Brevet FR2029011A1 — publié le 19701016

La présente invention est relative à une cage pour un accouplement à roue libre, qui est composé d'un roulement à "billes à gorges annulaires et de corps de "blocage disposés à "basculement à côté des "billes de roulement entre les "bagues interre et externe. 5 On connait d'après un modèle d'utilité allemand 1.924.671 i un accouplement à roue libre combiné avec un roulement à "billes à gorges annulaires, dans lequel la cage du roulement à "billes est rivetée à l'aide de chevilles qui reçoivent simultanément les corps de serrage ou de blocage percés et dans lequel les chevil-10 les et les corps de blocage présentent des encoches destinées à recevoir les ressorts annulaires assurant simultanément la retenue et l'élasticité des corps de blocage. Avec cette construction \ connue, les corps de blocage ou de serrage doivent non seulement être percés, mais encore être fendus dans une position parfaite-15 ment déterminée. De plus, les corps de blocage fort petits doiveifc être montés à l'intérieur de l'étroit intervalle limité par la position des billes, ce qui n'est pas simple, en particulier pour des roulements de petites dimensions. On connaît en outre d'après une demande de brevet allemand publiée /1.254.886, des accouple-20 ments à roue libre dans lesquels la "bague externe et la bague interne ainsi que des billes d'un roulement à billes à gorges annulaires normales sort utilisées, tandis qu'à la place de la cage rencontrée lors de la fabrication en série de roulements à billes, on prévoit deux anneaux de cage injectés en matière plastique, 25 avec chacun sur leur face frontale mutuellement opposée, une couronne de poches pour des pièces de blocage ou de serrage montées sur ressort dans le sens d'un accouplement et un mince disque d'obturation fermant les poches sur le côté frontal vers l'extérieur, tous ces éléments étant reliés entre eux. Dans des accou-30 plements à roue libre de ce genre, les corps de blocage ou de serrage sont maintenus constamment, habituellement par. une force de ressort, en contact avec les bagues externe et interne, afin de pouvoir embrayer immédiatement l'accouplement en cas de nécessité La force de ressort requise est fonction du poids des corps 35 de serrage ou de blocage; elle doit agir autant que possible" sur les corps de blocage d'une façon telle que des imprécisions' axiales entre les bagues externe et interne sont également compensées. Si la force de ressort est trop élevée, elle a pour effet que le couple de traînée et par conséquent la friction et l'usure de l'ac 40 couplement à roue libre sont augmentée; si au contraire la force 69 42002 2 2029011 de ressort est trop faible, il y a un danger que tous les corps de "blocage n'entreront pas simultanément en action, ce qui a pour conséquence que l'accouplement à roue li"bre ne peut pas transmettre complètement le couple de rotation requis. Les deux possibi-5 lités conduisent à une usure prématurée de l'accouplement. En particulier dans le cas de petits accouplements & roue libre, il est par conséquent difficile de déterminer et de réaliser la force de ressort nécessaire et de disposer les ressorts sur le plan cons-tructifo En outre, on utilise "bien dans ce cas les "bagues externe 10 et interne ainsi que les "billes d'un roulement à "billes à gorges annulaires normales, mais on doit cependant se dispenser de la cage rencontrée lors de la fabrication en série de roulements à . "billes à gorges annulaires normaux et utiliser une cage en matière plastique injectée, composée de quatre pièces détachées, ce 15 qui exige des outils compliqués et des machines de soudage spéciales pour 3a liaison mutuelle des pièces détachées. On coimaît encore d'après un brevet aux Etats-Unis d'Amérique 3.022.875j un accouplement à roue libre combiné avec un roulement à billes à gorges annulaires, dans lequel les corps de blo-20 cage s'étendant d'un bord à l'autre sur la voie de circulation dm billes sont disposés dans des poches de réception particulière des anneaux de cage reliés entre eux par des rivets. Avec ce genre d'accouplements à roue libre, les corps de blocage sont bien écartés de la surface d'accouplement de là bague de roulement in-25 terne en position de roue libre, de telle sorte que dans ce cas 1'agencement travaille en tant que palier ou roulement radial ' simple. Si on inverse cependant le sens de circulation, il se pro duit nécessairement un. glissement où une course morte indésirable, avant que les corps de blocage n'entrent en action. De même, le 30 poids inutilement élevé des corps de blocage chevauchant la surface de.roulement des billes et la force centrifuge élevée en résultant se font s.entir de façon très désavantageuse. .Un autre inconvénient de cet agencement est qu'entre les billes existé bien de la place, mais celle-ci ne suffit pas dans un roulement à billes 35 à gorges annulaires normal, pour placer entre les billes un corps de blocage du genre requis. Les roulements doivent par conséquent nécessairement être équipés d'un nombre inférieur de billes et par conséquent aussi de moins de corps de blocage. Ceci signifie que le roulement perd de sa capacité portante, et l'accouplement 40 à roue libre voit son couple de transmission requis diminuer. BAD ORIûlNAW 69 42002 3 2029011 On connaît enfin d'après un "brevet français 860.437» les accouplements à roue libre et à corps de blocage possédant une bague de roulement externe et des corps de serrage ou de blocage supportés dans des paliers sur une pièce médiane qui constitue la 5 pièce entraînée, ces corps de blocage se coinçant par rapport à la bague de roulement externe dans 1111 sens de rotation. Avec de tels accouplements à roue libre, les corps de blocage sont réalisés en tant qu'aimants permanents, les forces d'attraction magnétiques remplaçant alors les ressorts d'application pour les corpe 10 de blocage. Ce dernier se trouve dans ce cas dans des pocb.es relativement profondes de la pièce médiane, et ces poches présentait des épaulements d'appui pour des corps de blocage aussi bien en position de roue libre que dans la position d'accouplement. La plage de pivotement des corps de blocage dans les poches, réali-15 sées à la façon d'une crapaudine, de la pièce médiane est relativement large, de telle sorte qu'avec cet agencement également il existe nécessairement, lors de l'inversion du sens de rotation, un glissement ou une course perdue appréciable. Les inconvénients dépeints des modes de construction connus 20 d'accouplements à roue libre doivent ttre éliminés suivant l'invention. Le problème qui est à la base de l'invention est par con séquent d'offrir des accouplements à roue libre pouvant atteindre même les plus petites dimensions, dans lesquels toutes les pièces d'un roulement à billes à gorges annulaires complet, provenant 25 d'une fabrication normale et avec une bague normale peuvent être utilisées, dans lesquels on évite l'utilisation de matières synthétiques sensibles à la température, qui conviennent en outre é-galement pour des vitesses de rotation élevées et qui peuvent être fabriqués, par rapport aux agencements connus, à l'aide de machi-30 nés plus simples tout en épargnant des opérations de travail,, tandis que l'on peut encore conserver leur construction de base même dans les cas où la disposition constructivé de ressorts d'application offre de grandes difficultés ou n'est plus supportable en pratique et du point de vue économique. 35 0e problème est résolu grâce au fait que dans un roulement à billes à gorges annulaires complet possédant une cage normale, cette dernière est reliée de chaque côté à un mince disque métallique annulaire adapté à la dimension de l'intervalle entre les bagues interne et externe du roulement à billes, disquà qui est 40 doté entre les billes du roulement, d'une façon correspondant à la BÀD ORIGINAL 69 42002 4 2029011 division ou au pas de la cage, d'entretoises destinées à recevoir les corps de blocage et qui est fixé à la cage à hauteur du centre des billes par des bombements en saillie, par exemple par un soudage par points. 5 Cette solution suivant l'invention offre en premier lieu l'avantage que, d'une part, on évite l'utilisation de matières synthétiques sensibles à la température et que, d'autre p§J?t, le poids réduit de la cage complète permet également l'utilisation de l'accouplement à roue libre sous des vitesses de rotation très 10 élevées « Un autre avantage réside dans le fait que, suivant une variante de 1'invehtion, pour des accouplements à roue libre de ce genre dans lesquels les corps de blocage sont maintenus en con tact constamment avec les bagues externe et interne grâce à une force de ressort, on peut disposer une mince entretoise recourbée 15 dans la direction de la cage et recevant par sa pointe, coudée dans la direction du corps de blocage, le ressort d*application, au-dessus et en dessous des entretoises maintenant les corps de blocage, dans la direction du mouvement de couplage ou d'embrayage de ces corps. 20 L'invention offre en outre l'avantage qu'elle permet sans modification de sa conception de base et grâce à la mise en oeuvre de corps de blocage réalisés en tant qu'aimants permanents, d'offrir des accouplements à roue libre travaillant sans glissement. Il s'est en effet révélé de façon surprenante que l'on peut aussi 25 disposer des pièces de blocage entre les bords concentriques des bagues de roulement d'un roulement à billes à gorges annulaires, de façon à travailler sans glissement, lorsque ces corps de blocage sont aimantés de telle sorte que les centres de leurs deux pôles se situent sur les lignes de blocage des corps. Les forces ma-30 gnétiques amènent toujours les corps de blocage à s'appliquer contre les bagues externe et interne. La force magnétique est alors fixée en fonction du poids du corps de blocage et elle remplace l'action mécanique des ressorts d'application. On résoud ainsi simultanément la partie du problème consistant à offrir des accou-35 plements à roue libre dans lesquels, pour des raisons de place occupée, la disposition constructivé des ressorts offre de grandes difficultés ou est insupportable pratiquement et économiquement. Des pièces constituant des aimants permanents sont connues en soi pour des accouplements à roue libre. Ainsi, par exemple, 40 dans un accouplement à roue libre et à galets de blocage suivant ^ BAD OftiQfNM: 69 42002 5 2029011 un brevet "britannique 572.611, on prévoit en plus de la "bague extérieure qui présente une surfacgfà.'attaque intérieure cylindrique pour les galets de "blocage, et la "bague intérieure qui possède dans ce "but des contre-surfaces de blocage s'étendant en 5 forme de coin, une pièce en forme de croisillon à l'intérieur de la bague interne conçue en forme de pont, cette pièce étant constituée par un barreau d1 aimant s1 étendant approximativement ra-dialement pour chaque galet de blocage. Ces barreaux d'aimant dans la bague interne servent cependant non seulement à l'action 10 de ressort des galets de blocage, mais également surtout à les maintenir sûrement et sans battement en position de roue libre. Le déplacement des galets de blocage à la position d'embrayage ou d'accouplement s'effectue dans ce cas exclusivement grâce à la force centrifuge, c'est-à-dire lors du dépassement d'une vitesse 15 de rotation déterminée de la bagueinterne 90. L'accouplement s'ef fectue donc non seulement avec une certaine imprécision, mais en outre encore avec une course perdue importante. La bague interne motrice et la bague externe menée doivent de plus être faites d'une matière non magnétique, afin qu'elles n'affaiblissent pas 20 trop fortement le champ magnétique des barreaux d'aimant ; de ce fait, il devient impossible de concevoir le choix des matières pour les bagues interne et externe en fonction des propriétés d'usure et de roulement et d'autres exigences. Les pôles magnétiques ne sont à aucun moment court-circuités entre ëux par une pièce 25 magnétiquement conductrice, ce qui a pour conséquence que les barreaux d'aimant perdent relativement rapidement leur intensité de champ magnétique primitive. Les aimants sont de plus relativement grands et doivent être assez puissants; par conséquent, ils sont non seulement onéreux, mais constituent aussi une gêne pour de 30 nombreux cas d'utilisation, parce que leur champ magnétique intense influence aussi le voisinage, ce qui est inadmissible pour certains cas d'utilisation, on songe par exemple aux éléments à fonctionnement électrique, aux appareils de mesure, etc. se trouvant au voisinage. Avec cette construction connue également, le nombre 35 des corps de blocage utilisables et par conséquent le couple* de rotation pouvant être transmis à l'accouplement à roue libre sont fort limités; les barreaux magnétiques individuels ne peuvent en effet pas être disposés trop près les uns des autres, parce que sans cela ils ne gêneraient et s'influenceraient mutuellement. A-40 vec l'accouplement à roue libre à corps de blocage suivant é9 42002 6 2029011 l'invention, seuls les relativement petits et légers corps de blocage doivent être aimantés; le champ magnétique s*étendant de l'intérieur vers l'extérieur est par conséquent plus faible. D'au tre part, les forces magnétiques suivant l'invention servent à 5 procurer un effet de ressort aux corps de blocage, c'est-à-dire qu'ils éliminent en d'autres mots une course perdue. Les pôles ma gnétiques des corps de blocage, tout au moins au cours de l'intervalle de temps non négligeable au cours duquel l'accouplement à roue libre est embrayé ou couplé, sont court-circuités magnéti-10 quement, de telle sorte que l'affaiblissement de leur force magné tique au cours du temps est beaucoup plus faible qu'avec les aimants connus pour lesquels un court-circuit magnétique entre les deux pôles d'aimant fait défaut en permanence. On connaît encore d'après une demande de brevet allemand 15 publiéeTf.023.640, un accouplement à roue libre travaillant avec des billes, des rouleaux, etc., dans lequel les corps de blocage sont faits de matière magnétiquement conductrice. La pièce interne, réalisée sous forme de plateau massif, de cet accouplement possède des surfaces extérieures convergeant vers la surface de 20 blocage ou de serrage cylindrique de la bague externe et est constituée par un aimant dont les pôles se trouvent aux endroits les plus proches de la bague externe et dont le champ magnétique est fermé entre la pièce interne de l'accouplement et sa pièce externe grâce aux corps de serrage ou de blocage, de telle sorte que 25 ces derniers sont constamment attirés dans la position de préparation au blocage. Il en résulte un très grand aimant, car en fait la totalité de la pièce interne est conçue en tant qu'aimant; cetr-te forme de réalisation offre les inconvénients dépeints précédemment à propos du brevet britannique 572.611. Un désavantage 30 tout à fait particulier de cette construction réside cependant dans le fait que l'on ne peut agencer avec cet accouplement à rote libre que deux éléments de blocage dans un plan radial de l'accouplement, car en fait la pièce interne ne possède que deux pôles magnétiques. Par conséquent, le couple de rotation pouvant être 35 transmis à l'aide d'un tel accouplement à roue libre est beaucoup plus faible que le couple de rotation pouvant être transmis par des accouplements à roue libre de même dimension mais d'un autre mode de construction. D'autres détails et particularités de l'invention ressorti-40 ront de la description ci-après, donnée à titre d'exemple non BAD ORIGINAL 69 42002 7 2029.011 limitatif et en se référant aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue en élévation frontale d'une première forme de réalisation de l'accouplement à roue libre suivant l'invention ; 5 la figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne II-II de la figure 1. la figure 3 est une vue développée et partiellement en coupe, au-dessus de la ligne de séparation horizontale, de la forme de réalisation des figures 1 et 2 avec un système de ressort mé-1 0 canique pour les corps de "blocage et en dessous de cette ligne de séparation ou de symétrie, l'agencement de corps de "blocage sans ressort d'application est réalisé en tant qu'aimant. On a représenté en traits mixtes dans toutes les figures des dessins, l'ensemble du roulement à billes à gorges annulaires 15 constitué par une bague interne, line bague externe, des billes et •une cage à billes; en traits pleins on a uniquement représenté les disques métalliques annulaires prévus de part et d'autre. Dans l'exemple de réalisation illustré aux figures 1 et 2 et à la moitié supérieure de la figure 3» on a disposé entre la 20 bague externe 7 et la bague interne 8 d'un roulement à billes à gorges annulaires, un disque ou flasque latéral annulaire 1 qui est fixé à l'aide de bombements 6 à la hauteur des centres des billes 10, à la cage 9 du roulement. On peut se rendre compte d'après le dessin de la position des entretoises de retenue 2 pour 25 les -corps de blocage et de la position d'un corps de blocage 3 placé entre celles-ci. En outre, le dessin représente la position de minces nervures de retenue 4- estampées respectivement au-dessus et en dessous des nervures de retenue 2 pour les corps de blocage et qui sont recourbées vers le corps de retenue afin de recevoir ?) les ressorts d'application 5* D'après la vue en coupe de la figure 2, on peut se rendre compte de la position des bombements 6 des'disques 1, fixés par soudage ou brasage à la cage 9i à la hauteur du centre des billes et qui maintiennent écartées la cage de roulement à billes 9 et la 35 cage de roue libre sous la forme des disques 1. On a représenté à la moitié supérieure de la figure 3, le mode de support d'un corps de blocage 3 entre les nervures de retenue de corps de blocage 2» En outre, on peut aussi se rendre compte d'après cette figure de la forme des entretoises de retenus 40 de ressort 4-, repliées à partir du disque 1 et coudées avec leur 69 42002 8 2029011 pointe dirigée vers le corps de serrage 3j ces entretoises portant les ressorts d'application 5» A la moitié inférieure de la figure 3 on a également représenté un corps de 'blocage 3 entre deux entretoises de retenue 2. 5 Dans cet exemple de réalisation, les entretoises de retenue de ressort 4- et le ressort d'application 5 sont éliminés. A leur place, on a réalisé les corps de "blocage 3 sous la forme d'aimants permanents tels que les pôles magnétiques se situent sur les lignes de 'blocage ou de serrage. 10 On peut se rendre compte sans difficulté que par comparai son avec l'accouplement à roue libre connu décrit en second lieu, on obtient en premier lieu, grâce à l'utilisation de la cage de roulement à billes rencontrée lors de la fabrication en série de tels roulements et, en second lieu, grâce à la fabrication simple 15 de la cage de roue libre (à l'aide d'un seul outil de découpage et d'estampage), une appréciable économie de fabrication. Il est également évident que grâce à la mise en oeuvre de machines plus simples (une presse) et de l'élimination d'opérations de travail, on peut assurer une fabrication beaucoup plus rapide étant donné 20 que suivant l'invention il ne faut ni souder, ni braser, ce qui est à opposer à un soudage par ultra-son en trois endroits dans la réalisation connue. Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisation ci-avant et que bien 25 des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre du présent brevet. 69 42002 9 2029011 REVENDICATIONS 1. Cage pour accouplement à roue libre composé d'un roulement à "billes à gorges annulaires qui comprend deux bagues symétriques reliées l'une à l'autre et comportant sur leurs surfaces 5 qui se font vis-à-vis des logements pour les billes, et des pièces de blocage non rondes disposées de part et d'autre entre ces logements, caractérisée par le fait que la cage (9) du roulement est reliée des deux côtés à un flasque métallique annulaire (1), qui correspond à la grandeur de l'intervalle séparant la bague 10 intérieure (8) et la bague extérieure (7) qui porte entre les billes (10) de façon correspondant au pas de cette cage, des entre-toises (2) destinées à recevoir les pièces de blocage (3) et qui est fixé à la cage, à hauteur du centre des billes, par exemple par soudure par points, au moyen de parties -bombées (6) faisant 15 saillie hors du flasque. 2. Cage selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comporte une entretoise mince (4) qui est disposée au-dessus et au-dessous de chaque entretoise (2) dans le sens d'accouplement des pièces de blocage (3) et est recourbée vers la ca- 20 ge (9) et dont la pointe antérieure forme ~un crochet tourné vers la pièce de blocage (3), et des ressorts (5) d'application montés entre ces entretoises (4) et lesdites pièces de blocage (3). 3. Cage selon la revendication 1, caractérisée par des pièces de blocage non rondes constituant des aimants permanents dis- 25 posés dans les entretoises (2) et dont le centre polaire se trouve sur les lignes de blocage.