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Cba
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Cou
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Molecule
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Ts
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XOO
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Tmga
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paral
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Disease
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Bruit
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Tic
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Physical
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9 d
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4 m
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Organism
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2522378A1
Family ID 18838273
Probable Assignee Pirelli
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title COURROIE CRANTEE
Abstract
_________________________________________________________________
L'INVENTION SE RAPPORTE AUX TRANSMISSIONS A COURROIE CRANTEE.
Description
_________________________________________________________________
La presente invention se rapporte a une courroie crantee en matiere
elastomere ou analogue, c'est-a-dire a
une oourroie composee d'un corps annulaire on matiere elas-
tomere ou analogue, dans lequel est enrobee une structure resistante a
la tractionet munie d'une denture, egalement
en matiere elastomere, prevue sur une face dudit corps an-
nulaire. On connalt deja divers types de courroies crantees
qui rentrent dans la definition generale donnee ci-doessus.
Dans toutes les courroies crantees connues dont la fonction est de
realiser une transmission en s'accouplant a au moins deux poulies
dentees, les profile des dents des courroies crantees sont conjugues
des profils des dents des poulies dentees. En effet, dans une
transmission a courroie crantee et poulies dentees, la transmission du
mcuvement s'effectue par engrenement entre les dents de la courroie
crantee et les dents des poulies dentees comme dans une transmission
de mouvement entre engrenages metalliques.
Or, dans une transmission a courroie cranteeo et
poulies dentees, a la difference des transmissions a engre-
nages metalliques, dans lesquelles les elements de la trans-
mission sont tous rigides, on observe qu'un element de la
transmission,a savoir, la courroie crantees, etant en une matiere
elastomere, presente une deformabilite extrmeanient superieure a celle
des autres elements de la tran 5 missions
c'est-a-dire des poulies dentoees.
La difference de deformabilite entre la courroie crantee et les
poulies dentees, plus precisement ontre les
dents de la courroie crantee et les dents des poulies den-
tees, donne lieu a des glissements et, sous l'effet des va-
leurs elevees de la pression qui s'exerce entre les dents des elements
de la transmission, les dents de la courroie
crantee subissent une usure notable.
Precisement en vue d'eviter cette usure des dents de la courroie
crantee et dans le dessein de la limiter, on a deja etudie et propose
divers profile de dents de courroies
qui visent a reduire les glissements et on a etudi 6 des me-
langes particuliers afin de conferer le maximum de durete aux dents
des courroies crantees sans limiter excessivement
la flexibilite d'ensemble de la courroie crantee.
En depit des artifices decrits ci-dessus, le pro- bleme de l'usure des
dents des courroies crantees n'a pas
ete resolu de facon satisfaisante dans les solutions connues.
En outre, et toujours en raison de la grande defor-
mabilite des dents des courroies crantees, qui sont faites en une mai
ere elastomere, comparativement a la deformabilite des dents des
poulies dent 6 es, qui sont en une matiere metallique, on observe que
les sollicitations exercees sur les dents en prise d'une courroie
crantee et d'une poulie
dentee varient pendant le mouvement de la transmission.
Plus particulierement, la sollicitation maximum sur une dent d'une
courroie crantee se produit au moment
meme oA? cette dent conmmence d,s'engager,-.
dans un entredent de la poulie dentee motrice, ctest-a-dire
au moment oA? se produisent les plus grands deplacements en-
tre les dents de la courroie et celles des poulies.
Une fois realise l'engagement d'une dent de la
courroie crantee dans lentredent de la poulie dentee motri-
ce, la sollicitation exercee sur cette dent decrott pendant le temps
oA? la dent se deplace conjointement avec la poulie dentee motrice, et
ceci jusqu'au moment oA? la dent de la
courroie crantee quitte cette poulie.
Egalement sous l'effet de cette variation de la sollicitation exercee
sur la dent de la courroie orantee,il se produit des mouvements
d'enfoncement de la dent de la
courroie crantee dans l'entredent de la poulie dentee et ce-
ci entraine d'autres glissements, qui determinent des pheno-
menes d'usure et la naissance de vibrations dans la courroie crantee
et dans la transmission, vibrations qui engendrent un bruit et
entrainent une reduction de la duree de vie pour
la courroie crantee.
Le but de l'invention est dteliminer les inconve-
nients des courroies crantees connues qui ont ete enumeres ci-dessus
et de realiser une courroie crantee qui puisse ttre
accouplee a n'importe quelle poulie dentee et, plus precise-
ment, a des poulies dentees qui presentent un profil quelcon-
que sur leurs dents>ainsi qu'une transmission comprenant cette
courroie. Ltinvention a pour objet une courroie crantee com prenant un
corps annulaire en matiere elastomere ou analogue qui enrobe une
structure resistante a la traction constituee par une serie de cables
flexibles et inextensibles, disposes le long de la grande dimension de
la courroie, dont les axes sont paralleles entre eux et contenus dans
un meme plan, et
une denture prevue sur une face du corps annulaire et cons-
tituee par une serie de dents separees les unes des autres par des
entredents, cette courroie etant caracterisee en ce que chaque dent
presente un profil qui comprend, au niveau de sa tetet dos moyens qui
lui conftrent une deformabilite
elastique localisee dans cette position.
Les figures des dessins annexes, donnees uniquement a titre d'exemples
feront bien comprendre comment l'invention peut $tre realisee Sur ces
dessins, la figure 1 est une vue en coupe d'un fragment d'une courroie
crantee suivant l'invention; la figure 2 est une vue on coupe d'un
fragment d'une poulie dentee; la figure 3 est une vue en coupe d'un
fragment d'une courroie crantee suivant l'invention et d'un fragment
d'une poulie dentee suivant l'tinvention au cours de l'enga-
gement d'une dent de la courroie crantee dans un entredent de la
poulie dentee; et la figure 4 est une vue en coupe d'un fragment d'une
transmission a courroie crantee et poulies dentees, avec une dent de
la courroie crantee entierement engagee dans
un entredent d'une poulie dentee.
Suivant le principe le plus general de resolution du probleme, une
courroie crantee suivant linvention est munies au niveau de la ttte de
chacune de ses dents, de moyens
qui sont de nature a conferer a la t 8 te des dents une defor-
mabilite elastique en general et, de preference, une defor-
mabilite elastique en flexion de maniere que chaque dent
puisse modifier son propre profil en s'accouplant a des pou-
lies dentees, independamment de la forme du profil des entre-
dents des poulies dentees, en eliminant ainsi la necessite
de donner aux dents des courroies crantees des profils coi-
Jugues de ceux des dents des poulies dentees et inversement.
L'element essentiel d'une courroie crantee suivant l'invention est la
pxesence de deux nervures (ou d'au moins une rainure) sur la t 4 te de
la dent, ceci pour donner a la tete de cette dent une deformabilite et
de preference une deformabilite elastique a la flexion resultant de sa
forme
geometrique tandis que, pour la partie restante de son pro-
fil, cette dent peut avoir une configuration quelconque.
Sur la figure 1, on a represente en coupe un frag-
ment d'une courroie crantee suivant l'invention -
Comme on peut le voir sur la figure 1, la courroie
crantee presente un corps 1 en une matiere elastomere ou plasti-
que realise sous la forme d'un anneau referme sur lui-mtme et dans
lequel est enrobee une structure resistant a la
traction formee d'un ensemble de c Ibles flexibles inexten-
sibles 2, par exemple en acier, en fibre de verre ou equi-
valent, qui sont disposes le long de la grande dimension de la
courroie et dont les axes sont paralleles entre eux et
contenus dans un m 8 me plan.
Sur au moins une face du corps 1 de la courroie,
est prevue une denture formee d'une serie de dents 3 en une ma-
tiere elastomere separees les unes des autres par des entre-
dents 4.
La caracteristique fondamentale d'une courroie crantee suivant
l'invention consiste en ce qu'elle preiente
au niveau de la tete ou du sommet de chaque dent de la cour-
roie des moyens qui conferent a la seule t 4 te de la dont une
deformabilite elastique et, en particulier, une deformabili-
te elastique a la flexion, qui resulte de la configuration
geometrique du sommet ou de la tete de la dent.
Ainsi qu'on l'a indique sur la figure 1, il est prevu sur la tete de
la dent au moins une rainure ou encoche disposee transversalement a la
grande dimension de la cour- roie et dont la presence definit au moins
deux nervures 5 '
et 5 " dans la tete de la dent.
En particuliers et uniquement a titre d'exemple, la configuration
geometrique de la t te de la dent peut 8 tre obtenue en donnant a
l'ensemble de la dont un profil defini par une courbe biquadratique
qui repond, dans un systeme d'axes de coordonnees cartesiennes, comme
celui represente sur la figure 1, a la formule suivante; y = K (x x 2)
oA? y est l'ordonnee dtun point quelconque de la courbe, me-
suree sur l'axe z qui colncide avec l'axe median de la dent de la
courroie crantee;
x est l'abscisse d'un point quelconque de la courbe, me-
suree sur l'axe x qui est un axe perpendiculaire a l'axe
y et qui coupe celui-ci au fond de la rainure ou de l'en-
coche 5 presente sur la toto de la dent; et K est un coefficient qui
depend de la durete de la matiere
elastomere et dont les valeurs sont choisies dans l'in-
tervalle de valeurs dont les extrgmes sont 0,05 et 2 ety
de preference, dans un intervalle de valeurs dont les ex-
tr Omes sont 0 t 1 et 195.
Le choix d'une valeur prise dans l'intervalle do valeurs indiquees
plus haut pour le coefficient Y doit 8 tre effectue empiriquement pour
optimiser la courroie crantee, en prenant en*considertlon-les
praemetres suivants x a) amplitude du serrage entre les profils des
donts,
b) valeur du module de la matiere elastomere dont sont for-
mees les dents de la courroie crantees c) grandeur de la puissance h
transmettre au moyen de la
courroie crantee.
Alors que tout accroissement des parametres a) et
b) conduit a choisir les valeurs les plus elevees pour l'in-
tervalle de valeurs du coefficient K tout accroissement du facteur c)
conduit a choisir les valeurs les plus basses de l'intervalle de
valeurs de ce coefficient K.
Pour cette raison, le choix de la valeur du coef-
ficient K dans l'intervalle cite ci-dessus ne peut etre qu'em-
pirique, si lon tient compte du fait que, quelle que soit la valeur de
K choisie dans l'intervalle, il est possible d'obtenir une courroie
crantee suivant l'invention qui soit capable d'atteindre de facon
satisfaisante les buts proposes. En outre, bien que ceci ne soit pas
represente sur la figure 1, la surface de la denture des courroies
crantees, c'est-a-dire des dents 3 et des entredents 4, est recouverte
d'un revetement a faible coefficient de frottement.
Pour ce revetement a faible coefficient de frotte-
ment, il est particulibrement bien approprie de choisir un revetement
autolubrifiant en tissu caoutchoute tel que celui decrit dans la
demande de brevet francais deposee le 2 Avril
1970 sous le ne 70 11865 par la Demanderesse.
Le revetement de la surface de la denture de la
courroie crantee est avantageusement constitue par deux tis-
sus caoutchoutes superposes avec interposition d'une couche ou d'un
film de matiere elastomere, le tissu caoutchoute le plus exterieur
etant d'un type autolubrifiant comme defini
plus haut.
Un tel type de revetement pour la denture de la courroie crantee est
celui doecrit dans le brevet italien
n 973 166 delivre au nom de la Demanderesse.
Une courroie crantee suivant l'invention peut tre accouplee a une
poulie dentee quelconque, independamment de la configuration
geometrique des dents de la poulie dentee et, par consequent,
independamment de la forme geometrique
des entredents d'une poulie dentee.
On a represente a titre d'exemple sur la figure 2 un fragment d'une
poulie dentee 6 en coupe perpendiculaire a l'axe de rotation de la
poulie dentee, dont l'entredent 7 presente en coupe la forme d'un
trapeze isocele avec des
flancs 8 et 9 rectilignes et un fond 10 egalement rectiligne.
Toutefois, ceci ne doit pas etre considere dans un sens limitatif, en
ce sens que les flancs 8 et 9 peuvent
avoir, par exemple, un profil curviligne, un profil en deve-
loppante ou analogue tandis que le fond 10 peut etre a profil
rectiligne ou curviligne aussi bien concave que convexe.
En outre, l'entredent 7 peut avoir egalement un
profil dans lequel les flancs et le fond ne sont plus clai-
rement distincts, c'est-a-dire avoir un profil curviligne, par exemple
un profil semi-circulaire, un profil semni-ellip-
tic, un profil parabolique ou analogue.
Les correlations qui existent entre
la denture de la courroie crantee et la dentu-
re des poulies dentees sont les suivantes z le pas deladenture de la
courroie crantee est egal au pas de la denture des poulies dentees
sinon, les dents de la courroie crantee ne pourraient pas se loger
dans les entredents des poulies dentees; la hauteur de chaque dent de
la courroie crantee a l'etat
non deforme est egale ou inferieure ou superieure a la pro-
fondeur des entredents des poulies dentees;
la largeur des dents de la courroie crantee doit on gene-
ral Otre superieure a la largeur des entredents des poulies
dentees, de maniere a permettre aux dents de la courroie cran-
tee de s'engager dans les entredents des poulies dentees sans qu'il ne
se produisede glissement entre les flancs des dents de la courroie
crantee et les flancs des dents deo poulies dentees avant que ne se
produise le serrage entre le profil de la t 8 te des dents de la
courroie crantee et le profil du fond des entredents des poulies
dentees, avec deformation consecutive de la tite des dents de la
courroie cranteeo Le fonctionnement d'une courroie crantee suivant
invention dans une transmission a courroie crantee et pou-
lies dentees dans laquelle les poulies dentees sont d'un type
quelconque, sera maintenant decrit on regard des figures 3 et 4. Ainsi
qu'il est bien connu, le fonctionnement d'une transmission a courroie
crantee et poulies dentees se produit par le fait que la poulie
motrice transmet le mouvement a la courroie crantee et que cette
derniere transmet a son tour
le mouvement a l'autre poulie dentee.
La transmission du mouvement dans une transmission
a courroie crantee et poulies dentees est assuree par l'ef-
fet des echanges de foroe qui interviennent entre les dents de la
courroie crantee et les dents des poulies dentees en
prise entre elles.
Pendant le mouvement de la transmission, une dent de la courroie
crantee qui se trouve en prise avec une dent de la poulie dentee, par
exemple, avec une dent de la poulie
dentee motrice, est logee dans un entredent de cette poulie.
A un certain point, la dent de la courroie cran-
tee quitte la poulie motrice et, ensuite, elle penetre dans un
entredent de la poulie dentee menee pour s'accoupler a
une dent de cette derniere Apres Stre entree dans un entre-
dent de la poulie dentee menee, la dent de la courroie se deplace avec
cette derniere et, ensuite,la quitte pour aller de nouveau entrer en
prise avec la poulie dentee motrice en
se logeant dans un entredent de celle-ci.
I 1 ressort de ce qui precede qu'il existe un pheno-
mene qui caracterise toutes les transmissions de mouvement entre une
courroie crantee et des poulies dentees, phenomene qui consiste dans
le fait qu'une dent-de la courroie penetre
dans un entredent d'une poulie dentee, puis apres avoir par-
couru un trajet d'une certaine longueur, conjointement avec cet
entredent, sort de ce dernier Le long de ce trajet, les sollicitations
exercees sur la dent de la courroie crantee
varient, par exemple, elles diminuent dans le cas de la pou-
lie dentee motrice.
Sur la figure 3, on a represente une dent d'une courroie crantee au
moment oA? elle penetre dans un entredent
d'une poulie dentee de type quelconque.
Comme on peut le voir sur la figure 3, qui repre-
sente une forme particulibre de realisation, etant donne que
le profil de l'entredent de la poulie dentee n'est pas con-
jugue du profil de la dent de la courroie crantee et, etant
donne que la hauteur de la dent de la courroie est plus gran-
de que la profondeur de l'entredent de la poulie dentee, pen-
dant l'engagement de la dent de la courroie dans l'entredent
de la poulie, il se produit un'serrage.
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u O'F 4 umz OJPP Oun Jud 01 pioqep qno 4 4 Tnpoarl es C uep UT op uo
Tjvwaojqp iirl *C 4 "e P -0-T op uolqevuoj tep aun -Tnpojd 09 TT a nc
qe jc geouva -gqn 4 oid xnop Gu Tow nu -iq eonues Teu euuop 9 ouesgad
UT quop c eqoooua eun au Tom nep Oq* 4 UT e P u OT"Pa UT guv P 'e Tunm
que e Tje and nb::Tu J el aud 4 n Oqang and Q Tvw O Jqw O 4 Gu Tg eait
Tqum eun c UG Oq T"J 4 se 9 TT Oinb 4 TVJ OT X 96 luemTnee uou
elqimaojpp que 0914 u"JO 010 aan OO 'BI OP -lu OP 'BI onb s Tpuu 4 4
onb Tlleq 9 tu eaiq Tq - mm gun ue ooo T Tmga que e T Tnod UT enbu Tnd
'O Tqumiojgpu T que 094 u OP OT In Od u T OP quepeaqueil enb quuop 4 =
49 4 ao vures qui definissent entre elles une encoche 5; le serrage
entre les dents de la courroie crantee et les entredents de la poulie
dentee est prevu sensiblement au niveau des flancs
des entredents de la poulie dentee.
Cet exemple ne doit cependant pas 8 tre considere
dans un sens limitatif En effets dans une variante de rea-
1 lsation d'une courroie crantee suivant l'invention, non re-
presentee sur les dessins, il peut etre prevu egalement plus
de deux nervures sur la t te des dents de la courroie cran-
tee et le serrage entre la t 8 te des dents de la courroie cran-
tee et les entredents de la poulie dentee peut se produire
exclusivement sur le fond des entredents de la poulie dentee.
Suivant une autre variante de realisation, le ser-
rage entre les dents de la courroie crantee et les entredents des
poulies dentees peut avoir lieu aussi bien entre la t 8 te de la dent
de la courroie crantees sur laquelle sont prevues les protuberances,
et les flancs qu'entre cette t 8 te et le
fond des entredents de la poulie dentee.
Il est facile de comprendre a la lecture de la des-
cription donnee ci-dessus que les buts vises par l'invention
sont atteints par une courroie orantee suivant l'invention.
En effet, la possibilite de rendre le profil des
dents de la courroie crantee independant du profil des en-
tredents des poulies dentees assure a la courroie crantee
un maximum d'interchangeabilite avec les poulies dentees.
En effet, les dents de la courroie crantee ont un profil non conjugue
de celui des dents de la poulie dentee et elles peuvent avoir une
hauteur superieure, inferieure ou egale a celles des entredents de la
poulie dentees pourvu
qu'il y ait serrage entre le profil de la dent de la cour-
roie crantee et celui des entredents de la poulie dentee.
En outre, une courroie crantee suivant l'invention permet de reduire
considerablement les usures par frottement de glissement en ce sens
que, bien qu'il existe un glissement entre les dents de la courroie
crantee et les entredents des poulies dentees, la pression exercee au
contact entre ces elements est reduite en raison de la deformabilite
des dents de la courroie dentee qui est due a leur forme g 6 om 6
tric, L'usure par frottement des dents do la courroie crantee pendant
qu'elles s'engagent dans les entredents des poulies est en outre
reduite par le fait que lea dents de la courroie qui sont deja on
prise avec la poulie dentee elle- m Sme presentent une notable
stabilite de position dans les entredents qui les recoivent, et cette
stabilite de position
eyite que les dents de la courroie ne subissent de micro-.
deplacements das aux variations continues do la charge exer-
cee sur chaque dent de la courroie crantee# pendant son mou-
vement conjoint avec la poulie dentee, et evite la naissance
de deformations longitudinales de l'armature interieure re-
sistante de la courroie crantee.
Outre qu'elle optimise la penetration et la sortie
de la dent, cette stabilite de position des dents de la cour-
roie crantee dans les entredents des poulies dentees assure
encore une reduction des charges sur les denie et une reduc-
tion des vibrations de la transmission et ceci se traduit par un
accroissement de la duree de vie de oette transmission et par une
reduction du bruit de la transmission pendant son fonotionnement Ceci
se traduit dgalement par la possibilite d'accrottre la puissance
transmissible et par une diminution du risque d'apparition du
phenomene dit de nsaut" des dints, En outre, la reduction du bruit de
la transmilssion ost enocore amelioree par le fait qu'au cours de
ltengagemeint des dents do la courroie crantees la presence de la
rainure sur la t 4 te de dent facilite l'echappement de l'air des
entredents, Finalement, la presence des rainures sur les tutes des
dents de la courroie crantee, qui subsistent mane lorsque les dents de
la courroie sont entierement engagees dans les entredents des poulies
dentees, entraino un a l Zgement de la courroie crantee dans son
ensemble, ce qui signifie uno reduction de la masse en mouvement
constituee par la courroie
et, par consequent, une reduction des vibrations de la trans-
mission.
Il va de soi que differentes modifications pour-
ront 8 tre apportees au dispositif decrit, notamment par subs-
titution des moyens techniques equivalents, sans pour cela
sortir du cadre de la presente invention.
R E V N D I C ATIONS
1 Courroie crantee comprenant un corps annulaire
(1)En une matiee elastomere ou equivalent, qui enrobe une struc-
ture resistant a la traction constituee par ur e S 6 rie de c-
bles flexibles et inextensibles (2) disposes le long de la grande
dimension de la courroie et dont les axes sont paral lbles entre eux
et contenus dans un m 8 me plan, et une denture prevue sur une face du
corps annulaire et constitu 6 e par une serie de dents (3) separees
les unes des autres par des entreo dents (4), caracterisee en ce que
chaque dent (3) possede un profil qui comprend, au niveau de sa t 8
te, dos?loyens qui lui conferent une deformabilite elastique localisee
dans cette position. 2 Courroie crantee suivant la revendication l,
caracterisee en ce que les moyens destinees a confrer a la dent (3)
une deformabilit 6 elastique localisee dans ea t 8 te,
sont des moyens qui lui confbrent une deformabilite elastl-
que en flexion.
3 Courroie crantee suivant la revendication 2 e
caracterisee en ce que les moyens destinee a confarr a cba-
que dent une deformabilite elastique a la flexion looalisee au niveau
de sa t 8 te comprennent pour cette ttc de a de and,> un profil
comportant au moine une encoche'(5), 4 Courroie crantee suivant l'une
quelconqtie des
revendications 1 a 3, caracterisee on ce qu le le pro-il d*
chaque dent est constitue par un courbe biquadratiquae cor-
respondant a la formule:
(4 2
oA? Z est l'ordonnee d'un point quelconque de la courbe, me-
suree sur un axe y oolncidant avec le plan median de la dent;
X est l'abscisse d'un point quelconque de la dent, mesu-
ree sur un axe x perpendiculaire a l'axe y; et K est un coefficient
choisi dans l'intervalle do valeurs
compris entre 0,05 et 2.
Courroie crantee suivant la revendication 4, caracteris 6 e en ce que
les valeurs du coefficient K sont de preference choisies dans
l'intervalle de valeurs compris
entre 0,1 et 1,5.
6 Couxrroie crantee suivant l'une quelconque
des revendications precedentes, caracterisee en ce que la
largueur de chaque dent, au niveau de sa t 8 te et sur le
segment de longueur egal a la profondeur de l'encoche for-
mee dans la tete possede une largeur superieure a la largeur
de la partie de fond des entredbnts de la denture des pou-
lies dentees, oA? la tete des dents de la courroie crantee
vient se loger dans un etat deforme.
7 Courroie crantee suivant l'une quelconque des
revendications 1 AA 6, caracterisee en ce que la surface de
la denture de la courroie crantee est recouverte de deux cou-
ches de tissu superposees, entre lesquelles est interpose un
film de matiere elastomere.
8 Courroie crantee suivant l'une quelconque des
revendications 1 a 7, caracterisee en ce que la surface de
* la denture de la courroie crantee est recouverte d'un tissu
autolubrifiant
9 Transmission a courroie crantee et poulies den-
tees caracterisee en ce qu'elle comprend une courroie cran-
tee suivant tl'une quelconque des revendications 1 a 8 et au
moins une paire de poulies dentees dont les entredents de
la denture sont de forme quelconque.
<
? ?
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any discovery (or vertical marker) when you mouse over
it.<br/><br/>The preview window is draggable so you may place it
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