Brevet FR2682729A1 — publié le 19930423

-A LIMITEUR DE COUPLE La présente invention concerne un limiteur de couple destiné à transmettre et à interrompre la transmission d'un couple de torsion. On utilise un limiteur de couple pour transmettre un couple de rotation à partir d'un arbre vers un élément tournant tel qu'un rouleau, et pour débrayer ce couple lorsque la charge sur l'élément tournant dépasse un certain niveau Jusque là, on connaissait des limiteurs de couple du type à ressort hélicoidal ou du type à plaque de friction. Dans un limiteur de couple du type à ressort hélicoidal, la transmission du couple est déclenchée et arrêtée seulement pour la rotation dans un sens Lorsque l'arbre du limiteur de couple tourne dans le sens opposé, la transmission de couple ne peut être ni déclenchée ni arrêtée. D'autre part dans un limiteur de couple du type à plaque de friction, la transmission de couple est déclenchée et arrêtée pour une rotation dans l'un ou l'autre sens Mais la transmission de couple est déclenchée ou arrêtée au même point quel que soit le sens de rotation de l'arbre Il est impossible d'engendrer un couple dans un sens qui soit différent du couple engendré dans l'autre sens Quand il est nécessaire que le couple transmis à un élément tournant entraîné en rotation par un arbre dans un sens soit sensiblement différent du couple transmis quand l'arbre tourne en sens opposé, on doit utiliser deux limiteurs de couple qui diffèrent dans le sens de transmission et l'amplitude du couple Ceci ne constitue pas seulement un facteur d'augmentation des coûts mais contribue également à rendre l'assemblage plus difficile. Un objet de la présente invention est de proposer un limiteur de couple de structure simple qui puisse transmettre des couples de différentes amplitudes dans un sens comme dans l'autre. Afin de résoudre les problèmes ci-dessus, on propose selon l'invention un limiteur de couple caractérisé en ce qu'il comprend une bague extérieure, une bague intérieure montée dans ladite bague extérieure, un arbre s'étendant au travers de ladite bague intérieure, ladite bague extérieurecomportant sur sa surface périphérique intérieure une pluralité de surfaces inclinées, des rouleauxétant montés entre lesdites surfaces inclinées et une surface périphérique extérieure cylindrique de ladite bague intérieure, des ressorts de fixation de couple étant disposés à une extrémité desdits rouleaux pour pousser cesdits rouleaux en coincement dans une région plus étroite entre lesdites surfaces inclinéees et ladite surface périphérique extérieure cylindrique, et un ressort hélicoidal monté entre ladite bague intérieure et ledit arbre de façon à enserrer ladite surface périphérique extérieure dudit arbre et ayant une de ses extrémités fixée à ladite bague intérieure, ledit ressort hélicoidal étant monté de façon à être tendu quand ledit arbre tourne dans une direction opposée à la direction dans laquelle lesdits ressorts de fixation de couple poussent lesdits rouleaux. Lorsqu'il convient de transmettre la rotation d'un arbre à un élément tournant tel qu'un rouleau au moyen du limiteur de couple décrit cidessus, l'élément tournant est pourvu d'un alésage ouvert à l'une de ses extrémités Le limiteur de couple est inséré dans l'alésage et la bague extérieure est disposée de façon à ne pas tourner par rapport à l'élément tournant Un couvercle est monté sur l'ouverture de l'alésage pour empêcher le limiteur de couple de sortir. Dans cet état monté, lorsque l'arbre tourne dans un sens tel que le ressort hélicoïdal est tendu, la rotation de l'arbre est transmise à la bague intérieure au moyen du ressort hélicoidal et en outre à la bague extérieure au moyen des rouleaux, mettant ainsi en rotation l'élément tournant avec la bague extérieure. Dans cet état, lorsque la charge sur l'élément tournant augmente et que la force avec laquelle la bague intérieure pousse les rouleaux dans une direction de désengagement vient équilibrer la force des ressorts de fixation de couple, un glissement apparaît entre la bague intérieure et les rouleaux La transmission de couple est interrompue. Au contraire, lorsque l'arbre tourne dans le sens opposé au sens ci-dessus, le ressort hélicoïdal se dilate diamétralement Quand la force avec laquelle le ressort hélicoïdal serre l'arbre équilibre la force de frottement entre les deux, il apparaît un glissement entre l'arbre et le ressort hélicoidal, ce qui permet à l'arbre de tourner librement. En rotation libre, si l'arbre venait à toucher la bague intérieure, il serait endommagé à sa surface extérieure, parce que la bague intérieure est faite d'une matière dure Afin d'empêcher un tel endommagement superficiel, le ressort hélicoidal est disposé dans la partie centrale axiale de la bague intérieure, et deux paliers à huile sont montés aux deux extrémités de la surface périphérique intérieure de la bague intérieure pour limiter le déplacement axial du ressort hélicoidal. L'arbre est supporté dans les paliers à huile. Lorsqu'on monte le limiteur de couple dans l'élément tournant, l'ensemble consitué par la bague extérieure, la bague intérieure, les rouleaux et les ressorts de fixation de couple est inséré dans l'alésage de l'élément tournant Le couvercle est monté sur l'ouverture de l'alésage pour empêcher l'ensemble de s'échapper L'arbre est ensuite inséré dans la bague intérieure Lors de cette étape de montage, puisque le diamètre intérieur du ressort hélicoïdal est plus petit que le diamètre extérieur de l'arbre, au moment o on insèrera l'arbre dans la bague intérieure, la bague intérieure sera poussée axialement au moyen du ressort hélicoïdal et s'échappera de l'alésage Ceci entrave l'efficacité du montage Afin de faciliter le montage, la face intérieure du couvercle est de préférence disposée vis-à-vis de la face extrêmale de la bague intérieure afin d'empêcher la bague intérieure de s'échapper. Comme décrit ci-dessus, le limiteur de couple selon la présente invention peut transmettre des couples de différentes grandeurs en directions avant et arrière. Il est constitué d'un faible nombre d'éléments et sa structure est simple Son coût de fabrication est donc faible. De plus, grâce à la paire de paliers à huile sur la surface périphérique intérieure de la bague intérieure, lorsque l'arbre tourne librement, il est maintenu hors de contact avec la bague intérieure réalisée en matière dure Ainsi la surface extérieure de l'arbre est protégée contre tout dommage En outre, les deux paliers à huile servent à empêcher un déplacement axial du ressort hélicoidal Ainsi la bague intérieure et le ressort hélicoïdal ne se séparent jamais Ceci améliore l'efficacité du montage. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une vue en coupe verticale de face d'un mode de réalisation du limiteur de couple conforme à la présente invention; La figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II de la figure 1; La figure 3 est une vue en coupe verticale de face d'un second mode de réalisation; La figure 4 est une vue en coupe verticale de face d'un autre mode de réalisation; et La figure 5 est une vue en coupe verticale de face d'encore un autre mode de réalisation. On décrira donc maintenant les différents modes de réalisation de l'invention en référence aux dessins annexés. Les figures 1 et 2 montrent le limiteur de couple conforme à l'invention monté dans un élément tournant 1. L'élément tournant 1 est un rouleau mais l'invention n'est pas limitée à ce cas Par exemple ce pourrait être un pignon, un engrenage ou une poulie L'élément tournant 1 est moulé en résine synthétique et comporte un trou borgne axial 2 ouvert à une de ses extrémités Un limiteur de couple 10 est monté dans ce trou ou alésage 2 Un couvercle 3 est ajusté dans l'ouverture de l'alésage 2 pour empêcher la sortie du limiteur de couple 10. Le limiteur de couple 10 comprend une bague extérieure il, une bague intérieure 12, et un arbre 13 s'étendant au travers de la bague intérieure 12 Une pluralité de rainures 14 s'étendant axialement sont formées dans la surface périphérique extérieure de la bague extérieure il L'élément tournant 1 est pourvu sur sa surface périphérique intérieure de nervures 4 dont chacune s'engage dans la rainure correspondante 14 afin d'empêcher un mouvement de rotation relatif entre l'élément tournant 1 et la bague extérieure 11. De plus, la bague extérieure il est dotée sur sa surface périphérique intérieure de plusieurs surfaces équidistantes inclinées 15 Un rouleau 17 est monté dans le coin formé entre chaque surface inclinée 15 et la périphérie extérieure cylindrique de la bague intérieure 12 La surface inclinée 15 peut être droite ou courbe. Les rouleaux 17 sont logés dans des poches 19 formées dans une cage 18 montée entre la bague extérieure il et la bague intérieure 12 D'un côté de chaque rouleau 17, un ressort de fixation de couple 20 est prévu pour pousser le rouleau 17 en prise entre la surface inclinée 15 et la surface périphérique extérieure cylindrique 16. A une extrémité de la bague intérieure 12 est formé un alésage de logement de ressort 21, dans lequel un ressort hélicoïdal 22 est monté (figure 1) Ce ressort enserre fermement la surface périphérique extérieure de l'arbre 13 et l'une de ses extrémités est fixée à la bague intérieure 12. Dans la figure 2, afin d'accoupler le ressort hélicoïdal 22 à la bague intérieure 12, une pièce 23 pliée diamétralement est prévue à une extrémité du ressort hélicoïdal 22 et s'engage dans une rainure 24 formée dans la périphérie intérieure de la bague intérieure 12 Mais, comme montré dans la figure 3, une pièce 25 pliée axialement est prévue à une extrémité du ressort hélicoïdal 22 et peut s'engager dans une découpe 26 formée dans l'extrémité fermée de l'alésage de logement de ressort 21 Lorsque l'arbre 13 tourne dans une direction telle que les rouleaux 17 viennent hors de prise des surfaces inclinées 15 et de la surface extérieure cylindrique 16, le ressort hélicoidal 22 est tendu par le contact avec l'arbre 13. Lorsque le ressort hélicdidal 22 est tendu contre l'arbre 13 (direction de la flèche A dans la figure 2), la rotation de l'arbre 13 est transmise par le ressort hélicoidal 22 à la bague intérieure 12 De plus la rotation de la bague intérieure 12 est transmise à la bague extérieure il par les rouleaux 17. Dans cet état, lorsque le couple de rotation s'exerçant de la bague intérieure 12 vers la bague extérieure il dépasse une force élastique prédéterminée des ressorts de fixation de couple 20, les rouleaux 17 vont se déplacer vers les zones les plus larges des espaces définis entre les surfaces inclinées 15 et la surface cylindrique 16 de la bague intérieure 12, à l'encontre de la force élastique des ressorts de fixation de couple 20 Il apparaît ainsi un glissement entre la bague intérieure 12 et les rouleaux 17, qui coupe la transmission de couple vers la bague extérieure 11. Lorsque l'arbre 13 tourne dans le sens de la flèche B, le ressort hélicoidal 22 se déroule et la force avec laquelle le ressort hélicoidal 22 serre l'arbre 13 se réduit Lorsque la force de serrage équilibre la force de frottement qui existe entre ces pièces, il apparaît un glissement qui permet à l'arbre 13 de tourner librement. Lorsque l'arbre 13 tourne librement, cet arbre et la bague intérieure 12 tournent l'un par rapport à l'autre. Aussi la bague intérieure 12 devrait être de préférence en métal fritté contenant de l'huile afin d'améliorer la lubrification entre la bague intérieure 12 et l'arbre 13. De cette façon lorsque l'arbre 13 tourne dans le sens de la flèche A, la transmission de couple est commencée et arrêtée par l'action de la force élastique des ressorts de fixation de couple 20 Quand il tourne dans le sens opposé, la transmission de couple est commencée et arrêtée par l'action de la force de serrage avec laquelle le ressort hélicoidal 22 serre l'arbre 13. En ajustant la force élastique des ressorts de fixation de couple 20 à une valeur sensiblement différente de la force de serrage du ressort hélicoidal 22, le couple transmis lorsque l'arbre tourne dans un sens peut être différent du couple transmis lorsque l'arbre tourne dans le sens opposé. Les figures 4 et 5 montrent d'autres modes de réalisation du limiteur de couple conforme à la présente invention Le limiteur de couple montré sur la figure 4 n'est pas pourvu d'un alésage 21 de logement de ressort tel que celui montré à la figure 1 Le ressort hélicoïdal 22 est disposé dans la partie centrale axiale de la bague intérieure 12 Il est doté à une de ses extrémités d'une pièce 27 pliée diamétralement, qui vient s'engager dans une rainure axiale 28 formée dans la surface périphérique intérieure de la bague intérieure 12 Deux paliers à huile 29 sont montés aux deux extrémités de la surface périphérique intérieure de la bague intérieure 12 afin d'empêcher un déplacement axial du ressort hélicoidal 22. Selon cette disposition, puisque l'arbre 13 est supporté par deux paliers à huile 29, l'arbre 13 est maintenu hors de contact avec la bague intérieure 12 réalisée en matière dure Donc, lorsque l'arbre 13 tourne, sa surface extérieure est protégée contre des endommagements éventuels. Dans le limiteur de couple qu'on voit sur la figure 5, le couvercle 3, prévu pour empêcher le limiteur de couple 10 de s'échapper, a son côté intérieur qui est vis-à-vis de la face extrêmale de la bague intérieure 12 afin d'empêcher un déplacement axial de la bague intérieure 12 Selon cette disposition, quand on insère l'arbre 13 dans la bague intérieure 12, on l'empêche de se déplacer axialement On peut donc monter l'arbre 13 facilement De plus, puisque le palier à huile 29 a son extrémité qui dépasse du couvercle 3 en faisant saillie hors d'un orifice central 5, le couvercle est maintenu hors de contact avec une bague encliquetable 30 montée sur l'arbre 13 pour maintenir l'élément tournant 1 en place De la sorte, la rotation de l'élément tournant 1 n'est pas affectée par la bague entiquetable 30. REVENDICATIONS 1 Limiteur de couple ( 10) caractérisé en ce qu'il comprend une bague extérieure ( 11), une bague intérieure ( 12) montée dans ladite bague extérieure ( 11), un arbre ( 13) s'étendant au travers de ladite bague intérieure ( 12), ladite bague extérieure ( 11) comportant sur sa surface périphérique intérieure une pluralité de surfaces inclinées ( 15), des rouleaux ( 17) étant montés entre lesdites surfaces inclinées ( 15) et une surface périphérique extérieure cylindrique ( 16) de ladite bague intérieure ( 12), des ressorts de fixation de couple ( 20) étant disposés à une extrémité desdits rouleaux ( 17) pour pousser cesdits rouleaux ( 17) vers un côté plus étroit entre lesdites surfaces inclinéees ( 15) et ladite surface périphérique extérieure cylindrique ( 16), et un ressort hélicoidal ( 22) monté entre ladite bague intérieure et ledit arbre ( 13) de façon à enserrer ladite surface périphérique extérieure dudit arbre ( 13) et ayant une de ses extrémités fixée à ladite bague intérieure ( 12), ledit ressort hélicoidal étant monté de façon à être tendu quand ledit arbre ( 13) tourne dans une direction opposée à la direction dans laquelle lesdits ressorts de fixation de couple ( 20) poussent lesdits rouleaux ( 17). 2 Limiteur de couple selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit ressort hélicoidal ( 22) est situé sur une partie centrale de la surface périphérique intérieure de ladite bague intérieure ( 12) et en ce que deux paliers à huile ( 29) sont prévus aux deux extrémités de la surface périphérique intérieure de ladite bague intérieure ( 12) pour limiter le déplacement axial dudit il ressort hélicoidal ( 22). 3 Ensemble de limiteur de couple caractérisé en ce qu'il comprend un élément tournant ( 1) qui comporte un alésage axial ( 2) à extrémité fermée, et le limiteur de couple ( 10) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 monté dans ledit alésage axial ( 2), la bague extérieure ( 11) étant empêchée de tourner par rapport audit élément rotatif ( 1) et un couvercle ( 3) étant monté dans ledit alésage ( 2) et ayant son côté intérieur disposé vis-à-vis de l'extrémité de ladite bague intérieure ( 12). 4 Ensemble de limiteur de couple selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu'un desdits paliers à huile ( 29) situés près dudit couvercle ( 3) a une de ses extrémités qui fait saillie vers l'extérieur à partir d'un orifice central ( 5) formé dans ledit couvercle.