Brevet FR2491566A1 — publié le 19820409

Cage auto-centreuse pour roue libre. L'invention concerne les roues libres à cames dans les- quelles un des éléments, menant ou mené, est monté flottant c'est-à-dire non centré par rapport à l'axe géométrique du dispositif, comme c'est le cas en particulier pour le ou les étages de réaction dans les convertisseurs de couple hydroci- nétiques et des disques d'embrayages dans les boîtes de vi- tesses automatiques. Les dispositif de ce type remplacent donc tout à la fois une roue libre et un palier centrant un des éléments par rap- port à l'autre, tout au moins pour des charges modérées. Pour résoudre ce problème, et mis à part la solution évi- dente qui consiste à juxtaposer une roue libre et des paliers à roulements, deux sortes de solution ont été proposées. La première consiste à agencer la cage comportant les cames et leur ressort de telle manière qu'elle constitue en même temps un palier lisse entre les chemins de blocage extérieur et intérieur destinés aux cames. Une telle solution présente l'avantage de la simplicité et convient pour des charges très modérées mais n'est jamais exempte d'usure. La deuxième solution consiste à agencer la cage de ma- nière qu'elle comporte une alternance de cames de coincement et d'organes de roulement. Dans certaines des solutions de ce genre, les organes de roulement sont des billes et la cage est une cage à billes ordinaire sur laquelle ont été rapportés des flasques recevant les organes de coincement. Toutefois, les deux chemins de roulement pour les billes sont constitués par des gorges qui ne peuvent convenir pour les organes de coince- ment. Ces derniers sont donc finalement juxtaposés aux organes de roulement, ce qui donne un ensemble complexe, encombrant et qui exige la fourniture complète de l'ensemble de de la cage avec ces chemins composites intérieur et extérieur. C'est le cas en particulier des brevets français 1.516.632, 2.029.011 et 2.281.830. Par ailleurs, les conditions de température de fonctionnement, en particulier dans le cas des convertisseurs de conple, interdisent l'utilisation de matière plastique comme il est fait usage dans le brevet français 1.516.632. Dans d'autres solutions, comme celle décrite dans le brevet français 2. 078.922, il est prévu des rouleaux qui servent tout à la fois d'organe de roulement et d'organe de coincement en coopérant dans ce dernier cas avec des rampes fixes que comporte la cage. Il ne s'agit donc pas à proprement parler d'une roue libre à cames, et l'ensemble fort complexe doit également être livré complet car les divers composants de la cage ainsi que les rouleaux ne sont pas imperdables. Dans d'autres solutions enfin, comme celles des brevets américains 2.883.023 et 3.776.335, il est prévu une alternance de rou- leaux et de cames de types spéciaux coopérant directement avec un ressort circulaire en l'absence de cage. Il est donc néces- saire dans ce cas encore de fournir l'ensemble complet avec ses chemins intérieur et extérieur. Le but de l'invention est d'éliminer les inconvénients précédent et de réaliser un ensemble de cage séparé, compor- tant une alternance de rouleaux et de cames, cet ensemble séparé étant agencé pour pouvoir coopérer avec des chemins de roulement et de coincement communs et parfaitement cylin- driques, et en même temps pour que ni ces rouleaux, ni ces cames ne puissent s'échapper lorsque l'ensemble séparé est livré sans ces chemins de roulement. L'invention consiste à utiliser des rouleaux et des cames de dimensions transversales appropriées et de préférence de même dimension axiale, et à les monter dans une cage consti- tuée par une virole cylindrique en tôle emboutie munie au moins d'un bord tombé et comportant des fenêtres pour le passage des cames et des fenêtres pour le passage des rou- leaux, ces dernières comportant des chanfreins assurant la lubrification du rouleau et la retenue de celui-ci dans une direction radiale, ladite virole comportant sur son ou sur un de ses bords tombés une série de barrettes radiales s'étendant dans l'autre direction radiale et se trouvant en correspon- dance avec les intervalles entre les deux sortes de fenêtres, 3 l'ensemble comportant en outre un ressort en bande continue avec des déformations élastiques de type connu coopérant avec les cames pour exercer sur elles le couple de basculement et assurer en même temps leur retenue, ce ressort comportant en outre des fenêtres de dégagement en correspondance avec la position des rouleaux, lesdites barrettes étant rabattues par déformation permanente après la mise en place des rouleaux dans les fenêtres correspondantes et éventuellement la mise en place du ressort, la distance minimum entre lesdits chanfreins d'une part et entre lesdites barrettes d'autre part étant inférieure au diamètre du rouleau pour éviter l'échappement de celui-ci dans l'une et l'autre direction radiale. D'autres particularités de l'invention apparaîtront dans la description qui va suivre de deux modes de réalisation pris comme exemples et représentés sur le dessin annexé, sur le- quel: la fig. 1 est une coupe partielle transversale selon I-I de la fig. 2 dans un premier mode de réalisation; la fig. 2 est une coupe axiale selon II-II de la fig. 1; la fig. 3 est une vue en élévation d'un deuxième mode de réalisation; la fig. 4 est une coupe axiale selon IV-IV de la fig.3. La roue libre selon l'invention est destinée à s'insérer entre la surface l parfaitement cylindrique d'un alésage pratiqué dans une pièce extérieure 2, et une surface inté- rieure 3 également parfaitement cylindrique constituant la périphérie d'une pièce intérieure 4. Selon une particularité de l'invention ces deux pièces ne font pas normalement partie de la fourniture et peuvent être usinées directement dans les pièces mécaniques que l'on veut centrer et entraîner de ma- nière unidirectionnelle l'une par rapport à l'autre. Natu- rellement, si cela s'avère nécessaire, il est toujours pos- sible, pour des cas spéciaux ou pour faire face à des pro- blèmes de dureté ou de précision, de rajouter des bagues annulaires. Dans la suite on désignera simplement ces surfaces ou ces pièces par alésage l et arbre 3. Le produit fourni est donc un ensemble de cage séparé comprenant des rouleaux de roulement 5, des cames 6, le res- sort 7 en bande continue pour ces dernières, et la cage pro- prement dite 8 réunissant tous ces éléments de manière imper- dable pendant le transport et les manipulations qui précèdent son insertion entre l'alésage et l'arbre. Les rouleaux 5 sont des rouleaux de roulement ordinaires dont le diamètre correspond naturellement à la dimension de l'intervalle entre l'arbre 3 et l'alésage 1. Les cames 6 sont d'un modèle connu pour coopérer avec un ressort en bande continue 7 qui assure tout à la fois leur couple de basculement et leur retenue en place. Ces cames sont prévues pour travailler entre deux surfaces 1 et 3 dont l'écar- tement correspond précisément à celui prévu entre l'arbre et l'alésage, c'est-àdire au diamètre des rouleaux 5. De plus, la dimension axiale de ces cames est de préférence égale à celle des rouleaux. Le ressort en bande continue 7 comporte de place en place des déformations ondulées 9 et une languette d'appui 10 selon une technique connue pour l'emploi des cames 6. Par contre, conformément à l'invention, ce ressort comporte de place en place des ouvertures de dégagement 11 aux emplacements prévus pour les rouleaux 5. Naturellement, la largeur du ressort, comme il apparaît sur la fig. 2, est plus grande que la hau- teur commune des rouleaux et des cames de manière qu'il reste une bande de matière continue de part et d'autre des fenêtres 11, ainsi que des ouvertures de passage des cames à travers les déformations 9, pour assurer la continuité du ressort. La cage proprement dite 8, qui est métallique pour ré- sister aux température exigées.peut avantageusement être fabriquée par emboutissage d'une tôle. Elle comprend essen- tiellement une virole cylindrique 12 qui comporte les ouver- tures habituelles 13 pour le passage des cames 6, ces ouver- tures 13 sont sensiblement rectangulaires avec en outre une encoche sur un côté pour le dégagement des languettes 10, et la dimension de la partie rectangulaire principale dans le sens tangentiel est inférieure à la dimension correspondante de la partie de la came située à la périphérie pour éviter que cette came ne passe à travers l'ouverture. Le ressort 7 est alors placé du côté intérieur de la virole 12. Cette virole 12 comporte en outre des fenêtres 14 aux emplacements destinés 24915 6 aux rouleaux 5. Ces fenêtres sont également sensiblement rectangulaires, avec sur les bords opposés qui coopèrent avec la surface cylindrique du rouleau un chanfrein 15 s'étendant sur une partie de la longueur du rouleau, l'orientation et l'écartement des deux chanfreins opposés 15 étant tels que le rouleau correspondant 5 ne peut passer au travers de l'ouver- ture et se trouve retenu dans une direction. Dans l'exemple de réalisation de la fig. 1, les chan- freins 15 sont pratiqués par déformation et tournés vers l'intérieur, de manière à empêcher le rouleau 5 de s'échapper radialement vers l'extérieur. Au contraire dans l'autre mode de réalisation de la fig. 3, les chanfreins 15 sont réalisés par repliage vers l'int6- rieur d'une patte étroite 15a et sont donc orientés vers l'extérieur pour empêcher le rouleau de s'échapper vers l'in- térieur de la virole 8. La virole 12 comporte à une extrémité un bord tombé 16 orienté dans la direction restante, c'est-à-dire vers l'inté- rieur dans le cas des fig. 1 et 2 ou vers l'extérieur dans le cas des fig. 3 et 4. La virole 12 comporte d'autre part de préférence un autre bord tombé 17 dans la direction opposée à celle du bord 16. Dans l'un et l'autre cas le bord tombé 16 se prolonge ra- dialement par des barrettes découpées 18 qui dans la pièce brute sont donc dirigées radialement vers l'intérieur dans le cas des fig. 1 et 2 et vers l'extérieur dans le cas des fig. 3 et 4. Après mise en place des rouleaux 5, dans l'un et l'autre cas, ces barrettes 18 sont rabattues parallèlement à la virole 12 et leur écartement est tel qu'elles empêchent également le passage du rouleau dans la direction correspondante. La coopé- ration de deux barrettes 18 et des deux chanfreins 15 corres- pondant emprisonne donc le rouleau dans toutes les directions, et assure ainsi le centrage de la cage. Naturellement, ces barrettes 18 sont disposées de manière à ne pas genêr le mouvement des cames 6. Dans le mode de réalisation des fig. 1 et 2, le ressort 7 peut avantageusement etre placé dans l'intervalle entre la virole 12 et les barrettes repliées 18, comme il apparait sur 24915 6 les figures, et dans ce cas sa mise en place doit néces- sairement intervenir avant le repliage des barrettes 18. Au contraire dans le mode de réalisation des fig. 3 et 4, le ressort est disposé du côté intérieur de la virole et peut donc facilement être introduit après la déformation des bar- rettes 18. Enfin, les cames 6 peuvent être introduites à tout moment après la mise en place du ressort en les introduisant d'une manière habituelle et depuis l'extérieur dans les fenêtres 13 o elles sont retenues par le ressort 7 et les pattes 10. Les cames 6 ne peuvent s'échapper vers l'intérieur en raison de la largeur insuffisante des fenêtres 13, comme exposé plus haut, ni vers l'extérieur en raison de la retenue opérée élastique- ment par les ondulations 9 et les pattes 10. 1) 5L'ensemble ainsi constitué est donc relativement simple et robuste et tous ses éléments sont imperdables, ce qui permet de le transporter et de le manipuler sans risque jus- qu'au moment o il sera inséré entre l'alésage 1 et l'arbre 3 comme exposé plus haut. Enfin, bien entendu, il constitue une roue libre efficace grâce au nombre et à la forme des cames 6, en même temps qu'un roulement efficace grâce au nombre et à la dimension des rou- leaux 5. Bien entendu, selon les besoins, les nombres et dimensions des rouleaux et des cames peuvent être choisis à 23 volonté et il n'est pas nécessaire que le nombre de rouleaux soit égal au nombre de cames comme dans l'exemple représenté. On pourrait au contraire ne disposer qu'un rouleau toutes les deux, trois ou quatre cames par exemple, ou inversement selon les caractéristiques à obtenir, ou encore réaliser des sé- quences successives comportant chacune un nombre quelconque de cames et de rouleaux. L'ensemble est donc finalement adapté pour supporter un long usage, même dans des conditions de température difficile, et ne produit qu'une trainée extrême- ment faible dans le sens autorisé par les cames. j5 REVENDICATIONS 1. Ensemble de cage séparé destiné à être inséré entre un alésage et un arbre pour constituer tout à la fois une roue libre et un palier entre cet alésage et cet arbre, caractérisé par le fait qu'il comporte une série de rouleaux de roulement (5) et de cames de coincement (6) intercalés et régulièrement espacés pour agir sur les mêmes chemins parfaitement cylin- driques de l'alésage (1) et de l'arbre (3), un ressort (7) en bande continu comportant des déformations (9) et des pattes élastiques (10) pour exercer le couple de rappel sur chacune des cames (6), ledit ressort (7) comportant également des ouvertures (11) de dégagement à l'emplacement de chacun des rouleaux (5), enfin une cage (8) comportant une virole cy- lindrique (12) percée d'orifices (13) pour les cames et de fenêtres (14) pour les rouleaux (5), ces fenêtres (14) étant telles qu'elles empêchent l'échappement du rouleau cbrres- pondant dans une direction radiale, ladite virole se prolon- geant par au moins un bord tombé (16) en direction radiale, et une série de barrettes (18) situées dans son prolongement et rabattues parallèlement à la virole après mise en place des rouleaux (5), l'écartement entre ces barrettes étant tel qu'il empêche l'échappement du rouleau dans l'autre direction ra- diale. 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le bord avant et le bord arrière de chaque fenêtre (14) dans le sens tangentiel comporte, sur une partie au moins de sa longueur, un chanfrein orienté en direction de ladite autre direction radiale. 3. Ensemble selon la revendication 2, caractérisé par le fait que lesdits chanfreins (15) sont réalisés chacun par une déformation permanente d'une proéminance ménagée sur ledit bord. 4. Ensemble selon la revendication 2, caractérisé par le fait que chacun desdits chanfreins (15) est réalisé par le re- pliage d'une patte (15a) ménagée vers l'intérieur de la fe- nêtre (14) correspondante. 5. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que ledit bord tombé (16) et les- dites barrettes (18) sont situés vers l'intérieur de la virole (12), et que ledit ressort (7) est disposé entre cette virole v (12) et ces barrettes (18). 6. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que ledit bord tombé (16) et les- dites barrettes (18) sont situés vers l'extérieur de la virole (12), et que le ressort (7) est appliqué à l'intérieur de ladite virole. 7. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les cames (6) et les rouleaux (5) ont la même dimension axiale. 8. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la virole (12) de la cage (8) se prolonge également par un deuxième bord tombé (17) situé à l'extrémité de la virole (12) opposée à celle compor- tant le premier bord tombé (16) et orienté également dans la direction radiale opposée à celle du premier bord tombé (16). P0 9. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la répartition des rouleaux (5) et des cames (6) sur la périphérie est réalisée sous la forme de séquences successives, chaque séquence com- portant un nombre quelconque de rouleaux (5) et un nombre quelconque de cames (6), pas forcément identiques.