Brevet FR2867247A1 — publié le 20050909

Dispositif de galet tendeur La présente invention concerne des dispositifs de galets tendeurs, en particulier les galets tendeurs automatiques, utilisés par exemple dans les moteurs thermiques de véhicules automobiles pour assurer une tension adéquate d'une courroie ou d'une chaîne, par exemple d'une courroie de distribution d'un véhicule automobile. De tels galets permettent de maintenir en permanence la tension de la courroie ou de la chaîne dans une fourchette prédéterminée. Le galet comporte en général un axe solidarisé directement ou indirectement sur le bloc moteur et un organe mobile angulairement par rapport à l'axe et supportant le galet proprement dit, l'organe mobile venant presser le galet contre la courroie sous l'action d'un organe générant un effort de mise en tension, tel qu'un ressort de rappel, un actionneur hydraulique, etc. On peut ainsi trouver des galets tendeurs automatiques comprenant un excentrique de réglage servant à prépositionner le galet contre la courroie, cet excentrique étant ensuite immobilisé par rapport au bloc moteur par une vis, et un excentrique de travail monté directement ou indirectement autour de l'excentrique de réglage et servant à transformer le mouvement de torsion d'un ressort en un effort radial sur la courroie. En fonctionnement, l'excentrique de travail peut osciller angulairement par rapport à l'excentrique de réglage ou par rapport à une pièce intermédiaire grâce à des coussinets formant palier lisse. On peut consulter à cet égard le document EP-Bl-O 456 142. Le document FR-A-2 624 577 décrit un galet tendeur comportant un bras basculant monté pivotant sur un axe fixé sur le bloc moteur. Le bras est actionné angulairement par un ressort de rappel dans une direction tendant à presser le galet contre une courroie et à maintenir cette dernière en tension permanente. Dans certaines applications, il peut s'avérer souhaitable de réduire l'encombrement radial du galet automatique et de diminuer le nombre de pièces en présence. Ainsi, le document WO-A-95/15 450 décrit un excentrique de travail monté directement sur l'excentrique de réglage, le contact entre les deux surfaces de frottement de ces deux pièces étant assuré par un revêtement de surface réalisé sur le moyeu et/ou l'excentrique de travail. Le revêtement de surface peut être réalisé en céramique, en polytétrafluoroéthylène, en molybdène, en zinc-fer, par chromage, ou encore par phosphatation. Or, il s'avère nécessaire d'accroître la durée de vie du galet automatique. Un des objets de la présente invention vise à réduire l'usure des surfaces de contact entre l'équipage fixe et l'équipage mobile. Un autre objet de l'invention vise à obtenir un couple de friction stable entre l'équipage mobile et l'équipage fixe. Le couple de friction devra ainsi être stable sur un parcours angulaire donné de l'équipage mobile, c'est-à-dire ne pas présenter de pics lors de la mise en mouvement ou lors du déplacement angulaire. Le couple devra également rester stable dans le temps et sur une longue durée. Le dispositif de galet tendeur, selon un aspect de l'invention, comprend un support fixe, un équipage mobile pouvant pivoter par rapport à une surface du support fixe, l'équipage mobile comprenant une surface en contact avec le support fixe, et un galet supporté par l'équipage mobile. La surface du support fixe et/ou la surface de l'équipage mobile comprend un revêtement en carbone amorphe. Avantageusement, le revêtement en carbone amorphe est réalisé en carbone amorphe similaire au diamant. Un tel revêtement est également connu sous l'acronyme DLC . Le revêtement en carbone amorphe peut présenter une dureté comprise entre 800 et 2500 HV, voire supérieure à 2500 HV. Le coefficient de friction, suivant les matières en présence ou la lubrification, peut être compris entre 0,06 et 0,5. L'épaisseur du revêtement en carbone amorphe peut être comprise entre 2 et 5 microns. Dans un mode de réalisation de l'invention, l'équipage mobile est pourvu d'un excentrique de travail comprenant une surface en contact avec le support fixe. L'excentrique de travail peut être métallique. Alternativement, l'excentrique de travail peut être réalisé en matériau synthétique. En particulier, l'excentrique de travail peut être réalisé en matériau synthétique et posséder une surface revêtue par le revêtement en carbone amorphe. Dans un mode de réalisation de l'invention, le support fixe est pourvu d'un manchon comprenant une surface en contact avec l'équipage mobile. Le manchon peut être métallique. Alternativement, le manchon peut être réalisé en matériau synthétique. Le revêtement en carbone amorphe similaire au diamant allie une dureté importante et un coefficient de friction bas avec l'acier. Le revêtement en carbone amorphe similaire au diamant se caractérise également par un taux d'usure extrêmement faible, même dans des conditions de charge extrêmes. La faible épaisseur du revêtement en carbone amorphe est particulièrement intéressante en termes d'encombrement et de masse par rapport à un coussinet anti-friction rapporté, de plusieurs millimètres d'épaisseur et dont la masse est tout à fait significative. Le revêtement en carbone amorphe est en outre très bien adapté pour supporter les températures auxquelles sont couramment soumis les galets tendeurs de courroie de véhicule disposés à proximité d'un moteur à combustion interne. Avantageusement, le revêtement en carbone amorphe similaire au diamant peut comprendre, en dispersion, un matériau métallique tel que du tungstène, du chrome ou du titane, afin de diminuer les contraintes internes dans le revêtement et d'augmenter l'adhérence du revêtement sur son support. Le revêtement en carbone amorphe similaire au diamant peut être déposé par un procédé de plasma haute fréquence sous vide, également connu sous l'acronyme CVD. Un gaz contenant du carbone, notamment de l'éthylène, du benzène, du méthane, est dilué dans un gaz à faible potentiel d'ionisation comme de l'argon, pour produire un plasma sous l'action d'une énergie électrique et provoquer ainsi le dépôt sous forme solide du carbone sur le support qui le reçoit. Un des avantages de ce procédé est de pouvoir former le revêtement en carbone amorphe similaire au diamant sur un support métallique, aussi bien que sur un support synthétique, par exemple en résine. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par la figure unique, qui est une vue en coupe axiale d'un galet à roulement selon un aspect de l'invention. Sur la figure, un dispositif tendeur comprend un excentrique de réglage 1, et un équipage mobile sous la forme d'un excentrique de travail 2 monté avec possibilité de rotation sur l'excentrique de réglage 1 par l'intermédiaire d'une douille tubulaire 3 d'un support fixe 4, la douille tubulaire 3 formant palier lisse. L'excentrique de réglage 1 est monobloc et comprend un manchon tubulaire la et un rebord lb sensiblement radial dirigé vers l'extérieur du côté opposé au bloc 5. L'excentrique de réglage 1 est fixé sur un bloc 5 par l'intermédiaire d'une vis 6. L'excentrique de réglage 1 peut pivoter par rapport au bloc 5 lorsque la vis 6 est desserrée. Le serrage de la vis 6 provoque l'immobilisation de l'excentrique 1. Le rebord lb, en contact avec la tête de la vis 6, est apte à retenir axialement la douille tubulaire 3 et l'excentrique de travail 2. La douille tubulaire 3 présente une surface extérieure axiale 3a supportant l'excentrique de travail 2. Le support 4 comprend une embase métallique 7 en forme de coupelle monobloc comprenant une partie radiale 7a en couronne montée entre le support 5 et l'extrémité de la douille tubulaire 3 opposée au rebord lb de l'excentrique de réglage 1, et une partie axiale 7b s'étendant à l'opposé du support 5 à partir d'une zone de grand diamètre de la partie radiale 7a, en entourant la douille tubulaire 3. L'embase 7 comprend une languette 8 en saillie radiale vers l'extérieur. Un ergot 9 de blocage vient en saillie axiale dans un orifice 10 correspondant du bloc 5, à partir d'une extrémité libre de la languette 8. La languette 8 comprend également à son extrémité libre une protubérance de repère 11. L'excentrique de travail 2 monobloc comprend un alésage 12 monté glissant en rotation sur la douille tubulaire 3 du support 4. L'excentrique de travail 2 comprend à une extrémité opposée à la plaque-embase 7 du support 4, une surface extérieure cylindrique 13 de révolution selon un axe différent de l'axe principal de la douille 3. Une poulie 14 est montée à rotation sur la surface cylindrique 13 de l'excentrique de travail 2 par l'intermédiaire d'un palier à roulement 15. L'alésage 12 de l'excentrique de travail 2 et/ou la surface extérieure axiale 3a de la douille 3 est revêtue d'un revêtement 34 en carbone similaire au diamant, d'épaisseur comprise entre 2 et 5 m. Le revêtement 34 est formé, en général, d'un film de carbone amorphe hydrogéné dont les propriétés sont très proches de celles du diamant. Le revêtement 34 permet d'améliorer fortement la résistance à l'abrasion et à la corrosion. Ce type de revêtement permet en outre d'obtenir une grande stabilité des paramètres de friction à la fois dans le temps et sur un déplacement angulaire donné (pas de pics de couple). La maîtrise du couple de friction contribue également à la maîtrise de l'amortissement des oscillations vibratoires angulaires de l'équipage mobile. Le revêtement 34 peut être réalisé par dépôt chimique en phase vapeur sous une pression inférieure à 1 Pascal, voire à 0,1 Pascal et une tension continue de quelques milliers de volts en présence d'un gaz contenant du carbone, et éventuellement d'un gaz neutre, par exemple de l'argon. La surface cylindrique 13 est limitée axialement par un épaulement 13a servant de butée axiale pour le palier à roulement 15. Une paroi radiale 16 s'étend radialement vers l'extérieur, en étant adjacente à l'épaulement 13a et située à distance de l'extrémité de l'excentrique de travail 2 du côté de la plaque embase 7. Le bord libre de la paroi radiale 26 se situe axialement à proximité de l'extrémité libre de la paroi axiale 7b du support 4. Une jupe tubulaire 17 s'étend axialement à partir de la zone de plus grand diamètre de la paroi radiale 16, en entourant radialement l'extrémité libre de la portion axiale 7b. Le palier à roulement 15 comprend une bague intérieure 20, une bague extérieure 21, des éléments roulants 22 disposés entre des chemins de roulement des bagues intérieure 20 et extérieure 21, et maintenus circonférentiellement espacés par une cage 23. Des organes d'étanchéité 24, 25, situés de part et d'autre des éléments roulants 22, sont du type comprenant un insert métallique de rigidific ation et une partie souple comprenant un bourrelet de fixation logé dans une rainure correspondante d'une bague et portant une lèvre venant en contact avec une surface de l'autre bague. Les organes d'étanchéité 24, 25 permettent d'assurer l'étanchéité de l'espace compris radialement entre les bagues intérieure 20 et extérieure 21, et où se situent les éléments roulants 22. La poulie 14 comprend deux demi-poulies 26, 27, comprenant chacune une paroi cylindrique extérieure 26a, 27a destinée à venir en contact avec une courroie, une paroi cylindrique intérieure 26b, 27b en contact avec la surface extérieure de la bague extérieure 21 du palier à roulement 25. Les parois cylindriques extérieures 26a, 27a et intérieures 26b, 27b sont reliées par des portions d'âmes radiales 26c, 27c. Les demi-poulies 26, 27 sont solidarisées par fixation mutuelle des âmes radiales 26c, 27c, au moyen d'ergots, ou de points de soudure. Chaque demi-poulie 26, 27 comprend un flanc 26d, 27d s'étendant radialement vers l'intérieur à partir du bord libre de la portion cylindrique intérieure 26b, 27b, en masquant les organes d'étanchéité 24, 25. Les flancs 26d, 27d servent de maintien axial de la poulie 14 sur la bague extérieure 21 et de protection des organes d'étanchéités 24, 25 contre la projection d'éléments extérieurs. Les demi-poulies 26, 27 comprennent encore des bordures radiales de centrage 26e, 27e s'étendant vers l'extérieur à partir du bord libre des parois cylindriques extérieures 26a, 27a. Les bordures radiales de centrage 26e, 27e permettent le guidage d'une courroie 28 en contact avec la poulie 14. Un ressort hélicoïdal de tension 19 est disposé entre la plaque-embase 7 et la paroi radiale 16, en entourant la douille tubulaire 3 et une extrémité de l'excentrique de travail 2 recouvrant la douille tubulaire 3. Le ressort 19 est situé dans un logement limité axialement par l'embase 7 et la paroi radiale 16, et radialement par la douille tubulaire 3 et la paroi axiale 7b. Le ressort hélicoïdal 19 comprend des extrémités fixées angulairement l'une à l'embase 7 et l'autre à l'excentrique de travail 2. Le ressort hélicoïdal 19 est apte à exercer un couple entre le support 4 et l'excentrique de travail 2 monté à rotation sur ce dernier. En outre, un anneau 29 en matériau synthétique souple est fixé à l'embase 7 par exemple par surmoulage. L'anneau 29 est en contact avec la surface extérieure de la douille tubulaire 3 et présente une concordance de forme avec une rainure annulaire 3b ménagée à partir de la surface extérieure 3a de la douille tubulaire 3. L'anneau 29 et la douille tubulaire 3 sont donc fixés l'un à l'autre. Par ailleurs, l'anneau 29 présente des pions 30 en saillie axiale dans des perçages 31 correspondants formés dans la partie radiale 7a de l'embase 7, et une couronne 32 logée dans une rainure annulaire 33 ménagée dans la partie radiale 7a de l'embase 7 du côté du bloc 5. La couronne 32 est en contact avec le bloc 5. La couronne 32, les pions 30 et le corps de l'anneau 29 sont monoblocs. L'anneau 29 est ainsi fixé à l'embase 7 et assure une liaison rigide entre l'embase 7 et la douille tubulaire 3. Lors du montage du dispositif tendeur de courroie, une première étape consiste à régler la tension de la courroie 28. Pour ce faire, on met en place sans la serrer la vis 6, de façon que l'excentrique de réglage 1 soit mobile en rotation par rapport au bloc 5, et au support 4. On fait pivoter au moyen d'une clef de manoeuvre l'excentrique de réglage 1 dans le support 4 qui est immobilisé en rotation par rapport au bloc 5 grâce à l'ergot 9. On amène ainsi la poulie 14 en contact avec la courroie 28. On poursuit la rotation de l'excentrique de réglage 1, ce qui, par réaction de la courroie 28 sur la poulie 14, provoque la rotation de l'excentrique de travail 2 par rapport au support 4 avec augmentation de la tension du ressort hélicoïdal 19, qui exerce un couple résistant entre le support 4 et l'excentrique de travail 2 tendant à repousser en permanence la poulie 14 contre la courroie 28. Le dispositif est conçu pour que la poulie 14 exerce sur la courroie 28 un effort engendrant une tension adéquate dans ladite courroie 28. On serre la vis 6 de façon que l'excentrique de réglage 1 soit immobilisé par rapport au support 4 et par rapport au bloc 5. Le rebord lb permet de reprendre les efforts axiaux de serrage exercés par la vis 6 et de les transmettre à la douille 3, ladite douille 3 appuyant alors sur la partie radiale 7a de l'embase 7. Le ressort hélicoïdal 19 exerce un couple correspondant au déplacement angulaire entre le support 4 et l'excentrique de travail 2. Ce couple de tension permet d'exercer un effort de tension de la courroie en contact avec la poulie 14. La jupe 17 forme un passage étroit avec la paroi axiale 7b, pour réaliser un logement protégeant le ressort hélicoïdal 19. Par ailleurs, la formation d'un passage étroit permet de protéger l'espace situé entre la portion axiale 7b et la jupe 17 de l'intrusion d'éléments extérieurs polluants. Grâce à l'invention, on obtient un dispositif tendeur de courroie particulièrement robuste, compact, de durée de vie allongée, le dispositif présentant en outre une grande stabilité quant au couple de friction existant entre l'équipage mobile et l'équipage fixe lors des mouvements angulaires relatifs. REVENDICATIONS 1. Dispositif de galet tendeur, comprenant un support fixe (4), un équipage mobile (2) pouvant pivoter par rapport à une surface (3a) du support fixe (4), ledit équipage mobile (2) comprenant une surface (12) en contact avec le support fixe (4), et un galet supporté par l'équipage mobile (2), caractérisé par le fait que ladite surface (3a) du support fixe et/ou ladite surface (12) de l'équipage mobile (2) comprend un revêtement (34) en carbone amorphe. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le revêtement en carbone amorphe est similaire au diamant. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le revêtement en carbone amorphe présente une dureté comprise entre 800 et 2500 HV. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le revêtement en carbone amorphe présente un coefficient de friction, respectivement avec la surface de l'équipage mobile ou du support fixe, compris entre 0,06 et 0,5. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le revêtement en carbone amorphe présente une épaisseur comprise entre 2 et 5 m. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit équipage mobile (2) est pourvu d'un excentrique de travail comprenant une surface en contact avec le support fixe. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que l'excentrique de travail est métallique. 8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que l'excentrique de travail est réalisé en matériau synthétique. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit support fixe (4) est pourvu d'un manchon (3) comprenant une surface (3a) en contact avec ledit équipage mobile. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fait que le manchon est métallique. 11. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fait que le manchon est réalisé en matériau synthétique.