Brevet FR2914720A1 — publié le 20081010

B07-0934FR - GK/EVH Société de droit suédois dite : Aktiebolaget SKF Dispositif de galet tendeur ou enrouleur Invention de : Benoît ARNAULT Laurent VARNOUX Dispositif de galet tendeur ou enrouleur La présente invention concerne le domaine des galets tendeurs ou enrouleurs prévus pour coopérer avec une courroie. De tels galets servent, en général, à maintenir en permanence une tension sur une courroie dans une plage déterminée ou à modifier localement le cheminement emprunté par la courroie. La courroie peut être une courroie de distribution ou autre. Ce type de galets peut être utilisé dans un moteur thermique de véhicule automobile, par exemple. Dans cette application, les galets sont généralement fixés sur le bloc moteur qui, par conduction, convexion et rayonnement transmet de la chaleur au galet tendeur, avec pour conséquence néfaste un échauffement du roulement du galet et de la graisse contenue dans ce dernier. Un échauffement important de la graisse peut provoquer une diminution de ses capacités de lubrification et une diminution de la durée de vie du roulement. Dans d'autres applications, un galet tendeur peut également être fixé sur une pièce soumise à une température relativement élevée. Le document FR 596 049 décrit une poulie de transmission. L'adhérence de la courroie est accrue par un vide obtenu par un ventilateur ou par un compresseur. Le document BE 759 894 concerne une poulie assemblée pour dynamo avec gorge à courroie et moyeu et couronne de ventilation. La couronne de ventilation sert à ventiler la dynamo. Le document US 2 850 852 décrit une poulie à refroidissement par air pour courroie abrasive. La poulie présente une structure massive avec des trous axiaux de passage d'air. L'abrégé du document JP 2002-147578 concerne une poulie en résine associée à un roulement. Des trous axiaux sont formés dans la poulie au voisinage de la bague extérieure du roulement. Des projections sont formées à proximité des trous pour créer une région de pression négative lors de la rotation de la poulie. Le document DE U 83 22 096 concerne une poulie prévue pour refroidir la poulie et une courroie trapézoïdale. Le document DE A 197 25 335 décrit une poulie pour moteur à combustion interne munie d'un canal non tournant d'amenée d'air, d'une zone intérieure creuse avec circulation d'air puis évacuation du coté de l'entrée d'air. La poulie comprend une paroi radiale pleine du côté opposé à la circulation d'air. Ce type de poulie n'est pas adapté pour former un galet tendeur. Le document DE A 102 20 690 décrit une poulie dont une partie radiale est percée d'ouvertures pour la circulation d'air. La poulie est munie d'un couvercle à aubes permettant un échappement de l'air des deux côtés de la poulie. Le couvercle est fixé sur la poulie au moyen de quatre clips. La fixation est fragile. L'invention vise à remédier aux inconvénients de l'art antérieur exposé ci-dessus. L'invention propose un galet tendeur muni de moyens de refroidissement permettant une nette diminution de la température du roulement. La présente invention vise un galet tendeur ou enrouleur de structure simple, de montage aisé et de grande fiabilité pour accroître la durée de vie du roulement. Le dispositif de galet tendeur ou enrouleur comprend une poulie montée à rotation sur un arbre non tournant au moyen d'un roulement. La poulie comprend une partie périphérique annulaire, une partie centrale annulaire coaxiale avec la partie périphérique, et une partie de liaison entre la partie centrale et la partie périphérique. La partie de liaison comprend des bras en forme d'aubes distantes les unes des autres et orientées par rapport à l'axe de rotation de la poulie de manière à provoquer une circulation axiale forcée de l'air à travers la poulie lors de la rotation. La poulie présente ainsi une structure simple qui peut être obtenue par moulage. Avantageusement, les aubes sont distantes des unes des autres dans le sens circonférentiel. Le moulage s'en trouve facilité. Avantageusement, le dispositif comprend un capot radiateur pourvu d'une pluralité d'ouvertures laissant passer l'air axialement à travers le capot. Le radiateur permet une conduction de chaleur meilleure favorisant l'échange thermique avec l'air mis en circulation par les aubes. I1 en résulte un refroidissement accru. Le radiateur peut se présenter sous la forme d'une coupelle en tôle métallique, préférablement en un métal présentant une bonne conductivité thermique, par exemple le cuivre ou l'un de ses alliages, l'aluminium ou l'un de ses alliages ou encore le magnésium ou l'un de ses alliages. Le radiateur permet en particulier une diminution de la température à proximité des pièces en contact avec ledit radiateur. A cet effet, le capot peut être disposé contre le roulement. On obtient ainsi un meilleur refroidissement du roulement, d'où une durée de vie accrue du lubrifiant et du roulement lui-même. Le capot peut comprendre une partie de fixation et une partie perforée pour le passage d'air de refroidissement. Dans un mode de réalisation, le roulement comprend une bague extérieure et une bague intérieure. Le dispositif peut comprendre une vis de fixation pourvue d'une tête. Le capot peut être disposé entre la tête de la vis et la bague intérieure. Dans le cas où la vis est fixée sur une pièce de moteur, la chaleur provient en général de la vis. Le fait de disposer le capot entre la tête de la vis et la bague intérieure permet d'effectuer un prélèvement de chaleur par le capot en l'un des points les plus chauds du roulement. En effet, la vis constitue alors la source de chaleur pour le roulement. On peut également prévoir un manchon entre l'alésage de la bague intérieure du roulement et la vis. Le manchon peut être réalisé en un matériau présentant une faible conduction de la chaleur, plus particulièrement en un matériau présentant une conduction de la chaleur inférieure à la conduction thermique de l'acier. On bénéficie de la sorte d'une isolation entre la vis et la bague intérieure. Dans un mode de réalisation, les ouvertures du capot sont ménagées dans une portion radiale dudit capot. Les ouvertures peuvent se présenter sous la forme d'une pluralité de fenêtres circonférentiellement régulièrement espacées. Les ouvertures peuvent être disposées radialement sensiblement au niveau des aubes. Dans un mode de réalisation, les aubes sont situées dans des plans inclinés par rapport à un plan contenant l'axe de rotation de la poulie. Les aubes peuvent également être dissymétriques par rapport à un plan radial central de la poulie. On assure ainsi une circulation d'air lors de la rotation de la poulie. Dans un mode de réalisation, la partie périphérique, la partie centrale et la partie de liaison de la poulie sont monoblocs. La poulie peut être réalisée en résine de synthétique, éventuellement chargée, par exemple d'une charge minérale pour accroître ses propriétés mécaniques. Dans un mode de réalisation, la partie périphérique présente un alésage de diamètre supérieur au diamètre de la surface extérieure de la partie centrale. I1 subsiste donc un espace suffisant entre la partie centrale et la partie périphérique pour y disposer les aubes qui assurent la circulation d'air lors de la rotation. Avantageusement, des canaux inclinés par rapport à l'axe de rotation de la poulie sont ménagés entre les aubes. Dans un mode de réalisation, les aubes se présentent sous la forme de portions d'hélice. Le rendement aéraulique est élevé. Dans un autre mode de réalisation, les aubes se présentent sous la forme de portions de forme générale parallélépipédique avec des faces principales inclinées par rapport à un plan radial et par rapport à un plan passant par l'axe du dispositif. Grâce à l'invention, on bénéficie d'un galet tendeur ou enrouleur performant, supportant les températures élevées de l'élément qui le porte et à longue durée de vie malgré de sévères conditions de température. La présente invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un dispositif de galet tendeur ou enrouleur muni d'une vis ; - la figure 2 est une vue en perspective de la poulie ; et - la figure 3 est une vue en perspective du capot. Comme on peut le voir sur la figure 1, le galet tendeur ou enrouleur 1 comprend une poulie 2 et un palier à roulement 3 disposé dans l'alésage de la poulie 2. Le galet 1 peut également comprendre une vis 4 passant dans l'alésage du roulement 3. Le galet 1 peut comprendre un capot radiateur 5. La poulie 2 comprend une partie périphérique annulaire 6 offrant une surface extérieure 6a destinée à coopérer avec une courroie non représentée, un alésage 6b et deux surfaces radiales latérales 6c et 6d. La poulie 2 comprend une partie centrale annulaire 7 coaxiale avec la partie périphérique 2 et comprenant une surface extérieure 7a, un alésage 7b muni de nervures annulaires 8, et deux surfaces radiales latérales 7c et 7d. Les surfaces radiales latérales 6d et 7d peuvent être coplanaires. La surface radiale 7c peut être en retrait par rapport à la surface radiale 6c. Le roulement 3 comprend une bague intérieure 9, une bague extérieure 10, au moins une rangée d'éléments roulants 11, une cage 12 de maintien de l'espacement circonférentiel régulier des éléments roulants 11 et deux joints d'étanchéité 13 et 14. La bague intérieure 9 comprend une surface extérieure 9a de révolution, un alésage 9b en contact avec la vis 4 et deux surfaces radiales latérales 9c et 9d. Un chemin de roulement 9e de forme toroïdale est ménagé par usinage à partir de la surface extérieure 9a. La surface extérieure 9a est en contact frottant avec les joints d'étanchéité 13 et 14. La bague extérieure 10 comprend une surface extérieure 10a, un alésage lOb et deux surfaces radiales frontales 10c et 10d respectivement alignées avec les surfaces radiales 9c et 9d. Les surfaces radiales 9c et 9d peuvent être en retrait par rapport aux surfaces radiales 6c et 6d de la partie centrale 6. Un chemin de roulement 10e est ménagé par usinage à partir de l'alésage 10b. Le chemin de roulement 10e présente une forme toroïdale. Les éléments roulants 11, par exemple des billes, sont disposés entre les chemins de roulement 9e et 10e des bagues intérieure 9 et extérieure 10. Des rainures annulaires 10f sont ménagées à partir de la surface extérieure 10a de la bague extérieure 10 en complémentarité de forme avec les nervures 8 en saillie par rapport à l'alésage 7b de la partie centrale 7 de la poulie 2. En d'autres termes, la surface intérieure 7b de la poulie 2 et la surface extérieure 10a du roulement 3 sont en concordance de forme. La poulie 3 peut être surmoulée sur la bague extérieure 10. I1 en résulte une excellente cohésion entre ces deux pièces, en particulier au niveau des rainures annulaires 10f de la bague extérieure 10 dans lesquelles pénètre la matière plastique en fusion pour former les nervures annulaires 8 de la poulie par complémentarité de forme. Les joints d'étanchéité 13 et 14 sont montés à force dans des rainures ménagées à partir de l'alésage lOb et à proximité des surfaces radiales 10c et 10d de la bague extérieure 10. Les bagues intérieure 9 et extérieure 10 sont à gorge profonde dans le mode de réalisation représenté. Des bagues en tôle présentant une épaisseur sensiblement constante peuvent également être utilisées. La poulie 2 comprend également une partie de liaison 15 disposée entre la partie périphérique 6 et la partie centrale 7. La partie de liaison 15 peut être très légèrement en retrait par rapport aux surfaces radiales 7c et 7d de la partie centrale 7. La partie périphérique 6, la partie centrale 7 et la partie de liaison 15 peuvent être monoblocs, par exemple venues de moulage. La poulie 2 peut être réalisée en résine, par exemple en polyamide, en résine phénolique ou encore en polyuréthane. La partie de liaison 15 peut s'étendre sur une distance radiale de l'ordre de 30 à 70 % de la distance radiale entre l'alésage de la poulie formé par la surface 7b et la surface extérieure de la poulie formée par la surface 6a. Dans le mode de réalisation représenté, la partie de liaison 15 comprend une pluralité de bras 16 distants les uns des autres, s'étendant selon une direction générale radiale entre l'alésage 6b de la partie périphérique 6 et la surface extérieure 7a de la partie centrale 7 tout en étant inclinés par rapport à un plan contenant l'axe de rotation 17 du galet 1. Les bras 16 forment des aubes assurant une fonction de ventilateur lors de la rotation de la poulie 2. L'angle d'inclinaison des bras 16 par rapport à un plan passant par l'axe 17 peut être compris entre 30 et 60 , préférablement entre 40 et 50 . Dans le mode de réalisation représenté, les bras 16 se présentent sous la forme générale de parallélépipèdes, notamment de parallélépipèdes rectangles très légèrement déformés pour correspondre à la surface extérieure 7a et à l'alésage 6b. Dans un autre mode de réalisation, les bras 16 présentent une forme de portion d'hélice avec une inclinaison constante par rapport à l'axe 17. Les bras 16 peuvent être d'épaisseur continûment variable. Les bras 16 assurent une double fonction de transmission d'efforts entre la partie périphérique 6 et la partie centrale 7 et de mise en mouvement de l'air entre la partie périphérique 6 et la partie centrale 7. Les bras 16 peuvent occuper une fraction du volume disponible entre la partie périphérique 6 et la partie centrale 7, comprise entre 10 et 20 %. La vis 4 peut comprendre une tête 4a et une tige munie d'une portion lisse 4b à proximité de la tête 4a et d'une portion filetée 4c à l'opposé de la tête 4a. La portion filetée 4c peut être insérée dans un trou taraudé ménagé dans une pièce destinée à supporter le galet 1. Dans le cas où le galet 1 est monté sur un moteur thermique, lorsque le moteur thermique est à l'arrêt, le galet est également à l'arrêt. Lors du fonctionnement du moteur thermique, le galet 1 est entraîné par la courroie qui peut être en contact avec la surface extérieure 6a de la partie périphérique 6 de la poulie 2 en rotation à une vitesse qui peut atteindre plusieurs milliers de tours/minute. Le moteur thermique produit alors de la chaleur qui peut être transmise à la vis 4 servant à la fixation sur ledit moteur thermique puis par conduction au roulement 3. Le roulement 3 peut également être échauffé par rayonnement provenant du moteur thermique. La rotation de la poulie 2 et plus particulièrement des bras 16 formant aubes, assure une circulation axiale d'air dans les canaux formés radialement entre la partie périphérique 6 et la partie centrale 7 et circonférentiellement entre les bras inclinés 16. La circulation de l'air assure un refroidissement de la partie centrale 7 et donc de la bague extérieure 10 du roulement 3 et par conséquent du lubrifiant, par exemple de la graisse, qui est en général disposé dans la chambre de roulement entre les bagues intérieure 9 et extérieure 10, à proximité des éléments roulants 11. La poulie 2 assure une double fonction de poulie et de ventilateur. Dans une variante, l'air peut circuler dans la partie de liaison de la poulie selon un trajet axial, puis radial vers l'extérieur, puis axial. La partie de liaison peut comprendre des aubes radiales et un anneau radial entre la partie centrale et la partie périphérique, l'anneau radial étant percé par des ouvertures. Les ouvertures peuvent être proches de la partie centrale et en amont des aubes dans le sens d'écoulement de l'air ou proches de la partie périphérique et en aval des aubes dans le sens d'écoulement de l'air. Dans une autre variante, l'air peut circuler dans la poulie selon un trajet axial affleurant la bague extérieure, par exemple dans une rainure puis oblique débouchant sur la surface extérieure 7a au pied des aubes. Une circulation d'air au contact du roulement est assurée. Les aubes peuvent être radiales ou en hélice. La partie de liaison peut comprendre un anneau radial entre la partie centrale et la partie périphérique, l'anneau radial étant continu ou percé par des ouvertures. Avantageusement, le galet 1 comprend le capot radiateur 5. Le capot radiateur 5 peut être réalisé en tôle métallique, de préférence à base d'un métal à forte conduction thermique, par exemple à base d'aluminium, de magnésium et/ou de cuivre. Le cuivre présente l'avantage d'une excellente conductivité thermique. L'aluminium et le magnésium présentent l'avantage d'une faible masse. Le capot 5 se présente sous la forme d'une coupelle de forme générale annulaire. Le capot 5 peut comprendre une portion radiale de petit diamètre 5a en forme de disque, munie d'un trou central 18. La portion radiale 5a est pincée axialement entre la surface radiale 9c de la bague intérieure 9 et la tête 4a de la vis 4. Le capot 5 comprend également une portion axiale 5b prolongeant la portion radiale 5a à l'opposé du roulement 3 et entourant au moins en partie la surface extérieure de la tête 4a de la vis 4. Le capot 5 comprend une portion radiale 5c de grand diamètre dans laquelle sont ménagées une pluralité de fenêtres 19, par exemple de forme générale trapézoïdale à bords arrondis. Les fenêtres 19 peuvent être circonférentiellement régulièrement espacées et laisser subsister entre elles des rayons 20. Les fenêtres 19 sont disposées radialement sensiblement au niveau de la partie de liaison 15. Dans le mode de réalisation représenté, les fenêtres 19 s'étendent radialement jusqu'au niveau de la partie centrale 7 de la poulie 2. Le capot radiateur 5 comprend un rebord de grand diamètre 5d et qui peut être annulaire et dirigé axialement vers la surface radiale 6c de la partie périphérique 6 de la poulie 2. Lorsque la tige de la vis 4 amène de la chaleur à proximité du roulement 3, une partie importante de la chaleur peut être transférée au capot 5 par l'intermédiaire de la partie radiale 5a de petit diamètre dont le serrage entre la vis 4 et la bague intérieure 9 du roulement 3 assure un transfert thermique de bon niveau par conduction. Le capot 5 est refroidi par la circulation de l'air brassé par les bras 16 de la partie de liaison 15 de la poulie 2 puis passant par les fenêtres 19 et par l'espace subsistant entre le rebord d'extrémité 5d du capot 5 et la surface radiale latérale 6c de la partie périphérique 6 de la poulie 2. Le capot 5 permet donc une réduction importante de la température à proximité de la bague intérieure 9 du roulement 3 et de la tête 4a de la vis 4. Le refroidissement de la tête 4a de la vis 4 n'est pas un but en soi mais permet néanmoins au flux de chaleur provenant de la portion filetée 4c de se diriger préférentiellement vers la tête 4a et non plus vers la bague intérieure 9. Le capot 5 assure donc un double effet de refroidissement du roulement 3 et plus particulièrement de la bague intérieure 9 par contact direct entre la bague intérieure 9 et le capot 5 d'une part, et d'autre part, par refroidissement de la tête 4a de la vis 4 qui provoque une réduction de la chaleur transmise de la vis 4 à la bague intérieure 9 par l'intermédiaire de l'alésage 9b de la bague intérieure 9 en contact avec la surface extérieure de la portion lisse 4b de la vis 4. On parvient ainsi à réduire significativement la température subie par le lubrifiant, par exemple la graisse, des éléments roulants 11 du roulement 3. On peut éviter ainsi que la température de la graisse n'atteigne la température critique à partir de laquelle la graisse commence à se dégrader et à perdre ses propriétés lubrifiantes, ce qui conduit à terme à une défaillance du roulement. Par ailleurs, le capot qui forme une zone privilégiée d'évacuation de la chaleur de la vis 4 et de la bague intérieure 9 permet de dissiper l'énergie thermique par convexion due au flux d'air axial forcé de l'air à travers les fenêtres 19 du capot 5 et également par rayonnement. Par rapport à un galet non ventilé, le galet tendeur ou enrouleur offre une réduction importante de la température de fonctionnement, et ce au moyen de pièces de forme simple, notamment d'une poulie venue de moulage. Pour faciliter le démoulage, on peut prévoir un espace angulaire entre les bras 16 de la partie de liaison 15. Si l'on souhaite une évacuation de la chaleur encore améliorée, on peut prévoir d'y associer le capot radiateur 5 qui est une pièce de forme simple qui peut être produite en grande série avec des coûts de fabrication relativement faibles. On bénéficie alors d'une excellente évacuation de la chaleur. REVENDICATIONS 1. Dispositif de galet (1) tendeur ou enrouleur du type comprenant une poulie (2) montée à rotation sur un axe non tournant au moyen d'un roulement (3), caractérisé par le fait que la poulie (2) comprend une partie périphérique (6) annulaire, une partie centrale (7) annulaire coaxiale avec la partie périphérique, et une partie de liaison (15) entre la partie centrale (7) et la partie périphérique (6), la partie de liaison (15) comprenant des bras (16) en forme d'aubes distantes les unes des autres et orientées par rapport à l'axe de rotation de la poulie (2) de manière à provoquer une circulation axiale forcée de l'air à travers la poulie (2) lors de la rotation. 2. Dispositif selon la revendication 1, comprenant un capot radiateur (5) pourvu d'une pluralité d'ouvertures (19) laissant passer l'air axialement à travers le capot (5). 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel le capot (5) est disposé contre le roulement (3). 4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel, le roulement (3) comprenant une bague extérieure (10) et une bague intérieure (9), le dispositif comprenant une vis de fixation (4) pourvue d'une tête (4a), le capot (5) est disposé entre la tête (4a) de la vis (4) et la bague intérieure (9). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel les ouvertures (19) du capot (5) sont ménagées dans une portion radiale (5c) dudit capot (5). 6. Dispositif selon le quelconque des revendications 2 à 5, dans lequel le capot (5) est réalisé en tôle métallique. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les aubes sont situées dans des plans inclinés par rapport à un plan contenant l'axe de rotation. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la partie périphérique (6), la partie centrale (7) et la partie de liaison (15) sont monoblocs. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la partie périphérique (6) présente un alésage (6b) de diamètre supérieur au diamètre de la surface extérieure (7a) de la partie centrale (7). 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel des canaux inclinés par rapport à l'axe de rotation de la poulie sont ménagés entre les aubes.