Brevet FR2588339A1 — publié le 19870410

L'invention concerne une roue libre débrayable dans le sens de l'entraînement, comprenant un moyeu d'accouplement et un manchon d'accouplement qui sont reliés entre eux, dans le sens de rotation pour l'entraînement, par des cliquets maintenus dans des creux du moyeu et poussés élastiquement vers l'extérieur dans le sens radial, le manchon d'accouplement présentant des ouvertures radiales traversantes qui correspondent circonférentiellement aux creux du moyeu d'accouplement et dans lesquelles coulissent des tiges de commande, les tiges de commande, à leur position de trans- mission du couple, faisant saillie radialement vers l'extérieur dans des crans d'une bague de commande maintenue rotative sur le manchon, les tiges étant poussées radialement vers l'extérieur par une force élastique et leur mouvement radialement vers l'intérieur étant limité par une butée radiale, les crans de la bague de commande se terminant par une rampe dans le sens de rotation, l'angle de rotation de la bague de commande sur et par rapport au manchon étant limité par une butée circonférentielle solidaire du manchon et pénétrant dans une échancrure ménagée dans la bague de commande, un ressort agissant dans le sens circonférentiel chargeant le manchon et la bague de commande l'un par rapport à l'autre dans le sens du maintien des crans et des tiges à des posi- tions mutuellement correspondantes, et un dispositif de retenue étant prévu pour faire tourner la bague de commande, par rapport au manchon et contre la force du ressort, ce qui a pour effet que les tiges poussent les cliquets radialement vers l'intérieur en vue du débrayage, selon le brevet principal. On connait une roue libre susceptible d'être enclenchée et débrayée (demande de brevet allemand DE-OS 33 32 829), dans laquelle les éléments d'entraînement, constitués par des rouleaux, sont amenés à la position de transmission du couple par l'intermé- diaire d'une cage coopérant avec une bague dite d'actionnement. Pour l'enclenchement de cette roue libre, la bague d'actionnement est immobilisée par un poussoir, avec le résultat qu'elle agit par entraînement par frottement sur une bague dite à friction qui est reliée à la cage. Les rouleaux sont alors soulevés en montant radialement hors de poches dans lesquels ils sont reçus en posi- tion de marche libre et en entrant en prise d'entraînement avec l'autre partie de la roue libre. La roue libre décrite dans le document précité et qu'il vaudrait mieux appeler "embrayage" parce qu'elle ne peut pas assu- rer la fonction de rattrapage que doit avoir une roue libre, a l'inconvénient, outre La construction compliquée et coûteuse, que les éléments d'entraînement, formés par les rouleaux, peuvent seu- lement, à l'accouplement, toucher les bouts du profilage de la partie d'embrayage à accoupler, suivant la position relative des deux parties de l'embrayage, ce qui provoque une importante pres- sion par unité de surface qui conduit à l'usure rapide de l'embrayage. On connaît également un embrayage dit à un tour, pou- vant être enclenché de l'extérieur (brevet des EUA 4 466 520). Cet embrayage se compose essentiellement de deux parties montées con- centriquement l'une dans l'autre, la partie extérieure portant une tige d'entraînement guidée radialement et pouvant être poussée dans des évidements uniformément répartis sur la périphérie de la partie intérieure de l'embrayage. La partie extérieure de l'embrayage est entourée d'une bague dite de guidage qui assure que la tige d'entraînement maintient les deux parties de l'embrayage accouplées pendant un tour. Bien que cet embrayage ne puisse pas davantage assurer des fonctions de roue libre, il pose des difficultés semblables à celles d'une roue libre à réenclenchement automatique, en ce sens qu'il présente également le risque que la tige d'entraînement, suivant la position relative des deux parties de l'embrayage, ne puisse pas entrer en prise complètement au moment de l'enclenche- ment, ce qui produit des pressions élevées par unité de surface, conduisant à la destruction rapide des arêtes de commande assurant la fonction d'enclenchement. L'invention vise à créer une roue libre, débrayable dans le sens de l'entraînement et à action mécanique ou par complémen- tarité de formes, sur laquelle une commande de réenclenchement assure que les éléments d'entraînement entrent complètement en prise d'entraînement avec l'autre partie d'accouplement à chaque opération d'enclenchement. A cet effet, selon l'invention, une roue libre comme défini au début est caractérisée en ce que a) les tiges de commande sont pourvues chacune d'une encoche s'élargissant des deux côtés en forme de coin vers l'exté- rieur, dans un plan radial, b) des éléments d'arrêt sont guidés tangentiellement dans le manchon d'accouplement et sont chargés par ressort en direction des tiges de commande, chaque élément d'arrêt présentant une tête correspondant à l'encoche en coin d'une tige de commande et les éléments d'arrêt étant alignés avec les encoches lorsque les tiges de commande sont en position de débrayage, c) les faces en biais sur le côté radialement intérieur des têtes des éléments d'arrêt ont un angle tel que les ressorts poussant les tiges de commande radialement vers l'intérieur produisent une composante de force de sens contraire et supérieure à la force de ressort chargeant les éléments d'arrêt tangentiel- lement, d) chaque élément d'arrêt porte un mentonnet, sur son côté dirigé radialement vers l'intérieur, et une cheville mobile de retenue, à tête en forme de coin, est guidée perpendiculairement à la direction tangentielle de mouvement de chaque élément d'arrêt, e) les chevilles de retenue, par application contre une première partie d'une surface d'appui et de glissement ou portée périphérique, prévue sur le moyeu d'accouplement, sont maintenues par leurs têtes contre un côté des mentonnets, dans la zone de mouvement de ceux-ci, une deuxième partie de la portée périphé- rique du moyeu présentant des poches et les chevilles de retenue pouvant être repoussées dans ces poches, à la libération des tiges de commande par la bague de commande, sous l'effet de la composante de force due aux ressorts poussant les tiges de com- mande radialement vers l'extérieur. L'exécution selon l'invention d'une roue libre débrayable dans le sens de l'entrainement a l'avantage que la libération des surfaces d'appui pour les éléments d'entraînement, réalisés sous forme de cliquets, se produise seulement dans une plage limitée de la position relative des deux parties d'accouplement. Il est ainsi garanti que les cliquets entrent complètement en prise à chaque passage de la position de marche libre à la position de transmis- sion du couple. De ce fait, la roue libre peut être chargée dans tous les cas avec tout le couple nominal et il n'y a pas de destructions prématurées des surfaces transmettant le couple sur les cliquets et sur l'autre partie d'accouplement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une coupe transversale d'une roue libre, montrant les pièces essentielles assurant l'action de roue libre; - la figure 2 représente une coupe transversale partielle d'une roue libre avec les pièces assurant la fonction de débrayage; - la figure 3 est une coupe transversale partielle d'une roue libre selon l'invention, en position de transmission du couple; - la figure 4 est une vue semblable, mais après le ren- versement à la position de marche libre; - - la figure 5 est une vue semblable montrant une position relative des deux parties d'accouplement o le réenclenchement à la position de transmission du couple est empêché par la commande de réenclenchement; et - la figure 6 est une vue analogue de la roue libre à la position de libération pour le réenclenchement. La figure 1 montre le principe général d'une roue libre débrayable dans le sens de l'entrainement. La roue libre se compose essentiellement d'un moyeu d'accouplement 102 et d'un manchon d'accouplement 101 monté rotatif sur le moyeu. Le moyeu 101 présente des creux 128, s'étendant axialement, dans lesquels sont maintenus des cliquets 118 qui sont chacun poussés radiale- ment vers l'extérieur par un ressort 119. En concordance avec les creux 128, le manchon d'accouple- ment présente des ouvertures radiales 122 dans lesquelles peuvent se déplacer et sont guidées radialement des tiges de commande 103. Une bague de commande 104 est disposée de façon à pouvoir tourner sur un angle limité sur le manchon d'accouplement 101. Par la coopération d'un ressort 115 - agissant dans le sens circonféren- tiel - avec une butée 126 sur le manchon 101 et une butée 127 sur la bague de commande 104, cette dernière est maintenue à une position telle, par rapport au manchon 101, que des crans 105, ménagés dans la paroi interne de la bague de commande 104, sont alignés avec les ouvertures 122 du manchon 101. Les crans 105 se terminent par des rampes 106 du côté dirigé dans le sens de rota- tion (il est supposé que l'entraînement s'effectue par le moyeu 102). La mobilité angulaire de la bague 104 par rapport au manchon 101 est assurée par la coopération d'une butée 113 solidaire du manchon 101 et d'une fente 114 prévue dans la bague 104. La roue libre fonctionne comme suit. A la position de transmission du couple, les têtes des tiges de commande 103 pénètrent dans les crans 105 - alignés avec les ouvertures 122 du manchon 101 - de la bague de commande 104. Les ouvertures 122 étant intérieurement ouvertes, les cliquets 118 peuvent pénétrer dans les ouvertures 122 en vue de la transmission du couple. Si l'accouplement doit être renversé à la position de marche libre, la bague de commande 104 doit être tournée en arrière, c'est-à- dire en sens contraire à la rotation, par-exemple par l'introduction d'une tige de renversement (non représentée) dans la zone de rotation des butées 107. Les tiges de commande 103 sont alors déplacées radiale- ment vers l'intérieur, par les rampes 106 du manchon 101, et les cliquets 118 sont repoussés radialement vers l'intérieur, hors de leur position d'entrainement en saillie dans les ouvertures 122. La même action pourrait être obtenue-également en soumet- tant la bague de commande 104 à un ruban de frein ou un dispositif de freinage semblable. Le passage de la position de marche libre à la position de transmission du couple s'effectue ensuite automatiquement, du fait que, sous l'action du ressort 115, agissant circonférentiel- lement, la bague de commande 104 est de nouveau tournée par rapport au manchon d'accouplement 101, de manière que les crans se réalignent avec les ouvertures 122 du manchon 101. Les figures 3 à 6 montrent la roue libre selon l'inven- tion à différentes positions. A la figure 3, la roue libre est en position de transmis- sion du couple. Les tiges de commande 3 pénètrent par leurs têtes dans les crans 105 de la bague de commande 104 et permettent l'entrée des cliquets 118 dans les ouvertures 122. Un éLément d'arrêt 131, disposé mobile tangentiellement dans le manchon d'accouplement 101, est maintenu à la position représentée par une cheville de retenue 134 qui est appuyée sur un mentonnet 133 de l'éLément d'arrêt 130. Lorsque, par suite d'un déplacement relatif en arrière de la bague de commande 4, la roue libre est amenée à la position de marche libre, c'est-à-dire lorsque les tiges. de commande 103 sont déplacées radialement vers l'intérieur et que, par suite, les ouvertures 122 sont fermées pour les cliquets 118, ou les cliquets 118 sont poussés hors des ouvertures 122, les chevilles de retenue 134 entrent dans les poches 136 en raison de la rotation du manchon 101 par rapport au moyeu 102, libérant ainsi les éléments d'arrêt 131, de sorte que ceux-ci peuvent entrer dans les encoches 130 des tiges de commande 103 (figure 4). Quand la bague de commande 104 est ensuite rappelée à la position permettant la transmission du couple, sous l'effet du ressort circonférentiel 115, les tiges de commande 103 ne libèrent pas les ouvertures 122 puisqu'elles sont immobilisées par les éléments d'arrêt 131 - charges par les ressorts 132 en direction des tiges de commande 103 - à la position d'obturation des ouver- tures 122. Les éléments d'arrêt 131 sont maintenus à la position de verrouillage, comme représenté sur la figure 5, du fait que leur mentonnet 133 est appuyé contre la cheville de retenue 134. C'est seulement lorsque le moyeu d'accouplement 102 est ensuite tourné davantage par rapport au manchon d'accouplement 101 que les poches 136, parvenant à la hauteur des chevilles de rete- nue 134, permettent à ces chevilles de reculer, par leur entrée dans les poches, de sorte que les éléments d'arrêt 131 sont libé- rés et que les tiges de commande 103, poussées radialement vers l'extérieur par la force des ressorts 120, peuvent, par la partie en forme de coin située radialement à l'intérieur de l'encoche évasée 130, repousser les éléments d'arrêt 131 hors de leur zone d'action sur les tiges de commande 103, contre la force des ressorts 132. Ainsi, l'accouplement est de nouveau libre pour passer à la position de transmission du couple, comme représenté sur la figure 6. Dés que les cliquets 118 parviennent de nouveau à la hauteur des ouvertures 122, la roue libre passe à la position de transmission du couple. Liste de références Manchon d'accouplement Moyeu d'accouplement Tige de commande Bague de commande Cran Rampe Butée Butée Fente Ressort agissant dans le sens circonférentiel Cliquet Ressort Ressort Fente Ouverture Butée sur le manchon d'accouplement Butée sur la bague de commande Creux dans le moyeu d'accouplement Encoche s'élargissant en forme de coin Elément d'arrêt Ressort Mentonnet Cheville de retenue Appui Poche 103 113 120 128 134 REVENDICATION Roue libre débrayable dans le sens-de l'entrainement, comprenant un moyeu d'accouplement et un manchon d'accouplement qui sont reliés entre eux, dans le sens de rotation pour l'entraînement, par des criquets maintenus dans des creux du moyeu et poussés élastiquement vers l'extérieur dans le sens radial, le manchon d'accouplement présentant des ouvertures radiales traversantes qui correspondent circonférentiellement aux creux du moyeu d'accouplement et dans lesquelles coulissent des tiges de commande, les tiges de commande, à leur position de transmission du couple, faisant saillie radialement vers l'extérieur dans des crans d'une bague de commande maintenue rotative sur le manchon, les tiges étant poussées radialement vers l'extérieur par une force élastique et leur mouvement radialement vers l'intérieur étant limité par une butée radiale, les crans de la bague de commande se terminant par une rampe dans le sens de rotation, l'angle de rotation de la bague de commande sur et par rapport au manchon étant limité par une butée circonférentielle solidaire du manchon et pénétrant dans une échancrure ménagée dans la bague de commande, un ressort agissant dans le sens circonférentiel chargeant le manchon et la bague de commande l'un par rapport à l'autre dans le sens du maintien des crans et des tiges à des positions mutuellement correspondantes, et un dispositif de retenue étant prévu pour faire tourner la bague de commande, par rapport au manchon et contre la force du ressort, ce qui a pour effet que les tiges poussent les cliquets radialement vers l'intérieur en vue du débrayage, selon le brevet principal, caractérisée en ce que a) les tiges de commande (103) sont pourvues chacune d'une encoche (130) s'élargissant des deux côtés en forme de coin vers l'extérieur, dans un plan radial, b) des éléments d'arrêt (131) sont guidés tangentiel- lement dans le manchon d'accouplement (101) et sont chargés par ressort en direction des tiges de commande (103), chaque élément d'arrêt présentant une tête correspondant à l'encoche en coin (130) d'une tige de commande et les éléments d'arrêt (131) étant alignés avec les encoches lorsque les tiges de commande sont en position de débrayage, c) les faces en biais sur le côté radialement intérieur des têtes des éléments d'arrêt (130) ont un angle tel que les ressorts (120) poussant les tiges de commande (103) radialement vers l'extérieur produisent une composante de force de sens contraire et supérieure à la force de ressort chargeant les été- ments d'arrêt (131) tangentielLement, d) chaque élément d'arrêt (131) porte un mentonnet (133), ur son côté dirigé radialement vers l'intérieur, et une cheville mobile de retenue (134), à tête en forme de coin, est guidée perpendiculairement à la direction tangentielle de mouvement de chaque élément d'arrêt (131), e) les chevilles de retenue (134), par application contre une première partie d'une surface d'appui et de glissement ou portée périphérique, prévue sur le moyeu d'accouplement (102), sont maintenues par leurs têtes contre un côté des mentonnets (133) , dans la zone de mouvement de ceux-ci, une deuxième partie de la portée périphérique du moyeu présentant des poches (136) et les chevilles de retenue (134) pouvant être repoussées dans ces poches, à la libération des tiges de commande (103) par la bague de commande (104), sous l'effet de la composante de force due aux ressorts (120) poussant les tiges de commande radialement vers l'extérieur.