Brevet FR2874986A1 — publié le 20060310

POULIE A GORGE VARIABLE MUNIE D'UN DISPOSITIF DE REGULATION DU RAYON DE LA GORGE La présente invention concerne un dispositif d'entraînement d'un arbre, du type poulie, dont la courroie d'entraînement décrit, autour de l'arbre, un arc de cercle de rayon variable. La présente invention est avantageusement utilisée pour l'entraînement de l'arbre d'un alternateur de véhicule automobile par le vilebrequin du moteur de ce véhicule. L'arbre de l'alternateur de la plupart des véhicules automobiles est entraîné par une poulie. Comme le régime de fonctionnement du moteur n'est pas constant, il est nécessaire de réguler l'entraînement de l'alternateur afin d'optimiser son rendement. Il existe divers systèmes de régulation de la vitesse d'entraînement de l'arbre de l'alternateur. Le document US 4 685 355 décrit un système de poulie qui adapte sa vitesse de rotation au moyen d'un planétaire et d'un engrenage conique. La vitesse de rotation varie en déplaçant l'engrenage conique sur le planétaire, le rayon de l'engrenage définissant le rapport vitesse de rotation du moteur/ vitesse de rotation de l'arbre de l'alternateur. Ce système a l'inconvénient d'être complexe et d'aboutir à un faible rendement de transmission du fait de l'utilisation de l'engrenage conique. Le document EP 0 871 281 décrit une poulie d'alternateur qui comprend un embrayage intégré afin d'améliorer le rendement de l'alternateur. Les variations de la vitesse de rotation de l'arbre de l'alternateur sont déterminées par les dimensions des roulements et celles des différents éléments tournant du système ; elles ne peuvent donc pas être commandées indépendamment de la vitesse de rotation du moteur. Le document EP 0 993 098 décrit un système d'entraînement qui comporte deux poulies ; une première poulie est disposée sur le vilebrequin et une seconde poulie, entraînée en rotation par la première, est disposée sur l'arbre de l'alternateur. Les deux poulies sont, chacune, constituées d'un arbre et de deux flasques, un mobile sur l'arbre et un fixe par rapport à cet arbre. Les deux flasques forment une gorge en V dans laquelle coulisse la courroie d'entraînement, commune aux deux poulies. La première poulie comporte une masselotte logée à l'intérieur du flasque mobile. La seconde poulie comporte un ressort de rappel qui maintient le flasque mobile contre le flasque fixe. La courroie d'entraînement vient se placer entre les flasques à une distance de l'arbre correspondant à un écartement des deux flasques égal à sa largeur.La force de rappel du ressort précité détermine donc la position de repos (c'est-à-dire, sans mouvement de la première poulie) de la courroie d'entraînement dans la gorge de chacune des poulies et donc le rayon de l'arc de cercle formé par cette dernière autour, respectivement, du vilebrequin et de l' arbre de l'alternateur. Sous l'effet de la rotation du vilebrequin, la masselotte entraîne le flasque mobile de la première poulie vers le flasque fixe de cette dernière. L'écartement des deux flasques diminuant, la courroie d'entraînement s'éloigne donc du vilebrequin décrivant un arc de cercle de plus grand rayon autour de ce dernier. Dans le même temps, la courroie d'entraînement ayant une longueur fixe, elle se rapproche de l'arbre de l'alternateur en écartant le flasque mobile de la seconde poulie. Lorsque la vitesse de rotation du vilebrequin diminue, le ressort de rappel exerce une force supérieure à la force de pression de la masselotte et la courroie d'entraînement s'éloigne de l'arbre de l'alternateur sur la seconde poulie et écarte alors, le flasque mobile de la première poulie, du flasque fixe de cette dernière. Ce système est relativement complexe car il met en u̇vre deux poulies. Par ailleurs, les variations de la vitesse de rotation de l'arbre de l'alternateur sont déterminées de manière purement mécanique, par la force du ressort de rappel de la seconde poulie et par la masse de la masselotte. Il est donc impossible de modifier à tout moment la vitesse de rotation de l'alternateur. Le but de la présente invention est de proposer un dispositif d'entraînement d'un axe qui est simple et qui résout tout ou partie des inconvénients liés aux systèmes connus précités. Ce but est atteint au moyen d'un dispositif d'entraînement d'un arbre du type comprenant, de manière connue, une poulie montée sur cet arbre et qui comprend un flasque fixe par rapport à l'arbre, un flasque mobile, coulissant sur l'arbre, une courroie d'entraînement de l'arbre, disposée autour de ce dernier, dans une gorge formée par les flasques et susceptible de coulisser le long de cette gorge, en fonction de l'écartement des flasques. De manière caractéristique, selon l'invention, le dispositif comporte une chambre de pression, de volume variable, contenant un fluide et qui comporte une paroi qui est mobile en translation le long de l'arbre et disposée de manière à mettre en translation le flasque mobile le long de l'arbre et des moyens de régulation de la pression du fluide dans la chambre de pression. La -pression du fluide dans la chambre de pression pouvant être régulée de manière indépendante, sans relation avec la vitesse de rotation l'élément entraînant, il est possible de faire varier librement le rapport de transmission. Ceci est obtenu en exerçant sur le flasque mobile une force plus ou moins grande qui modifie l'écartement des flasques et donc la position de la courroie d'entraînement par rapport à l'arbre de la poulie. De plus, dans le cas d'un alternateur, lorsque les moyens de régulations de la pression du fluide dans la chambre de pression régulent également la tension de cet alternateur, il est possible d'optimiser le rendement de l'alternateur et d'adapter le couple résistif afin d'optimiser la recharge de la batterie du véhicule en fonction du régime du moteur. Il en résulte une consommation amoindrie du véhicule provenant de l'amélioration du rendement de l'alternateur et une plus grande puissance disponible, même aux faibles régimes, du fait de l'ajustement possible du rapport de transmission. Par ailleurs, il est également possible d'obtenir un allongement de la durée de vie des éléments tournants lorsque l'alternateur est piloté de manière à ne pas tourner à de grandes vitesses, lorsque le moteur fonctionne à haut régime. Selon un mode de réalisation, le dispositif comporte également des moyens d'écartement élastiques des flasques, la pression du fluide dans la chambre de pression pouvant exercer une force plus grande sur le flasque mobile que celle exercée par les moyens d'écartement élastiques. Ces moyens d'écartement élastiques permettent de garantir un écartement minimum des deux flasques et donc une vitesse d'entraînement minimale de l' arbre. Ces moyens d'écartement élastiques peuvent comprendre, par exemple, au moins un premier ressort hélicoïdal, disposé autour de l'arbre, entre les flasques. La disposition de la chambre de pression n'est pas limitée selon l'invention. Selon un mode de réalisation, cette chambre est coaxiale à l'arbre. De même, cette chambre de pression peut être formée séparément du flasque mobile, une tige pouvant par exemple solidariser la paroi mobile de la chambre de pression avec le flasque mobile de façon à l'entraîner en mouvement. Selon une variante, la chambre de pression est formée par un carter, coaxial et fixe par rapport à l'arbre, la paroi mobile étant formée au moins partiellement par une portion du flasque mobile qui coulisse au moins partiellement dans le carter. Cette variante a l'avantage de requérir moins de pièces et d'être plus compacte. Selon une autre variante, le dispositif comporte un second ressort hélicoïdal disposé de manière à pousser le flasque mobile contre le flasque fixe. Ce ressort complète la force exercée par la pression du fluide. Il peut être disposé dans la chambre de pression, ce qui réduit l'encombrement du dispositif de l'invention. Selon l'invention, le fluide peut être un gaz ou un liquide. Selon un e variante de réalisation du dispositif de l'invention, le fluide est un liquide, notamment de l'huile ou un mélange contenant au moins une huile. La forme de la gorge formée par les flasques n'est pas limitée selon l'invention. Elle peut, par exemple, avoir, en coupe longitudinale par rapport à l'arbre, une forme en V qui s'élargit en s'éloignant de l'arbre. La présente invention s'applique avantageusement dans le cas de l'entraînement de l'arbre d'un alternateur de véhicule automobile par le moteur de ce véhicule automobile qui entraîne la courroie d'entraînement du dispositif de l'invention. La présente invention, ses caractéristiques et les divers avantages qu'elle procure apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit d'un exemple particulier de réalisation de la présente invention et qui fait référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 représente une vue en coupe longitudinale selon l'arbre du dispositif de l'invention, la courroie d'entraînement décrivant un arc de cercle de rayon minimum ; - la figure 2 représente une vue en coupe longitudinale selon l'arbre du dispositif de l'invention, la courroie décrivant un arc de cercle de rayon intermédiaire ; et - la figure 3 représente une vue en coupe longitudinale selon l'arbre du dispositif de l'invention, la courroie d'entraînement décrivant un arc de cercle de rayon maximum. En référence aux figures 1 à 3, selon le mode de réalisation particulier ici représenté, le dispositif de l'invention comporte un arbre 1 qui est dans le cas présent, l'arbre d'un alternateur équipant un véhicule automobile. Une poulie 3 est montée sur cet arbre 1. La poulie 3 comporte deux flasques 31 et 32. Le flasque 32 est fixe sur l'arbre 1 et vient en butée contre un écrou 5 équipant l'extrémité de l'arbre 1. Le flasque 31 est monté mobile sur l'arbre 1. Les deux flasques 31 et 32 présentent deux faces en regard, 3 la et 32a, qui définissent une gorge 33 en forme de V, l'écartement des deux faces 31a et 32a allant croissant en s'éloignant de l'arbre 1. La poulie 3 comporte également une courroie d'entraînement 34 qui est entraînée par le vilebrequin du moteur (non représenté).Cette courroie 34 présente une section transversale trapézoïdale afin de venir s'encastrer dans la gorge 33. Le dispositif comporte, en outre, une chambre de pression 4 formée d'une part, par un carter 12 coaxial par rapport à l'arbre 1 et ouvert en direction du flasque mobile 31 et, d'autre part, par le flasque mobile 31 luimême. Le flasque mobile 31 comprend une portion arrière 41 qui coulisse dans le carter 12 sur des cannelures C. La portion arrière 41 ferme le carter 12, formant ainsi la chambre de pression 4. L'étanchéité de cette chambre est réalisée à l'aide de joints, par exemple, des joints à lèvres 52. L'arbre 1 est mobile en rotation dans le carter 12 qui est fixe par rapport à l'alternateur. Un système de tuyaux 6 comportant au moins une vanne 61 permet d'acheminer de l'huile sous pression dans la chambre de pression 4 et de faire varier la pression de cette huile dans la chambre de pression 4. L'ouverture et la fermeture de la vanne 61 sont commandées par un calculateur 62 qui pilote également la tension de l'alternateur. Le calculateur 62 régule ainsi la pression de l'huile dans la chambre de pression 4 en pilotant la pression de l'huile et/ou la quantité de l'huile entrant et sortant de la chambre de pression Un premier ressort 8 est disposé entre les deux flasques 31 et 32 de manière à exercer une force élastique écartant sans cesse le flasque mobile 31 du flasque fixe 32. Un second ressort 9 est disposé coaxialement à l'arbre 1, une extrémité en appui contre le carter 12, l'autre extrémité au niveau d'un siège 42 ménagé dans la partie arrière 41 du flasque mobile 31. Ce ressort 9 est disposé, dans ce mode de réalisation particulier, dans la chambre de pression 4. La force exercée par ce second ressort 9 est inférieure à celle exercée par le premier ressort 8 de manière à avoir toujours un écartement minimum des flasques au repos. Le fonctionnement du dispositif de l'invention est tel que suit. Comme représenté sur la figure 1, lorsque l'huile dans la chambre de pression 4 est à une pression basse et n'exerce donc aucune force sur la partie arrière 41 du flasque mobile 31, la force de rappel du premier ressort 8 étant supérieure à celle du second ressort 9, le ressort 9 écarte le flasque mobile 31 du flasque fixe 32 et le premier ressort 8 est comprimé. La courroie d'entraînement 34 se place à un rayon Rm de l'axe XX de l'arbre 1 qui correspond à sa largeur. La partie arrière 41 du flasque mobile 31 est alors rentrée au maximum dans le carter 12 et la chambre de pression 4 présente un volume minimum. En référence à la figure 2, lorsque la pression de l'huile augmente dans la chambre de pression 4 (pression pilotée par le calculateur 62), l'huile exerce une force complémentaire à celle exercée par le second ressort 9. La résultante de la force de rappel du second ressort 9 et de la pression exercée par l'huile sous pression sur le flasque mobile 31 augmentant, le flasque mobile 31 coulisse sur l'arbre 1 et se rapproche du flasque fixe 32, comprimant alors le premier ressort 8. Dans le même temps, les flasques 31 et 32 se rapprochant, la courroie d'entraînement 34 s'éloigne de l'arbre 1 et donc le rayon de l'arc de cercle qu'elle décrit augmente. En référence à la figure 3, lorsque la pression de l'huile et le second ressort 9 compriment totalement le premier ressort 8, la courroie d'entraînement 34 décrit un arc de cercle de rayon maximum RM. Dans cet état, le déplacement de la partie arrière 41 du flasque 31 dans le carter 12 est maximum et la chambre de pression 4 atteint son volume maximum. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'entraînement d'un arbre (1) du type comprenant une poulie (3) montée sur ledit arbre (1) et qui comprend un flasque fixe (32) par rapport audit arbre (1), un flasque mobile (32), coulissant sur ledit arbre (1), une courroie d'entraînement (34) dudit arbre (1), disposée autour dudit arbre (1), dans une gorge (33) formée par lesdits flasques (31 ; 32) et susceptible de coulisser le long de ladite gorge (33) en fonction de l'écartement desdits flasques, caractérisé en ce qu'il comporte une chambre de pression (4), de volume variable, contenant un fluide et qui comporte une paroi (41) qui est mobile en translation le long dudit arbre (1) et disposée de manière à mettre en translation ledit flasque mobile (31) le long dudit arbre (1) et en ce qu'il comporte, en outre, des moyens de régulation (6 ; 61 ; 62) de la pression dudit fluide dans ladite chambre de pression (4). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens d'écartement élastiques (8) desdits flasques (31 ; 32), la pression dudit fluide dans ladite chambre de pression (4) pouvant exercer une force plus grande sur ledit flasque mobile que celle exercée par lesdits moyens d'écartement élastiques (8). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits moyens d'écartement élastiques comportent au moins un premier ressort (8) hélicoïdal disposé autour dudit arbre (1), entre lesdits flasques (31 ; 32). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite chambre de pression (4) est coaxiale audit arbre (1). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite chambre de pression (4) est formée par un carter (12), coaxial et fixe par rapport audit arbre (1), ladite paroi mobile (41) étant formée au moins partiellement par une portion dudit flasque mobile (31) qui coulisse au moins partiellement dans ledit carter (12). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte un second ressort hélicoïdal (9) disposé de manière à pousser ledit flasque mobile (31) contre ledit flasque fixe (32). 7. dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit second ressort (9) est disposé dans ladite chambre de pression (4). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit fluide est un liquide, notamment de l'huile ou un mélange contenant au moins une huile. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ladite gorge (33) a, en coupe longitudinale par rapport audit arbre (1), une forme en V qui s'élargit en s'éloignant dudit arbre (1). 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce ledit arbre étant l'arbre (1) d'un alternateur de véhicule automobile, il comporte un moteur de véhicule automobile qui entraîne ladite courroie d'entraînement (34).