Brevet FR2366617A1 — publié le 19780428

La présente invention est relative aux dispositifs de commande irréversibles mis en oeuvre, dans de nombreuses applications différentes, entre deux pièces mobiles, de façon à permettre l'entrafnement de la pièce menée par la pièce menante dans les deux sens de rotation,mais aussi à empêcher tout entrafliement réversible, c'est-à-dire la transmission du mouvement ou déplacement de la pièce menée à la pièce menante. Les dispositifs du genre ci-dessus sont utilisés de façon habituelle pour la commande d'organes de réglage, par exemple, sur machines-outils ou de vannes contrôlant la circu- lation de fluide quelconque, ou encore de mécanismes différentiels, etc. Dans les applications ci-dessus rappelées on met généralement en oeuvre des dispositifs irréversibles comprenant un bolier fixe dans lequel est disposée une noix qui est solidaire angulairement d'un arbre mené. La noix coopère avec le boftier par au moins une portée d'appui et par l'intermédiaire d'un ensemble de coincement irréversible comprenant généralement deux organes mobiles sollicités par au moins un organe élastique tendant à les engager entre des rampes de coincement opposées présentées par les faces en regard du boiter et de la noix Un organe de décoincement est également prévu pour actionner, par l'intermédiaire d'au moins un doigt, l'un ou l'autre des organes mobiles de manière à désolidariser la came du boftier pour permettre la rotation libre de l'arbre mené.Cet organe de décoincement peut être constitué par un levier ou également par une collerette prévue à ltextré- mité d'un arbre menant. Dans les deux cas, la liaison entre l'organe de décoincement et la came fait intervenir un jeu ou débattement angulaire permettant, lors d'une commande positive, de dégager les organes de coincement, juste avant l'entrafnement de la came et, par conséquent, de l'arbre mené. Les dispositifs du genre ci-dessus donnent engénéral satisfaction, mais présentent, néanmoins, l'inconvénient de ne faire intervenir que deux organes mobiles qui peuvent être constitués indifféremment par des billes ou des rouleaux. Dans certaines applications, le couple transmis à l'un ou à l'autre des organes mobiles, selon le sens de rotation, peut devenir très important et entraver le marquage, ainsi que le matage, des rampes de coincement du boitier et de la came.Pour pallier cet inconvénient, on a proposé de nombreuses solutions techniques visant à augmenter le nombre d'ensembles de coincement interposés entre la came et le boftier. Dans toutes les solutions proposés, on prévoit de disposer différents ensembles de coincement selon une réparti tion angulaire équidistante qui est la solution donnant apparemment la plus grande satisfaction puisque la répartition angulaire des organes mobiles en résultant permet également de répartir angulairement et de centrer les différentes contraintes naissant lors de l'applzeation de charges ou de couples à partir de l'arbre mené. Si les solutions ainsi envisagées, avec quelques variantes de réalisations techniques, semblent convenables, a priori, il apparaft toutefois, à l'expérience, qu'elles sont loin de donner satisfaction.En effet, la répartition angulaire équidistante des ensembles de coincement conduit à évider localement la périphérie de la noix centrale. Ceci entraille une réduction notable de la longueur d'arc des segments de surface coopérant avec le bord périphérique du boltier. Compte tenu des tolérances d'usinage qui ne peuvent être abaissées en-dessous d'un certain seuil en production de grande série, la noix présente alors, dans la plupart des cas, un état pouvant être qualifié de flottant par rapport au boftier et qui résulte, d'une part, du centrage imparfait existant entre elle-m & e et le bottier et, d'autre part, de l'accumulation des tolérances d'usinage du boftier, de la na, des rampes de coincement qu'elle comporte et de la liaison angulaire existant entre cette noix et la pièce ou l'arbre mené. L'état flottant de la noix à l'intérieur du bottier s'avère en réalité particulièrement préjudiciable au bon fonctionnement du dispositif, car il ne permet pas d'assurer la simultanéité d'engagement ou de dégagement des organes mobiles homologues des ensembles de coincement, de sorte qu'il en résulte > soit un blocage de l'un seulement des organes homologues de deux ensembles, par exemple, ce qui ne permet pas de répondre au problème posé précédemment, soit un déblocage, tout d'abord de l'un des organes homologues de deux ensembles de coincement, puis ensuite de l'autre, ce qui conduit, par effet de saccades, à un fonctionnement par à-coups, analogue à un broutage, néfaste pour la durée de vie du dispositif et, le plus souvent, inconciliable avec la conduite d'une manoeuvre continue libre faisant intervenir une précision de commande ou de position, comme cela est par exemple le cas des verniers d'une machine-outil. La présente solution vise à résoudre le problème ci-dessus en créant un nouveau dispositif irréversible faisant intervenir une pluralité d'ensembles de coincement qui sont disposés relativement de manière à laisser subsister un centrage précis entre le bottier et la came centrale de façon à supprimer les inconvénients mentionnés ci-dessus, tout en conférant au dispositif une résistance notablement accrue aux couples ou charges susceptibles de lui être appliqués. Conformément à l'invention, le dispositif de commande irréversible est caractérisé en ce que la came est associée au bottier par au moins deux ensembles de coincement à fonctionnement simultané qui sont interposés entre le bottier et des jeux de rampes de coincement de la came de manière à être disposés d'un meme côté d'un plan fictif passant sensiblement par l'axe du bottier. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description ci-dessous faite en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation de l'objet de l'invention. La fig. 1 est une coupe-élévation en partie arrachée du dispositif conforme à l'invention. La fig. 2 est une coupe transversale prise sensiblement selon la ligne Il-Il de la fig. 1. Selon les dessins, le dispositif de commande irréversible conforme à l'invention comprend un bottier 1 destiné à être rendu solidaire par tout moyen convenable, notamment par des organes de fixation amovibles 2 traversant son fond 3,d'une pièce de support fixe 4. Le bottier 1 comporte un bord périphérique 5 dont la surface intérieure définit un palier cylindrique 6 pour le centrage d'une came 7 qui est rendue solidaire en relation de rotation, notamment par un accouplement à clavette 8, de la partie terminale 9 d'une pièce menée lO"telle qu'un arbre traversant le fond 3 du bottier 1, ainsi qu'éventuellement la pièce 4, comme dans l'exemple représenté au dessin. La came 7 est maintenue en liaison avec le bord périphérique 5 du bottier 1 par l'intermédiaire d'au moins deux ensembles de coincement A et B, à fonctionnement simultané, qui présentent la particularité d'être disposés entre la came 7 et la surface périphérique intérieure 6 du rebord en étant par ail- leurs placés d'un meme côté d'un plan fictif P passant sensiblement par le milieu ou par l'axe géométrique du bottier 1 ou de la came 7. Ainsi que cela ressort de h fig 2, les ensembles de coincement A et B sont respectivement constitués par deux organes mobiles de coincement lla, llb et 12a > 12b respectivement, réalisés, de préférence, sous la forme de rouleaux cylindriques affectant des caractéristiques dimensionnelles identiques. Les rouleaux 11 et 12 de chaque ensemble sont interposés entre le palier cylindrique 6 et deux rampes de coincement 13aèt 14a ou 13b et 14b présentées par la came 7 sous la forme de segments rectilignes, d'inclinaison opposé, qui sont respectivement inclinés pour définir deux angles de coincementZ5meme valeur angulaire pour les galets 11 et 12.Les segments rectilignes 13 et 14 sont usinés dans la came 7 de façon à définir pour les rouleaux ou galets 11 et 12 des sens de coincement opposés dans lesquels ces galets ou rouleaux sont sollicités,en direction l'un de l'autre, par des organes élastiques 15. La fig. 2 montre que, de préférence, les organes mobiles 11 et 12 opposés de deux ensembles de coincement consécutifs sont sollicités en engagement par un organe élastique commun 15, Dans cet exemple, le ressort commun 15 est associé à une plaquette 16 de maintien et d'immobilisation qui est placée dans l'intervalle ménagé par le palier 6 et la came 7. Les ensembles de coincement A et B sont associés chacun à un organe de décoincement 1 7a, 1 7b se présentant sous la forme d'un doigt, par exemple prismatique, prolongeant une pièce menante 18.qui est constituée, dans l'exemple de construction selon la fig. 1, par un arbre dont l'extrémité est munie d'une collerette 19 à partir de laquelle s'étendent les doigts 17 selon une direction parallèle à l'axe longitudinal de la pièce 18. Dans cet exemple de réalisation, l'arbre menant 18 présente un alésage 20 destiné à recevoir un pilote de centrage cylindrique 21 formé en bout de la partie terminale 9 de l'arbre mené 10.La collerette 19 présente, par ailleurs, dans sa périphérie, un trou 22 dont le diamètre est légèrement supérieur à celui d'un ergot d'entraIne- ment 23 porté par la came 7. La différence de diamètre entre le trou 22 et l'ergot 23 est choisie pour etre très légèrement supérieure au jeu existant, à l'état de repos, entre les faces d'appui de chaque doigt 17 et les galets 11 et 12. Le fonctionnement du dispositif décrit ci-dessus découle de l'examen des fig. 1 et 2 qui montrent, qu'à l'état de repos, les doigts de décoincement 17a et 17b sont placés à égale distance des galets 11 et 12 desdeux ensembles A et B, ces galets étant maintenus en position de coincement par l'action permanente des organes élastiques 15. Dans, cette position, la came 7 est, par conséquent, immobilisée angulairement par rapport au bottier fixe 1 et maintient dans la même position angulaire la pièce ou l'arbre mené dont elle est solidaire angulairement.Toute charge ou couple appliqué à l'arbre mené 10 en vue de le faire tourner dans un sens ou dans l'autre est, par conséquent, ab sorbé par les deux ensembles de coincement A et B dont les galets 11 ou 12 homologues correspondants au sens dé rotation sont sollicités en coincement d'autant plus ferme entre le palier 6 et les rampes de coincement correspondantes 13 ou 14 que la charge ou le couple appliqué est plus grand. Au contraire, une mise en mouvement volontaire commandée de la pièce menée 10 peut autre obtenue dans les deux sens à partir de la pièce menante 18. En effet, si la pièce/est déplacée dans le sens de la flèche f1, sa rotation s'effectue librement dans un premier temps sur une plage angulaire de faible valeur, correspondant au jeu existant entre le trou 22 et le doigt 23. Ceci amène les faces d'appui 17a et 17bol des organes de décoincement 17a et 17b contre les organes mobiles homologues lIa et llb des ensembles A et B, lesquels organes sont alors déplacés à l'encontre des ressorts 15 dans le sens pour lequel la liaison angulaire entre la came 7 et le bottier 1 est rompue.La came 7 est ainsi rendue libre angulairement et peut alors, dans un deuxième temps, correspondant à l'entrée en contact du bord du trou 22 avec le doigt 23, être entraidée en rotation libre continue par l'intermédiaire de l'arbre menant 18. Dès que l'action ci-dessus cesse, les ressorts 15 agissent alors de nouveau sur les organes mobiles 1 la et 11h qui réalisent de nouveau, par l'effet de coincement entre le palier 6 et les rampes 13, la solidarisation angulaire entre la came 7 et le bord périphérique 5 du bottier 1. Un fonctionnement identique s'établit en cas de sens de rotation opposé à celui de la flèche fl. L'examen de la fig. 2 montre que la disposition selon l'invention fait intervenir, dans chacun des deux sens de rotation, la mise en oeuvre d'au moins deux organes mobiles actifs simultanément, ce qui permet d'augmenter le couple pouvant être supporté par le dispositif de l'invention sans aucun risque de détérioration ou de matage des rampes 13 et 14 du palier cylindrique 6. L'examen de la fig. 2 fait, par ailleurs, apparattre que les ensembles de coincement A et B, à fonctionnement simultané, sont disposés d'un seul côté du plan P, ce qui permet de laisser subsister sur la came 7 une portée cylindrique 24 coopérant avec le palier 6 sur une plage angulaire sensiblement égale à un angle de 1 80C, en garantissant un centrage parfait de la came 7 à l'intérieur du rebord périphérique 5 sans aucun risque de flottement, sous l'effet d'engagement de l'un quelconque ou des galets homologues des ensembles A et B.U en résulte, par conséquent, une grande précision et douceur de fonctionnement, puisque, lors des phases de coincement ou de décoincement, le jeu relatif existant entre la came 7 et le bottier 1 est réduit à la valeur minimale et n'entrain aucune perturbation sur l'état d'engagement ou de dégagement des organes de coincement homologues par rapport aux rampes 13 ou 14.L'objet de l'invention permet ainsi de conférer à un dispositif de commande irréversible une résistance plus importante aux couples ou. charges appliquées à la pièce menée, tout en garantissant un fonctionnement parfaitement souple, doux, régulier et continu, permettant d'obtenir une commande positive précise à distance ou non, en supprimant l'effet de matage ou de détérioration des rampes d'appui des galets, ainsi que les risques de fonctionnement par saccades ou à-coups avec effet de broutage. Bien que cela ne soit pas représenté, il est évident que le dispositif selon l'invention peut comporter plus de deux ensembles de coincement disposés comme décrits ci-dessus et dont la commande, par autant d'organes de décoincement, peut également être obtenue par l'intermédiaire d'une pièce menante en forme de levier en remplacement de l'arbre 18. Parmi les nombreuses applications possibles, l'objet de l'invention est plus particulièrement destiné à être interposé dans les mécanismes de commande des trains de roulements directionnels d'engins de transport de façon à éviter les transmissions réversibles du train de roulement au volant de commande. L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation représenté et décrit en détail, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. RE VE INDICATIONS 1 - Dispositif de commande irréversible pour organes tournants comprenant un bottier fixe contenant une came qui est reliée à une pièce menée et qui est centrée dans ledit bottier auquel elle est associée par au moins un ensemble de coincement comprenant deux organes de coincement sollicités en permanence par des organes élastiques en engagement par rapport à des rampes de coincement présentées par le bottier et la came et par rapport auxquelles lesdits organes peuvent être alternativement dégagés par l'intermédiaire d'un doigt de commande solidaire d'une pièce menante montée sur la came avec possibilité de débattement libre relatif de faible amplitude, caractérisé en ce que la came est associée au bottier par au moins deux ensembles de coincement à fonctionnement simultané qui sont interposés entre le bottier et des jeux de rampes de coincement de la came de manière à être disposés d'un même côté d'un plan fictif passant sensiblement par l'axe du bottier. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la came présente sur un secteur angulaire sensiblement égal à 1800 une portée cylindrique de centrage par rapport à un palier cylindrique offert par le bottier et > dans le secteur angulaire diamétralement opposé, au moins deux jeux de rampes de coincement usinés pour définir, pour les organes de coincement homologues d'au moins deux ensembles de coincement à fonctionnement simultané, des angles de coincement de même valeur angulaire pour les deux sens de la came par rapport au bottier 3 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les organes de coincement opposés de deux ensembles consécutifs sont sollicités en engagement par rapport aux rampes respectives par l'intermédiaire d'un organe élastique commun. 4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que 1' organe élastique commun traverse une plaquette de maintien et de retenue à disposition radiale par rapport à la came. 5 - Dispositif,selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ensem- bles de coincement sont associés à des doigts de commande destinés à agir simultanément sur les organes homologues des ensemble's, lesdits doigts de commande étant portés par la pièce menante montée sur la came avec possibilité de débattement libre relatif de faible amplitude.