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PERFECTIONNEMENTS APPORTES AUX COURROIES DE TRANSMISSION ET A LA COMMANDE PAR
DE TEINTS COURROIES.
La présente invention est relative à un système de transmission par engrènement et à une courroie pour celui-ci, cette dernière présentant des dents élastiques destinées à engrener avec précision avec les dents,, ou les intervalles entre dents de deux ou plusieurs éléments dentés.
La transmission de l'énergie par courroies,est avantageuse: dans de nombreux domaines,étant donné que celles-ci peuvent fonctionner à des vitesses relativement élevées, cela avec un bruit moindre, et sans trans- mettre des vibrations aussi intenses aux organes de support, que ce n'est le cas pour pignons ou chaînes de transmission fonctionnant avec d'autres pignons ou éléments dentés. Toutefois, les courroies de transmission du ty- pe généralement utilisé à ce jour et présentant des surfaces lisses appelées à fonctionner au contact des surfaces lisses de poulies, accusent le désavan- tage de glisser ou patiner sur les faees des poulies, ce qui exclut léemploi de la courroie en.tant que courroie de distribution appeléeà maintenir un rapport constant de tours par minute entre les poulies menante et menée.
Le glissement réduit en outre la durée utile de la courroie,, en raison de l'u- sure qui en résulte. De telles transmissions par courroies présentent en outre le désavantage de nécessiter une mise sous tension initiale de la courroie,ce qui réduit la résistance mécanique effective de cette courroie en tant qu'élément de transmission d'énergie, tout en augmentant l'effort qui s'exerce sur les paliers des poulies, ce qui, à son tour, réduit la durée utile de ces paliers en raison de l'usure et a pour résultat une per- te de puissance,,
On a déjà proposé de munir des courroies de surfaces nervurées en caoutchouc souple, appelées à se déplacer au contact de surfaces de caout- chouc, nervurées d'une façon correspondante, d'une face de poulie, en vue de produire un entraînement plus positif et plus silencieux,
comme représen- té dans le brevet américain n 450.999. On a également proposé de munir les courroies de dénts d'engrènement en caoutchouc, appelées à entrer en prise avec les dents d'une roue dentée., comme représenté dans le brevet américain
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n 2.182.461. Ces constructicns antérieures ne donnaient pas satisfaction, vu que les éléments appelés à résister aux efforts ou d'armature destinés à tirer la charge étaient sujets à un étirage'trop/important dans les condi- tions de fonctionnement et n'étaient pas disposés convenablement par rapport à la base des dents, de sorte que les nervures ou dents des courroies ne pou- vaient pas engrener avec précision dans les nervures ou sents des roues ou poulies.
De plus, le décalage entre la ligne de traction de tels éléments d'armature, d'une part et le fond des intervalles entre les dents de la cour- roie auraient pour effet une déformation des dents en prise, de sorte que ces dernières seraient coincées les unes entre les autres, même au cas où ces dents entreraient en prise.
La présente invention permet d'établir une courroie de transmis- sion silencieuse, à grande vitesse et à engrènement positif en munissant là courroie de dents souples et élastiques, rendues solidaires d'un mince élément d'armature et constitué par une série de tours ou spires d'un toron continu posé en une seule .souche cet .élément présentant une surface si- tuée essentiellement sur la ligne d'évidement des -dents,, la couche consti- tuant ces dents étant solidarisée avec le dit élément d'armature;
L'expres- sion "mince" utilisée ci-dessus à propos de l'élément d'armature signifie que cette épaisseur ne suffit pas à conférer à la courroie une raideur ex- cessive ni à modifier le pas des dents lorsque la courroie passe autour d'un élément dentés L'expression ?ligne d'évidement" employée ici à propos des dents de la courroie désigne Ia ligne qui marque la limite intérieure des intervalles entre les dents. Dans les courroies de cette construction, la transmission de la puissance se fait d'une manière silencieuse en raison de l'élasticité des dents de la courroie, bien que cette dernière fonction- ne à grande vitesse sur des roues dentées dures, en acier par exemple, qui présentent une surface rigide.
En outre, on obtient un engrènement précis des dents de la courroie avec la roue dentée, étant donné que l'élément d'ar- mature est sensiblement inextensible sous charge, qu'il est situé en substan- ce sur le cercle d'évidement de la roue dentée et qu'il est fermement suppor- té par les extrémités des dents de la roue dentée, sur le cercle d'échanfri- nement de celle-ci. Les dents peuvent être amenées à engrèner avec une pré- cision telle que tout mouvement perdu soit éliminé, ce qui n'est cependant pas indispensable, sauf lorsque la courroie est employée comme courroie de distribution.
La présente invention sera décrite d'une façon plus détaillée en regard des dessins annexés, dans lesquels : La Fige 1 est une vue d'élévation latérale ou de côté d'une cour- roie comportant une réalisation de la présente invention, cette courroie étant représentée en prise avec les roues dentées qui lui sont associées.
La Fig. 2 est une vue en coupe transversale de la courroie, à plus grande échelle, prise suivant la ligne 2-2 de la Fig. 1.
La Fig. 3 est une vue en coupe longitudinale de la courroie, prise suivant la ligne 3-3 de la Fig. 2.
La Fige 1,, est une vue en plan., à plus grande échelle que la Fig. 1, de la face externe de la courroie, en regardant dans la direction des flèches 4-4 de la Fig. 1.
La Fig. 5 est une vue en coupe de la courroie et d'un fragment de la roue dentée.9 en prise avec celle-ci.
Les Figs. 6 et 7 représentent respectivement l'état assemblé et partiellement assemblé du moule pouvant servir à la confection de la courroie, ces dernières figures étant dessinées à une échelle plus petite que les précédentes, ertaines parties étantarrachas dans la Fig. 6.
La courroie 10, réalisée conformément à la présente invention est représentée dans la Fig. 1 comme étant en prise avec une roue dentée menante et une roue dentée menée, respectivement 11 et 12. La courroie 10 est munie de dents 13 qui engrènent exactement avec les dents 14 des @ roues 11 et 12, comme montré dans la Fig. 5. Ceci signifie que soit les
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dents 13 s'emboîtent exactement dans les intervalles 15 entre les dents 14 des roues dentées, soit que la largeur des dents 13 peut être légèrement in- férieure à la distance entre les dents 14, à volonté.
La courroie 10 est sans fin et.\! comme montré dans les Fige. 2, 3, 4 et 5, est pourvue d'un é- lément 16 résistant aux efforts et constitué par une série de spires.,17 d'un , toron continu 18, établi de préférence en fil métallique à résistance élevée à la traction, ce toron étant composé d'un certain nombre de brins retordus circulaires ou de brins tressés plats. L'élément d'armature 13 supporte en substance la totalité de la charge de service imposée à la courroie 10, cet élément étant essentiellement inextensible sous la charge maximum pour laquelle la courroie est prévue. Les spires 17 sont enroulées en hélices autour de la courroie en une seule couche située sensiblement sur la ligne d'évidement 20 des dents 13 de la courroie.
Les extrémités 19 de la pre- mière et de la dernière spire du toron 18 sont accrochées aux spires 17 adjacentes en les plaçant au-dessous de celles-ci ét d'une ou de plusieurs autres spires, suivant le cas, de façon à retenir fermement les extrémités du toron dans la position voulue. A titre de variante, les spires 17 du bord extérieur peuvent être soudées aux spires adjacentes ou être fixées d'une autre manière à celles-ci.
L'élément d'armature doit être placé aussi près que possible du cercle d'évidement, afin d'assurer le meilleur engrènement des dents. On a constaté que, pour une courroie dont 11 écartement ou creux des dents est de 0,750 inch (19,05 mm) on peut placer une bande de toile d'une épaisseur dé 0,008 inch (0,0203 mm) entre le cercle d'évidement et l'élément d'arma- ture, lorsque celui-ci passe sur une poulie de 1 inch (2,54 cm) de diamètre.
Cet écartement entre les éléments d'armature, d'une part et le cercle d'évi- dement, d'autre part, peut différer dans une certaine mesure de celui in- diqué. Il peut être augmenté lorsque la courroie passe sur des poulies de plus grand diamètre. Dans tous les cas, la distance entre le cercle d'évi- dement et les éléments d'armature ne doit pas être suffisamment élevé pour déterminer une modification essentielle du pas des dents de la courroie lorsque celle-ci passe sur les roues dentées.
On peut utiliser un élément d'armature présentant une certaine extensibilité initiale. Si l'extensibilité initiale dépasse une valeur qui pourrait augmenter le pas des dents 13 de la courroie sous l'effet de la charge de service, les dents 13 doivent être formées initialement avec un pas moindre que celui des dents des roues dentées avec lesquelles ces dents doivent engrener. Dans la suite, on doit éliminer une partie suffisante de l'extensibilité initiale, afin que le pas des dents 13 devienne égal à celui des dents 14 de la roue dentée et afin d'empêcher un allongement ultérieur de la courroie scus la charge de service, ce qui modifierait le pas. L'ex- tensibilité initiale est éliminée dans la mesure requise en mettant la cour- roie sous une tension initiale entre les roues dentées.
Tout comme dans le cas des courroies antérieures, cette tension initiale est désavantageuse pour les raisons exposées plus haut; toutefois, dans certains cas il est per- mis d'y avoir recours, afin d'obtenir un engrenage de distribution silencieux, où une perte de résistance mécanique effective de la courroie sous la charge et des contraintes accrues sur les paliers des éléments dentés ne constituent pas des facteurs critiques. Afin d'éviter la mise sous tension initiale de la courroie, en plus de la tension produite par l'effort moteur, il est avan- tageux d'employer un élément d'armature qui accuse un allongement à la rup- ture non supérieure à 3%.
Comme montré dans la Fige 3, le corps principal des dents 13 est constitué par une composition élastique 21, par exemple une composition de caoutchouc plein et souple vulcanisé, pouvant être du caoutchouc naturel ou synthétique ou toute autre matière semblable au caoutchouc. Une couche 22 d'une matière souple et élastique, par exemple du caoutchouc souple vulcani- sé, recouvre la surface extérieure de la courroie 10. Le corps souple et élastique 21 des dents 13 et celui de la couche 22 pénètrent dans les inters- tices entre les spires 17 et sont solidarisés entre eux, ainsi qu'avec les spires 17 de l'élément d'armature 16.
La face interne de la courroie est recouverte d'un tissu traitera l'aide d'une résine ou caoutchouté 23, lequel
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délimite le contour des dents 13, ainsi que celui de la ligne d'évidement 20 qui s'étend entre celle-ci. La résine servant à imprégner le tissu 23 est compatible avec celle utilisée dans les dents 13 et est de préférence du même type que celle-ci. Le tissu 23 est uni fermement à la matière élas- tique 21 des dents 13 et à la couche de matière 22 qui pénètre dans les in- terstices de l'élément d'armature 16, ce tissu étant sitJé à proximité du dit élément.
Le tissu 23 constitue une surface résistant à l'usure pour la face interne de la courroie, cette surface présentant une moindre résistan- ce frictionnelle' que si le caoutchouc n'était pas recouvert.
Gomme montré dans la Fig. 5, les dents 13 s'emboîtent exactement dans les creux 15 entre les dents 14 des roues dentées et, de ce fait, éli- minent tout mouvement perdu entre la courroie et ces roues. De préférence, on prévoit un certain jeu 23a entre les extrémités extérieures des dents 13 et le cercle qui marque la profondeur totale des dents 14. Il importe que les bases des dents 13 soient en contact, sur leur ligne d'évidement 20, avec les dents 14 de la roue dentée et soient supportées par celles-ci, afin d'empêcher les dents 13 de se plier et de se coincer entre les dents 14.
Ces dernières présentent de préférence une surface dure, laquelle peut être établie en acier ou en toute autre matière dure. Dans ce cas, Isolément d'armature 16 est supporté fermement par les extrémités des dents 14 de la roue dentée, le long de leur cercle d'échanfrinement de ces dents, étant donné que Isolément d'armature non extensible repose sensiblement sur le tissu relativement mince 23 et qu'il n'existe en substance aucune matière susceptible d'écoulement ou d'allongement entre l'élément 16 et les dents de support dures.
Le support plein élimine le mouvement perdu ou une aug- mentation du pas des dents de la courroie, vu qu'il empêche l'amincissement de la courroie au-dessus des dents 14 et la formation d'un mou dans un brin à la suite de la tension dans l'autre bras sous l'action de l'effort moteur. Comme l'élément d'armature 16 est essentiellement non extensible sous les charges de service et qu'il bénéficie d'un appui plein sur les ex- trémités des dents 14, il en résulte que les dents 13 engrènent convenable- ment avec les dents 14 des roues dentées sous la charge.
La courroie 10 est établie par moulage et peut être confectionnée dans un moule circulaire, comme représenté dans les Figs. 5 et 7. La Fig. 6 est une vue d'élévation du moule assemblé, l'axe longitudinal étant paral- lèle au plan du dessin, tandis que la Fig. 7 est une vue en bout montrant le moule dont l'un des flasques latéraux a été enlevé. Ge moule comporte une couronne centrale 24, amovible ou cassable, dont la périphérie présente des gorges transversales 25 d'un contour correspondant à celui des dents 13 appelées à être formées sur la courroie 10, les dents 26 entre les rainu- res 25 déterminant les creux entre les dents 13 de la courroie.
Les dents 26 correspondent aux dents 14 des roues dentées avec lesquelles la courroie 10 est appelée à fonctionner, sauf que leur cercle primitif est plns grand tandis que leur profondeur totale peut être inférieure à celle- des dents 14. La couronne 24 peut être établie en argile ou autre matière cassable, ou bien, elle peut être établie en segments, de façon à pouvoir être séparée de la courroie moulée sur elle, Les éléments du moule sont maintenus assem- blés entre deux flasques en bout 28 munis de nervures 29, qui pénètrent dans la périphérie intérieure 30 de la couronne 24, afin de maintenir les divers éléments dans une forme circulaire convenable,
Les flasques sont serrés l'un à l'autre entre deux écrous 31 se vissant sur un arbre 32 qui traverse un orifice 33 prévu dans les flasques et dans la couronne de moulage 24'de la courroie.
Lors de l'exécution de la courroie à l'aide du moule assemblé, tel que représenté dans la Fig. 6, on recouvre la cavité du moule, entre les flasques 28y d'un ciment de caoutchouc que l'on laisse sécher complè- tement. Une bande d'un léger tissu coupé de biais et imprégné de ciment de caoutchouc est appliquée sous tension sur les surfaces des gorges 25 et des dents 26 de la couronne de moulage 24.
Cette bande de tissu forme-7 la face intérieure 23 de la courroie 10; au lieu de ciment de caoutchouc, on peut utiliser d'autres résines appropriées pour l'imprégnation de ce tissu, Les espaces vides au-dessus du tissu 23, qui se présentent dans les
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gorges 25, sont ensuite remplis d'une composition de caoutchouc plastifiée
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non vulcanisé, qui forme le corps 21 de:, dents de la cOUl"Toie.. ,Lfélément d'armature 16 est ensuite établi dans le moule en enroulant en hélice uns' série de spires du toron 18 autour des extrémités extérieures des dents
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26.
Afin d'axsujoettir les extrémités 19 de la première et de la dernière - spire 17s on les insère,au-dessous d'une ou plusieurs des spires voisines 17, comme montré dans les Figs. 4 et 5. Le toron 18 e,: de préférence étau bli en fil d'acier laitonne et cordé. Le lai tonnage est appliqué afin d'assurer une meilleure prise entre le caoutchouc' et le fil.. Les brins de fil peuvent être soit retordus à la manière dun cordage soit tressés de façon à former des tresses plates. Ci-après une spécification d'un fil ap- prôprié de chacun de ces types.
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<tb>
Fil <SEP> métallique <SEP> cordé <SEP> Tresse <SEP> plate
<tb>
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Construction 7z3xo,co58fl (osn99nn) x0,005$' (0,1499mm) Fabrication toronné tressé Dimensions 9i936'dia.(,9) largeur 0,073" (1,854mm) épaisseur Oy0l5"(0t38l!nm) Résistance minimum à la traction 1651bs(74,8À3kg) 145lbs (65,771kg)
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<tb> Allongement <SEP> à <SEP> la
<tb>
<tb> rupture <SEP> 2,4% <SEP> 2,1%
<tb>
La première et la dernière.spire du toron 18 sont placées à une distance suffisante du bord de la courroie pour pouvoir s'incorporer dans. la carcasse et pour être protégées par la couche extérieure molle et élas- tique 22 constituée par une couche de composition de caoutchouc vulcanisa- ble que l'on applique sur l'élément d'armature 16.
La dernière couche de composition de caoutchouc appliquée est entourée d'un ruban, de façon à ap- pliquer une pression à cette couche. La courroie ainsi moulée est vulcani- sée sous la pression du rubans ce qui transforme les dents 13 et la couche extérieure 22 en une matière souple., tenace et élastique telle quun caout- chouc souple vulcanisé dans la masse, rendu fortement cohérent en lui-même et adhérent à l'élément d'armature 16. On retire ensuite la courroie du moule en enlevant les flasques d'extrémité 28 et en brisant ou en faisant tomber d'une autre manière la couronne de moulage 24.
Bien que l'on ait dé- crit'ici d'une manière plus ou moins détaillée le mode d'exécution préféré de la présente invention, il va de soi que l'on peut apporter des modifica- tions à celle-ci sans en dépasser le cadre.
REVENDICATIONS.
1. - Courroie de transmission sans fin.!) comprenant des dents élas- tiques,'un élément résistant aux efforts ou d'armature, constitué par une série de spires d'un toron continu posé en une seule couche., la disposition étant telle que la face de cette armature, qui regarde ces dents, est située sensiblement sur la ligne d'évidement de ces dernières et que les racines de ces dents sont solidarisées avec la dite armature.