Brevet FR2867538A1 — publié le 20050916

Domaine de l'invention La présente invention concerne une transmission par courroie comprenant un générateur intégré, notamment un générateur-démarreur, une poulie à courroie installée sur l'arbre du générateur pour guider la courroie et mobile contre une force de rappel pour tendre le moyen de traction. Etat de la technique Dans les moyens de transmission à moyen de traction, no- tamment les transmissions à courroie, pour pouvoir transmettre les cou- pies d'entraînement nécessaires aux accessoires il faut que le moyen de traction soit soumis à une précontrainte suffisante. En même temps, il faut que le nombre et l'installation des accessoires soit aussi réduits et aussi compacts que possible pour éviter des grandeurs parasites inutiles (par exemple des changements de cintrage du moyen de traction par des galets de renvoi ou de tension) dans la transmission. Si en plus des puissances de plus en plus grandes des accessoires on a une conception défavorable par exemple une transmission à deux poulies avec des flexions alternées après une ou plusieurs installations de tension, on n'obtient plus une durée de vie suffisante avec les installations de tensions habituelles. La faible longueur de la courroie et la fréquence des contraintes de flexion qui en résulte produit le vieillissement prématuré de la courroie. S'il était possible de réduire le nombre de flexions alternées et même dans le cas idéal de les éliminer complètement, on pourrait augmenter sans dif- ficulté la durée de vie de la courroie. Pour réduire le nombre de points de flexion alternés localement il est possible d'utiliser le générateur intégré dans la transmission, directement comme installation de tension du moyen de traction. Cela signifie que le générateur aura alors une double fonction, à savoir, d'une part, sa fonction propre de générateur, et, d'autre part, celle d'un tendeur. Cela permet de supprimer une ou même plu- sieurs installations de mise en tension qui devraient être intégrées dans la transmission et engendreraient des points de fléchissement alternés. Mal- heureusement, du fait de la masse importante du générateur qu'il faut déplacer pour la tension, on ne peut compenser les effets dynamiques, c'est-à-dire des variations de charge dynamique de la transmission que de manière limitée, voire impossible. En effet, si la transmission est soumise à des maxima de charges alternant fréquemment, pour garantir l'amortissement des maxima de charges il faut une possibilité d'amortissement correspondante qui en général intègre une installation de tension, ce qui est finalement un inconvénient pour les raisons développées ci-dessus. But de l'invention La présente invention a pour but de développer une trans-5 mission à moyen de traction notamment une transmission à courroie améliorant les solutions de l'état de la technique. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne une transmission à courroie du type défini ci-dessus, caractérisée en ce que les propriétés mécaniques de la courroie quant à la rigidité sont choisies pour que son élasticité permette de diminuer au moins partiellement les maximum de contraintes exercées par le moyen de transmission dans la courroie elle-même, tout en garantissant une transmission suffisante des efforts par la transmission. Dans les entraînements à courroie, pour transmettre les couples nécessaires à l'entraînement des accessoires reliés par cette transmission, il faut en général utiliser des courroies relativement rigides, c'est-à-dire faiblement élastiques. De manière surprenante, on a constaté que même des courroies beaucoup plus élastiques que les courroies utilisées jusqu'alors convenaient dans les mêmes conditions pour transmettre des efforts, mais leur élasticité offre l'avantage particulier de permettre de neutraliser au moins en partie les maxima de charges dynamiques pro-duites, c'est-à-dire que ces maxima sont absorbés directement dans la courroie qui s'allonge ou se contracte grâce à son élasticité. Cela signifie que l'on peut éliminer les maxima de charges à fréquence relativement peu élevée dans les transmissions à courroie connues équipées de générateur- tendeur, maxima excités en général par les irrégularités de rotation du vilebrequin intégré dans la transmission et qui sont transmis aux accessoires par les courroies du fait de leur rigidité importante; en évite cette situation grâce à l'utilisation d'une courroie dont la rigidité ou l'élasticité sont choisies pour permettre toujours une transmission suffisante des efforts. La courroie utilisée est avantageusement une courroie à nervures trapézoïdales dont la rigidité est définie comme suit: pour 4 nervures, entre 40.000 N et 80.000 N, pour 5 nervures, entre 50.000 N et 100.000 N, pour 6 nervures, entre 60.000 N et 120.000 N, pour 7 nervures, entre 70. 000 N et 140.000 N, et pour 8 nervures, entre 80.000 N et 160.000 N. Les intervalles indiqués se situent dans une plage comprise entre les valeurs de rigidité des courroies dites normales utilisées selon l'état de la technique et dont la rigidité se situe au-dessus de la limite supérieure évoquée ainsi que des valeurs de rigidité de courroies dites élasti- ques non utilisées pour les transmission par courroies envisagées ci- dessus, car elles seraient beaucoup trop élastiques et leur rigidité est inférieure à la limite inférieure indiquée. Suivant le nombre de nervures, on a des rigidités différentes qui sont déterminées en fonction du module d'élasticité E respectif et de la surface de la section de la courroie dans la zone de courroie rigide, traversée par les cordons ou analogues. De façon particulièrement avantageuse, la rigidité est: - pour 4 nervures, entre 50.000 N et 75.000 N, pour 5 nervures, entre 60.000 N et 95.000 N, pour 6 nervures, entre 70.000 N et 115.000 N, pour 7 nervures, entre 80. 000 N et 135.000 N, et pour 8 nervures, entre 90.000 N et 155.000 N. D'une manière encore plus avantageuse, les intervalles intéressants de rigidité peuvent être définis comme suit: pour 4 nervures, entre 55.000 N et 70.000 N, pour 5 nervures, entre 70.000 N et 90.000 N, pour 6 nervures, entre 80.000 N et 110.000 N, pour 7 nervures, entre 89.000 N et 130.000 N, et pour 8 nervures, entre 100.000 N et 150.000 N. Suivant une autre caractéristique avantageuse, pour 4 nervures, entre 60.000 N et 70.000 N, pour 5 nervures, entre 75.000 N et 95.000 N, pour 6 nervures, entre 90. 000 N et 110.000 N, pour 7 nervures, entre 100.000 N et 130.000 N, et pour 8 nervures, entre 110.000 N et 150.000 N. Ainsi, le centre de gravité se situe sensiblement dans l'intervalle le plus rigide. Il est à remarquer que de façon importante pour l'invention toutes les valeurs intermédiaires ou toutes les valeurs situées entre les limites d'intervalles indiquées ci-dessus sont décrites comme limites supérieures et inférieures. Cela signifie que chaque intervalle intermédiaire qui se situe à l'intérieur d'un quelconque des intervalles définis cidessus est essentiel pour l'invention et est décrit dans le sens d'une limitation, même si les combinaisons chiffrées pratiques ne sont pas mentionnées de manière explicite. La présente invention concerne ainsi de façon générale la caractéristique selon laquelle on choisit la courroie en fonction des maxi- ma de charge engendrés pour obtenir l'amortissement requis dans le système. Les propriétés mécaniques sont également choisies en fonction de l'amortissement des maxima de charge développés. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un mode de réalisation d'un entraînement par moyen de traction représenté schématiquement dans l'unique figure annexée. Description de modes de réalisation La figure montre une transmission par moyen de traction 1 selon l'invention; il s'agit ici d'une transmission par courroie comprenant une courroie 2 passant sur plusieurs accessoires ou équipements. L'entraînement par courroie intègre d'une part un générateur 3, par exemple un démarreur-générateur muni d'une poulie 4 installée sur l'arbre du générateur et sur laquelle passe la courroie 2. Le générateur 3 peut basculer autour d'un point de pivotement D. Un moyen de tension 5, représenté seulement à titre d'exemple et se présentant sous la forme d'un tendeur hydraulique, agit sur le générateur pour exercer sur lui une force de rappel continue et le pousser dans la direction de la flèche A autour du point de rotation D et tendre ainsi la courroie 2. Dans la transmission par moyen de traction 1 on a en outre intégré dans l'exemple présenté, un vilebrequin 6 entraîné de manière active pour le démarrage par le démarreur-générateur 3, c'est-à-dire que le démarreur-générateur 3 entraîne directement dans ce cas la transmission par moyen de traction 1 qui à son tour entraîne de manière active la transmission par moyen de traction lorsque le moteur thermique non représenté fonctionne. La transmission intègre également dans l'exemple représenté, une pompe à eau 7 et un compresseur d'installation de climatisation 8 entraînés par la courroie 2; les différents accessoires comportent des poulies appropriées sur lesquelles passe la courroie 2. L'unique figure montre seulement un schéma de principe d'une quelconque transmission par courroie; celle-ci peut évidemment être conçue d'une manière totale-ment différente et être intégrée dans les autres accessoires. Lorsque la transmission par moyen de traction 1 est entraînée à partir du vilebrequin, les éventuelles irrégularités de forme du fonctionnement du vilebrequin engendrent des maxima de charges induites dans le système; ces maxima peuvent se répercuter de manière négative, en particulier sur les paliers des accessoires qui sont principalement ex-posés aux maxima de charge. En particulier, de tels maxima de charge sont générés dans le brin à vide de la courroie entre le vilebrequin et le générateur lorsque l'entraînement se fait par le vilebrequin; dans l'exemple de réalisation présenté, la poulie d'entraînement de la pompe à eau engrène sur le moyen de traction au niveau du brin à vide. En cas de brèves accélérations du vilebrequin, occasionnées par une irrégularité de rotation, le générateur relativement inerte sera également accéléré ; la même remarque s'applique aux deux poulies d'entraînement de la pompe à eau et du compresseur de climatisation. Dès ici, apparaît l'intérêt de l'utilisation d'une courroie suffisamment élastique selon l'invention grâce à laquelle dans ce cas la force de traction plus élevée engendrée par l'accélération et qui agirait sur la poulie du compresseur de climatisation sera réduite par l'allongement quelque peu de la courroie. Dans le cas d'une diminution de vitesse de rotation du vilebrequin occasionnée par les variations, le générateur lui-même très inerte sera freiné brusquement, engendrant des efforts de traction élevés dans le brin à vide. Ces efforts, s'ils n'étaient en partie atténués par la courroie plus élastique selon l'invention, agiraient complètement sur la poulie d'entraînement de la pompe à eau. Or, ces efforts sont au moins en partie neutralisés dans le brin de traction de la courroie qui s'allonge et influencent ainsi l'unité de pompe à eau beaucoup moins fortement que si l'on utilisait la courroie très rigide comme jusqu'alors. Malgré tout, grâce à la relation selon l'invention entre l'amortissement souhaité ou les maxima de contrainte prévisibles et l'élasticité choisie de la courroie on a toujours une rigidité suffisante permettant de garantir l'entraînement de tous les accessoires reliés à la transmission. NOMENCLATURE 1 transmission par un moyen de traction 2 courroie 3 générateur 4 poulie à courroie moyen de tension 6 vilebrequin 7 pompe à eau 8 compresseur de climatisation A flèche D point de rotation REVENDICATIONS 1 ) Transmission par courroie comprenant un générateur intégré, notamment un générateur-démarreur, une poulie à courroie installée sur l'arbre du générateur pour guider la courroie et mobile contre une force de rappel pour tendre le moyen de traction, caractérisée en ce que les propriétés mécaniques de la courroie (2) quant à la rigidité sont choisies pour que son élasticité permette de diminuer au moins partiellement les maximum de contraintes exercées par le moyen de transmission dans la courroie (2) elle-même, tout en garantissant une transmission suffisante des efforts par la transmission (1). 2 ) Transmission par courroie selon la revendication 1, caractérisée en ce que la courroie (2) est une courroie à nervures trapézoïdales dont la rigidité est la suivante - pour 4 nervures, entre 40.000 N et 80.000 N, pour 5 nervures, entre 50. 000 N et 100.000 N, - pour 6 nervures, entre 60.000 N et 120.000 N, - pour 7 nervures, entre 70.000 N et 140.000 N, et - pour 8 nervures, entre 80.000 N et 160.000 N. 3 ) Transmission par courroie selon la revendication 2, caractérisée par une rigidité comprise: - pour 4 nervures, entre 50.000 N et 75.000 N, pour 5 nervures, entre 60. 000 N et 95.000 N, - pour 6 nervures, entre 70.000 N et 115.000 N, pour 7 nervures, entre 80. 000 N et 135.000 N, et pour 8 nervures, entre 90.000 N et 155.000 N. 4 ) Transmission par courroie selon la revendication 3, caractérisée par une rigidité de: pour 4 nervures, entre 55.000 N et 70.000 N, pour 5 nervures, entre 70.000 N et 90.000 N, pour 6 nervures, entre 80.000 N et 110.000 N, - pour 7 nervures, entre 89.000 N et 130.000 N, et - pour 8 nervures, entre 100.000 N et 150.000 N. 5 ) Transmission par courroie selon la revendication 4, caractérisée par une rigidité de: pour 4 nervures, entre 60.000 N et 70.000 N, pour 5 nervures, entre 75.000 N et 95.000 N, pour 6 nervures, entre 90.000 N et 110.000 N, pour 7 nervures, entre 100.000 N et 130.000 N, et lo pour 8 nervures, entre 110.000 N et 150.000 N.