Brevet FR2468789A1 — publié le 19810508

La présente invention concerne un accouplement unidirec- tionnel possédant un ressort jarretière annulaire et une quantité de cales introduites entre un anneau extérieur et un anneau intérieur. Un exemple d'accouplement unidirectionnel conventionnel, représenté sur les figures 1 et 2, utilise une quantité de cales S introduites, en contact l'une avec l'autre, entre des anneaux con- centriques extérieur et intérieur 1 et 2, l'un d'eux entraînant l'autre en rotation. Un ressort jarretière annulaire 5 est introduit dans une rainure 4 réalisée de chaque côté des cales. Une plaque annulaire latérale 6 est placée de chaque côté des cales. Une rondelle d'arrêt 20, ajustée dans une rainure annulaire réalisée dans la sur- face interne de l'anneau extérieur 1, est placée sur le côté exté- rieur de chaque plaque 6. Un autre exemple d'accouplement conventionnel unidirec- tionnel, représenté sur les figures 3 et 4, utilise une quantité de cales S' introduites à intervalles réguliers entre la bague extérieure 1 et la bague intérieure 2. Un ressort jarretière annulaire 5 est inséré dans chaque rainure latérale 4. Un élément de retenue 8, réa- lisé dans une feuille d'acier poinçonnée avec un trou d'insertion de cale 7 est utilisé pour maintenir les cales à des intervalles donnés. Le premier type, représenté sur les figures 1 et 2, est monté par insertion des différentes cales S une par une. Ce travail d'assemblage est non seulement laborieux et de faible rendement, mais il est également susceptible de provoquer des malfaçons. Les cales voisines interfèrentl'une avec l'autre pour empêcher un mouvement doux, les points de contact se déplaçant dans des sens opposés, comme indiqué par les flèches. Le nombre de cales étant déterminé par le périmètre des bagues extérieure et intérieure, il ne peut être dimi- nué en fonction du couple prévu. La présence de la rainure 4 pour introduire le ressort 5 de chaque côté des cales réduit la surface de contact entre le côté de la cale et la plaque annulaire 6. En conséquence, si la cale donne une poussée localisée axiale à la plaque annulaire 6, une usure localisée par abrasion risque de se produire. En particulier, si la plaque annulaire 6 se voile vers l'extérieur, l'usure localisée par frottement augmente, ce qui gêne fortement le mouvement doux des cales. Dans le dernier accouplement, représenté sur les figures 3 et 4, les cales S' sont séparées l'une de l'autre au moyen de l'élé- ment de retenue 8, de sorte que l'espace entre les cales voisines n'est pas efficacement utilisé et que le nombre de cales qu'on peut introduire entre les bagues est limité, ce qui limite la capacité de transmission de couple. La cale en rotation interfère de temps en temps avec l'élément 8 en provoquant des dommages. Par suite de l'inertie du mouvement périphérique ou pour des raisons analogues, l'élément 8 empêche de temps en temps la cale de tourner, ce qui rend impossible d'embrayer ou de débrayer l'accouplement. A cause de la nécessité de conserver une résistance élevée, l'élément 8 est généralement réalisé par emboutissage d'une feuille d'acier relative- ment dure. Cela implique toutefois un faible rendement matériau/pro- duit et des frais de production élevés. En outre, l'augmentation de poids de l'élément de retenue augmente l'inertie du mouvement, ce qui produit un effet gênant sur les performances de l'accouplement. L'emboutissage d'une feuille d'acier mince entraîne des bavures qui empêchent la cale de se déplacer uniformément le long et autour de l'axe et provoque une usure facile du trou 7 d'insertion de la cale. L'invention élimine les inconvénients ci-dessus mentionnés des accouplements unidirectionnels conventionnels. Dans l'accouplement unidirectionnel perfectionné de l'invention, une quantité de cales placées selon une rangée annulaire sont disposées dans un espace annulaire entre des bagues concentriques intérieure et extérieure. Chaque cale possède une rainure réalisée dans celle-ci à peu près à mi-chemin entre ses extrémités, laquelle rainure s'ouvre vers l'extérieur de la cale dans une direction radiale par rapport aux bagues intérieure et extérieure, la rainure étant déterminée effectivement par un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe de rotation de l'accouplement. Un ressort jarretière est intro- duit dans les rainures réalisées dans les différentes cales. Un élé- ment annulaire de retenue est également placé dans l'espace annulaire pour maintenir et positionner les cales. L'élément de retenue possède des parties dirigées axialement, qui sont retenues en cercle par jonc- tion mutuelle, les parties axiales maintenant les cales en position. Dans une réalisation préférée de l'invention, l'accouple- ment a un élément de retenue placé directement au voisinage de la bague intérieure, de sorte que le ressort jarretière placé autour pousse les cales et les met en contact avec les parties à extension axiale de l'élément de retenue, ludit élément, les cales et le ressort jarretière pouvant être assemblés complètement sous forme d'unité de montage avant insertion entre les bagues intérieure et extérieure. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se reportant aux dessins annexés> sur lesquels-: les figures 1 et 3 représentent des vues frontales de coupes partielles des parties principales de deux accouplements connus; les figures 2 et 4 représentent des vues latérales de coupes des éléments des figures 1 et 3; la figure 5 représente une coupe montrant les parties principales d'une réalisation de l'invention dans laquelle les cales sont introduites en contact l'une avec l'autre, la figure 6 est une coupe prise le long de la ligne A-A de la figure 5; la figure 7 est une coupe frontale montrant la partie principale d'une autre réalisation; la figure 8 est une coupe prise le long de la ligne A-A de la figure 7; la figure 9 est une vue frontale d'une cale la figure 10 est une vue latérale de la cale représentée sur la figure 9; la figure 11 est une vue frontale d'un élément de retenue; la figure 12 est une coupe prise le long de la ligne A-A de la figure Il; la figure 13 est une vue en perspective de l'élément de retenue; la figure 14 est une vue frontale d'un élément de rete- nue soudé; la figure 15 est une vue latérale de l'élément de rete- nue de la figure 14, la figure 16 est une vue frontale d'un élément de rete- nue poinçonné; la figure 17 est une vue latérale de l'élément de rete- nue de la figure 16 la figure 18 est une vue frontale d'une plaque latérale annulaire; la figure 19 est une coupe prise le long de la ligne A-A de la figure 18; la figure 20 est une coupe frontale montrant la partie principale d'une réalisation dans laquelle les cales sont introduites à intervalles réguliers; les figures 21, 22 et 23 sont des vues frontales montrant d'autres réalisations de la plaque latérale annulaire; et la figure 24 représente en perspective une autre réalisa- tion de l'élément de retenue. Dans la réalisation de l'invention représentée sur les figures 5 et 6, on a introduit une quantité de cales 3, en contact mutuel, entre une bague extérieure 1 et une bague intérieure 2. Une rainure 12 destinée à recevoir un ressort jarretière 5 est réalisée le long du milieu de la cale. La rainure 12 possède un fond 15 qui est incliné de façon qu'une extrémité 12' seulement de celle-ci vienne en contact avec le ressort 5 quand la cale est placée entre les bagues intérieure et extérieure. En conséquence, poussée par le ressort 5, l'une des extrémité 12' met la surface interne 13 de la cale 3 en contact avec la surface externe de la bague intérieure et la surface extérieure 14 de celle-ci en contact avec la surface in- terne de la bague extérieure. La surface interne 13 faisant face à la bague intérieure est de forme circulaire, et la surface externe 14 faisant face à la bague extérieure est en forme de surface de came asymétrique, comme le montre la figure 9, de sorte que la partie de la surface périphérique d'une cale peut être en contact constant avec celle d'une autre cale. Un élément de retenue 9 comprend, comme le montrent les figures 11 à 13, un fil élastique ayant une section droite circulaire qui est coudé alternativement pour former une par- tie 16 s'étendant dans le sens périphérique et une partie 17 s'éten- dant dans le sens axial, les deux extrémités de ce fil étant réunies ensemble pour former un anneau sans fin comme le montre la figure 13. L'élément de retenue 9 glisse sur la surface interne de la cale par frottement doux de la partie axiale 17 dans un espace 11 en forme de delta ou de triangle, réalisé entre les surfaces périphériques des cales 3 et de la bague intérieure 2. Au cours de l'assemblage de l'accouplement unidirectionnel ainsi composé, la cale 3 est d'abord introduite entre les éléments voisins 17 de l'élément 9, la rainure 12 étant dirigée vers l'exté- rieur pour supporter le ressort 5. Celui-ci est introduit dans la rainure 12 de la cale 3. Ensuite, les cales 3, en même temps que le ressort 5 etl'élément de retenue 9 entre lesquels elles sont placées, constituent un ensemble autonome. Cet ensemble des cales 3, du ressort et de l'élément 9 est introduit entre la bague extérieure 1 et la bague intérieure 2. Ainsi, comme le montre la figure 5, le ressort 5 pousse une extrémité 12' de la rainure 12 de la cale 3, en amenant la surface interne 13 de la cale 3 en contact avec la surface exté- rieure de la bague interne 2, et la surface extérieure 14 de la cale avec la surface intérieure de la bague extérieure 1. En même temps, la partie axiale 17 de l'élément de retenue s'adapte librement dans l'espace 11 formé entre les surfaces périphériques des cales et la bague intérieure. Les cales 3, le ressort 5 et l'élément de retenue 9 peuvent être retirés en bloc d'entre les bagues 1 et 2. Cela résulte du fait que la cale 3 est retenue radialement entre le ressort 5 et la partie axiale 17 de l'élément de retenue 9, et axialement entre le ressort 5 et la partie périphérique 16 de l'élément 9. Les figures 14 et 15 représentent une autre réalisation d'un élément de retenue 9' qui comprend des éléments 17' s'étendant axialement, soudés à intervalles réguliers à une paire d'éléments circulaires ou bagues 16' constitués de deux fils annulaires placés en parallèle. Les figures 16 et 17 représentent une autre réalisation d'un élément de retenue 9" qui comprend un flan de feuille d'acier en forme d'échelle mise sous forme annulaire, les deux extrémités de l'échelle étant soudées ensemble. Ce dernier élément de retenue fonc- tionne de la même façon que l'élément 9 décrit ci-dessus. Cette réalisation composée comme on l'a décrit ci-dessus produit les résultats avantageux suivants: Etant donné que les cales 3 sont introduites entre la bague extérieure 1 et la bague intérieure 2 de façon à se toucher mutuellement sur une circonférence, la surface totale de section droite des cales est rendue maximale pour augmenter la capacité de transmission de couple de l'accouplement. L'introduction en bloc des cales 3 en même temps que le ressort 5 et les éléments de retenue 9, 9' ou 9" entre les bagues 1 et 2 facilite le montage et le démontage de l'accouplement. Etant donné que, après montage, l'élément de rete- nue 9, 9' ou 9" repose de façon libre dans l'espace triangulaire 11 entre les cales 3 et la bague 1 ou la bague 2, il ne se produit aucune- interaction entre les cales 3 et l'élément de retenue, interaction pouvant provoquer des dommages à l'élément de retenue pendant la transmission. Le poids réduit de l'élément de retenue réduit l'inertie dans le sens de rotation, cet élément n'empêchant pas la rotation de la cale 3. Si l'élément de retenue est fait de fils ronds, son con- tact avec la cale 3 est réalisé entre des surfaces-courbes, ce qui permet à la cale 3 de tourner doucement. Cela assure également le fonctionnement doux de l'accouplement. Comme on l'a mentionné ci- dessus, l'élément de retenue est monté et démonté facilement et rapi- dement en même temps que le ressort 5 et la suite. Quand il est posi- tionné, l'élément de retenue repose librement dans l'espace 11. Cela permet de réaliser l'élément à l'aide d'un fil d'acier (élément 9 ou 99 ou par découpage. d'une feuille d'acier (élément 9") à la place de l'étirage ou autre travail dur conventionnel. Le résultat est un procédé de fabrication simplifié et un coût de production abaissé, non seulement de l'élément de retenue lui-même, mais également de l'ensemble de l'accouplement. L'utilisation de fils d'acier pour la fabrication de l'élément de retenue offre des rendements plus grands et permet par suite la production d'accouplements à des coûts encore plus faibles. Les figures 7 et 8 représentent une réalisation qui diffère de celle des figures 5 et 6 en ce qu'une plaque latérale annulaire 10 est placée sur les deux côtés de la cale 3, le long des deux côtés de l'élément de retenue. Celui qui est utilisé ici présente des formes de U alterné dans des sens opposés, comme l'élé- ment de retenue9 représenté sur les figures 11 à 13. Comme le montrent -2468789 les figures 7 et 8, ainsi que les figures 18 et 19, la plaque 10 possède un diamètre extérieur plus petit que le diamètre intérieur de la bague extérieure 1 et un diamètre intérieur d plus grand que le diamètre extérieur de la bague intérieure 2. Des encoches régu- lièrement espacées 18 sont réalisées le long de la périphérie interne de la plaque, et une extrémité de la partie axiale 17 de l'élément 9 est introduite dans l'encoche 18. Le diamètre extérieur D de l'élé- ment 9 est plus grand que le diamètre intérieur d de la plaque 10. Mais la partie périphérique 16 de l'élément 9, alternativement en forme de U dans des directions opposées, n'interfère pas pendant cette introduction avec la limite intérieure de la plaque 10 si le diamètre extérieur de l'élément 9 est réduit en tenant compte de l'élasticité de celui-ci. Dans le montage de l'accouplement unidirectionnel ainsi composé, la cale 3, l'élément 9, la plaque 10 et le ressort 5 sont introduits en bloc entre la bague extérieure 1 et la bague intérieure 2 et ensuite une butée de mouvement axial 19 (c'est-à-dire une bague d'arrêt fendue) est placée sur la bague 1. L'accouplement peut être démonté par inversion du procédé ci-dessus. En plus des avantages présentés par la réalisation des figures 5 et 6, cette seconde réalisation a les avantages suivants Quand la bague 1 et la bague 2 se mettent en prise ou se dégagent, certaines des cales 3 se déplacent axialement vers la gauche et certaines vers la droite sur la figure 8, parce que les cales 3 ne sont pas strictement de même forme ou pour d'autres raisons. Ainsi, les cales 3 se déplaçant latéralement poussent les plaques latérales 10 simultanément sur les deux côtés. Toutefois, comme le montre la figure 8, la partie périphérique 16 de l'élément 9 touche l'extérieur de la plaque 10 pour rendre celle-ci résistante par rap- port à une telle force transversale dans l'une ou l'autre direction. En conséquence, même des plaques annulaires minces peuvent supporter la charge de poussée des cales 3 en mouvement. Cela permet de réali- ser un accouplement unidirectionnel compact en réduisant sa longueur axiale, sauf la longueur de la cale, jusqu'à un minimum. La rainure 12 pour l'introduction du ressort 5 est réalisée au milieu de la surface externe 14 de la cale 3, ce qui évite l'usure abrasive localiséedu côté de la cale 3 et, par suite, prolonge la durée de vie de l'accouplement. Du fait que la partie axiale 17 de l'élément 9 est introduite dans l'encoche 18 de la plaque 10, les forces externes dirigées radialement vers l'extériedr et de façon périphérique, qui agissent sur la partie 17 de l'élément de retenue quand les bagues extérieure et intérieure s'accouplent ou se désaccouplent, sont supportées par les plaques annulaires latérales. 10. En conséquence, la partie 17 de l'élément 9 ne peut se déplacer dans lesdites direc- tions, ce qui maintient toujours les cales 3, en contact glissant avec la partie axiale 17, dans une position fixe. Cela permet faci- lement de concevoir un accouplement unidirectionnel mieux approprié à la transmission des couples désirés, par écartement des cales 3 à des intervalles appropriés, comme le montre la figure 20. En effet, le nombre des cales peut être augmenté ou diminué suivant l'importance du couple mis en oeuvre, en plaçant la cale à chaque seconde section de l'élément de retenue, comme le montre la figure 20, à chaque troisième section et la suite. Quand on met en place la plaque 10, l'élément 9 réalisé en fils d'acier permet de tirer avantage de son élasticité. En outre, plusieurs cales peuvents'introduire en bloc entre les bagues exté- rieure et intérieure. Il en résulte un assemblage facile et rapide et par suite des accouplement unidirectionnels à bas prix. D'après les figures 5 et 7 par exemple, l'élément de retenue 9, 9' ou 9" peut être placé au voisinage de l'intérieur de la bague extérieure 1. La cale 3 peut être tournée la tête en bas pour tourner la rainure 12 en direction de la bague 2. En outre, un ressort de compression poussant vers l'extérieur peut être- placé également dans la rainure 12. Dans ce cas, la réalisation des figures 7 et 8 est modifiée de façon que les encoches 18 soient placées le long de la limite extérieure de la plaque 10. On peut également utiliser deux ressorts annulaires 5. Dans ce cas, deux-rainures parallèles 12 doivent être réalisées dans les cales 3 pour recevoir les deux ressorts 5. Par rapport à la réalisation des figures 7 et 8, la plaque annulaire 10 peut avoir la forme représentée sur les figures 21 à 23. Afin de faire varier de façon appropriée les intervalles entre les cales 3, l'élément 9 peut avoir des parties périphériques 16 de longueurs différentes (L1 et L2) à une extrémité d'une partie axiale et les autres comme le montre la figure 24. Bien entendu diverses modifications peuvent être appor- tées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sor- tir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Accouplement unidirectionnel comportant plusieurs cales introduites annulairement entre des bagues ext rieure et intérieure, caractérisé en ce que la cale comporte une rainure réalisée à l'inté- rieur à peu près à mi-chemin entre les extrémités, un ressort jarre- tière introduit dans la rainure pour pousser les cales dans le sens de l'embrayage, une surface interne de la cale qui a une forme telle que l'une des cales placées annulairement est maintenue en permanence en contact avec une autre cale, et en ce qu'un élément de retenue annulaire comprend les parties s'étendant axialement reliées circu- lairement pour maintenir la cale entre les parties s'étendant axiale- ment et le ressort jarretière. 2. Accouplement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de retenue est réalisé à partir d'un fil allongé mis sous la forme de U voisins mais placés tête-bêche, les branches des U constituant lesdites parties s'étendant axialement et conçues pour maintenir entre elles une cale, les bases des U constituants lesdites parties s'étendant de façon périphérique. 3. Accouplement selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la cale possède sur un côté une surface extérieure sensiblement cylindrique s'appuyant contre une surface annulaire extérieure de la bague intérieure, et en ce que l'autre côté de la cale constitue une surface de came asymétrique en contact avec une surface annulaire intérieure déterminée par la bague exté- rieure. 4. Accouplement selon la revendication 3, caractérisé en ce que la rainure dépasse radialement à l'extérieur de la cale en direc- tion de la bague extérieure, ladite rainure étant déterminée par un fond qui est incliné par rapport au sens périphérique, de sorte que le ressort jarretière est en contact avec le fond de la rainure au voisinage seulement d'une extrémité de celle-ci de façon à pousser la cale en la faisant pivoter, afin que la surface cylindrique d'une cale soit poussée en contact avec la surface de came de la cale voisine. 5. Accouplement comprenant plusieurs cales introduites annulairement entre des bagues extérieure et intérieure, caractérisé en ce que la cale comporte une rainure réalisée à l'intérieur à peu près à mi-chemin entre les extrémités, un ressort jarretière intro- duit dans la rainure pour pousser les cales dans le sens de l'em- brayage, une surface interne de la cale qui a une forme telle que l'une des cales placées annulairement est maintenue continuellement en contact avec une autre cale, un élément de retenue annulaire com- portant un fil qui est coudé alternativement en U pour former une partie s'étendant axialement et une partie s'étendant dans le sens périphérique pour maintenir la cale entre la partie axiale et le res- sort jarretière, et une paire de plaques latérales annulaires conçues pour être introduites entre la partie s'étandant de façon périphérique et les deux côtés de la cale, la plaque latérale annulaire portant une encoche sur sa partie limite, encoche dans laquelle s'introduit la partie axiale de l'élément de retenue pour éviter le mouvement de celui-ci. 6. Accouplement selon la revendication 5, caractérisé en ce que la cale possède une surface extérieure sensiblement cylindrique sur un côté, en contact avec une surface annulaire extérieure déter- minée sur la bague intérieure, et en ce que l'autre côté de la cale comporte une surface de came asymétrique placée en contact avec une surface annulaire intérieure déterminée par la bague extérieure.