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La présente invention se réfère aux courroies de transmis- sion dites combinées, c'est-à-dire dans lesquelles on a associa au moins deux éléments en vue d'obtenir d'une,part une résistance élevée à la'-traction et une grande élasticité, et d'autre part un fort coefficient d'adhérence sur les poulies.
On sait qu'il a été établi de telles courroies comportant un élément tracteur en cuir à haute résistance et un ou plusieurs éléments d'adhérence en cuir beaucoup plus mou, mais présentant un coefficient de frottement supérieur à celui du cuir à haute résistance. Dans le même ordre d'idées, on a combiné plus récemment une ou plusieurs bandes de matière plastique à très
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haute élasticité, du genre des polyamides orientés, avec une bande de cuir relativement mou, mais propre à assurer une adhérence suffisante sur les poulies.
On peut ainsi parvenir à tirer parti des qualités d'élasticité et de résistance à la rupture des matières du genre des polyamides orientés, tout en évitant leur inconvénient majeur pour l'application envisagée, savoir leur très faible coefficient de frottement et par consé- quent leur manque d'adhérence sur la surface polie des poulies.
Dans toutes ces réalisations antérieures la courroie compor- te deux sortes d'éléments doués de propriétés cifférentes, savoir des éléments tracteurs très résistants à la traction, très élastiques, mais à faible adhérence, et des éléments d'adhérence, peu résistants, relativement mous et par conséquent non élasti- ques. Dans une courroie ainsi agencée le ou les éléments d'adhé- rance constituent un poids mort en ce qui concerne la capacité le transmission de puissance de la courroie.
En effet, même ai - ces éléments d'adhérence présentent par eux-mêmes une certaine résistance à la traction, celle-ci ne peut être d'aucune utilité pour la transmission parce qu'en raison de leur manque d'élasti- cité, les éléments en question subissent une déformation perma- nente lors des allongements de la courroie et par euite deviennent très vite relativement longs et ne peuvent plus intervenir dans la répartition de l'effort tracteur. Il en résulte que la présence de ces éléments sur la courroie est sans influence sur la capacité de la transmission et que cette capacité resterait identiquement la même si ces éléments, au lieu d'être fixés à la courroie, étaient montés sur les jantes des poulies. Leur présence sur la courroie ne fait donc qu'alourdir celle-ci.
Or le poids d'une courroie constitue un facteur défavorable à bien des égards, notamment en raison de la force centrifuge qui s'exerce sur la
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partie de la courroie enroulée sur les poulies et qui diminue la pression sur celle-ci tout en augmentant inutilement la tension. On peut encore remarquer que les éléments d'adhérence, en raison même de leur mollesse relative, présentent une hysté- résis d'élasticité élevée et que par conséquent leur compression et leur relâchement alternatifs lors de la marche de la courroie entraînent des pertes de puissance et des échauffements.
On peut encore reprocher aux courroies combinées comportant des éléments tracteurs en polyamides et une bande d'adhérence en cuir, qu'elles épousent fort mal le profil bombédes poulies. En effet, en raison de ce profil bombé la partie médiane de la courroie est davantage allongée que la. partie latérale, et comme les polyamides constituent des solides hautement élastiques, il en résulte que la pression de la courroie sur les poulies est très forte au centre et 'au contraire très faible sur les bords.
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:±.a- ca.Pa.a-:L.t-é.de t'ransmBsion' ü-e' puissance de la courroie est donc utilisée dans des conditions très défavorables puisque la tension de pose, qui conditionne essentiellement cette capacité, n'est pas la'même sur toute la largeur de la courroie.
Il est enfin impossible de réaliser avec les éléments tracteurs en polyamides ou équivalents des courroies combinées dans lesquelles la face destinée à venir en contact avec la jante des poulies comporte des canaux d'évacuation de l'air occlus entre la courroie et les poulies lors de la marche à grande vitesse. En effet de tels canaux' s'obtiennent couramment dans les courroies combinées entièrement faites en cuir en disposant les éléments d'adhérence sous la forme de bandelettes sur l'une des faces de l'élément tracteur réalisé sous la forme d'une large bande. Or pareille disposition est irréalisable avec. des éléments tracteurs en polyamides ou analogues, car ces
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matières plastiques ne peuvent s'obtenir en bandes larges.
L'invention vise à remédier aux inconvénients qui précèdent et à permettre d'établir des courroies combinées dans lesquelles les éléments d'adhérence ne constituent pas un poids mort inutile pour la transmission de puissance, qui soient d'autre part sus- ceptibles de s'adapter de façon parfaite sur les poulies bombées, sans aucune réduction de la capacité-de transmission de puissance, et enfin qui puissent éventuellement comporter des canaux d'éva- cuation d'air sur la face destinée à venir au contact de la jante des poulies.
Suivant une première caractéristique de l'invention, la courroie combinée est constituée par l'association d'éléments en matière'plastique à haute élasticité, du genre des polyamides orientés, et d'éléments en cuir inextensible à,haute résistance tanné sous tension.
C'est un fait connu que les matières dites artificielles, telles que les dérivés cellulosiques et surtout les polyamides et analogues, peuvent être rendues, plus résistantes à la traction si elles sont soumises, notamment pendant leur formation, à une tension s'exerçant dans la direction des forces de traction auxquelles elles doivent être soumisep par la suite.
Cet étirage sous tension produit un allongement des chaînes moléculaires dans la direction choisie, de telle sorte que lors de l'application d'une charge suivant cette direction les molécules glissent moins aisément l'une sur l'autre; chaque chaîne prend sa part de la charge et la rupture se fait moins facilement, On peut ainsi réaliser des filaments, des fibres, des cordons ou des bandes qui présentent une grande résistance à la rupture par traction et une limite élastique élevée. On a songé à utiliser des bandes ainsi obtenues en guise de courroies de transmission, mais on s'est
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heurté à l'inconvénient de leur très faible coefficient de frottement, qui entraîne une adhérence sur les poulies anorma- lement faible, obligeant à adopter des tensions de pose considérables qui rendent illusoires les qualités de la matière.
D'autre part, s'inspirant des mêmes principes, on a fabri- qué des cuirs en tannant des peaux sous tension, c'est-à-dire en opérant le tannage pendant que la peau est soumise à un étirage convenablement réglé pendant toute l'opération. Ces , cuirs présentent également les mêmes propriétés avantageuses que les matières précitées. En effet, si beaucoup de détails concernant la structure moléculaire des fibres et des colla- , gènes qui constituent les peaux brutes, restent encore obscurs, il n'y a pas de doute que le cuir est composé de chaînes polypeptidiques plus ou moins étendues suivant l'axe des fibres.
Parle procédé de tannage sous tension on oriente Ces chaînes dans la direction de- la tension, ce qui permet d'obtenir également des cuirs àhaute résistance à la fractionnel à limite élastique élevée, c'est-à-dire pratiquement inextensibles de façon permanentes De tels cuirs présentent toutefois sur les matières du genre des'polyamides l'avantage de conserver un coefficient de frottement élevé, sensiblement égal à celui des cuirs usuels, notamment des cuirs chromés mous.
L'invention permet donc de marier en quelque sorte deux bandes présentant des propriétés physiques semblables sauf en ce qui concerne le coefficient de frottement. Dans l'ensemble ainsi réalisé les efforts se répartissent à peu près régulière- ment lorsque cet ensemble ést soumis à des forces de traction dans le sens de sa longueur. On obtient donc bien des courroies combinées en cuir et polyamides ou analogues, dans lesquelles
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le cuir formant élément d'adhérence participe en même temps de façon utile à la résistance à la traction et contribue par conséquent à accroîtra la capacité de transmission de la courroie au lieu d'alourdir inutilement celle-ci comme dans les réalisa- tions connues.
On peut dire que dans une telle courroie le cuir joue simultanément le rôle d'élément d'adhérence et d'élément tracteur additionnel. D'autre part, en raison de son inextensi- bilité, il ne subit aucune déformation permanente en service, de telle sorte'que ce rôle d'élément tracteur additionnel reste permanent et ne diminue pas d'importance avec le temps.
Suivant une autre caractéristique de l'invention la courroie combinée comporte comme élément tracteur plusieurs bandes de matière plastique à haute élastieité, du genre des polyamides orientés, disposées à une certaine distance les unes de$ autres de manière à ne pas nuire à la flexibilité transver- sale de la courroie.
Grâce à une telle disposition, la, courroie suivant l'invention peut aisément s'adapter au profil des pou- lies bombées et, qui plus est, il est possible, lorsqu'on refer. me cette courroie sur elle-même sur place, de réaliser une .tension de pose régulière sur toute la largeur de la courroie en.assurant ainsi à., cette courroie la capacité maximum de transmission,de puissance compatible avec les propriétés physiques des éléments qui la composent.
Enfin l'invention vise encore une courroie combinée à bandes tractrices étroites multiples disposées à une certaine distance les unes des autres, dans laquelle ces bandes sont insérées en sandwich entre deux bandes d'adhérence relativement larges, ces bandes d'adhérence, ou l'une d'entre elles au moins, pouvant ne pas être creusées de rainures pour le logement des bandes tractrices, ou pouvant n'être creusées que de rainu-
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res de profondeur totale moindre que lfépaisseur desdites bandes tractrices, de telle manière que l'une au moins des faces de la courroie combinée présente des surépaisseurs longitudinales déter- minant entre elle des dépressions qui, ne venant pas au contact de la jante des poulies,
constituent de véritables canaux d'éva- cuation de l'air occlus entre ces poulies et la courroie et facilitent la réalisation d'une bonne adhérence aux grandes vitesses.
Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre. L'invention, les caratéristiques qu'elle présente @ et les avantages qu'elle est susceptible de procurer: Fig.'l est une coupe d'une courroie suivant l'invention comportant une bande de cuir à haute résistance et une bande unique de matière plastique à haute élasticité.
Fig. 2 montre de même façon une' courroie comportant une bande unique de. cuir et plusieurs bandes de matière plastique séparées les unes des autres. @
Fig. 3 montre une courroie dans laquelle plusieurs bandes en matière plastique sont disposées entre deux bandes de cuir:
Fig. 4 est:-, une vue en plan schématique d'une transmis- sion à poulies bombées, ;destinée à exposer l'avantage que comporte l'indépendance respective des bandes de matière plastique.
La courroie représentée en fig. 1 est constituée par l'assemblage d'une bande 1 en cuir inextensible à haute résistance et d'une bande 2 de matière plastique à haute élasticité, par exemple de polyamides orientés. La bande 1 a été obtenue par tannage d'une peau maintenue sous tension dans le sens longitudi- nal de la .bande pendant tonte la durée du tannage, cette tension étant reliée aufur et àmesure de l'opération, de manière à
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réaliser la meilleure orientation des fibres de cuir. La bande 2 a été fabriquée par extrusion ou de toute autre manière à partir de la matière thermoplastique fondue ouplastifiée, puis elle a été étirée dans toute la mesure du possible pour assurer l'orientation longitudinale des molécules.
Les deux bandes 1 et 2 ont ensuite été collées l'une sur l'autre de manière à réaliser une courroie combinée.
Comme on l'a expliqué plus haut, les propriétés physiques du cuir inextensible à haute résistance tanné sous tension et celles des matières plastiques du genre des polyamides orien- tés, sont voisines. Il en résulte que lorsqu'on soumet la 'courroie de fig. 1 à une tension, le module d'élasticité étant du même ordre pour la matière plastique et pour le cuir, les efforts se répartissent effectivement sur les deux bandes élémentaires 1 et 2. L'allongement élastique spécifique du cuir étant un peu plus fort que celui de la matière plastique, les tensions spécifiques sont un peu plus élevées dans la matière,plastique que'dans le cuir, ce qui est logique, la limite d'élasticité de la matière plastique étant quelque peu supérieure à celle du cuir.
Il en résulte que les deux bandes 1 et 2 travaillent en parallèle pour assurer la transmission de puissance. D'autre part si l'on utilise une telle courroie avec le cuir sur la face inférieure de la-courroie, l'adhérence de celle-ci sur les poulies est aussi bonne que celle d'une courroie en cuir à haute résistance usuelle,'et l'on sait que dans ce dernier cas l'adhérence est excellente et suffit pour les besoins de la pratique.
On a donc bien réalisé une courroie combinée dans laquel- le on met à profit les qualités d'élasticité des polyamides orientés en évitant leur inconvénient d'un trop faible coeffi-
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oient de frottement, par le moyen d'un élément d'adhérence qui, au lieu de, constituer un poids mort pour la courroie, comme dans les réalisations connues, contribue effectivement à assurer la transmission, de la puissance, c'est-à-dire joue simultanément le rôle d'élément d'adhérence et d'élément tracteur additionnel. Une telle courroie, est donc finalement plus légère et plus durable que les courroies cuir-polyamides connuesà ce jour.
On notera que le cuir de la bande 1 étant parfaitement inextensible, la courroie suivant l'invention ne se modifie pas avec le temps et l'élément d'adhérence 1 ne risque nulle- ment de s'allonger et de ne plus intervenir comme élément tracteur additionnel..
La forme d'exécution de fig. 1 est particulièrement avantageuse .dans le cas de courroies de faible largeur passant sur des poulies plates ou peu bombées. Mais en dehors de ces conditions elle comportedeux inconvénients. Le premier est qu'il est très difficile de réaliser des bandes de grande largeur en matière plastique à molécules orientées. Le second est qu'en tout état de cause une bande de matière plastique à haute élasticité est assez rigide transversalement et s'adapta très mal au profil bombé d'une poulie, et cela d'autant plus que la largeur de la poulie est plus grande. La forme d'exécution de fig. 2 permet de remédier à ce doubla , inconvénient.
Dans cette forme d'exécution la courroie com- prend une bande 1 en cuir inextensible tanné sous tension, de largeur relativement grande, associée à quatre bandes 2 en matière plastique à haute élasticité, de faible largeur, disposées parallèlement les unes au autres et avec un certain écartement. Une telle courroie présente tous les avantages
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énoncés pour la forme-d'exécution,de fig. 1, mais en outre elle possède une très grande souplesse transversale qui lui permet de s'adapter aisément au profil des poulies bombées.
De plus, comme on peut multiplier le nombre des bandes 2, celles-ci peuvent être de très faible largeur et leur fabrica- tion ne pose plus aucun problèle particulier.
Fig. 3 montre une autre forme d'exécution comportant deux bandes de cuir tanné sous tension respectivement 1a et lb, associées avec quatre bandes 2 de matière plastique à haute élasticité disposées entre elles. On réalise ainsi une courroie combinée présentant de l'adhérence sur ses deux faces, ce qui peut être d'un grand intérêt dans certains cas. D'autre part les-bandes de matière plastique sont en quelque sorte noyées dans la masse de cuir réalisée par l'ensemble des deux bandes
1a et 1b, de telle sorte qu'elles ne peuvent pas se déplacer transversalement même en cas de collage défectueux. Ces bandes sont protégées contre l'action des galets tendeurs, fourchettes de débrayage et autres organes accessoires de la transmission.
La courroie reste très souple transversalement, comme celle de fig. 2.
Pour réaliser la courroie à deux faces d'adhérence de fig.3 on peut creuser dans les bandes de cuir la et 19. des rainures de -profondeur égale à la demi-épaisseur des b-ande-s 2 de matière plastique. Ces dernières se logent alors dans ces rainures de façon parfaite sans créer aucune surépaisseur sur les deux faces , de- la courroie, qui conservent un profil transversal rectiligne régulier, comme indiqué en traints pleins. Mais il est également possible de ne pas creuser de rainures dans les bandes de cuir
1a et lb ou de n'y creuser que des rainures dont la profondeur totale (somme des profondeurs élémentaires de deux rainures
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superposées) soit moindre que l'épaisseur des bandes 2.
Par exemple l'on peut creuser dans la bande inférieure 1a des rainures de profondeur sensiblement égale à la moitié de l'épaisseur des bandes 2, 'y disposer ces bandes 2, puis après encollage leur superposer la bande supérieure 1b sans y avoir creusé la moindre rainure, et serrer le tout entre une table' rigide, par exemple en acier, sur laquelle on fait reposer la bande 1a, et une tête déformable, par exemple en caoutchouc, ou réalisée par le moyen d'une vessie remplie de liquide dis- posée à l'intérieur d'un cadre de retenue latérale à la façon bien connue dans l'emboutissage. Une fois le collage terminé, on obtient une courroie dont la face correspondant à la bande 1b présente des surépaisseurs longitudinales, comme indiqué en traits discontinue en P.
Lorsqu'une telle courroie s'enroule sur se$ poulies par la face ainsi pourvue de surépaisseurs, les dépressions ménagées entre celles-ci ne viennent pas au contact de la jante et constituent ainsi des canaux permettant l'évacuation de l'air occlus entre la courroie et les poulies, en supprimant l'une des causes de diminution de la capacité de transmission de puissance aux grandes vitesses, La vue de fig. 4 est destinée à faire comprendre un avantage particulier des courroiesà bandes tractrices multiples du genre de fig, 1 et 3. Dans cette figure on a très schéma- tiquement indiqué une transmission comportant deux poulies bombées 3 et 4 dont on a grossièrement exagéré le profil pour la clarté des explications.
On a supposé qu'on disposait sur cea deux poulies 3 et 4 une courroie ouverte qu'on se proposait de reermer et de seller sur place. On a enfin supposé que cette courroie comportait trois bandes tractrices disposées sur sa face supérieure à la façon indiquée en fig. 2.
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Grâce à sa flexibilité transversale, la courroie 1, 2 s'âdapte parfaitement sur les jantes bombé es des poulies '5 et 4.
;Mais en raison précisément. de cette forme bombée, la longueur totale mesurée sur la courroie ainsi enroulée varie quand on passe d'un des bords de la courroie au milieu de celle-ci. Il en résulte que si l'on applique régulièrement cette courroie sur toute la largeur de la jante des poulies, les extrémités prennent une forme incurvée comme indiqué en A (pour la clarté du dessin on a supposé la courroie cassée sur la poulie 4 de manière à éviter le chevauchement des deux extrémités).
Si l'on collait la courroie à plat sur le sol après avoir mesuré la longueur d'enroulement, les extrémités se présenteraient évidemment à l'état ,rectiligne, et non pas à l'état concave comme en A. Il en résulterait que la tension de pose de la courroie ne serait pas la même sur toute sa largeur. Si on la déterminait correctement pour la partie axiale, elle serait trop faible pour les bords et inversement si on la déterminait de façon correcte pour les bords, elle serait éxagérée pour la partie axiale.
On serait obligé d'admettre une valeur moyenne, qui ne pourrait aboutir qu'à une mauvaise utilisation de,la oourroie. Si au contraire on jonctionne les deux extrémités lorsque la courroie est tendue sur les poulies 3 et 4, on.peut tenir compte de la forme concave A et réaliser par oonséquent une tension de pose régulière sur toute la largeur de la courroie, chaque,bande 2;
étant ainsi coupée à la longueur voulue, compte tenu de sa distanc à l'axe de la courroie.-
Dans la pratique, si l'on ne peut tendre suffisamment la courroie à l'état ouvert en assurant une tension régulière sur toute la largeur, égale à la valeur de la tension de pose prévue. on peut rapprocher momentanément les poulies 3 et 4 de manière à
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assurer une tension plus réduite pour opérer le collage, ou bien si l'on peut réaliser celui-ci sur un montage reproduisent
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=.'. i . raison de la parfaite élasticité de la courroie, les déforma- tions de celle-ci sont strictement proportionnelles aux efforts appliqués et par conséquent un collage en place sous tension réduite permet d'obtenir une courroie correctement établie pour une tension beaucoup plus forte dans les mêmes conditions de forme de la jante des poulies. -
Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui
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D'autre part, et comme il va de soi, l'invention englobe non seulement les courroies combinées du genre sus-décrit, m is également les transmissions qui en comportent application,