Brevet FR2524093A2 — publié le 19830930

FR 2524093 A2 19830930 FR 8215206 A 19820907 La présente invention concerne un accouplement à entral- nement dans un seul sens de rotation ou roue libre possédant un ressort à boudin fermé en soi ou ressort jarretière et des galets arc-boutés entre une bague extérieure et une bague intérieure. Un exemple d'un accouplement conventionnel de ce type, représenté sur les figures 1 et 2 et ne comportant pas de cage, utilise des galets S disposés en contact l'un avec l'autre entre des bagues concentriques extérieure et intérieure l et 2, l'une d'elles entraînant l'autre en rotation Un ressort jarretière 5 passe par une rainure 4 réalisée dans chaque extrémité des galets et une plaque annulaire latérale 6 est placée de chaque côté des galets. Un autre exemple d'accouplement conventionnel, repré- senté sur les figures 3 et 4 et comportant une cage, utilise des galets S' disposés à intervalles réguliers entre la bague exté- rieure 1 et la bague intérieure 2 Une cage 8 en tôle d'acier découpée présentant un trou d'insertion 7 pour chaque galet est utilisée pour maintenir les galets à des intervalles donnés. Dans le premier type, représenté sur les figures 1 et 2, chaque galet touche les galets voisins, de sotte que les axes de rotation des galets et des bagues sont parallèles Les galets voisins, en frottant les uns sur les autres, empêchent un mouve- ment doux et régulier, les points de contact se déplaçant dans des sens opposés, comme indiqué par les flèches Le nombre de galets étant déterminé par le périmètre des bagues extérieure et intérieure, il ne peut être diminué en fonction du couple prévu La présence de la rainure 4 pour la réception du ressort 5 de chaque côté des galets réduit la surface de contact entre l'extrémité du galet et la plaque annulaire 6 En conséquence, si un galet exerce une poussée axiale localisée sur 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 (du côté non en contact avec un jonc 21), l'usure localisée par frottement augmente, ce qui entrave fortement le mouvement doux et régulier des galets. Dans l'accouplement représenté sur les figures 3 et 4, le découpage (poinçonnage) de la cage 8 en tôle d'acier laisse des barbes qui empêchent les galets de se déplacer uniformément le long et autour de l'axe et entraîne l'usure rapide des bords des trous 7 d'insertion des galets. De plus, les accouplements conventionnels, qu'ils soient avec ou sans cage, doivent être équipés de roulements 33 supplémen- taires entre les bagues, comme représenté figure 5, pour centrer les bagues et supporter la charge radiale pendant la rotation en roue libre. Les inconvénients ci-dessus mentionnés des accouplements conventionnels du type dont il est question ici sont éliminés par l'accouplement selon le brevet principal Cependant, bien que cet accouplement représente une très nette amélioration par rapport à l'état de la technique, il a subi depuis de nouveaux perfection- nement quant à sa construction, ses dimensions et ses performances. L'objet de l'invention est cet accouplement perfectionné, qui est essentiellement caractérisé par un élément latéral ou joue disposé de chaque côté des galets, qui s'étend radialement entre les bagues et glisse sur elles et qui est axialement maintenu entre les extré- mités des galets et les parties circonférentielles de la cage, l'agencement étant tel que ces joueso'agissent à la façon d'un palier, maintenant les deux bagues convenablement sur le même axe et permet- tant la rotation de l'une des bagues par rapport à l'autre pendant la rotation en roue libre, tout en résistant efficacement aux poussées axiales exercées par les galets, de manière à assurer une répartition plus uniforme du couple transmis sur les différents galets. Un accouplement selon l'invention comporte donc un jeu de galets non circulaires disposés en couronne dans un espace annu- laire entre des bagues intérieure et extérieure concentriques Leur arcboutement entre les bagues produit l'entraînement en rotation d'une bague par l'autre et leur inclinaison en sens inverse produit la rotation en roue libre-d'une des bagues par rapport à l'autre. Chaque galet présente une rainure située sensiblement au milieu entre ses, extrémités axiales et dont la profondeur s'étend radiale- ment par rapport aux bagues, les rainures de l'ensemble des galets étant définies par un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe de rotation de l'accouplement Un ressort jarretière passe par les rainures de tous les galets et une cage annulaire est disposée dans ledit espace annulaire pour maintenir les galets en place La cage comporte des parties axiales qui s'étendent axialement entre les galets voisins et les maintiennent entre les bagues et qui sont reliées entre elles par des parties circonférentielles De préfé- rence, les parties axiales et les parties circonférentielles de la cage forment des U qui se succèdent circonférentiellement et s'ouvrent alternativement vers l'un et l'autre côté dans le sens axial Une joue sous forme d'un anneau profilé est placée des deux côtés des galets Chaque joue possède une partie annulaire médiane ou base orientée radialement et sur laquelle peuvent glisser les extrémités axiales des galets sur un côté de l'accouplement Au bord annulaire radialement extérieur de la base se raccorde une aile extérieure, orientée axialement, sur laquelle peut glisser la bague extérieure Au bord annulaire radialement intérieur de la base se raccorde de façon analogue une aile intérieure, égale- ment orientée axialement, qui est en contact de glissement avec la bague intérieure Chacune des deux joues présente en outre une série d'encoches radiales, uniformément espacées circonférentiel- lement, dans lesquelles viennent se placer les parties axiales de la cage Enfin, le bord intérieur ou le bord extérieur de la base présente des saillies radiales qui se placent entre les extrémités des galets et les parties circonférentielles de la cage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'exemples de réalisation non limitatifs, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels les figures 1 et 3 sont des coupes axiales partielles de deux accouplements connus, brièvement décrits dans ce qui précède les figures 2 et 4 sont des coupes axiales partielles de ces deux accouplements; la figure 5 est une coupe axiale partielle d'encore un autre accouplement conventionnel, montrant le montage de deux roulements de part et d'autre des galets la figure 6 est une coupe radiale partielle d'un accouplement selon l'invention; la figure 7 est une coupe suivant A- A de figure 6; les figures 8 et 9 sont une vue en bout et une vue de c 8 té d'un des galets de l'accouplement des figures 6 et 7; la figure 10 est une vue en bout de la cage de cet -* " ç-to -aeeoup Lementm * % - à _ - ", ,* ' "-% la figure l est une coupe suivant A-A de figure 10; la figure 12 est une vue en perspective et à plus petite échelle de la cage des figures 10 et 11; la figure 13 est une vue en plan d'une des joues de l'accouplement des figures 6 et 7; la figure 14 est une coupe suivant A-À de figure 13; la figure 15 est une vue en perspective de la joue des figures 13 et 14, à plus petite échelle et avec un arrachement la figure 16 est une coupe radiale partiale montrant les éléments essentiels d'un accouplement selon l'invention avec des galets plus espacés; et la figure 17 est une vue en perspective et à plus petite échelle de la cage utilisée dans l'accouplement de figure 16. L'accouplement des figures 6 et 7 comporte des galets 3 disposés entre une bague extérieure 1 et une bague intérieure 2. Les galets sont mutuellement en contact ou sont maintenus à faible distance les uns des autres et de manière à porter sur les bagues dans le sens de l'entraînement par une cage 9 et un ressort jarre- tière 5 Les figures 8 et 9 montrent que les galets 3 présentent au milieu de leur longueur axiale une rainure 12 pour la réception- du ressort 5 La surface radialement intérieure 13 en contact avec la bague intérieure 2 est de profil circulaire, tandis que la surface radialement extérieure 14 en contact avec la bague extérieure 1 possède un profil de came asymétrique Le fond 15 de la rainure 12 étant incliné, le ressort 5 vient seulement en contact avec une i extrémité 12 ' du fond, ce qui applique le galet 3 par sa surface 13 contre la surface annulaire extérieure 2 ' de la bague intérieure et par sa surface 14 contre la surface annulaire intérieure 1 ' de la bague extérieure La cage 9 de l'accouplement de cet exemple est représentée sur les figures 10 à 12 Elle est formée d'un fil à ressort de section circulaire plié un certain nombre de fois à angle droit pour former alternativement des parties circonféren- tielles 16 et des parties axiales 17 et dont les deux bouts sont joints, dé manière à former une cage annulaire Dans cet exemple, chaque partie axiale 17 est située dans l'espace triangulaire formé entre les surfaces latérales de deux galets 3 voisins et la bague intérieure 2 et peut venir en contact avec les deux galets considérés. Tel que décrit jusqu'ici, l'accouplement correspond à celui du brevet principal. Selon l'invention, l'accouplement de l'exemple repré- senté sur les figures 6 et 7 possède deux joues 10, placées chacune entre les extrémités des galets 3 et les parties circonférentielles de la cage 9 sur un c 8 té de l'accouplement La joue 10 coopère avec la cage et les extrémités axiales des galets pour maintenir les galets en place axialement et pour résister aux forces transver- sales (poussées axiales) Les joues 10 maintiennent également les bagues 1 et 2 sur le même axe, ce qui assure une bonne répartition du couple transmis sur tous les galets De plus, elles agissent comme un palier entre les deux bagues pendant la rotation en roue libre, de sorte que des roulements supplémentaires ne sont pas nécessaires. Pour ce qui concerne la conformation exacte des joues 10, comme on peut le voir sur les figures 6, 7 et 13 à 15, chacune d'elles a la forme d'un anneau fermé avec une section en U ouverte latéra- lement et définie par une base 22 et deux ailes 23 et 24 La base annulaire 22 est orientée radialement et les ailes annulaires 23 et 24 sont orientées axialement L'aile 24, située radialement à l'intérieur, est discontinue et formée d'un certain nombre de segments ou pattes 18 circonférentiellement espacés, dont il sera encore question Le diamètre extérieur de la joue 10, défini par l'aile 23 située radialement à l'extérieur, est choisi pour que cette aile soit en contact de glissement avec la surface intérieure 1 ' de la bague extérieure, tandis que le diamètre intérieur dl de la joue, défini par les pattes 18 constituant l'aile intérieure 24, est choisi pour que ces pattes soient en contact deglissement avec la surface extérieure 2 ' de la bague intérieure 2. La joue 10 présente aussi un certain nombre d'encoches 19 uniformément espacées, ménagées dans la base 22 et s'ouvrant dans le bord radialement intérieur de celle-ci, dans lesquelles peuvent s'ajuster les parties axiales 17 de section correspondante de la cage 9 La figure 13 montre que les pattes 18 sont situées entre des paires d'epcoçhes 19 voisines et que la base 22 forme des saillies 20 dirigées radialement vers l'intérieur entre ces paires d'encoches et se terminant par des bords libres qui défi- nissent un diamètre intérieur d 2 légèrement plus grand que le diamètre dl Le diamètre extérieur D (figure 10) de la cage 9 étant plus grand que le diamètre intérieur d 2 des saillies 20 de la joue 10, ces saillies peuvent être interposées axialement entre les parties circonférentielles 16 de la cage et les faces extrêmes 11 voisines des galets 3 Grâce à l'élasticité de la cage constituée d'un fil formant des U qui s'ouvrent alternati- vement d'un côté et de l'autre son diamètre extérieur peut être réduit au montage pour le passage des parties circonférentielles 16 par-dessus l'aile intérieure 24 de la joue 10. A l'assemblage de l'accouplement, l'ensemble formé des galets 3, de la cage 9, des joues annulaires 10 et du ressort 5 est mis en place entre la bague extérieure 1 et la bague intérieure 2 puis bloqué axialement de façon conventionnelle par des joncs 21 montés de part et d'autre de cet ensemble dans la bague extérieure 1. L'accouplement est désassemblé dans l'ordre inverse. L'accouplement réalisé comme il vient d'être décrit possède les avantages suivants Quand les bagues 1 et 2 se mettent en prise ou se désac- couplent, certains des galets 3 se déplacent axialement vers la gauche et d'autres se déplacent vers la droite sur la figure 7, parce que les galets ne sont pas strictement de même forme ou pour d'autres raisons Les galets 3 se déplaçant latéralement exercent simultanément une poussée latérale sur les joues 10 des deux côtés Toutefois, comme le montrent les figures 6 et 7, les parties circonférentielles 16 de la cage 9, situées axialement à l'extérieur des saillies radiales 20 de la base 22, soutiennent et maintiennent les joues 10 en place contre de telles forces transversales dans l'une ou l'autre direction En conséquence, T mime des joués minces peuvent bi i'su'ppàxter' la 'chdir de poussée des galets 3 en mouvement Cela permet de réaliser un accouplement compact en réduisant sa longueur axiale à un minimum, en conser- vant la même longueur pour les galets La rainure 12 recevant le ressort 5 est réalisée au milieu de la surface externe 14 des galets 3, ce qui évite l'usure abrasive localisée des extrémités des galets 3 et, par suite, prolonge la durée de service-de l'accouplement. En raison du contact de glissement, d'une part, entre le côté extérieur de l'aile 23 de chaque joue 10 et le côté inté- rieur 1 ' de la bague extérieure 1, d'autre part, entre les pattes 18 de chaque joue et le côté extérieur 2 ' de la bague intérieure 2, les deux bagues sont maintenues concentriques De ce fait, l'espace annulaire entre les bagues, dans lequel sont disposés les galets 3, possède partout la même largeur, de sorte que tous les galets peuvent participer de façon égale à la transmission du couple, avec le résultat que le couple transmissible par l'accoupleènt est plus élevé. Si les joues 10 sont faites d'un matériau antifriction (un alliage de cuivre par exemple ou un matériau portant un revê- tement antifriction) elles peuvent agir comme de véritables paliers à glissement entre les deux bagues pendant la rotation en roue libre, ce qui supprime le besoin de paliers supplémentaires tels que les roulements de figure 5. Du fait que chaque partie axiale 17 de la cage 9 est maintenue dans deux encoches 19 des joues 10, les forces externes agissant radialement vers l'extérieur et circonférentiellement sur les parties 17 de la cage quand les bagues extérieure et inté- rieure s'accouplent ou se désaccouplent sont supportées par les joues 10 Les parties 17 de ia cage ne peuvent donc pas se déplacer dans lesdites directions, ce qui maintient toujours les galets 3, en contact glissant avec les parties axiales 17, dans une position fixe Cela permet de concevoir chaque fois l'accouplement le mieux approprié à la transmission du couple nécessaire dans une applica- tion donnée, par écartement des galets 3 à des intervalles appro- priés, comme le montre la figure 16 En effet, le nombre des galets peut être augmenté ou diminué suivant la grandeur du couple à trans- mettre, en disposant des galets à chaque second emplacement possible de la cage, comme le montre la figure 16, à chaque troisième empla- cement et ainsi de suite. Grâce au fait que la cage 9 peut être faite d'un fil de section ronde, les galets 3 et la cage peuvent venir en contact l'un avec l'autre par des surfaces courbes, ce qui rend la révolu- tion des galets et le fonctionnement d'ensemble de l'accouplement plus doux et réguliers. L'invention n'est aucunement limitée au mode de Mise en oeuvre qui vient d'être décrit Par exemple, au lieu d'être placée près de la bague intérieure 2 comme décrit ici, voir les figures 6 et 7, la cage 9 peut être disposée près de la bague extérieure 1 Les galets 3 seraient alors retournés, avec les rainures 12 dirigées vers la bague intérieure 2, et ces rainures recevraient un ressort d'expansion poussant les galets vers l'exté- rieur De même, les encoches 19 seraient ménagées dans les bords radialement extérieurs des joues 10; l'aile intérieure 24 serait donc continue et l'aile extérieure 23 serait segmentée. Pour créer les intervalles désirés entre les galets 3, on peut donner des longueurs (L 1 et L 2) alternativement différentes aux parties circonférentielles 16 de la cage qui se suivent, comme le montre figure 17. Bien entendu, diverses autres modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. :> R E V E N D I C A T I 0 N S 1 Accouplement à entraînement dans un seul sens de rota- tion ou roue libre à galets arc-boutés selon le brevet principal, en particulier selon la revendication 5 du brevet principal, compre- nant des galets ( 3) disposés en une couronne entre une bague inté- rieure ( 2) et une bague extérieure ( 1), les galets présentant chacun une rainure ( 12) s'ouvrant radialement entre leurs extrémités axiales, un ressort ( 5) monté dans cette rainure et chargeant les galets dans le sens de l'embrayage, une cage annulaire ( 9) constituée notamment d'un fil qui est coudé de manière à former des sections en U s'ouvrant alternativement vers l'un et l'autre côté et composées de parties axiales ( 17) et de parties circonférentielles ( 16), les parties axiales maintenant les galets en place en combinaison avec le ressort, deux éléments annulaires latéraux disposés entre les parties circonférentielles de la cage et les deux extrémités des galets, chacun des éléments latéraux possédant des encoches dans son bord radialement intérieur ou dans son bord radialement exté- rieur, dans lesquelles s'ajustent les parties axiales de la cage, afin d'empêcher le mouvement de la cage, chaque galet possédant une forme extérieure telle qu'il peut venir en contact roulant avec une partie axiale de la cage lors de son arc-boutement entre les deux bagues, produisant l'embrayage ou accouplement en rotation des bagues, et lors de son inclinaison en sens inverse, produisant le désaccouplement ou la rotation en roue libre d'une des bagues par rapport à l'autre, caractérisé en ce que les éléments annulaires latéraux sont des joues ( 10) dont le bord radialement extérieur est en contact glissant avec le côté intérieur ( 1 ') de la bague extérieure ( 1) et dont le bord radialement intérieur est en contact glissant avec le côté extérieur ( 2 ') de la bague intérieure ( 2). 2 Accouplement selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque joue ( 10) a la forme d'un anneau profilé en U qui possède une partie annulaire médiane ou base ( 22) ainsi qu'une aile annulaire extérieure ( 23) et-une aile annulaire intérieure ( 24) se raccordant aux bords de la base, la base étant orientée radia- ment et étant disposée pour venir en contact avec les extrémités des galets ( 3) sur un côté de l'accouplement, les ailes s'étendant axialement vers l'extérieur par rapport à la base et étant en contact glissant avec le côté intérieur ( 1 ') de la bague extérieure ( 1) respectivement avec le côté extérieur ( 2 ') de la bague intérieure ( 2), la base ( 22) présentant des encoches radiales ( 19) circonférentiel- lement espacées dans l'un de ses bords radiaux, ces encoches rece- vant et maintenant les parties axiales ( 17) de la cage ( 9), la base ( 22) présentant en outre des portions ( 20) disposées axialement entre les parties circonférentielles ( 16) de la cage ( 9) et les extrémités ( 11) voisines des galets ( 3). 3 Accouplement selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites portions ( 20) sont espacées circonférentiellement et orientées radialement, se terminent par un bord libre et sont disposées entre des paires d'encoches ( 19) voisines. 4 Accouplement selon la revendication 3, caractérisé en ce que les encoches ( 19) s'étendent radialement dans la base ( 22) a partir du bord radialement intérieur de celle-ci, que l'aile intérieure ( 24) de la joue ( 10) est reliée à la base ( 22) entre les paires d'encoches ( 19) situées entre les portions saillantes ( 20) et que le ressort ( 5) est un ressort à boudin de traction disposé dans des rainures ( 12) ménagées dans les parties radialement extérieures des galets ( 3). Accouplement selon l'une quelconque des revendications 2 a 4, caractérisé en ce que chaque joue ( 10) est faite ou revêtue de matériau antifriction, de sorte que les joues forment un palier à glissement pour la rotation d'une bague ( 1 ou 2) par rapport à l'autre lorsque l'accouplement est en roue libre, aucun palier supplé- mentaire n'étant prévu entre la bague extérieure ( 1) et la bague intérieure ( 2).