Brevet FR3036151A1 — publié le 20161118

Dispositif de poulie pour chaîne ou courroie et véhicule automobile équipé d'un tel dispositif L'invention a trait à un dispositif de poulie tel qu'utilisé, en particulier, dans les véhicules automobiles. Un tel dispositif peut concerner des galets tendeurs pour tendre une chaîne ou une courroie de transmission de mouvement, des galets accessoires, des enrouleurs, des poulies folles et tout autre moyen de support et de transmission de rotation. Dans ce type de dispositif, il est connu, par exemple de FR-A-2 706 726 d'utiliser deux rangées de billes qui coopèrent avec deux bagues réalisées dans des plaques de métal pour supporter une poulie. Il est également connu de FR-A-2 970 755 et de FR-A2 971 028 d'utiliser deux rangées de billes coopérant avec des bagues à paroi mince réalisées par emboutissage de tôle, au sein d'un dispositif de galet tendeur de courroie ou d'un dispositif à poulie folle. Avec ce type de matériels, et afin d'éviter une usure prématurée des éléments roulants, il est nécessaire d'appairer les billes et les bagues ou d'utiliser les bagues rigides, c'est-à-dire massives et, par voie de conséquence, relativement onéreuses. C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en proposant un nouveau dispositif de poulie de fabrication économique et qui présente des propriétés mécaniques satisfaisantes, y compris dans le cas où ces bagues interne et externe sont relativement peu épaisses. A cet effet, l'invention concerne un dispositif de poulie pour chaîne ou courroie, ce dispositif comprenant deux roulements ayant chacune une bague interne, une bague externe mobile en rotation par rapport à la bague interne autour d'un axe central commun, ainsi qu'une rangée d'éléments roulants montée dans une chambre de roulement définie entre la bague interne et une bague externe. Ce dispositif comprend également une poulie solidaire en rotation avec les bagues externes des deux roulements et pourvue d'une surface radiale extérieure d'engagement avec une chaîne ou une courroie, ainsi que des moyens de charge axiale, parallèlement à l'axe central commun, des bagues externes l'une en direction de l'autre ou l'une à l'opposé de l'autre. Conformément à l'invention, les moyens de charge axiale comprennent une butée axiale ménagée sur la poulie et apte à recevoir en appui une première bague externe, parmi les bagues externes des deux roulements, et un organe élastique d'appui sur la deuxième bague en direction de la butée axiale de la poulie. 3036151 2 Grâce à l'invention, la charge axiale exercée sur les bagues externes permet de rattraper les jeux de fabrication, qui peuvent notamment découler de la faible rigidité des bagues interne et externe mais également d'autres facteurs liés aux autres composants du dispositif de poulie, notamment aux phénomènes de dilatation. 5 Au sens de la présente invention, le mot « axial » se rapporte à l'axe central commun du dispositif qui constitue un axe de rotation relative entre les bagues internes et externes. Une direction ou une force est axiale lorsqu'elle est parallèle à cet axe et radiale lorsqu'elle perpendiculaire à et séquente avec cet axe. Une surface est axiale lorsqu'elle est perpendiculaire à une direction axiale et radiale lorsqu'elle est perpendiculaire à une 10 direction radiale. Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, un tel dispositif de poulie peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises dans toute combinaison techniquement admissible : - Les roulements sont à contact oblique, avec des directions de contact 15 convergentes en se rapprochant de l'axe central commun, alors qu'un effort de charge axiale tend à rapprocher les bagues externes l'une de l'autre. - Les bagues internes et externes des roulements sont formées par des bandes de tôle embouties. - Le dispositif de poulie comprend un élément de blocage axial de l'organe 20 élastique par rapport à la poulie. - L'organe élastique d'appui est une rondelle ondulée élastiquement déformable, en appui contre une surface latérale de la deuxième bague externe, alors que l'élément de blocage axial est un circlip engagé dans une gorge radiale interne de la poulie. - Le dispositif de poulie comprend, en outre, une entretoise de transmission d'un 25 effort de charge axiale entre les bagues internes des deux roulements. - Le dispositif de poulie comprend une vis de montage sur un support, cette vis étant logée radialement à l'intérieur des bagues internes, alors que l'entretoise est prévue et configurée pour subir un effort axial de compression résultant du montage du dispositif de poulie sur le support, cet effort ayant pour effort de bloquer les bagues internes en 30 rotation par rapport à l'entretoise. - L'entretoise est pourvue d'un conduit de passage d'un câble d'alimentation d'un capteur. - Chaque bague comprend une piste de contact avec les éléments roulants et une partie annulaire plane, perpendiculaire à l'axe central commun, alors qu'un effort de charge axiale est appliqué entre les parties annulaires planes des deux bagues externes. 3036151 3 L'invention concerne également un véhicule automobile équipé d'un dispositif de poulie tel que mentionné ci-dessus et d'une chaîne ou d'une courroie en appui sur la surface radiale externe de la poulie de ce dispositif. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaitront plus 5 clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation d'un dispositif de poulie et d'un véhicule automobile conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une coupe axiale d'un dispositif de poulie conforme à l'invention, en place sur un support appartenant à un véhicule automobile conforme à l'invention, 10 - la figure 2 est une demi-coupe à plus grande échelle correspondant à la partie supérieure de la figure 1, dans laquelle seul le dispositif de poulie est représenté et la vis qu'il comprend est omise, et - la figure 3 est une vue en perspective d'une rondelle élastique utilisée dans le dispositif de poulie des figures 1 et 2. 15 Le dispositif de poulie 2 représenté aux figures 1 à 3 est une poulie folle destinée à être montée sur un bloc moteur 4, lequel est équipé d'un taraudage 6 de réception d'une vis 8 appartenant au dispositif de poulie 2. Le bloc moteur 4 appartient à un véhicule automobile qu'il représente sur la figure 1. Le dispositif de poulie 2 comprend une poulie 10 qui tourne librement autour d'un 20 axe central X2 et dont on note 12 la surface radiale externe sur laquelle vient en appui une courroie 14 représentée en traits mixtes, uniquement à la figure 1. En variante, la poulie 10 peut recevoir, sur sa surface radiale externe 14, une chaîne. La poulie 10 est supportée de façon rotative autour de l'axe X2 grâce à deux 25 roulements à bille 20A et 20B qui sont identiques. Le roulement 20A comprend une bague interne non tournante 22A, une bague externe tournante 24A et une rangée de billes 26A disposée dans une chambre de roulement 28A ménagée radialement entre les bagues 22A et 24A. Une cage 29A en matériau synthétique maintient les billes 26a en position à l'intérieur de la chambre de roulement 28A, de façon connue en soi. 30 Les bagues 22A et 22B sont normalement montées serrées dans l'alésage de la poulie 10. Ce serrage est nécessaire pour éviter aux bagues extérieures embouties 22A et 22B de tourner dans leur logement. Ce phénomène est appelé « roulage ». En général, l'ajustement de la liaison entre les pièces 10, 22A et 22B avec serrage demeure nécessaire même si les bagues 22A et 22B sont serrées latéralement. 3036151 4 Les bagues 22A et 24A sont réalisées par emboutissage de bandes de tôle dont l'épaisseur est comprise entre 0.3 et 10 mm. Dans le cas de roulements de grandes dimensions, cette épaisseur peut être égale à 50 mm, voire 100 mm. La bague 22A comprend une partie 222A qui définit une piste de roulement pour 5 les billes 26A, ainsi qu'une partie 224A qui est plane, annulaire et perpendiculaire à l'axe X2. De la même façon, la bague 24A comprend une piste de roulement 242A et une partie 244A plane, annulaire et perpendiculaire à l'axe X2. Les bagues 22A et 24A sont chacune monoblocs. Un joint d'étanchéité 27A est disposé entre les bagues 22A et 24A, du côté du roulement 20B et comprend une armature 272A et un corps en élastomère 10 274A. On note AA une droite passant par les centres des pistes de roulement 222A et 242A et par le centre des billes 26A, dans le plan de la figure 2. Cette droite AA est inclinée d'environ 45° par rapport à l'axe X2. On note P2 un plan radial à l'axe X2 et passant entre les roulements 20A et 20B. 15 La droite AA se rapproche du plan P2 en même temps qu'elle se rapproche de l'axe X2. De la même façon, le roulement 20B comprend une bague interne non tournante 22B, une bague externe tournante 24B, des billes 26B, une chambre de roulement 28B, une cage 29B et un joint 27B. Les bagues 22A et 22B se décomposent chacune en une partie 222B ou 224B formant une piste de roulement et une partie plane 224B ou 244B, 20 annulaire et perpendiculaire à l'axe X2. On définit une droite AB passant par les centres respectifs des pistes de roulement 222B et 242B et par le centre des billes 26B dans le plan de la figure 2. La droite AB est symétrique de la droite AA par rapport au plan P2. Les droites AA et AB convergent l'une vers l'autre en se rapprochant de l'axe X2. Ainsi, les deux roulements 20A et 20B sont à contact oblique et peuvent être 25 considérés comme ayant une configuration en « X » pour ce qui concerne l'orientation des surfaces de contact entre les billes 26A et 26B et les bagues adjacentes. Les roulements 20A et 20B sont du type « roulement à charge » ou « clutch bearing unit », tels qu'utilisés parfois dans les butées d'embrayage/débrayage de véhicules automobiles, connus de FR-A-2 992 383. 30 Le dispositif de poulie 2 comprend également une entretoise 30 disposée, axialement le long de l'axe X2, entre les parties 224A et 224B des bagues intérieures 22A et 22B. Cette entretoise 30 est en métal. Elle est réalisée par usinage, emboutissage, frittage, ou encore forgeage. En variante, l'entretoise 30 peut être réalisée en matériau plastique et, dans ce 35 cas, elle peut être obtenue par moulage. 3036151 5 Le dispositif 2 comprend également deux plaques 40A et 40B globalement en forme de disque et pourvues chacune d'un orifice central de passage de la vis 8. La plaque 40A est disposée du côté du roulement 20A et elle destinée à recevoir en appui la tête 82 de la vis 8. La plaque 40B est disposée du côté du roulement 20B et elle est 5 destinée à venir en appui contre un bossage 4' qui fait partie du bloc moteur 4 et au centre duquel est ménagé le taraudage 6. Les plaques 40A et 40B sont identiques et chacune pourvue d'une gorge radiale interne 42. Un joint torique 44 est disposé dans la gorge 42 de la plaque 40B et il est en appui frottant contre le filet 84 de la vis 8. La poulie 10 est pourvue du côté du roulement 20A, d'une paroi latérale et 10 annulaire 16 qui s'étend en direction de l'axe X2 et contre laquelle vient en appui la partie 244A de la bague 24A. Par ailleurs, la poulie 10 est pourvue d'une gorge périphérique interne 18 dans laquelle est logé un circlip 50. Une rondelle ondulée 60, élastiquement déformable, parfois dénommé « ressort 15 plan », est disposée, le long de l'axe X2, entre le circlip 50 et la partie 244B. La rondelle élastiquement déformable entoure la plaque 40B et la vis 8 en configuration montée du dispositif de poulie 2. Dans cette configuration, la rondelle 60 exerce sur la bague 24B, un effort élastique axial E dirigé vers la paroi 16. Cet effort E est transmis par la bague 24B aux 20 billes 26B et, compte tenu de l'orientation de la droite AB, à la bague 24A. Cet effort E est alors transmis, par la partie 224B de la bague 24B, à l'entretoise 30. L'entretoise 30 transmet cet effort E à la partie 224A de la bague 22A, laquelle le transmet aux billes 26A et, à travers elles et le long de la droite AA, à la bague 24A qui le transmet à la paroi 16. A la figure 2, les flèches E représentent l'effort élastique exercé par la rondelle ondulée 60 25 sur les deux roulements 20B et 20A, jusqu'au niveau de la paroi 16. Dans la mesure où la position axiale de la poulie 10 par rapport à la rondelle 60 est fixée par le circlip 50 reçu dans la gorge 18, la paroi 16 exerce un effort de réaction R également représenté sur cette figure, cet effort ayant une intensité égale à celle de l'effort E et une direction opposée à cet effort au niveau de l'interface entre les pièces 24A et 30. Ainsi, l'effort 30 élastique E exercé par la rondelle 60 résulte dans une charge axiale des bagues externes 24A et 24B l'une en direction de l'autre, grâce à la combinaison des efforts E et R, ce qui a pour effet de rattraper les jeux de montage et de fabrication au sein des roulements 20A et 20B et entre les pièces 10 et 30. On remarque à la figure 2 que les plaques 40A et 40B ne sont pas en contact axial 35 avec l'entretoise 30 mais qu'elles pincent les parties 224A et 224B contre le voile radial 3036151 6 externe 32 de cette entretoise. En effet, le serrage de la vis 8 dans le taraudage 6 a pour effet que la tête 82 pousse la plaque 40A vers le bossage 4' contre lequel la plaque 40B est en appui. Les plaques 40A et 40B subissent alors un effort E' de charge axiale représenté uniquement à la figure 1, cet effort ayant tendance à rapprocher les plaques 5 40A et 40B l'une contre l'autre en pinçant les parties 224A et 224B contre le voile 32 de l'entretoise 30. L'entretoise 30 est ainsi comprimée par l'effort E' entre les plaques 40A et 40B. Ainsi, les bagues internes 22A et 22B sont immobilisées par rapport à la partie non tournante du dispositif 2 qui comprend la vis 8 l'entretoise 30 et les plaques 40A et 40B. 10 La longueur axiale L30 de l'entretoise 30 est choisie de telle sorte que les bagues internes 22A et 22B sont séparées par une distance d22 non nulle, cette distance étant mesurée, parallèlement à l'axe X2, entre les parties 222A et 222B. Ceci évite de faire travailler en compression l'une contre l'autre les bagues 22A et 22B. Toutefois, en variante, les bagues 22A et 22B peuvent être en contact axial. 15 On remarque à la figure 2 que les bords des parties 224A et 224B tournés vers l'axe X2 ne sont pas au contact des plaques 40A et 40B. En variante, les bagues 22A et 22B sont montées serrées sur les plaques 40A et 40B. Selon une variante non représentée de l'invention, les deux bagues 22A et 22B peuvent être réalisées par une unique bande de tôle pliée. Dans ce cas, la géométrie de 20 l'entretoise 30 est adaptée. A la place de la rondelle ondulée ou ressort plat 60, on peut utiliser une rondelle en matériau élastomère ou un organe élastique serti sur la poulie 10. Dans ce cas, il n'est pas indispensable d'utiliser le circlip 50. Selon un aspect de l'invention représenté uniquement à la figure 2, l'entretoise 30 25 est pourvue d'un conduit 34 qui débouche sur sa surface radiale externe 36 et qui permet le passage d'un câble 72 d'alimentation d'un capteur de température 70. Ce capteur est positionné au voisinage du plan P2, entre les bagues internes 22A et 22B et la surface 36. Il permet de détecter la température au voisinage des bagues. Dans ce cas, la plaque 40B est équipée d'un conduit 46 de passage du câble 72 et un orifice correspondant, non 30 représenté, est prévu dans le bossage 4'. En pratique, comme les plaques 40A et 40B sont identiques, un conduit 46 est prévu dans chacune de ces plaques, ce conduit n'étant pas visible dans la plaque 40A à la figure 2 compte tenu de l'orientation angulaire de cette plaque autour de l'axe X2. Les bagues 24A et 24B sont chacune pourvues d'un épaulement 246A, 35 respectivement 246B, sur la surface externe de leur partie 244A ou 244B. Pour la bague 3036151 7 24A, cet épaulement n'est pas réellement utilisé. Pour la bague 24B, cet épaulement permet de centrer la rondelle ondulée 60 par rapport à l'axe X2, en définissant un volume V60 de réception partielle de cette rondelle. Selon une variante non représentée de l'invention, la rondelle 60 peut être centrée 5 dans l'alésage de la poulie 10 supprimant ainsi la présence des épaulements 246A et 246B de la bague 24A et 24B. Le fait que les pièces 24B et 60 ne sont pas en contact dans la représentation de la figure 2 provient du caractère ondulé de la rondelle 60. Dans le plan de la figure 2, une ondulation de la rondelle 60 est au contact du circlip 50 et à distance axiale de la bague 10 24B. Dans un autre plan radial, c'est l'inverse : l'ondulation est au contact de la bague 24B et à distance du circlip 50. A la place des billes 26A et 26B, d'autres éléments roulants peuvent être disposées entre les bagues internes et externes des roulements 20A et 20B, notamment des rouleaux ou des aiguilles. 15 L'invention est décrite ci-dessus dans le cadre de sa mise en oeuvre pour une poulie folle. Elle est toutefois applicable avec d'autres dispositifs de poulie, notamment un galet tendeur, un galet accessoire, un tendeur de chaîne ou de courroie. Le mode de réalisation et les variantes envisagés ci-dessus peuvent être combinés entre eux pour générer de nouveaux modes de réalisation de l'invention. 20 REVENDICATIONS1.-Dispositif de poulie (2) pour chaîne ou courroie (14), ce dispositif comprenant deux roulements (20A, 20B) ayant chacun - une bague interne (22A, 22B), une bague externe (24A, 24B) mobile en rotation par rapport à la bague interne autour d'un axe central commun (X2), une rangée d'éléments roulants (26A, 26B) montée dans une chambre de roulement (28A, 28B) définie entre la bague interne et la bague externe, une poulie (10) solidaire en rotation avec les bagues externes (24A, 24B) des deux roulements et pourvue d'une surface radiale externe (12) d'engagement avec une chaîne ou une courroie (14) des moyens (16, 50) de charge axiale (E, R), parallèlement à l'axe central commun (X2), des bagues externes (24A, 24B) l'une en direction de l'autre ou l'une à l'opposé de l'autre, caractérisé en ce que les moyens de charge axiale comprennent : une butée axiale (16) ménagée sur la poulie (10) et apte à recevoir en appui une première bague externe (24A), parmi les bagues externes (24A, 24B) des deux roulements (20A, 20B) un organe élastique (60) d'appui sur la deuxième bague (24B), parmi les bagues externes des deux roulements, en direction de la butée axiale de la poulie. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les roulements (20A, 20B) sont à contact oblique, avec des directions de contact (LA, AB) convergentes en se rapprochant de l'axe central commun (X2) et en ce qu'un effort de charge axiale (E, R) tend à rapprocher les bagues externes (24A, 24B) l'une de l'autre. 3.- Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les bagues internes (22A, 22B) et externes (24A, 24B) des roulements (20A, 20B) sont formées par des bandes de tôle embouties. 3036151 9 4.- Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un élément (50) de blocage axial de l'organe élastique (60) par rapport à la poulie (10). 5 5.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'organe élastique d'appui est une rondelle ondulée (60) élastiquement déformable, en appui contre une surface latérale de la deuxième bague externe (24B), l'élément de blocage axial est un circlip (50) engagé dans une gorge radiale 10 interne (18) de la poulie (10). 6.- Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, une entretoise (30) de transmission d'un effort de charge axiale (E') entre les bagues internes (22A, 22B) des deux roulements (22A, 22B). 15 7.- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une vis (8) de montage sur un support (4), cette vis étant logée radialement à l'intérieur des bagues internes (22A, 22B) et en ce que l'entretoise (30) est prévue et configurée pour subir un effort axial de compression (E') résultant du montage du dispositif de poulie 20 (2) sur le support, cet effort ayant pour effet de bloquer les bagues internes (22A, 22B) en rotation par rapport à l'entretoise. 8.- Dispositif selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que l'entretoise (30) est pourvue d'un conduit (34) de passage d'un câble (72) d'alimentation 25 d'un capteur (70). 9.- Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque bague (224A, 224B, 244A, 244B) comprend une piste (222A, 222B, 242A, 242B) de contact avec les éléments roulants (26A, 26B) et une partie annulaire plane (224A, 30 224B, 244A, 244B), perpendiculaire à l'axe central commun (X2) et en ce qu'un effort de charge axiale (E, R) est appliqué entre les parties annulaires planes (244A, 244B) des deux bagues externes (24A, 24B). 3036151 10 10.- Véhicule automobile équipé d'un dispositif de poulie (2) selon l'une des revendications précédentes et d'une chaîne ou d'une courroie (14) en appui sur une surface radiale externe de la poulie (12) de ce dispositif. 5