Brevet FR2910578A1 — publié le 20080627

DISPOSITIF DE TENSION AUTOMATIQUE D'UNE COURROIE COMPORTANT UN MOYEN DE BLOCAGE ET DE DEBLOCAGE D'UN BRAS TENDEUR L'invention concerne le domaine des groupes motopropulseur comportant des dispositifs de tension automatique d'une courroie. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif de tension automatique d'une courroie comportant un moyen de blocage et de déblocage d'un bras tendeur par rapport à un élément solidaire du moteur, permettant d'interdire des battements de brin existant notamment au démarrage d'un véhicule automobile. On peut utiliser un dispositif de tension automatique d'une courroie par exemple pour mettre en rotation des accessoires d'un groupe motopropulseur. Un tel dispositif de tension automatique comporte de manière classique un bras tendeur, qui est monté pivotant autour d'un axe fixe, un galet enrouleur monté libre en rotation à une extrémité du bras tendeur, et un élément élastique de rappel, tel qu'un ressort de traction ou de compression qui sollicite en permanence le bras tendeur. Le bras tendeur vient en appui contre une portion en vis-à-vis de la courroie afin d'assurer la mise sous tension du brin de la courroie qui s'étend entre deux poulies, par exemple la poulie d'alternateur et la poulie de vilebrequin du groupe motopropulseur. Lors de la phase de démarrage, la jante de poulie de vilebrequin tente de transmettre les fortes décélérations du vilebrequin à l'alternateur. Toutefois l'inertie de ce dernier s'y oppose. La tension chute dans le brin alternateurûvilebrequin et augmente dans le brin vilebrequinûalternateur. Cette augmentation de tension provoque une remontée du tendeur c'est-à-dire du bras tendeur et du galet enrouleur, et donc une diminution de la longueur du parcours entre le vilebrequin et l'alternateur. La courroie est alors plus longue que le parcours, ce qui explique l'existence de battements de brins. Le document EP1712809 propose de monter la poulie d'alternateur sur une roue libre, ce qui permet au rotor de l'alternateur de tourner librement sans entraîner ni détendre la courroie lors de phases de décélération du moteur. De plus, de par les risques de fiabilité associés, l'utilisation d'une roue libre nécessite un 2910578 2 dimensionnement rigoureux causé par de fortes sollicitations, et peut augmenter les risques de nuisance sonores pour les moteurs essence par exemple. Un but de l'invention est donc de proposer un dispositif de tension automatique d'une courroie amélioré qui permet d'interdire les mouvements du tendeur notamment 5 pendant la phase de démarrage. Dans ce but, l'invention a pour objet un dispositif de tension automatique d'une courroie d'un moteur d'un véhicule automobile comportant un bras tendeur monté pivotant autour d'un axe fixe par rapport à un élément solidaire du moteur, un galet enrouleur monté libre en rotation autour d'un axe à une extrémité du bras tendeur, un 10 élément élastique de rappel qui sollicite le bras tendeur en pivotement autour de son axe, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de blocage et de déblocage du mouvement du bras tendeur par rapport à l'élément solidaire du moteur en fonction du régime de fonctionnement du moteur. Un tel dispositif de tension automatique permet de conserver une longueur de 15 parcours égale à la longueur de courroie, ce qui permet de réduire les battements de brin lors du démarrage du moteur ou encore lors de phase de fonctionnement du moteur à bas régime et forte charge, ou lors de fortes décélérations brutales du moteur. Le dispositif de tension automatique selon l'invention permet avantageusement 20 d'éviter le saut de courroie au démarrage, et permet d'éviter l'utilisation de composants supplémentaires sur la face accessoire tels qu'une roue libre par exemple. Selon d'autres caractéristiques : le moyen de blocage et de déblocage peut comporter une came, un élément élastique de rappel, des roulements, une bague, un plateau, au 25 moins un levier, au moins une masse, dans un mode bloqué, lorsque la force de rappel de l'élément élastique de rappel est sensiblement supérieure à la force centrifuge engendré par la rotation du galet enrouleur, la came peut bloquer le bras tendeur avec l'élément solidaire du moteur et en ce que, dans un mode débloqué, 30 lorsque la force de rappel de l'élément élastique de rappel est sensiblement inférieure à la force centrifuge du galet enrouleur, la came peut libérer le bras tendeur de l'élément solidaire du moteur, 2910578 3 le plateau peut maintient une partie inférieure de l'élément élastique de rappel et un premier roulement, ledit plateau liant l'élément de rappel, le premier roulement, et la came, la came peut être à la fois solidaire du ressort de compression, et à la fois 5 mobile par rapport à celui-ci, la came ayant un mouvement de translation et un mouvement de rotation autour de l'axe de rotation du galet enrouleur, la masse est adaptée à coulisser sensiblement selon l'axe transversal Y dans le galet enrouleur, reliée par son extrémité extérieure à une extrémité supérieure de la came par l'intermédiaire dudit levier, 10 en mode débloqué, la force centrifuge engendrée par le galet enrouleur peut écarter la masse qui s'insère dans le galet enrouleur, ladite masse tirant sur le levier, ledit levier tirant sur la came, en mode bloqué, l'élément élastique de rappel peut avoir un seul mouvement de translation, destiné à repousser la came vers l'élément 15 solidaire du moteur, la force centrifuge étant sensiblement nulle ou sensiblement inférieure à la force de rappel dudit élément élastique de rappel, le moyen de blocage et de déblocage peut bloquer le mouvement du bras tendeur par rapport à l'élément solidaire du moteur lors de la phase de 20 démarrage, d'arrêt ou de calage d'un véhicule automobile. L'invention concerne également l'utilisation de la force centrifuge engendré par le mouvement de rotation d'un galet enrouleur et de la force de rappel d'un élément élastique de rappel pour bloquer ou débloquer le pivotement d'un bras tendeur par rapport à un élément solidaire du moteur d'un tel dispositif de tension automatique. 25 L'invention sera mieux comprise par la description ci-après de modes de réalisation donnés à titre d'exemple en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 représente une vue en coupe d'un dispositif de tension automatique d'une courroie d'un moteur d'un véhicule automobile en mode débloqué, 30 - la figure 2 représente une vue en coupe du dispositif de tension automatique de la figure 1 en mode bloqué. Sur les figures 1 et 2, on a représenté un dispositif de tension automatique d'une courroie 13 d'un moteur d'automobile. Ce dispositif de tension automatique, ou galet 2910578 4 tendeur automatique, comporte un élément 1, tel qu'une platine 1 ou support 1, solidaire du moteur (non représenté), un bras tendeur 2 et un galet enrouleur 7. La platine 1 est fixe par rapport au moteur et sert de support au bras tendeur 2. Le bras tendeur 2 comporte une première extrémité 101 articulée autour d'un axe 5 Z1 vertical par rapport au support fixe 1. Le bras tendeur 2 peut ainsi pivoter autour de cet axe Z1 et est soumis à un couple de rappel par un élément élastique de rappel 21, tel qu'un ressort de compression ou de traction 21. Le ressort 21 sollicite ainsi en permanence le bras tendeur 2. Une deuxième extrémité 102 du bras tendeur 2, opposée à la première extrémité 10 101, comporte une extrémité supérieure 104 et une extrémité inférieure 103 et porte à rotation un galet enrouleur 7. Le galet enrouleur 7 est monté fou en rotation autour d'un axe vertical Z2, parallèle à l'axe vertical Z1 de pivotement du bras tendeur 2 tant que le moteur n'est pas à l'arrêt. Le galet enrouleur 7 est en appui contre une portion en vis-à-vis de la courroie 15 13 afin d'assurer la mise sous tension du brin de la courroie 13 qui s'étend entre deux poulies non représentées, telles que la poulie d'alternateur et la poulie de vilebrequin du groupe motopropulseur. Des roulements 9, disposés entre la portion du galet enrouleur 7 en vis-à-vis avec la courroie 13 et le bras tendeur 2, assurent la libre rotation du galet enrouleur 7. L'effort de plaquage du bras tendeur 2 sur la courroie 13 20 est dû au montage du ressort 21 entre la 1 et le bras tendeur 2. Le dispositif de tension automatique de la courroie 13 comporte un moyen de blocage et de déblocage 3,4a,4b,4c,5,6,8,10,11,12 du bras tendeur 2 qui permet de bloquer ou de débloquer le mouvement du bras tendeur 2 par rapport à celui de la platine 1 en fonction de la vitesse de rotation du moteur. 25 Tel que représenté sur la figure 1, le moyen de blocage et de déblocage 3,4a,4b,4c,5,6,8,10,11,12 du bras tendeur 2 est en mode débloqué et permet au bras tendeur 2 de pivoter normalement autour de l'axe de pivotement Z1. Le dispositif de tension automatique de la courroie 13 se comporte comme un dispositif de tension automatique de courroie classique. 30 Tel que représenté sur la figure 2, le moyen de blocage et de déblocage 3,4a,4b,4c,5,6,8,10,11,12 du bras tendeur 2 est en mode bloqué, de préférence lors de la phase de démarrage du moteur. Il permet de bloquer le mouvement de pivotement du bras tendeur 2 par rapport à l'axe Z1. Le bras tendeur 2 est donc fixe par rapport à 2910578 5 la platine 1. Le moyen de blocage et de déblocage 3,4a,4b,4c,5,6,8,10,11,12 du bras tendeur 2 peut également fonctionner en mode bloqué par exemple lors de phase de fonctionnement du moteur à bas régime et forte charge. Le moyen de blocage et de déblocage 3,4a,4b,4c,5,6,8,10,11,12 du bras tendeur 2 5 comporte une came 3 qui assure le blocage et le déblocage mécanique entre le support 1 et le bras tendeur 2 selon les vitesses de rotation du moteur. De même que le galet enrouleur 7, dont la libre rotation est assurée par des roulements 9 disposés entre le galet enrouleur et la courroie 13, la came 3 a un mouvement de rotation autour de l'axe vertical Z2 tant que le moteur n'est pas à l'arrêt, et a un mouvement de 10 translation d'axe Z2 permettant de passer d'un mode bloqué à un mode débloqué et inversement. La came 3 comporte une extrémité supérieure 32 et une extrémité inférieure 31 et est montée coulissante dans le bras tendeur 2. Elle a un mouvement de translation d'axe vertical Z2, étant apte à monter ou descendre dans un alésage 100 ménagé 15 depuis l'extrémité supérieure 104 à l'extrémité inférieure 103 de la deuxième extrémité 102 du bras tendeur 2. Pour permettre le coulissement de la came 3 dans le bras tendeur 2 et ainsi bloquer ou débloquer le bras tendeur 2 de la platine 1 en fonction du régime de rotation du moteur, le moyen de blocage et de déblocage 3,4a,4b,4c,5,6,8,10,11,12 20 comporte également des roulements 4a,4b,4c,11, une bague 10, des leviers 5, deux masses ou pistons 6, un élément élastique de rappel 8, un plateau 12. Le nombre de masses est donné à titre d'exemple, il sera compris que le moyen de blocage et de déblocage 3,4a,4b,4c,5,6,8,10,11,12 peut comporter une, deux, trois masses ou plus . Les deux masses 6 ou pistions 6 en vis-à-vis de part et d'autre de l'axe de rotation 25 Z2 sont adaptées à coulisser selon l'axe transversal Y dans deux alésages 70 associés respectivement à chacune des masses 6, et ménagés sensiblement selon l'axe transversal Y dans le galet enrouleur 7. Les alésages 70 sont de moyens permettant de laisser l'air sortir et amortir ainsi le mouvement des masses 6. Les masses 6 comportent chacune une extrémité intérieure 61 et une extrémité 30 extérieure 62. Les extrémités extérieures 61 de chacune des masses 6 sont reliées à l'extrémité supérieure 31 de la came 3 par l'intermédiaire de deux leviers 5. L'ensemble constitué par les masses 6, les leviers 5 et la came 3 a un mouvement de rotation par rapport à l'axe Z2 tant que le moteur n'est pas arrêté. 2910578 6 La rotation du galet enrouleur 7 entraîné par la courroie 13 engendre une force centrifuge. Cette force centrifuge écarte les deux pistons ou masses 6 qui s'insèrent alors dans les alésages 70 associés. Les masses 6 tirent alors les leviers 5 qui tirent sur la came 3. Ainsi la came 3 n'est pas insérée dans un alésage 15 de blocage de la 5 platine 1. L'alésage 15 ménagé dans la platine 1 s'étend sensiblement selon l'axe vertical Z2, et prolonge l'extrémité inférieure de l'alésage 100 ménagé dans le bras tendeur 2, dans la platine 1. La force centrifuge permet de maintenir la came 3 en rotation à l'intérieur du bras tendeur 2. Un élément élastique de rappel 8 tel qu'un ressort de compression 8 est utilisé 10 pour permettre à la came 3 de coulisser dans la platine 1 et bloquer ainsi le mouvement du bras tendeur 2. Le ressort 8 comporte une partie supérieure 82 et une partie inférieure 81, et est destiné à repousser la came 3 sans tourner et n'a qu'un mouvement de translation. On utilise la force de rappel de ce ressort 8 pour bloquer le pivotement du bras tendeur 2. Lorsque la force de rappel du ressort 8 est sensiblement 15 supérieure à la force centrifuge engendrée par le galet enrouleur 7, la came 3 est destinée à descendre vers la platine 1 selon l'axe Z2, et son extrémité inférieure 31 s'insère dans l'alésage 15 de la platine 1. L'alésage 100 comporte un premier lamage 106 permettant de recevoir un élément 14 sensiblement de forme cylindrique formant une butée 14, et un deuxième lamage 20 105 adapté à recevoir le ressort 8. Une extrémité supérieure 140 de la butée 14 prolonge en continu la partie supérieure du bras tendeur 2. Le deuxième lamage 105 est disposé sur le premier lamage 106 dans l'extrémité supérieure 104 du bras tendeur 2 de façon à ce que la partie supérieure 82 du ressort de compression 8 puisse être arrêtée par la butée 14, et la partie inférieure 81 puisse être arrêtée par une extrémité 25 inférieure du lamage 105. Le ressort de compression 8 permet de repousser la came vers le bas et permet de lutter contre la force centrifuge. Un plateau 12, tel qu'une rondelle usinée maintient la partie inférieure 81 du ressort 8 et un premier roulement 4a. Le plateau 12 fait la liaison entre le ressort 8, le premier roulement 4a, et la came 3. Il permet au ressort de compression 8 d'avoir 30 uniquement un mouvement de translation. Le premier roulement 4a, par exemple un roulement à bille oblique, permet à la came 3 de ne pas être directement en contact avec le ressort 8 afin que celui-ci puisse seulement coulisser dans l'alésage sans tourner. Le premier roulement 4a sert à 2910578 7 pousser la came 3 sans faire tourner le ressort, et permet le rappel entre le plateau 12 et la came 3. Ainsi, la came 3 est à la fois solidaire du ressort de compression 8, et à la fois mobile par rapport à celui-ci pour pouvoir avoir un mouvement de translation tout en 5 continuant à tourner autour de l'axe de rotation Z2. Elle peut être poussée vers le bas par le ressort de compression 8 et vers le haut par la traction du levier 5. Le ressort 8, dont le seul mouvement est un mouvement de translation, repousse la came 3 vers le bas quand il n'y a plus de force centrifuge ou lorsque la force centrifuge est sensiblement inférieure à sa force de rappel. 10 Selon le tarage du ressort 8 et la longueur de la came 3, il est possible de définir un régime de rotation critique, dont les vitesses du moteur sont sensiblement inférieures aux vitesses de rotation du moteur en régime de ralenti, pour lequel le bras tendeur 2 sera libéré de la platine 1. Un deuxième et troisième roulements 4b,4c, par exemple des roulements à bille, 15 de préférence disposés sous le deuxième lamage 105 à proximité de la came 3 et au niveau de l'extrémité inférieure 103, disposés autour de l'alésage 100, permettent de limiter les frottements qui peuvent exister entre la came 3 et le bras tendeur 2. Cette disposition avantageuse permet à la came 3 d'avoir un mouvement rectiligne, sans oscillations, diminuant ainsi des risques de basculement possible. 20 Ainsi, lors du mode bloqué, c'est-à-dire lorsque le régime du moteur est inférieur à un régime de rotation critique, l'extrémité inférieure 31 de la came 3 est insérée dans un alésage 15 ménagé dans la platine 1 pour bloquer le mouvement du bras tendeur 2 par rapport à la platine 1. Un roulement 11, inséré dans une bague 10 permettant le contact de la came 3 avec la platine 1, et limite alors les frottements qui peuvent 25 exister au moment du blocage. Les roulements 11 sont de préférence à double rangée de billes pour pouvoir supporter les efforts qui existent dans l'espace restreint existant entre la bague 10, qui peut tourner, et la came 3. Le roulement 11 peut être identique aux roulements 4a,4b,4c sans bague. La bague 10 peut ne pas être liée à la platine 1 si celle-ci est moins longue par exemple que le bras tendeur. La bague 10 peut alors 30 être logée dans un carter ou un support moteur. Ainsi, en fonction du régime moteur, et donc de la vitesse de rotation de la courroie 13, lorsque la force centrifuge engendrée par le galet enrouleur 7 est sensiblement supérieure à la force de rappel du ressort de compression 8, la came 3, en rotation par 2910578 8 rapport à l'axe vertical Z2, est attirée vers le haut par les masses 6, et le bras tendeur 2 peut pivoter autour de l'axe vertical Z1. Lorsque le moteur est arrêté, le bras tendeur 2 et le galet enrouleur 7 sont fixes. Il n'y a pas de force centrifuge et le ressort de compression 8 plaque la came 3 dans la 5 platine 1. Le bras tendeur 2 est solidaire de la platine 1 Lors du démarrage du moteur, le galet enrouleur 7 est entraîné par la courroie 13. Tant que le régime de ralenti n'est pas atteint, la force de rappel du ressort 8 est sensiblement supérieure à la force centrifuge engendrée par la rotation du galet enrouleur 7. Le bras tendeur 2 est toujours solidaire de la platine 1. Dès que le régime 10 de ralenti est atteint, la force centrifuge du galet enrouleur 7 étant sensiblement supérieure à la force de rappel du ressort 8, les deux masses 6 s'écartent et rentrent dans les alésages 70 ménagés dans le galet enrouleur. Le déplacement des masses 6 provoque le déplacement des leviers 5 et donc le déplacement de la came 3 qui remonte verticalement selon l'axe Z2, le long de l'alésage 15 ménagé dans la platine 1 15 et de l'alésage 100 ménagé dans le bras tendeur 2. Le bras tendeur 2 est alors libéré de la platine 1 lorsque le régime de ralenti est atteint. Une fois que le moteur est démarré, le dispositif de tension automatique de la courroie fonctionne comme un galet de tension automatique classique. Enfin lors de l'arrêt du moteur, la force centrifuge est insuffisante pour maintenir les 20 masses 6 écartées et la came 3 rentre à nouveau dans la platine 1. Un tel dispositif de tension automatique permet de conserver une longueur de parcours de la courroie constante et donc de réduire les battements de brin notamment lors du démarrage du moteur. Le dispositif de tension automatique selon l'invention permet d'éviter le saut de 25 courroie au démarrage, à l'arrêt et au calage et permet d'éviter l'utilisation de composants supplémentaires sur la face accessoire tels qu'une roue libre par exemple. Ce dispositif de tension automatique permet également de bloquer le mouvement du bras tendeur 2 par rapport à la platine 1 lors de phase de fonctionnement du moteur 30 à bas régime et forte charge. La force centrifuge étant de nouveau inférieure à la force de rappel du ressort 8. REVENDICATIONS1. 10 2. 15 3. 20 25 Dispositif de tension automatique d'une courroie d'un moteur d'un véhicule automobile comportant un bras tendeur (2) monté pivotant autour d'un axe fixe (Z1) par rapport à un élément solidaire du moteur (1), un galet enrouleur (7) monté libre en rotation autour d'un axe (Z2) à une extrémité du bras tendeur (2), un élément élastique de rappel (21) qui sollicite le bras tendeur (2) en pivotement autour de son axe (Z1), caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de blocage et de déblocage (3,4a,4b,4c,5,6,8,10,11,12) du mouvement du bras tendeur (2) par rapport à l'élément solidaire du moteur (1) en fonction du régime de fonctionnement du moteur. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen de blocage et de déblocage (3,4a,4b,4c,5,6,8,10,11,12) comporte une came (3), un élément élastique de rappel (8), des roulements (4,11), une bague (10), un plateau (12), au moins un levier (5), au moins une masse (6). Dispositif selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que dans un mode bloqué, lorsque la force de rappel de l'élément élastique de rappel (8) est sensiblement supérieure à la force centrifuge engendré par la rotation du galet enrouleur (7), la came (3) bloque le bras tendeur (2) avec l'élément solidaire du moteur (1) et en ce que, dans un mode débloqué, lorsque la force de rappel de l'élément élastique de rappel (8) est sensiblement inférieure à la force centrifuge du galet enrouleur (7), la came (3) libère le bras tendeur (2) de l'élément solidaire du moteur (1). 4. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que le plateau (12) maintient une partie inférieure (81) de l'élément élastique de rappel (8) et un premier roulement (4a), ledit plateau (12) liant l'élément de rappel (8), le premier 30 roulement (4a), et la came (3). 5. Dispositif selon l'une des revendications 3 ou 4 caractérisé en ce que la came (3) est à la fois solidaire du ressort de compression (8), et à la fois mobile par 6. 5 7. 8. 20 9. 25 10. 30 2910578 10 rapport à celui-ci (8), la came (3) ayant un mouvement de translation et un mouvement de rotation autour de l'axe de rotation (Z2) du galet enrouleur (7). Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que la masse (6) est adaptée à coulisser sensiblement selon l'axe transversal Y dans le galet enrouleur (7), reliée par son extrémité extérieure (61) à une extrémité supérieure (31) de la came (3) par l'intermédiaire dudit levier (5). Dispositif selon l'une des revendications 3 ou 6 caractérisé en ce que, en mode débloqué, la force centrifuge engendrée par le galet enrouleur (7) écarte la masse (6) qui s'insère dans le galet enrouleur (7), ladite masse (6) tirant sur le levier (5), ledit levier tirant sur la came (3). Dispositif selon l'une revendications 3 à 7 caractérisé en ce que, en mode bloqué, l'élément élastique de rappel (8) a un seul mouvement de translation, destiné à repousser la came (3) vers l'élément solidaire du moteur (1), la force centrifuge étant sensiblement nulle ou sensiblement inférieure à la force de rappel dudit élément élastique de rappel (8). Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le moyen de blocage et de déblocage bloque le mouvement du bras tendeur (2) par rapport à l'élément solidaire du moteur (0) lors de la phase de démarrage, d'arrêt ou de calage d'un véhicule automobile. Utilisation de la force centrifuge engendré par le mouvement de rotation d'un galet enrouleur (7) et de la force de rappel d'un élément élastique de rappel (8) pour bloquer ou débloquer le pivotement d'un bras tendeur (2) par rapport à un élément solidaire du moteur (1) d'un dispositif de tension automatique selon les revendications 1 à 9.