Brevet FR2325858A1 — publié le 19770422

L'invention concerne les ensembles came-galet supportés par des arbres parallèles en porte-à-faux et, d'une maniere plus générale, les ensembles formé par un premier élément rotatif constitué par un galet à profil bombé sollicité contre un autre élément rotatif, tel qu'une came ou un autre galet, lesdits éléments rotatifs étant supportés par deux arbres parallèles qui tourillonnent dans des paliers et dont l'un, au moins, est monté en porte-à-faux dans ses paliers et subit, par conséquent, une légère déformation de flexion. Le ou les arbres montés en pofte-a'-faux peuvent être les arbres qui supportent directement les éléments rotatifs, ou bien des arbres sur lesquels sont montés des organes, tels que, par exemple, des bras ou des leviers, sur lesquels sont montés lesdits éléments rotatifs.Ainsi, le premier élément rotatif peut être une came portée par un arbre monté en porte-à-faux et le deuxième élément rotatif un galet monté aussi sur un arbre en porte-à-faux ou bien monté dans une chape appartenant à un bras monté lui-même sur un arbre en porte-a-faux Dans ce qui va suivre, on utilisera souvent les expressions ncamen et "galet" pour désigner les deux éléments rotatifs, mais il est bien entendu qu' il pourrait s' agir tout aussi bien de deux galets. Lorsque les efforts avec lesquels le galet et la came sont sollicités 1'un contre 11 autre atteignent des valeurs importan- tes, il se produit une certaine flexion du ou des arbres en porte-a' -faux, de sorte que les axes du galet et de la came ne sont plus rigoureusement parallèles entre eux et font; au contraire, un petit angle.Il an résulte que la zone de portée du galet contre la came ne s1 étend plus sur toute la largeur de celui-ci, mais seulement sur sa partie marginale la plus rapprochée du sommet de Il angle précité. Si le galet est cylin- drique et les génératrices de la came parallèles a' l'axe de celle-ci > le galet ne porte sur la came que par son arête cor respoadante, de sorte que la pression unitaire entre les deux pièces est considérable et maximum au bord, ce qui se traduit par une dégradation importante desdites pièces. Pour remédier à cet inconvénient, on a déjà proposé de dua- ner au galet un profil bombé symétrique par rapport à son plan médian. 3)e cette façon, le bord du galet ne porte plus contre la came et l'emplacement de la pression unitaire maximum est rapproché dudit plan médians au lieu de se trouver dans le plan du bord considéré du galet Toutefois, pour que de telles conditions soient réalisées, il importe que le rayon de courbure de profil du galet soit relativement petit et il en résulte que la surface effective de contact entre le galet et la came est alors faible, de sorte que la pression unitaire est encore tres importante lorsqu'il s'agit de transmettre de gros efforts, ce qui constitue évidemment un inconvénient. Le but de 11 invention est d'améliorer les conditions de travail des galets à profil bombé, par une réduction de la pression unitaire. A cet effet, suivant l'invention, le galet à profil bombé est de configuration générale légèrement tronconique. Grâce à cette structure particulière, on peut donner au rayon de courbure du profil du galet une valeur plus grande que celle admissible sur les galets bombés de configuration géné- rale cylindrique classique, ce qui permet d'augmenter l'étendue de la zone de contact entre le galet et la came, et, par conséquent, de réduire la pression unitaire de fonctionnement et, partant, d'augmenter la longévité du mécanisme. l'invention sera-mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen des dessins annelés qui montrent à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation d'un ensemble came-galet perfectionné suivant l'invention. Sur ces dessins La fig. 1 est une vue schématique de face d'un ensemble camegalet suivant l'invention. la fig. 2 est une vue de profil correspondante. la fig. 3 est, à plus grande échelle, une épure montrant le détail du profil du galet, les inclinaisons ayant été volontairement exagérées. les figs. 4a à 4d constituent ensemble un graphique comparatif illustrant les conditions de fonctionnement du dispositif suivant l'invention par rapport à des dispositifs classiques. La fig. 5 est une vue schématique de face d'un autre ensen ble came-galet suivant l'invention. La fig. 6 est une coupe développée faite suivant la ligne vi-l de la fig. 5. Les figs. 7 à 9 illustrent trois autres exemples d'ensembles came-galet suivant l'inventian, et La fig. 10 est à plus grande behelle, une épure montrant une variante du profil d'un galet suivant l'invention. L'ensemble représenté sur les- figs. 1 et 2 comporte une came 1 fixée sur un arbre 2 et un-galet 3 porté par un arbre 4. Les parties des arbres 2 et 4 qui portent la came et le galet, respectivement, sont en'porte-'a-faux par rapport aux paliers tels que 5, 6 dans lesquels tourillonnent lesdits arbres. Dans l'exemple, ces paliers se trouvent du meme côté du plan géométrique médian P de la came et du galet. Le palier 5 est porté, par exemple, par un bati de machine ll et le palier 6 par un organe 13 qui peut se rapprocher et s'éloigner du bâti 11. Un ressort 12 sollicite l'organe 13 dans le sens qui applique le galet 3 contre la came 1. En fonctionnement, sous l'action de l'effort cyclique exercé sur la came 1 par le galet 3, les parties en porte-à-faux des deux arbres 2 et 4 fléchissent, de sorte que les axes géométriques de la came et du galet font entre eux un angle ai' variable présentant une valeur maximale "a max", comme représenté d'une manière volontairement exagérée sur la fig. 3. Suivant l'ievention, le galet 3 est de configuration générale légèrement tronconique dont le sommet est situé du même côté du plan P que les paliers 5, 6.Le demi-angle au sommet "b' de ce cone est sensiblement égal à l'angle ag , de manière que l'effort et la surface de contact soient centrés dans la largeur du galet et dans celle de la came lors des plus grande charges De plus, le profil de ce galet est bombé et, dans l'exemple, en forme d'arc de cercle de rayon R. Grace b cette structure particulière, en fonctionnement, malgré la flexion des deux arbres, la zone de contact entre la came et le galet n1 atteint jamais le bord du galet, ni le bord de la came de sorte que ces deux pièces travaillent dans les meilleures conditions possibles. La pression unitaire, représentée par la courbe B sur la fig. 3, est maximum au voisinage du plan médian du galet et du plan médian de la came. La configuration tronconique du galet permet de choisir un rayon de cour uare n du profil plus grand que pour un gilet bombé de forme cylindrique classique. Pour illustrer un exemple d'application, sur la fig. -, on a porté, en ordonnées, la valeur de l'effort N transmis par une came aux galets en fonction de sa position angulaire portée en abcisses. Sur la fig. 4b, on a illustré la valeur de la surface de contact entre le galet et la came dans le cas d'un galet cylindrique classique, cette surface de contact S est limitée par une ligne inférieure 15 qui correspond au bord du galet qui roule contre la came et une ligne supérieure 16 d'autant plus éloignée de la ligne 15 que 11 écrasement de la partie marginale du galet contre la came est important. L'autre bord du galet est désigné par 16. La fig. 4c illustre les variations de la-surface de contact S entre la came et un galet classique bombé, mais de configuration générale cylindrique, la surface de contact est délimitée par les deux lignes 17, 18 déterminées par l'écrasement du galet contre la came; dans ce cas, le bord du galet n'est plus en contact avec la came et c'est pour cette raison que la ligne 17 n'est pas une droite comme la ligne 15 de la fig. 4b. On remarquera cependant que la ligne moyenne lE de la surface de contact se trouve encore relativement près du bord 15 du galet et ne permet pas, à cette surface, de présenter une grande étendue sans risquer d'atteindre le bord 15 du galet. Enfin, sur la fig. 4a, on a illustré les variations de la surface de contact S entre la came et un galet suivant l'inventison, elles sont analogues à celles qu'on trouve pour le galet cylindrique bombé de la fig. 4c mais la surface de contact est beaucoup plus grande, c'et-à-dire que les deux lignes 21, 22 qui délimitent cette surface sont plus espacées l'une de l'autre que les deux lignes 17, 18 qui- déterminent les limites de la surface S sur la fig. 4c , grâce au fait que le rayon de courbure du profil du galet suivant l'invention de configuration tronconique peut être beaucoup plus grand que le rayon de courbure d'un galet cylindrique boebé classique. te élus, la zone de contact S est sensibleient centrée entre les deux bords 14 et 15 du galet.On peut surtout, par un choix judicieux de l'angle b, centrer la surface de portée entre le galet et la came au moment de l'effort maximum. 1 titre d'eseple, dans un mode de réalisation pratique, on a donné, à un galet d'un diamètre de 150 mm, une conicité d'un angle au sommet de 40 minutes d'angle et un bombé dont la courbure est en forme d'arc de cercle d'un rayon de 1500 mm. Dans l'exemple représenté sur les figs. 1 et 2, on a supposé que la came et le galet étaient, tous les deux, montés sur des arbres en porte-à-faux, mais l'invention est applicable également au cas où l'un seulement de ces deux organes serait monté sur un arbre en porte-à-faux. Sur les figs. 5 et 6, on a représenté un autre mode de réalisation qui diffère de celui des figs. 1 et 2 seulement par le fait que le galet 3 est supporté indirectement par l'arbre 4 monté en porte-à-faux dans le bâti ll de la machine, au moyen d'un palier 6. En effet, sur l'arbre 4, est fixé un levier 32 à deux bras 33, 36; l'extrémité du bras 33 en forme de fourche, porte un axe 34 sur lequel tourne le galet 3.Un ressort 35, dont une extrémité est accrochéeau bras 33 et l'autre extrémi- té reliée au bai 11, sert à solliciter ledit bras dans le sens qui applique le galet 3 contre la came l. L'autre bras 36 du levier 32 sert à actionner un organe cycliquement en réponse au mouvement de rotation de la came l. Sous l'effet de l'effort qui prend naissance entre la came 1 et le galet 3, les arbres 2 et 4 subissent une curtie déformation de flexion, de sorte que les axes géométriques de la came l et du galet 3 font alors, entre eux, un petit angle comme dans le mode ae réalisatio: des figs. 1 et 2.On peut donc donner au galet 3 7e profil déjà exposé en référence à la fig. 3. Dans les deux modes de réslisation décrits plus haut, les paliers 5 et 6 des arbres 2 et 4 qui supportent la came et le galet 3, respectivement, sont situés d'un même côté du plan géométrique médian P de la came et du galet, rais ces oeux paliers 5 et 6 pourraient très bien se trouver de rert et d'au tre audit plan, corne dans les modes de réalisation illustrés aux figs. 7, 8 et S- sur la fig. 7, on a supposé, en outre, que l'arbre 4 qui supporte le galet fléchit beaucoup plus que 11 arbre 2 qui port,e la came l. Dans ce cas, le sommet du cône sur lequel se trouve le profil du galet 3 est situé, par rapport au plan P, du cîoté du palier 6 dans lequel tourillonne cet arbre 4. Si, au contrai re, l'arbre 2 subissait une flèche maximum plus grande que celle subie par l'arbre 4, le sommet du cône sur lequel se trouve le profil du galet 3 serait placé de l'autre côté du plan P, c'est-a-dire du côté du palier 5 dans lequel tourillonne l'arbre 2.Au cas où les deux arbres 2 et 4 fléchiraient de la même quantité, il se produirait alors une compensation auto apique des effets de la flexion et il serait inutile de donner au galet 3 une forme générale tronconique. Les figs. 8 et 9 illustrent un mode de réalisation dans lequel la came 1 est une came intérieure. Sur la fig. 8, c'est l'arbre 4 portant le galet 3 qui subit la flèche maximum, tandis que, sur la fig 9, c'est l'arbre 2 portant la came l. Dans les deux cas, le sominet du cône sur lequel se trouve le profil du galet 3 est situé du côté du plan médian P de la came où se trouve le palier 6 ou 5, respective-îeii-t, da-s lequel tourillonne l'arbre qui subit la plus grande déformation de flexion. Par ailleurs, sur la fig. 3, on a représenté un profil du galet 3 en forme d'arc de cercle de rayon de courbure FL constant. Toutefois, le rayon de courbure pourrait être variable, de manière que le profil affecte toute forme désirée, telle que, par exemple, une parabole. Le profil du galet peut aussi comporter une ou plusieurs parties rectilignes, c'est-à-dire de rayon de courbure i.fini. C'est ainsi que, sur la fig. 10, on a repre- senté un profil qui comporte une partie centrale rectiligne 41 de longueur L aux deux extrémités de laquelle se raccordent des parties courbes 42, 43 de rayons PLI, R2 Dans ce qui précède, on a décrit des modes de réalisation dans lesquels les deux éléments rotatifs en question étaient constitués, respectivement, par une came 1 et un galet 3, mais ils pourraient être constitués, par exemple, de deux galets de révolution tournant l'un contre l'suture et, da-ri ce cas, on doe---erait à l'un d'eux une forme rénérale tronconique bombée présentant les caractéristiques exposées plus haut. Si, sur une même came portaient plusieurs galets, on donnerait à chacun d'eux le profil tronconique bombé en question. Dans ce qui précède, on a supposé aussi que l'on appliquait l'invention au galet, en lui dona & t une configuration générale légèrement tronconique, à profil bombé mais on pouri' & t appli- quer le même principe à la came, au lieu de l'appliquer au galet; toutefois, une telle solution ne parait guère avantageuse, étant donné que la came n'est pas une pièce de révolution et que son usinage soulèverait des difficultés. rour la derme raison, bien que ce ne soit pas à éliminer systématiquement, il ne semble pas qu'on ait intérêt, non plus, à appliquer l'invention, à la fois, à la came et au galet. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés; on peut y apporter des modifications, suivant les applications envisagées, sans sortir, pour cela, du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Ensei.hle formé par un premier élément rotatif constitué par un galet à profil bombé sollicité contre un autre élément rotatif tel qu'une came ou un autre galet, lesdits éléments rotatifs étant supportés par deux arbres parallèles qui tourillonnent dans des paliers et dont l'un au moins, est monté en porte-à-faux dans ces paliers et subit une légère déformation de flexion, caractérisé en ce que le galet (3) est de configuration générale légèrement tronconique. 2 - Ensemble suivant la revendication 1, dans lequel les paliers de support des deux arbres sont situés d'un même côté du plan géométrique médian desdits éléments rotatifs, caractérisé en ce que le sommet du cone du galet (3) est situé aussi de ce côté dudit plan (figs. 2 et 6). 3 - Ensemble suivant la revendication 1, dans lequel les paliers de support des deux arbres sont situés de part et d'autre du plan géométrique médian desdits éléments rotatifs, caractérisé en ce que le sommet du cône du galet (3) est situé du côté de ce plan (P) où se trouve le palier de l'arbre qui subit la plus grande flexion (figs. 7 à 9). 4 - Ensemble suivant la revendication l, dans lequel les deux éléments rotatifs sont sollicités l'un contre l'autre par une force constante, caractérisé en ce que le de,..i-aagle au sommet (b) du cône du galet (3) est sensiblement égal à l'angle (a) que font les axes des deux éléents rotatifs en r.i- son de la déformation de flexion précitée. 5 - Ensemble suivant la revendication 1, dans lequel les deux éléments rotatifs sont sollicités l'un contre l'autre par une force variable, caractérisé en ce que le demi-angle au sommet (b) du cone du galet (3) est sensiblement égale à la valeur maximum de l'angle (amas) que font les axes géométriques des deux éléments rotatifs (2,4) en raison de la déformation de flexion précitée. 6 - Ensemble suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le profil convexe du galet (3) est en forme d'arc de cercle de rayon constant (R). 7 - iisemble suivît la revendication 1, caractérisé en ce que le profil convexe du galet (3) est en forte d'arc de rayon de courbure variable (fi. 10). b - Ensemble suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le profil convexe du galet (3) comporte une partie centrale rectiligne (41) aux deux extrémités ae laquelle se raccordent des tarties courbes (42, 43).