de roulement 8 appliqué élastiquement contre le moyen de traction 7 fonctionne automatiquement et compense les débattements du moyen de traction 7 résultant des vibrations et bascule ainsi entre la position représentée et la position b représentée en pointillés. Pour le mode de fonctionnement comme générateur c'est-à-dire lorsque le moteur à combustion interne tourne, le dispositif tendeur 7 est associé au brin à vide. La figure 2 montre principalement à échelle agrandie, la structure du dispositif tendeur 7. Le dispositif tendeur 7 est relié par une pièce de base 12 par l'axe de rotation 10 à un élément 11 du moteur par exemple le carter de vilebrequin d'un moteur à combustion interne. La pièce de base 12 forme avec un bras pivotant 13 un palier de rotation 14 auquel est associé un ressort de torsion 15 qui garantit un appui par la force du galet de roulement 8 porté par l'extrémité du bras pivotant 13 contre le moyen de traction 5. L'élément d'actionnement actif c'est-à-dire l'actionneur 9 par lequel en mode de démarrage, le dispositif tendeur 7 peut être basculé dans le sens des aiguilles d'une montre pour augmenter la force de précontrainte du moyen de traction 5 et être bloqué en position, est réalisé sous la forme d'une transmission à vis à billes 16. La structure de la transmission à vis à billes 16 comprend une broche filetée 18 entraînée par un moteur électrique 17 recevant un écrou 19. Entre la pièce de base 12 du dispositif tendeur 7 et l'écrou 19 on a un levier 20 installé de manière articulée. La broche filetée 18 entraînée dans les deux sens de rotation permet un coulissement axial de l'écrou 19 suivant la double flèche. Cela permet d'influencer directement la longueur active S entre la broche filetée 18 et le point d'articulation 21 du levier 20 sur la pièce de base 12. La commande du moteur électrique 17 se fait par un système électronique 22 comportant au moins un capteur 23. Le système électronique permet par exemple d'activer l'actionneur 9 en synchronisme avec l'opération de démarrage pour faire passer le dispositif tendeur 7 dans une position correspondant à la position de démarrage et assurer une force de précontrainte suffisante pour le moyen de traction 7 lorsque le générateur-démarreur 2 est destiné à fonctionner comme démarreur. NOMENCLATURE 1. Moyen d'entraînement par traction 2. Générateur-démarreur 3. Pompe à eau 4. Compresseur de climatisation 5. Moyen de traction 6. Vilebrequin 7. Dispositif tendeur 8. Galet de roulement 9. Actionneur 10. Axe de rotation Il. Elément de machine 12. Pièce de base 13. Bras pivotant 14. Palier de rotation 15. Ressort de torsion 16. Entraînement par vis à billes 17. Moteur électrique 18. Broche filetée 19. Ecrou 20. Levier 21. Point d'articulation 22. Système électronique 23. Capteur REVENDICATIONS 10) Dispositif tendeur destiné à un entraînement par un moyen de traction d'un moteur à combustion interne comportant l'entraînement d'un générateur-démarreur (2) entraîné par un moyen de traction, caractérisé en ce qu' un galet de roulement (8) du dispositif tendeur (7) est appuyé contre un moyen de traction (5) notamment une courroie, et en mode de démarrage du moteur à combustion interne, un système de verrouillage bloque en position le dispositif tendeur notamment son galet de roulement (8). 20) Dispositif tendeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de verrouillage bascule et bloque en position le galet de roulement dans une position augmentant la force de précontrainte appliquée au moyen de traction (5). 3 ) Dispositif tendeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que son galet de roulement (8) est appliqué contre le moyen de traction (5) de l'entraînement par un moyen de traction (1) entre le générateur-démar- reur (2) et le vilebrequin (6) du moteur à combustion interne. 4 ) Dispositif tendeur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' à l'arrêt du moteur à combustion interne, le galet de roulement (8) est basculé et verrouillé automatiquement dans la position correspondant au mode de démarrage. 50) Dispositif tendeur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' en synchronisme avec l'opération de démarrage du moteur à combustion interne, le galet de roulement (8) du dispositif tendeur (7) est basculé et verrouillé dans une position augmentant la force de précontrainte du moyen de traction (5). 60) Dispositif tendeur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' il comprend un actionneur (9) ou élément de réglage actif qui bascule et verrouille au moins le galet tendeur (8) du dispositif tendeur (7). 7 ) Dispositif tendeur selon la revendication 6, caractérisé en ce qu' il comporte un actionneur électromagnétique (9). 80) Dispositif tendeur selon la revendication 6, caractérisé en ce qu' il comporte un actionneur (9) électro-hydraulique ou pneumatique. 9 ) Dispositif tendeur selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'actionneur (9) est une transmission à vis à billes (16) commandé par un moteur électrique (17). 10 ) Dispositif tendeur selon la revendication 9, caractérisé par une longueur active (s) réglable entre l'actionneur (9) et le dispositif tendeur (7), cette longueur pouvant être modifiée par un système électronique (22). 11 ) Dispositif tendeur selon la revendication 10, caractérisé en ce que la commande de l'actionneur (9) se fait en fonction d'au moins l'un des paramètres suivants : - puissance du générateur ; - force du moyen de traction ; - direction d'action du couple dans le moyen de traction (5) ; - vitesse de rotation d'une poulie à courroie ; - couple de rappel du moteur électrique (17). 12 ) Dispositif tendeur selon la revendication 11, caractérisé en ce que le système électronique assure au moins en mode de démarrage, une précontrainte toujours constante dans le moyen de traction (5). 13 ) Dispositif tendeur selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'actionneur (9) peut être commandé dans au moins deux positions. 14 ) Dispositif tendeur selon la revendication 11, caractérisé par un actionneur (9) qui peut être positionné de manière continue. 15 ) Dispositif tendeur selon la revendication 1, caractérisé par une pièce de base (12) reliée par un palier de rotation (14) à un bras pivotant (13) et dont l'extrémité libre porte le galet de roulement (8) s'appuyant élastiquement contre le moyen de traction (5). 16 ) Dispositif tendeur selon la revendication 15, caractérisé en ce que son galet de roulement (8) guidé élastiquement contre le moyen de traction (5) est relié par un excentrique à la pièce de base (12). 17 ) Dispositif tendeur selon la revendication 15, caractérisé en ce que la pièce de base (12) du dispositif tendeur (7) est reliée par un axe de rotation (10) à un élément de machine (11) et l'actionneur (9) est prévu entre la pièce de base (12) et l'élément de machine (11). 18 ) Dispositif tendeur selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'actionneur (9) est relié directement par un levier à genouillère à la pièce de base (12) du dispositif tendeur (7).