Brevet FR2894313A1 — publié le 20070608

TRANSMISSION A COURROIE CRANTEE, NOTAMMENT POUR UNE DIRECTION ASSITEE DE VEHICULE AUTOMOBILE L'invention concerne une transmission à courroie crantée, notamment pour une direction assistée de véhicule automobile, comprenant une courroie crantée qui est en prise par sa denture avec une première poulie à courroie crantée et avec une seconde poulie à courroie crantée. On peut trouver dans le document DE 100 52 275 Al une transmission à courroie crantée pour une servodirection électrique de véhicule, dans laquelle un arbre moteur d'un servomoteur électrique porte une première poulie à courroie crantée. Une seconde poulie à courroie crantée est assemblée solidairement en rotation à un écrou à circulation de billes appartenant à un mécanisme de direction. L'écrou à circulation de billes sert à convertir son mouvement de rotation en un mouvement de réglage d'une vis et, par ce moyen, celui d'un composant mobile du mécanisme de direction. Une roue du véhicule peut être reliée cinématiquement au composant mobile d'une façon connue, pour le réglage de son angle de braquage, au moyen d'une barre d'accouplement et d'un levier de fusée. Une courroie crantée embrasse circonférentiellement la première et la seconde poulie à courroie crantée, sa denture étant adaptée aux poulies à courroie crantée, et sert à la transmission positive et sans jeu du couple et du nombre de tours de l'arbre moteur du servomoteur au mécanisme de direction. La production de bruit d'une telle transmission à courroie crantée n'est pas minimisée. Le document DE 198 36 897 Al décrit une courroie crantée et une transmission à courroie crantée présentant une faible usure et une production de bruit réduite. La courroie crantée se caractérise par une denture dont le pas de denture est adapté à la denture des roues crantées d'engrenages standards. En outre, la hauteur des dents de la courroie crantée est fixée de manière que les dents de la courroie crantée s'étendent radialement vers l'intérieur au-delà du diamètre primitif de la roue crantée, en pénétrant dans les entredents de la roue crantée. On obtient par ce moyen que la roue crantée entre en prise et se dégage de prise avec la courroie crantée dans un mouvement de déroulement qui est lié à un faible frottement et à une faible usure. Lorsqu'on utilise des roues crantées standards en tant que poulies à courroie crantée, il est possible d'obtenir un mouvement de déroulement lors de l'entrée en contact et lors de la séparation de la courroie crantée sur la roue crantée. Ceci réduit l'usure et la production de bruit de la transmission à courroie crantée. La publication JP 2003 22 2227 A montre et décrit une transmission à courroie crantée présentant une production de bruit réduite. Deux courroies crantées parallèles sont en prise avec deux poulies à courroie crantée, et une poulie à courroie crantée, tout en ayant la même dimension de dents que l'autre poulie crantée, possède un plus grand pas qui représente un multiple du pas de la poulie à courroie crantée parallèle. Grâce à cette disposition de construction, la fréquence d'entrée en prise des dents d'une des deux transmissions à courroie crantée est réduite et la production de bruit de la transmission à courroie crantée est réduite. La thèse de doctorat "Geràuschverhalten und Gerâuschminderung von Zahnriementrieben", U. Jansen, TU Aachen, Fortschritt-Berichte VCI n 136, traite de l'étude systématique des sources de bruit possibles sur les transmissions à courroie crantée, et du classement des causes en causes essentielles et causes moins essentielles. La production de bruit a été étudiée en fonction d'un grand nombre de paramètres de conception et de fonctionnement. Comme causes du bruit de fonctionnement des transmissions à courroie crantée, on peut citer le choc d'entrée en prise des dents, les vibrations transversales des courroies crantées, les sorties d'air des entredents arrivant en prise, le nombre de tours et la vitesse de la courroie, ainsi que la fréquence d'entrée en prise des dents. Toutefois, la distance entre axes des poulies à courroie crantée appartenant à une transmission à courroie crantée constitue elle aussi un élément déterminant pour le niveau de puissance acoustique d'une transmission à courroie crantée. Avec l'accroissement de la distance entre axes, on observe une faible élévation du niveau de puissance acoustique, indépendamment du type de construction de la courroie crantée, car, avec de plus grandes longueurs des brins, on observe de plus forts allongements. Ceci signifie une plus haute vitesse effective de l'oscillation et de plus fortes pressions acoustiques. Les niveaux déterminants se manifestent directement au moment de l'entrée en contact de la courroie crantée, mais il n'y a pas de différence notable entre le côté menant de la courroie crantée. Le bruit de la courroie crantée est provoqué en majeure partie par l'impact de la courroie crantée sur les parties de la poulie à courroie crantée d'entraînement qui sont en prise, mais aussi, ce que démontrent des recherches récentes, par le bruit transmis dans les solides. Le bruit d'impact est déterminant pour le niveau. Ceci s'explique par un effet de polygone. Le contact entre la courroie crantée et la poulie à courroie crantée est interrompu périodiquement par la denture au point de tangence géométrique, ce qui peut donner naissance à une composante radiale de la vitesse relative entre la courroie crantée et la poulie à courroie crantée. Au moment de l'entrée en prise, la courroie crantée subit un déplacement descendant en direction de l'axe de rotation d'une poulie à courroie crantée, et une dent de la poulie à courroie crantée subit un déplacement ascendant dans la direction radiale qui s'éloigne de l'axe de rotation de la poulie à courroie crantée. La vitesse de l'impact est le vecteur différence entre les vitesses radiales de la courroie crantée et de la poulie à courroie crantée. La vitesse de l'impact est fonction du nombre de tours et du pas mais, en revanche, elle est largement indépendante du nombre des dents et de la dimension des poulies à courroie crantée utilisées. Les transmissions à courroie crantée connues ne sont pas optimisées au niveau de leur bruit de fonctionnement. L'invention a pour but de proposer des dispositions d'insonorisation pour transmissions à courroie crantée qui puissent être réalisées avec des moyens simples et qui soient efficaces. Ce problème est résolu avec une transmission à courroie telle que définie en préambule et caractérisée en ce que la courroie crantée relie les première et seconde poulies à courroie crantée en plaçant leurs dentures pour que, lorsqu'une dent se met en place dans l'entrée en contact d'une des poulies à courroie crantée, un entredent se met en place dans la sortie de l'autre poulie à courroie crantée ou, en variante, en ce que la courroie crantée relie les première et seconde poulies à courroie crantée en plaçant leurs dentures respectives dans des positions angulaires telles pour que, lorsqu'une dent se met en place dans l'entrée en contact d'une des poulies à courroie crantée, un entredent se met en place dans l'entrée en contact de l'autre poulie à courroie crantée. Ces formes de réalisation créent une disposition efficace pour l'insonorisation de la transmission à courroie crantée qui est simple à réaliser. En effet ceci produit, au moment de l'entrée en contact d'une dent et de la séparation simultanée d'une dent respectivement sur les deux poulies à courroie crantée, des composantes radiales de la vitesse relative entre la courroie crantée et la poulie à courroie crantée concernée qui sont orientées l'une en sens inverse de l'autre sur les deux poulies. Ceci assure une réduction de l'excitation de la fréquence d'engrènement. On a constaté avec surprise qu'en ce qui concerne une insonorisation de la transmission à courroie crantée, on obtient des résultats particulièrement bons lorsque la poulie à courroie crantée, qui est disposée avec une dent au moment de l'entrée en contact, est une poulie à courroie crantée motrice. On peut obtenir une réduction du niveau de bruit de façon étonnamment bonne avec un rapport des nombres de dents entre la première poulie à courroie30 crantée et la seconde poulie à courroie crantée d'environ 2.85 et de préférence d'exactement 2,85. Dans un exemple de réalisation de la transmission à courroie crantée qui est particulièrement préféré, une poulie à courroie crantée comporte 117 dents et une poulie à courroie crantée 41 dents. Dans un mode préféré, la poulie à courroie crantée motrice comporte 41 dents. Dans une transmission à courroie crantée particulièrement avantageuse au niveau du rapport du bruit de fonctionnement, la distance entre l'axe de rotation de la première poulie à courroie crantée et l'axe de rotation de la seconde poulie à courroie crantée est d'environ 70 mm et de préférence d'exactement 70 mm, la longueur de la courroie crantée étant de 332 mm. La transmission à courroie crantée selon l'invention est bien appropriée pour un système de direction assistée dans lequel un servomoteur entraîne un composant mobile d'un mécanisme par l'intermédiaire d'une transmission à courroie crantée, le composant mobile étant relié cinématiquement à une roue orientable. Le mécanisme est un mécanisme de direction à écrou a billes dans lequel le composant mobile est une vis qui peut être déplacée en translation axiale au moyen d'un mouvement de rotation d'un écrou à billes bloqué dans la direction axiale et qui roule sur la vis. La poulie à courroie crantée entraînée est fixée solidairement en rotation sur l'écrou à billes. La transmission à courroie crantée selon la présente invention convient comme étage réducteur pour une direction assistée électrique d'une voiture automobile ou d'un véhicule utilitaire léger. L'invention sera maintenant décrite plus en détail en référence à un exemple de réalisation et aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une coupe longitudinale schématique d'un mécanisme de direction à écrou à billes avec une transmission à courroie crantée de véhicule, la figure 2 est une coupe schématique de la transmission à courroie crantée de 5 la figure 1, et la figure 3 est une autre coupe schématique d'une transmission à courroie crantée selon l'invention. 10 La figure 1 représente une coupe longitudinale d'une direction assistée électrique 16 qui est essentiellement formée d'un mécanisme de direction à écrou à billes 19 comprenant un écrou à billes 20 qui est monté rotatif autour d'un composant mobile 17 constitué par une vis 18. La vis 18 est déplacée dans la direction axiale lors de la rotation de l'écrou à billes 20. On peut, par ce 15 moyen, faire pivoter une ou plusieurs roues orientables d'un véhicule. Sur l'écrou à billes 20 monté immobilisé dans la direction axiale, est fixée une poulie à courroie crantée 4, par la suite appelée seconde poulie, qui est reliée positivement, sans glissement, par une courroie crantée 2, à une poulie à courroie crantée 3, appelée par la suite première poulie, appartenant à une 20 transmission à courroie crantée 1. La première poulie à courroie crantée 3 est montée solidairement en rotation sur l'arbre moteur 21 d'un servomoteur électrique 15. Les poulies à courroie crantée 3, 4 et la courroie crantée 2 forment la transmission à courroie crantée 1. 25 Comme le montre la figure 2, la courroie crantée 2 est montée sur les deux poulies à courroies crantées 3, 4 de manière que la position angulaire de la denture 5 de la première poulie à courroie crantée 3 soit fixée, relativement à la position angulaire de la denture 6 de la seconde poulie à courroie crantée 4, pour que lorsqu'une dent 8 se met en place dans l'entrée en contact 7 de la 30 première poulie à courroie crantée 3, un entredent 10 se met en place dans la sortie 9 de la seconde poulie à courroie crantée 4. La première poulie à courroie crantée 3 est motrice, du fait de son montage sur l'arbre 21 du servomoteur 15 et la seconde poulie à courroie crantée 4 est entraînée. De cette façon, dans l'entrée en contact 7 de la première poulie à courroie crantée 3, il se forme une composante radiale orientée en sens inverse de la vitesse relative existant entre la courroie crantée 2 et la première poulie à courroie crantée 3, par comparaison avec la sortie 9 de la seconde poulie à courroie crantée 4. Ce choix de la position angulaire des dentures 5, 6 des poulies à courroies crantées 3, 4 représente une disposition d'insonorisation efficace pour la transmission à courroie crantée 1. Comme le montre la figure 3 dans une autre coupe schématique de la transmission à courroie crantée 1 selon l'invention, la position angulaire des dentures 5 et 6 respectivement de la première et de la seconde poulie à courroie crantée 3, 4 peut aussi être choisie, par la disposition de la courroie crantée 2, pour que, lorsqu'une dent 8 se met en place dans l'entrée en contact 7 de la première poulie à courroie crantée 3, un entredent 10 se met en place dans l'entrée en contact 11 de la seconde poulie à courroie crantée 4. Le rapport des nombres de dents des deux poulies à courroies crantées 3, 4 est de 2,85, la première poulie à courroie crantée 3 comportant 41 dents et la 20 seconde poulie à courroie crantée 4 comportant 117 dents. La distance a entre l'axe de rotation 13 de la première poulie à courroie crantée ou poulie à courroie crantée motrice 3 et l'axe de rotation 14 de la seconde poulie à courroie crantée, ou poulie à courroie crantée entraînée 4, est de 25 préférence égale à 70 mm dans les deux transmissions à courroie crantée représentées par les figures 2 et 3, pour une longueur de la courroie crantée 2 de 332 mm. La présente invention n'est pas limitée aux formes de réalisation préférées 30 décrites, mais peut subir différentes modifications ou variantes évidentes pour l'homme du métier. REVENDICATIONS 1. Transmission à courroie crantée (1), notamment pour une direction assistée de véhicule automobile, comprenant une courroie crantée (2) qui est en prise par sa denture avec une première poulie à courroie crantée (3) et avec une seconde poulie à courroie crantée (4), caractérisée en ce que la courroie crantée (2) relie les première et seconde poulies à courroie crantée (3, 4) en plaçant leurs dentures respectives (5, 6) dans des positions angulaires telles pour que, lorsqu'une dent (8) se met en place dans l'entrée en contact (7) d'une des poulies à courroie crantée (3, 4), un entredent (10) se met en place dans la sortie (9) de l'autre poulie à courroie crantée (3, 4). 2. Transmission à courroie crantée (1), notamment pour une direction assistée de véhicule automobile, comprenant une courroie crantée (2) qui est en prise par sa denture avec une première poulie à courroie crantée (3) et avec une seconde poulie à courroie crantée (4), caractérisée en ce que la courroie crantée (2) relie les première et seconde poulies à courroie crantée (3, 4) en plaçant leurs dentures respectives (5, 6) dans des positions angulaires telles pour que, lorsqu'une dent (8) se met en place dans l'entrée en contact (7) d'une des poulies à courroie crantée (3, 4), un entredent (10) se met en place dans l'entrée en contact (11) de l'autre poulie à courroie crantée (3, 4) 3. Transmission à courroie crantée selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la poulie à courroie crantée (3), disposée avec une dent 25 (8) à l'entrée en contact (7), est une poulie à courroie crantée motrice (12). 4. Transmission à courroie crantée selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le rapport des nombres de dents entre la première poulie à courroie crantée (3) et la seconde poulie à courroie crantée (4) est 30 d'environ 2,85. 8 5. Transmission à courroie crantée selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'une poulie à courroie crantée (3, 4) comporte 117 dents et qu'une poulie à courroie crantée (3, 4) comporte 41 dents. 6. Transmission à courroie crantée selon les revendications 3 et 4, caractérisée en ce que la poulie à courroie crantée motrice (3) comporte 41 dents et l'autre poulie à courroie crantée (4) comporte 117 dents. 7. Transmission à courroie crantée selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la distance (a) entre l'axe de rotation (13) de la première poulie à courroie crantée (3) et l'axe de rotation (14) de la seconde poulie à courroie crantée (4) est d'environ 70 mm. 8. Transmission à courroie crantée selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la longueur de la courroie crantée (2) est d'environ 332 mm. 9. Transmission à courroie crantée selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la transmission à courroie crantée (1) est entraînée par un servomoteur (15) appartenant à une direction assistée(16). 10. Transmission à courroie crantée selon la revendication 9, caractérisée en ce que le servomoteur (15) entraîne un composant mobile (17) d'un mécanisme par l'intermédiaire de la transmission à courroie crantée (1), le composant mobile (17) étant relié cinématiquement à une roue orientable. 11. Transmission à courroie crantée selon la revendication 10, caractérisée en ce que le composant mobile (17) est une vis (18) qui est entraînée par l'intermédiaire d'un mécanisme de direction à écrou à billes (19) sur l'écrou à billes (20) sur lequel est fixée une poulie à courroie crantée (4). 12. Transmission à courroie crantée selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la transmission à courroie crantée (1) fait partie d'une direction assistée électrique d'une voiture automobile ou d'un véhicule utilitaire léger.5