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FR3039864A1 - Procede de fabrication d'un dispositif de poulie, dispositif de poulie selon un tel procede de fabrication et moteur equipe d'une telle poulie - Google Patents

Procede de fabrication d'un dispositif de poulie, dispositif de poulie selon un tel procede de fabrication et moteur equipe d'une telle poulie Download PDF

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FR3039864A1
FR3039864A1 FR1557575A FR1557575A FR3039864A1 FR 3039864 A1 FR3039864 A1 FR 3039864A1 FR 1557575 A FR1557575 A FR 1557575A FR 1557575 A FR1557575 A FR 1557575A FR 3039864 A1 FR3039864 A1 FR 3039864A1
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Frederic Bordier
Laurent Cherioux
Thierry Prouteau
Philippe Weber
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Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication d'un dispositif de poulie (1) pour galet tendeur ou enrouleur d'un élément de transmission comprenant une poulie (2), au moins deux roulements (6, 10) et un manchon (14), les roulements (6, 10) étant montés successivement de manière adjacente sur ledit manchon (14) avant que la poulie (2) soit formée par injection de matière sur lesdits roulements (6, 10).

Description

Procédé de fabrication d’un dispositif de poulie, dispositif de poulie selon un tel procédé de fabrication et moteur équipé d’une telle poulie
Description
La présente invention concerne un procédé de fabrication pour un dispositif de poulie pour galet tendeur ou enrouleur prévu pour coopérer avec un élément de transmission, par exemple une chaîne ou une courroie de distribution de moteur à combustion interne de véhicule automobile. L’invention concerne également un moteur équipé d’un tel dispositif de poulie.
Un tel galet sert généralement à maintenir en permanence une tension sur l’élément de transmission, tel une courroie ou une chaîne, dans une plage déterminée ou à modifier localement le cheminement emprunté par celui-ci. On parle alors respectivement de galet tendeur ou de galet enrouleur.
Dans un galet enrouleur, une poulie est montée à rotation sur une vis ou un axe par l’intermédiaire d’un palier, le galet étant ensuite fixé directement ou indirectement sur un bloc moteur ou sur un élément d’un dispositif de galet tendeur, par exemple un bras articulé ou un excentrique.
Le palier est un dispositif mécanique permettant de mettre en oeuvre une liaison pivot entre la poulie et la vis ou l’axe. A cet effet, le palier peut être un roulement.
Il est connu de pourvoir un galet d’un roulement équipé d’une bague intérieure, d’une bague extérieure surmontée de la poulie et d’une rangée d’éléments roulants, par exemple des billes, logée radialement entre des chemins de roulements définis sur chacune des bagues.
Pour supporter des charges plus élevées, le roulement peut être équipé d’au moins deux rangées d’éléments roulants. Selon une alternative, le galet peut être équipé d’au moins deux roulements à une seule rangée d’éléments roulants.
Cependant, l’utilisation d’une pluralité de roulements axialement adjacents oblige l’utilisation d’une poulie montée par interférence sur les bagues extérieures des roulements, comme cela est décrit par exemple dans WO 01/33108 A1. En effet, en raison des tolérances et défauts de fabrication des éléments de chaque roulement, il existe des défauts d’alignement axiaux et radiaux même entre deux roulements censés être identiques. Une poulie montée serrée sur les bagues extérieures des roulements axialement adjacents permet de rattraper les défauts d’alignement entre lesdites bagues extérieures.
Une poulie en métal ou en plastique rigide peut alors être utilisée à cet effet, lesdites bagues intérieures des roulements étant montés dans une surface cylindrique intérieure d’un alésage central de la poulie.
Toutefois, une telle contrainte empêche de procéder à la fabrication d’une poulie par injection de matière sur les bagues extérieures des roulements. En effet, dans ce cas les défauts d’alignement ne peuvent être rattrapés par la poulie puisque la matière constituant ladite poulie est seulement déposée et épouse les bagues. Une poulie en matière moins rigide, moins massive, moins coûteuse ne convient. Le procédé de surmoulage, maîtrisé par l’homme du métier et peu coûteux n’est également pas approprié. L’objet de la présente l’invention est de proposer un nouveau procédé de fabrication de dispositif de poulie particulièrement simple et économique à mettre en oeuvre. A cet effet, l’invention concerne un procédé de fabrication d’un dispositif de poulie pour galet tendeur ou enrouleur d’un élément de transmission.
Conformément à l’invention, le dispositif comprend une poulie, au moins deux roulements et un manchon et le procédé comprend les étapes successives suivantes : (a) Au moins deux roulements à simple rangée d’éléments roulants sont préalablement assemblés, lesdits roulements comprenant chacun une bague intérieure pourvue d’un alésage, une bague extérieure pourvue d’une surface cylindrique extérieure, et une seule rangée d’éléments roulants logée radialement entre les bagues intérieures et extérieures, lesdites bagues pouvant être en rotation relative autour d’un axe central ; (b) Un manchon est mis en position co-axiale avec les roulements ; (c) Les au moins deux roulements à simple rangée d’éléments roulants sont montés successivement sur une surface cylindrique extérieure du manchon, les bagues intérieures des roulements étant en appui axial les unes avec les autres successivement, ledit manchon étant commun à l’ensemble des bagues intérieures des roulements, et de telle sorte que la surface cylindrique extérieure du manchon fait interférence avec les alésages des bagues intérieures des roulements axialement adjacents ; et (d) Une poulie en matériau plastique est formée par injection de matière sur les surfaces cylindriques extérieures des bagues extérieures des roulements.
Grâce à l’invention, les bagues intérieures des roulements adjacents sont toutes positionnées et ajustées par rapport à la surface cylindrique extérieure du manchon. Les défauts d’alignement axiaux et radiaux relatifs entre lesdites bagues sont compensés par la cylindricité de la surface extérieure du manchon. Une telle cylindricité est relativement aisée à fabriquer pour l’homme du métier.
Par suite, une poulie est formée par injection de matière sur les bagues extérieures des roulements adjacents qui, par l’étape précédente, ont tous été ajustés les uns par rapport aux autres. Le procédé d’injection dépose une matière qui épouse les surfaces extérieures et d’éventuels interstices entre les bagues extérieures des roulements, lesdits interstices ayant été limités par l’étape précédente de positionnement et d’ajustement.
Ainsi, l’invention permet de remplacer l’utilisation d’un roulement à multiples rangées par une pluralité de roulements à simple rangée en conservant les avantages techniques, en équivalent de nombre de rangées d’éléments roulants. De plus, un roulement à multiples rangées présente un coût et une précision de fabrication plus élevés par rapport à plusieurs roulements à simple rangée, en équivalent de nombre de rangées d’éléments roulants. L’invention concerne également un dispositif de poulie pour galet tendeur ou enrouleur obtenu par un tel procédé de fabrication.
Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l’invention, un dispositif à butée obtenu par un tel procédé de fabrication peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises dans toute combinaison techniquement admissible :
Les éléments roulants du roulement sont des billes.
Les éléments roulants du roulement sont maintenus plus ou moins régulièrement espacés circonférentiellement par une cage.
La poulie est réalisée en une matière qui peut être injectée, coulée ou moulée, par exemple en plastique.
La poulie est réalisée en polyamide PA66 avec 30% de fibre de verre. La poulie comprend une portion axiale extérieure, destinée à coopérer avec un élément de transmission, une portion axiale intérieure, surmontant les bagues extérieures des roulements, et une portion intermédiaire annulaire radiale reliant lesdites portions axiales.
La poulie comprend des nervures de rigidification pourvues entre les portions axiales intérieure et extérieure et raccordées sur la portion intermédiaire.
La portion axiale intérieure de la poulie comprend deux épaulements dirigés radialement vers l’intérieur du dispositif de poulie, lesdits épaulements étant positionnés axialement de part et d’autre de l’ensemble formé par les roulements du dispositif de poulie de telle sorte que les bagues extérieures adjacentes des roulements sont retenues axialement par lesdits épaulements.
La portion axiale intérieure de la poulie est prolongée à une extrémité axiale par des moyens de fixation destinés à coopérer avec un couvercle.
Les moyens de fixation pour un couvercle consistent en une portion axiale annulaire pourvue d’un relief destiné à venir se loger dans une cavité associée dudit couvercle.
Le relief est annulaire.
Le manchon est en acier.
Le manchon est en acier fritté D10 avec agglomérant.
Le manchon comprend une portion tubulaire pourvu de la surface cylindrique extérieure sur laquelle sont montés les roulements, ladite portion tubulaire étant prolongée à une extrémité axiale par un flasque radial annulaire de plus grand diamètre.
Le diamètre extérieur du flasque du manchon ne s’étend pas à plus de 90% du diamètre intérieur de la poulie de manière à laisser un espace radial libre entre ledit flasque et ladite poulie pour la fermeture d’un moule sur les bagues extérieures des roulements durant le procédé de surmoulage de la poulie.
Le manchon est pourvu d’un alésage destiné à supporter une vis ou un axe.
Le manchon est pourvu de moyens de fixation destinés à être montés solidairement sur un support. L’invention concerne également un moteur à combustion interne comprenant au moins un dispositif de galet tendeur ou enrouleur pour élément de transmission de couple selon l’un des modes de réalisation mentionnés ci-dessus. L’invention sera mieux comprise et d’autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d’un mode de réalisation unique d’un dispositif de poulie conforme à son principe, donné uniquement à titre d’exemple et fait en référence au dessins annexé représentant une vue en demi-coupe axiale d’un tel dispositif de poulie.
Un dispositif de poulie pour galet tendeur ou enrouleur d’un élément de transmission, référencé 1 dans son ensemble, comprend une poulie 2, deux paliers à roulement 6 et 10, et un manchon 14.
La poulie 2 comprend une portion axiale intérieure 3, une portion axiale extérieure 5 et une portion intermédiaire 4 annulaire radiale reliant lesdites portions intérieure 3 et extérieure 5. La poulie 2 dans son ensemble, et les portions 3, 4, 5 la constituant en particulier, sont annulaires selon un axe central X1. Des nervures 4a de rigidification sont prévues entre les portions axiales intérieure 3 et extérieure 5 et se raccordent sur la portion intermédiaire 4.
La portion axiale extérieure 5 de la poulie 2 offre une surface cylindrique extérieure 5a destinée à coopérer avec un élément de transmission 17 représenté en ligne pointillée, par exemple une courroie ou une chaîne.
La portion axiale intérieure 3 de la poulie 2 a une extrémité axiale 3d se prolongeant axialement par des moyens de fixation 3e destinés à coopérer avec un couvercle 18, représenté en ligne pointillée. L’extrémité axiale est annulaire et les moyens de fixation consistent en un relief annulaire 3e destiné à être logé dans une rainure associée d’un couvercle. De manière alternative, les moyens de fixation peuvent consister en un collage, ou tout autre moyen approprié.
La portion axiale intérieure 3 de la poulie 2 offre un alésage 3a dans lequel sont logés deux paliers à roulements 6, 10.
Le palier à roulement 6 comporte une bague extérieure 7 pourvue de deux bordures frontales radiales 7a, 7b, d’une surface cylindrique extérieure 7c et d’un alésage 7d, et une bague intérieure 8 pourvue de deux bordures frontales radiales 8a, 8b, d’une surface cylindrique extérieure 8c et d’un alésage 8d.
Le palier à roulement 6 comporte une seule rangée d’éléments roulants 9, ici réalisés sous forme de billes, disposés entre des chemins de roulement toroïdaux prévus à l’alésage 7d de la bague extérieure 7 et à la surface cylindrique extérieure 8c de la bague intérieure 8.
Les bagues 7, 8 du palier à roulement 6 peuvent être en rotation relative autour de l’axe central X1.
De manière similaire, le palier à roulement 10 comporte une bague extérieure 11 pourvue de deux bordures frontales radiales 11a, 11b, d’une surface cylindrique extérieure 11c et d’un alésage 11 d, et une bague intérieure 12 pourvue de deux bordures frontales radiales 12a, 12b, d’une surface cylindrique extérieure 12c et d’un alésage 12d.
Le palier à roulement 10 comporte une seule rangée d’éléments roulants 13, ici réalisés sous forme de billes, disposés entre des chemins de roulement toroïdaux prévus à l’alésage 11d de la bague extérieure 11 et à la surface cylindrique extérieure 12c de la bague intérieure 12.
Les bagues 11, 12 du palier à roulement 10 peuvent être en rotation relative autour de l’axe central X1.
Dans l’exemple de réalisation illustré, les bagues extérieures 7, 11 et intérieures 8, 12 sont massives, c’est-à-dire dont la forme est obtenue par usinage avec enlèvement de copeaux (tournage, rectification) à partir de tubes, de barres, d’ébauches forgées et/ou roulées.
Les éléments roulants 9, 13 peuvent être logés dans une cage, non représentée, assurant le maintien de l’espacement circonférentiel des éléments roulants.
Les paliers à roulement 6, 10 peuvent chacun comprendre un ou deux moyens d’étanchéité annulaires, non représentés, de chaque côté de l’unique rangée d’éléments roulants.
Conformément à l’invention, les paliers à roulement 6, 10 à simple rangée d’éléments roulants 9, 13 respectivement sont adjacents axialement.
Les bagues extérieures 7, 11 et intérieures 8, 12 des deux roulements 6, 10 sont adjacents axialement respectivement, de telle sorte que les bordures frontales radiales 7b, 11a des bagues extérieures 7, 11 et les bordures frontales radiales 8b, 12a des bagues intérieures 8, 12 sont axialement en appui.
Les paliers à roulements 6, 10 sont tous deux radialement logés dans la poulie 2. Plus précisément, les surfaces cylindriques extérieures 7c, 11c des bagues extérieures 7, 11 des paliers à roulement 6, 10 respectivement sont en contact avec l’alésage 3a de la portion axiale intérieure 3 de la poulie 2.
La portion axiale intérieure 3 de la poulie 2 comprend deux épaulements 3b, 3c dirigés radialement vers l’intérieur du dispositif de poulie 1, lesdits épaulements 3b, 3c étant positionnés axialement de part et d’autre de l’ensemble formé par les paliers à roulements 6, 10 du dispositif de butée 1. L’épaulement 3b est axialement en appui contre la bordure frontale radiale 11b de la bague extérieure 11 du palier à roulement 10 et l’épaulement 3c est axialement en appui contre la bordure frontale radiale 7a de la bague extérieure 7 du palier à roulement 6. Ainsi les bagues extérieures 7, 11 axialement adjacentes des paliers à roulements 6, 10 sont retenues axialement par lesdits épaulements 3b, 3c de la poulie 2.
Les bagues intérieures 8, 12 adjacentes axialement des paliers à roulement 6, 10 offrent des alésages 8d, 12d adjacents dans lesquels est logé un manchon 14.
Le manchon 14, d’axe central X1, comporte une portion axiale 15 cylindrique offrant une surface cylindrique extérieure 15a sur laquelle viennent s’ajuster les alésages 8d, 12d des bagues intérieures 8, 12 des roulements 6, 10 respectivement.
La portion axiale 15 cylindrique est prolongée à une de ses extrémités axiales par un flasque 16 radial annulaire de plus grand diamètre. Le flasque recouvre d’un côté l’espace radial libre entre l’alésage 11 d de la bague extérieure 11 et la surface cylindrique extérieure 12c de la bague intérieure 12 de manière à prévenir l’entrée d’éléments polluants provenant de l’extérieur du dispositif 1.
Le flasque 16 forme également une surface de butée axiale contre laquelle vient axialement en appui la bordure frontale radiale 12b de la bague intérieure 12 du palier à roulement 10.
La bague intérieure 8 de l’autre palier à roulement 6 du dispositif 1 étant également en appui contre ladite bague intérieure 12 du palier à roulement 10, le flasque 16 sert de référence pour l’ajustement en positionnement axial des bagues intérieures adjacentes en appui.
Par ailleurs, le flasque 16 peut venir axialement en appui contre un support extérieur, non représenté, au dispositif de poulie 1 pour permettre le montage et la fixation du dispositif 1 sur ledit support. Le support peut être par exemple un bloc moteur, un bras articulé ou excentrique du galet tendeur automatique associé. A cet effet, le manchon 14 dans son ensemble est pourvu d’un alésage traversant 15b dans lequel peut être insérée une vis destinée à solidariser le dispositif de poulie 1 audit support.
Conformément à l’invention, le dispositif 1 est monté par les étapes successives suivantes.
Les deux paliers à roulement 6 et 10 à simple rangée d’éléments roulants sont préalablement assemblés, lesdits roulements 6, 10 comprenant chacun une bague intérieure 8, 12 pourvue d’un alésage 8d, 12d respectivement, une bague extérieure 7, 11 pourvue d’une surface cylindrique extérieure 7c, 11c respectivement, et une seule rangée d’éléments roulants 9, 13 logée radialement entre les bagues intérieures 8, 12 et extérieures 7, 11 respectivement, lesdites bagues 7, 8 et 11, 12 pouvant être en rotation relative autour de l’axe central X1.
Le manchon 14 est mis en position co-axialement avec les paliers à roulements 6, 10.
Les deux paliers à roulement 6, 10 à simple rangée d’éléments roulants sont montés successivement sur la surface cylindrique extérieure 15a de la portion axiale cylindrique 15 du manchon 14, ladite portion axiale 15 étant commune à l’ensemble des bagues intérieures 8, 12 des roulements 6, 10 respectivement. La surface cylindrique extérieure 15a de la portion axiale 15 fait interférence avec les alésages 8d, 12d des bagues intérieures 8, 12 des roulements 6, 10 axialement adjacents.
Plus précisément, les bagues intérieures 8, 12 ont leur position ajustées sur la portion cylindrique 15 pour venir en appui axial. De plus la bague intérieure 12 du roulement 10 vient également en appui axial contre le flasque 16 s’étendant radialement de la portion axiale 15 du manchon, afin de former une référence de positionnement et une butée pour les bagues intérieures 8, 12. Par voie de conséquence, les bagues extérieures 7, 11 viennent à proximité l’une de l’autre jusqu’à un appui axial.
La poulie 2 en matériau plastique est ensuite surmoulée sur l’assemblage formé par les bagues extérieures 7, 11 des roulements 6, 10.
La poulie peut être avantageusement réalisée en matière plastique, par exemple de type polyamide PA66 renforcé avec 30% de fibre de verre.
Selon une alternative non représentée, le dispositif 1 peut comprendre plus de deux paliers à roulements adjacents axialement.
De manière préférentielle, le diamètre extérieur du flasque 16 du manchon 14 ne s’étend pas à plus de 90% du diamètre intérieur de la poulie 2, en particulier de l’épaulement 3b, de manière à laisser un espace radial libre entre ledit flasque 16 et ladite poulie 2 pour la fermeture d’un moule sur les bagues extérieures 7, 11 des roulements 6, 10 durant le procédé de surmoulage de la poulie 2. L’invention est décrite ci-dessus dans le cas de l’utilisation de roulements à billes. Elle est également utilisable avec d’autres éléments roulants, notamment des galets ou des aiguilles.
Les caractéristiques techniques des modes de réalisation et variantes envisagées ci-dessus peuvent être combinées entre elles.

Claims (8)

  1. Revendications
    1. Procédé de fabrication d’un dispositif de poulie (1) pour galet tendeur ou enrouleur d’un élément de transmission comprenant une poulie (2), au moins deux roulements (6, 10) et un manchon (14), ledit procédé comprenant les étapes successives suivantes : (a) Au moins deux roulements (6, 10) à simple rangée d’éléments roulants sont préalablement assemblés, lesdits roulements (6, 10) comprenant chacun une bague intérieure (8, 12) pourvue d’un alésage (8d, 12d), une bague extérieure (7, 11) pourvue d’une surface cylindrique extérieure (7c, 11c), et une seule rangée d’éléments roulants (9, 13) logée radialement entre les bagues intérieures (7, 11) et extérieures (8, 12), lesdites bagues (7, 11 ; 8, 12) pouvant être en rotation relative autour d’un axe central (X1) ; (b) Un manchon (14) est mis en position co-axiale avec les roulements (6, 10) ; (c) Les au moins deux roulements (6, 10) à simple rangée d’éléments roulants sont montés successivement sur une surface cylindrique extérieure (15a) du manchon (14), les bagues intérieures (8, 12) des roulements (6, 10) étant en appui axial les unes avec les autres successivement, ledit manchon (14) étant commun à l’ensemble des bagues intérieures (8, 12) des roulements (6, 10), et de telle sorte que la surface cylindrique extérieure (15a) du manchon (14) fait interférence avec les alésages (8d, 12d) des bagues intérieures (8, 12) des roulements (6, 10) axialement adjacents ; et (d) Une poulie en matériau plastique est formée par injection de matière sur les surfaces cylindriques extérieures (7c, 11c) des bagues extérieures (7, 11) des roulements (6, 10).
  2. 2. Dispositif de poulie réalisé par le procédé de fabrication de la revendication 1.
  3. 3. Dispositif de poulie selon la revendication 1, caractérisé en ce que la poulie (2) comprend une portion axiale intérieure (3) pourvue de deux épaulements (3b, 3c) dirigés radialement vers l’intérieur du dispositif de poulie (1), lesdits épaulements (3b, 3c) étant positionnés axialement de part et d’autre de l’ensemble formé par les roulements (6, 10) du dispositif (1) de poulie de telle sorte que les bagues extérieures (7, 11) adjacentes des roulements (6, 10) sont retenues axialement par lesdits épaulements (3b, 3c).
  4. 4. Dispositif de poulie selon l’une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la poulie (2) comprend une portion axiale intérieure (3) prolongée à une extrémité axiale (3d) par des moyens de fixation (3c) destinés à coopérer avec un couvercle (18).
  5. 5. Dispositif de poulie selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le manchon (14) comprend une portion tubulaire (15) pourvu de la surface cylindrique extérieure (15a) sur laquelle sont montés les roulements (6, 10), ladite portion tubulaire (15a) étant prolongée à une extrémité axiale par un flasque radial annulaire (16) de plus grand diamètre.
  6. 6. Dispositif de poulie selon la revendication 5, caractérisé en ce que le diamètre extérieur du flasque (16) du manchon (14) ne s’étend pas à plus de 90% du diamètre intérieur de la poulie (2) de manière à laisser un espace radial libre entre ledit flasque (16) et ladite poulie (2) pour la fermeture d’un moule sur les bagues extérieures (7, 11) des roulements (6, 10) durant le procédé de surmoulage de la poulie (2).
  7. 7. Dispositif de poulie selon l’une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le manchon (14) est pourvu d’un alésage (15a) destiné à supporter une vis ou un axe.
  8. 8. Moteur à combustion interne comprenant au moins un dispositif de poulie (1) pour galet tendeur ou enrouleur pour un élément de transmission selon l’une quelconque des revendications 2 à 9.
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