Brevet FR2549178A1 — publié le 19850118

La présente invention concerne les accouplements pour deux organes en rotation coaxiale et a notamment pour objet une roue libre permettant à un organe moteur d'entraîner un autre organe dans l'un des deux sens possibles de rotation, 5 et assurant une rotation libre et indépendante de l'organe entraîné dans ce même sens, quand la vitesse de rotation de celui-ci devient supérieure à celle de l'organe moteur. Les éléments principaux d'une roue libre sont un manchon entraîneur, un manchon entraîné et des moyens de coincement disposés entre ces manchons Pour éviter les pertes d'énergie de rotation par frottement et une usure rapide des surfaces des moyens de coincement et du manchon entraîné, qui sont en contact lors de la transmission du couple moteur, il est nécessaire d'exclure le contact de ces surfaces lors de la rotation libre du manchon entraîné Ceci est obtenu dans une roue libre conforme au certificat d'auteur soviétique N 339696 publié en 1972, qui comporte un manchon moteur pourvu de deux excentriques identiques disposés le long de son axe et orientés de façon à décaler ciroonférentiellement leurs excentricités de 180 , un manchon mené avec sa couronne disposée concentriquement par rapport au manchon moteur, et des moyens de coincement sous forme de deux bagues excentriques disposées autour desdits excentriques Les axes des surfaces intérieure et extérieure de chaque bague excentrique sont décalés l'un par 25 rapport à l'autre à une distance égale à l'excentricité des excentriques, et l'une des positions que ces bagues peuvent occuper est telle que leurs surfaces extérieures se placent concentriquement à la surface intérieure de la couronne, en laissant un jeu suffisamment grand pour assurer la marche libre du manchon mené Pour maintenir les bagues dans cette position d'une façon fiable, on utilise des éléments de limitation du sens de déplacement des bagues excentriques, qui leur permettent de se déplacer vers la surface intérieure de la couronne pour être coincées entre cette surface et celle des excentriques dans le sens de rotation du manchon moteur, mais,lors du déplacement en sens inverse, ces limiteurs ne laissent les bagues se déplacer que jusqu'à la position o les surfaces extérieures des bagues excentriques de trouvent disposées concentriquement à la surface intérieure de la couronne, en interdisant, dans cette position, un déplacement ultérieur desdites bagues dans ce sens Dans la roue libre conforme au certificat d'auteur soviétique N 339696, les éléments de limitation du sens de déplacement des bagues excentriques sont une goupille fixée dans l'une de ces bagues et une entaille radiale pratiquée dans l'autre, la goupille pouvant se déplacer dans ladite entaille en prenant appui sur le fond de celle-ci pendant son mouvement vers le centre, lorsque les surfaces extérieures des bagues excentriques se 15 trouvent disposées concentriquement à la surface intérieure de la couronne Cependant, comme la goupille et l'entaille des bagues excentriques sont des concentrateurs de contraintes, la résistance mécanique des bagues s'en trouve diminuée. En outre, les bagues excentriques de la roue libre considérée 20 se présentent sous forme d'éléments annulaires disposés le long de l'axe de la roue libre, ce qui fait apparaître un moment de flexion du aux forces radiales quand les bagues excentriques sont bloquées entre le manchon moteur et le manchon mené lors de la transmission du couple Ceci conduit 25 soit à une réduction de la charge qu'une telle roue peut supporter, soit à une augmentation de ses dimensions afin d'accroître sa résistance mécanique. Pour éliminer l'effet nuisible du moment de flexion associé aux forces radiales, une roue libre a été proposée, 30 qui comporte essentiellement les mêmes éléments que la roue décrite ci-dessus, mais dans laquelle les excentriques du manchon d'entraînement sont espacés suivant son axe et des parties longitudinales s'étendent de chacun desdits excentriques à l'autre, de part et d'autre du plan des excentri35 cités desdits excentriques, lesdites bagues comportant des parties longitudinales correspondantes embrassant lesdites parties longitudinales partant des excentriques Une telle roue libre, dont les escentriques présentent des parties longitudinales (présentées comme étant des cames interposées entre les excentriques) est décrite dans la demande de brevet PCT/ SU 80/00219 déposée par l'auteur de la présente invention. Dans cette roue libre, les excentriques ne servent qu'à maintenir les bagues excentriques, tandis que les efforts principaux qui entrent en jeu au moment du coincement desdites bagues entre le manchon d'entraînement et le manchon entrainé, sont transmis par les parties longitudinales des excentriques et des bagues excentriques Or, comme les paires correspondantes de ces parties sont disposées d'une façon symétrique par rapport au plan diamétral et longitudinal de la roue, dans cette 15 roue le moment de flexion développé par les forces radiales est minimal et, par suite, négligeable. Par ailleurs, dans la demande de brevet ci-dessus indiquée, il est proposé, suivant un mode préféré de réalisation de l'invention, de pourvoir la surface extérieure de chacune des parties longitudinales des bagues excentriques de deux saillies susceptibles de grippage sur la surface lisse intérieure de la couronne du manchon mené Le blocage de la couronne du manchon mené par lesdites saillies de même que par d'autres moyens de blocage local assurent la transmission des efforts les plus 25 élevées, ce qui, conjointement avec l'élimination du moment de flexion des forces radiales, confère à la roue libre conforme à la demande PCT/SU 80/00219 un haut pouvoir de charge. Cependant, dans cette roue libre, comme dans le cas de la roue libre décrite précédemmentjles éléments de limitation 30 du sens de déplacement des bagues excentriques, prévus pour fonctionner à partir du moment o les surfaces extérieures de celles-ci sont concentriques relativement à la surface intérieure de la couronne, sont réalisés, dans les bagues excentriques, sous forme d'une goupille et d'une entaille radiale 35 qui, en coopérant entre elles, ne font qu'affaiblir la robustesse des bagues excentriques Il faut aussi tenir compte du fait qu'en cas de charges dynamiques importantes, le diamètre de la goupille doit être suffisamment grand pour exclure son cisaillement L'emploi de moyens servant au blocage local de la couronne du manchon mené, qui conduit à la concentration des contraintes dans un seul segment des bagues excentriques, rend encore plus dangereux l'affaiblissement déjà mentionné de leur résistance mécanique et nécessite, en conséquence, des dimensions radiales plus grandes des bagues excentriques et donc de la couronne du manchon mené. 10 Ceci entraîne, à son tour, une augmentation de la masse des éléments rotatifs et accroit les charges dynamiques subies par la roue libre et les organes qui lui sont associés, ce qui est surtout indésirable en cas de transmission d'un mouvement à très grande vitesse de rotation ou par impulsions. La présente invention a pour but de créer une roue libre dont les moyens de coincement seraient réalisés de façon à pouvoir se maintenir en butée, avec un jeu par rapport au manchon mené au moment de sa rotation libre, par interaction des bagues excentriques elles-mêmes, sans faire appel à des 20 éléments supplémentaires, nuisibles à la robustesse des bagues excentriques. A cet effet, la roue libre du type comportant un manchon moteur à deux excentriques identiques espacés suivant l'axe de celui-ci et tournés l'un par rapport à l'autre de 180 suivant 25 leur circonférence, et présentant chacun une partie longitudinale s'étendant de chacun d'eux vers l'autre, de part et d'autre du plan d'excentricité des excentriques, un manchon mené à couronne disposée concentriquement par rapport à l'axe du manchon moteur, des moyens de coincement sous forme de deux bagues excentriques identiques, disposées autour desdits excentriques et présentant des parties longitudinales entourant les parties longitudinales correspondantes partant des excentriques, des éléments de limitation du sens de dépla- cement des bagues excentriques à partir du moment o les surfaces extérieures desdites bagues sont concentriques relativement à la surface intérieure de la couronne, et des moyens servant à l'interaction locale des bagues excentriques et du manchon mené, est caractérisee suivant l'invention, en ce que les éléments de limitation du sens de déplacement des bagues excentriques par rapport à la position o les surfaces extérieures desdites bagues sont concentriques à la surface intérieure de la couronne, sont 10 des extrémités par lesquelles se terminent, suivant leur circonférence, les parties longitudinales des bagues excentriques, les longueurs de la circonférence de ces parties longitudinales étant telles qu'elles assurent la jonction entre leurs extrémités quand les surfaces extérieures des 15 bagues excentriques sont concentriques par rapport à la surface intérieure de la couronne. Une telle solution permet, apèrs le débrayage entre le manchon moteur et le manchon mené, un déplacement mutuel des bagues excentriques l'une vers l'autre, jusqu'au 20 moment o les extrémités auxquelles aboutissent leurs parties longitudinales sont serrées l'une contre l'autre. De ce fait, les bagues excentriques se trouvent, par leurs surfaces extérieures, concentriques à la surface intérieure de la couronne; elles cessent de se déplacer et se bloquent 25 d'une façon fiable, la surface cylindrique des excentriques étant en butée contre la surface intérieure des bagues excentriques Ce qui plus est, cette solution permet d'exclure toute concentration des contraintes dans les bagues excentriques et leur assure par là-même une robustesse élevée Du même coup, il devient possible de réduire les dimensions radiales des bagues excentriques et de la couronne du manchon mené pour diminuer ainsi les charges dynamiques. Dans la roue libre conforme au mode de réalisation principal de l'invention, peuvent être prévus divers moyens 35 pour l'interaction locale des bagues excentriques avec la couronne du manchon mené Ces moyens peuvent être constitués par une paire de saillies disposées sur la surface extérieure de chaque bague excentrique et situées à une même distance des extrémités des parties longitudinales de ces bagues, ces saillies étant susceptibles de grippage sur la surface lisse intérieure de la couronne du manchon mené Dans ce cas, pour obtenir des dimensions radiales réduites des bagues excentriques, les portions de la surface des excentriques et des parties longitudi10 nales qui en partent, se trouvant dans le secteur entre chaque paire de saillies des bagues excentriques quand les extrémités par lesquelles se terminent les parties longitudinales des bagues sont en butée, doivent être réalisées suivant une ligne plus courte que la longueur de la circonférence des excentriques dans le même secteur. Dans un tel mode de réalisation, la transmission de la force radiale depuis les excentriques et leurs parties longitudinales vers les bagues excentriques, au moment de leur coincement, se fait en direction des saillies des 20 bagues excentriques Cela permet d'exclure l'apparition du moment de flexion des forces radiales dans l'espace entre ces saillies des bagues excentriques, qui pourrait avoir lieu si les surfaces des excentriques et leurs parties longitudinales avaient été réalisées, sur toute 25 leur étendue,avec un même rayon de circonférence, auquel cas la transmission de la force radiale des excentriques vers les bagues excentriques, ces dernières étant coincées, s'opérerait en direction d'une portion située au milieu de chaque bague excentrique Comme moyens d'interaction locale entre les bagues excentriques et la couronne du manchon mené, dans la roue libre conforme à l'invention on prévoit aussi l'utilisation de secteurs dentés dont peuvent être munies les portions médianes situées entre les extrémités des parties longitudinales des bagues excentriques, ces secteurs dentés étant capables d'engrener avec une surface intérieure dentée de la couronne du manchon mené. Dans ce cas, la réduction des dimensions radiales des pièces de la roue libre conforme à l'invention peut être obtenue en disposant les surfaces des excentriques et de leurs parties longitudinales le long de circonférences d'un même rayon. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparal10 tront mieux au cours de la description explicative qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre non limitatif, avec références au dessin unique annexé dans lequel: la figure 1 représente une roue libre conforme à l'invention (vue d'ensemble, en coupe longitudinale faite suivant les bagues excentriques et le manchon mené); la figure 2 montre la roue libre de la figure 1 en coupe suivant II-II de la figure 1 passant par les parties longitudinales partant des excentriques, en faisant coin20 cider les représentations des circonférences des excentriques désignées en pointillé; la figure 3 représente une roue libre conforme à l'invention, réalisée suivant un autre mode de réalisation que celui de la figure 1 (coupe longitudinale analogue à 25 celle de la figure 2). La roue libre représentée-sur la figure 1 est réalisée conformément à la présente invention et comporte un manchon moteur 1, un manchon mené 2 et des moyens de coincement sous forme de bagues excentriques identiques 3 30 interposées entre ces manchons. Le manchon moteur 1 est réalisé en une seule pièce comportant deux parties identiques qui sont des excentriques la se présentant sous forme de plateaux décentrés d'une valeur e par rapport à l'axe du manchon moteur 1 Les excentriques la sont disposés à une certaine distance l'un de l'autre, et des parties longitudinales lb partent de chacun d'eux vers l'autre Comme le montre la figure 2, les excentriques la, dont les surfaces cylindriques sont dési5 gnées par des lignes F, sont tournés, par leurs excentricités, de 180 l'un par rapport à l'autre suivant leur circonférence, alors que les parties longitudinales lb font suite aux parties la des excentriques situées chacune d'un côté du plan G des excentricités e des excentriques la, ces parties 10 longitudinales lb étant disposées chacune, l'une par rapport à l'autre, du côté opposé de ce plan G. Le manchon mené 2 comporte une couronne 2 a disposée concentriquement relativement au manchon moteur 1, et présente une surface cylindrique lisse H (figure 1). Chaque bague excentrique 3 présente une partie annulaire 3 a disposée autour de l'un des excentriques la et une partie 3 b partant de celle-ci et embrassant la partie longitudinale lb de l'excentrique correspondant la Comme le montre la figure 2, les surfaces extérieure K et inté20 rieure L de chaque bague excentrique 3 sont décalées l'une par rapport à l'autre d'une valeur égale à celle de l'excentricité e des excentriques la, ce qui rend possible la disposition concentrique des surfaces extérieures K des bagues excentriques 3 relativement à la surface intérieure H de 25 la couronne 2 a Les parties longitudinales 3 b des bagues excentriques 3 se terminent, suivant la circonférence des parties longitudinales, par des extrémités plates 3 c La longueur de chaque partie longitudinale 3 b suivant la circonférence est telle qu'elle assure une jonction entre leurs 30 extrémités plates 3 c quand les bagues excentriques 3 sont concentriques, par leur surface extérieure K, à la surface intérieure H de la couronne 2 a Dans l'exemple considéré, cela est obtenu du fait que la longueur de chaque partie longitudinale 3 b, suivant la circonférence, est égale à la moitié de la partie annulaire 3 a située d'un côté ou de l'autre du plan longitudinal et diamétral de symétrie'des bagues excentriques Pour la position représentée sur la 5 figure 2, ce plan coincide avec le plan G d'excentricité e pour les excentriques la. La surface extérieure K de chaque bague excentrique 3 est pourvue d'une paire de saillies 3 d équidistantes des extrémités 3 c Ces saillies présentent des surfaces cy10 lindriques périphériques M susceptibles de grippage sur la surface intérieure H de la couronne 2 a Pour assurer cela, en se servant des formules connues on doit établir: un angle sur lequel les saillies 3 d de chaque paire sont espacées suivant la circonférence l'une par rapport à l'autre, 15 la longueur des saillies 3 d suivant la circonférence et le diamètre de leur surface cylindrique périphérique M De tels calculs figurent notamment dans la demande de brevet d'invention PCT/SU 80/00219 déposée par l'auteur de la présente invention Pour éviter l'apparition du moment de flexion dans les bagues excentriques 3 lors de la transmission des efforts radiaux par les saillies 3 d, les portions P des surfaces des excentriques la et de leurs parties longitudinales lb dans le secteur R entre chaque paire de saillies 3 d des bagues excentriques 3, la surface extérieure K de celles25 ci étant concentrique à la surface intérieure H de la couronne 2 a, doivent avoir une longueur inférieure à celle de la surface cylindrique principale F des excentriques la En particulier, ladite portion de la surface des excentriques la peut être coupée suivant un rayon supérieur à celui de la 30 surface cylindrique principale F des excentriques la. Le fonctionnement de la roue libre qui vient d'être décrite se fait de la manière connue Lors de la rotation du manchon moteur 1 dans le sens des aiguilles d'une montre (figure 2), le manchon mené 2 étant au repos, les excentriques 35 la avec leurs parties longitudinales lb tournent à l'intérieur des bagues excentriques 3 et provoquent leur déplacement radial en direction de la surface intérieure H de la couronne 2 a du manchon mené 2 Quand les surfaces M des saillies 3 d contactent la surface intérieure H de la couronne 2 a, les bagues excentriques 3 se bloquent entre la manchon moteur 1 et le manchon mené 2 et le mouvement se transmet à ce dernier Lorsque la vitesse de rotation du manchon entraîné 2 devient supérieure, dans le sens indiqué, à celle du manchon entraîneur 1, que ce soit en cas d'accé10 lération du manchon mené 2 par un organe d'entraînement, ou en cas d'arrêt du manchon entraîneur 1, les bagues excentriques 3 lâchent la couronne 2 a et se déplacent vers le centre Mais, dès qu'elles arrivent à une position concentrique, au niveau de leurs surfaces extérieures K, 15 relativement à la surface intérieure H de la couronne 2 a, les extrémités 3 c de la partie longitudinale 3 b de l'une des bagues excentriques 3 adhèrent aux extrémités 3 c de la partie longitudinale 3 b de l'autre bague excentrique 3 (comme le montre la figure 2), empêchant ainsi le déplace20 ment ultérieur des bagues excentriques 3 dans le sens indiqué et leur coincement éventuel dans ce sens La sûreté de blocage des bagues excentriques 3 dans la position décrite est en outre obtenue par un contact des excentriques la et de leurs parties longitudinales lb avec la surface 25 intérieure L des bagues excentriques 3. De tout ce qui précède, il résulte que la roue libre de la présente invention comporte des éléments qui ne sont pas soumis à l'action du moment de flexion des forces mises en jeu, ses bagues excentriques 3 sont dépourvues d'éléments 30 concentrateurs de contraintes, ce qui confère une haute résistance mécanique à cette roue libre Toutefois, la roue libre de la présente invention est capable de transmettre un couple moteur important grâce aux saillies 3 d sur la surface extérieure K des bagues excentriques 3 Tout cela contribue à réduire les dimensions radiales de la roue libre conforme à l'invention, tout en lui assurant un haut pouvoir de charge, et à diminuer les efforts dynamiques existant dans la roue elle-même et dans les organes qui sont accouplés avec elle. La figure 3 montre un autre mode de réalisation de la roue libre de la présente invention A la différence du mode de réalisation qui vient d'être décrit, cet autre mode de réalisation emploie d'autres moyens d'interaction locale entre les bagues excentriques 3 et la couronne 2 a du manchon mené 2 De tels moyens sont constitués par un secteur denté 3 e sur la surface extérieure K de chaque bague bague excentrique 3 disposé sur la portion médiane entre les extrémités 3 c des parties longitudinales 3 b des bagues excentri15 ques 3, et par une denture 4 sur la surface intérieure H de la couronne 2 a du manchon mené 2 Les parties dentées 3 e et 4 doivent avoir un même rayon du cercle primitif et un même module, de préférence petit. Dans ce dernier mode de réalisation, l'effort radial fourni par le manchon moteur 1 se transmet par ledit secteur denté 3 e, celui-ci étant engrené avec la denture 4 de la couronne 2 a Il s'ensuit que, dans une telle réalisation de l'invention, les surfaces P des excentriques la et de leurs parties longitudinales lb doivent présenter une-forme cylin25 drique régulière tout le long de la circonférence pour pouvoir transmettre l'effort radial directement par la portion centrale des bagues excentriques 3 disposée entre les extrémités 3 c par lesquelles se terminent leurs parties longitudinales 3 b. La roue libre de l'exemple qui vient d'être examiné possède les mêmes avantages que la roue conforme à l'exemple précédent, sa conception et sa fabrication ne sont rendues plus difficiles que dans une faible mesure, les parties dentées 3 et 4 pouvant être réalisées en utilisant des procédés à haut 35 rendement, notamment le roulage à froid. R E V E N D I C A T I 0 N S REVENDICATIONS =:=:=:=: =:=:=:=:=:=:=:=:=: 1 Roue libre comportant un manchon moteur ( 1) dans lequel deux excentriques identiques (la), espacés le long de son axe et décalés par leurs excentricités (e) de 180 , suivant leur circonférence, l'un par rapport à l'autre, 5 présentent chacun une partie longitudinale (lb) partant de chaque excentrique (la) vers un autre excentrique (la), chacune d'un côté différent du plan (G) des excentricités (e) des excentriques (la), un manchon mené ( 2) à couronne ( 2 a) disposée concentriquement à l'axe du manchon moteur 1 o ( 1), des moyens de coincement sous forme de deux bagues= excentriques ( 3) identiques, disposées autour des excentriques (la) et présentant des parties longitudinales ( 3 b) embrassant les parties longitudinales correspondantes (lb) des excentriques (la), des-éléments de limitation du sens 15 de déplacement des bagues excentriques ( 3) par rapport à la position o leurs surfaces extérieures (K) sont concentriques par rapport à la surface intérieure (H) de la couronne ( 2 a), et des moyens servant à l'interaction locale des bagues excentriques ( 3) et de la couronne ( 2 a>,caractérisée 20 en ce que les éléments de limitation du sens de déplacement des bagues excentriques ( 3) par rapport à la position o leur surfaces extérieures (K) sont concentriques par rapport a la surface intérieure (H) de la couronne ( 2 a), sont des extrémités ( 3 c) par lesquelles se terminent, suivant leur 25 circonférence, les parties longitudinales ( 3 b) des bagues excentriques ( 3), dont la longueur suivant leur circonférence est telle qu'elle assure une jonction de leurs extrémités ( 3 c) au moment o les bagues excentriques ( 3) se trouvent disposées concentriquement, par leur surface extérieure 30 (K), à la surface intérieure (H) de la couronne ( 2 a). 2 Roue libre selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens servant à l'interaction locale des bagues excentriques ( 3) et de la couronne ( 2 a) se présentent sous forme d'une paire de saillies ( 3 d) sur la surface extérieure (K) de chaque bague excentrique ( 3), disposées à une même distance des extrémités ( 3 c) des parties longitudinales ( 3 b) des bagues excentriques ( 3) et susceptibles de grippage sur la surface lisse intérieure (H) de la couronne ( 2 a), tandis qu'une portion (P) de la surface de chaque excentrique (la) et de sa partie longitudinale (lb), 10 disposée dans le secteur R entre une paire de saillies ( 3 d) sur la surface extérieure (K) de la bague excentrique ( 3) , ladite surface extérieure (K) de celle-ci,étant disposée concentriquement à la surface intérieure (H) de la couronne ( 2 a), est exécutée suivant une ligne plus courte que la longueur de la surface cylindrique principale (F) de l'excentrique (la) dans le même secteur (R). 3 Roue libre selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens servant à l'interaction locale entre les bagues excentriques ( 3) et la couronne 2 a) se présentent 20 sous forme d'un secteur denté ( 3 e) réalisé sur la portion médiane de la surface extérieure (K) de chaque bague excentrique ( 3), entre les extrémités ( 3 c) de sa partie longitudinale ( 3 b), ledit secteur denté ( 3 e) étant capable d'engrener avec une surface intérieure dentée ( 4) de la couronne 25 ( 2 a)