Brevet FR2698673A1 — publié le 19940603

Montage de roues libres en tandem à palier central unique. La présente invention concerne un montage de roues libres en tandem, comportant au moins deux roues libres à cames de coincement et des paliers associés aux roues libres, l'ensemble des cames de coincement et des paliers étant logé entre des chemins de glissement extérieur et intérieur. Une roue libre est destinée à transmettre mécaniquement un couple unidirectionnel entre deux pièces mécaniques par l'intermédiaire des chemins de glissement faisant partie desdites pièces mécaniques et des cames de coincement. Les paliers associés sont destinés à assurer un centrage relatif correct des chemins de glissement extérieur et intérieur et à supporter des efforts radiaux entre les chemins de glissement extérieur et intérieur. Le principe de fonctionnement d'un montage de roues libres est connu, notamment dans le brevet français 2.618.195 (SKF). Selon les définitions attribuées dans le domaine de la technique concernée, une roue libre proprement dite comporte une pluralité de cames de coincement régulièrement espacées dans le sens circonférentiel et maintenues sous forme d'une couronne au moyen d'une cage alvéolée de forme générale annulaire. Les cames sont conçues pour coopérer avec les chemins de glissement extérieur et intérieur, de telle façon à transmettre un couple mécanique par coincement des dites cames entre les deux chemins de glissement lorsque ceux-ci sont animés d'un mouvement de rotation relatif dans un sens donné, et à ne plus transmettre de couple si le sens de la rotation relative est inversé (mise en roue libre).La cage alvéolée est également destinée à recevoir un ou plusieurs organes élastiques, par exemple sous forme d'un ressort en bande annulaire, qui exerce(nt) sur les cames de coincement un couple de rappel dans le sens favorisant leur coincement entre les chemins de glissement extérieur et intérieur. Les paliers sont des pièces de forme générale annulaire comportant une âme radiale en forme générale de rondelle munie de deux rebords axiaux, un rebord extérieur et un rebord intérieur, destinés à venir porter respectivement sur les chemins de glissement extérieur et intérieur. De tels types de roues libres sont utilisés par exemple dans des mécanismes de boîtes de vitesses automatiques pour véhicules. Dans certaines applications, on peut être amené à utiliser des roues libres par paires montées en tandem, c'est-à-dire axialement côte à côte l'une de l'autre, les chemins de glissement extérieurs ou les chemins de glissement intérieurs pouvant être usinés sur une pièce commune ou sur deux pièces distinctes montées de façon adjacente axialement l'une par rapport à l'autre.L'utilisation d'un montage avec deux roues libres en tandem, côte à côte axialement, peut se justifier par la nécessité de faire passer un couple important tout en utilisant des roues libres de dimensions "standard"; autrement dit, lorsque le couple mécanique à transmettre dépasse la capacité de transmission mécanique d'une seule roue libre de dimension dite standard, on effectue un montage en tandem de deux roues libres de dimensions standard au lieu d'utiliser une roue libre à cames de coincement très larges de fabrication spéciale et onéreuse. On peut être également amené à utiliser de tels montages en tandem de roues libres lorsque l'on veut transmettre à un même organe des couples mécaniques provenant de deux pièces mécaniques coaxiales voisines, mais distinctes. Jusqu'à présent, le montage en tandem de roues libres provient d'une simple association axiale de deux roues libres munies chacune de deux paliers latéraux. Le positionnement axial des paliers latéraux de chaque roue libre est assuré au moyen d'épaulement radial pratiqué dans les pièces mécaniques comportant les chemins de glissement et au moyen de circlips rapportés maintenus dans des rainures annulaires usinées sur lesdites pièces. Un tel montage classique de roues libres en tandem donne certes toute satisfaction sur le plan mécanique, mais il présente certains inconvénients du fait du nombre relativement important d'éléments assemblés, ce qui implique des coûts élevés de fabrication du montage, des difficulés de manipulation des éléments et de leur assemblage, un encombrement axial important du montage en tandem. L'objet de la présente invention est de pallier les inconvénients précités à l'aide d'un montage de roues libres en tandem de conception simple et de structure compacte. Selon l'invention, le montage de roues libres en tandem présente des chemins de glissement cylindriques extérieur et intérieur disposés coaxialement, deux rangées de cames de coincement régulièrement espacées entre les chemins de glissement extérieur et intérieur dans le sens circonférientiel, chaque rangée étant maintenue sous forme d'une couronne au moyen d'une cage alvéolée, et des paliers associés aux cames de coincement et disposés entre les chemins de glissement extérieur et intérieur. Selon l'invention, entre les deux rangées de cames de coincement, se trouve un seul palier central commun aux deux roues libres. Le palier central interposé axialement entre les deux roues libres du montage comporte une âme centrale radiale en forme de rondelle sensiblement plane. Au moins une partie de chaque rebord de l'âme centrale est rabattue axialement de façon à former une portée destinée à venir en contact avec les chemins de glissement correspondants. De plus, pour toute portée située au rebord extérieur de l'âme centrale et orientée vers une direction axiale donnée, il existe une portée sur le rebord intérieur de l'âme centrale et orientée vers une direction axiale opposée. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'âme centrale radiale du palier central est pourvue de deux rebords intérieur et extérieur s'étendant axialememt dans les directions opposées. Les rebords peuvent être sous forme d'une portée cylindrique continue ou des languettes axiales réparties circonférentiellement de façon uniforme. Ce mode de réalisation peut être avantageusement utilisé pour des applications dans lesquelles les chemins de glissement extérieur et intérieur sont réalisés sur des pièces mécaniques monoblocs. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, l'âme centrale radiale présente au moins un rebord replié de façon à former des languettes axiales formant portée de direction alternée et réparties circonférentiellement de façon uniforme. Ce mode de réalisation est avantageusement utilisé pour des applications dans lesquelles les chemins de glissement extérieur et/ou intérieur sont réalisés sur des pièces distinctes, la portée correspondante pouvant ainsi se faire à la fois sur les deux chemins de glissement axialement adjacents. Grâce à l'invention, on obtient un montage de roues libres en tandem avec un nombre réduit d'éléments à assembler (moins de paliers et moins de circlips), moins d'usinages sur les pièces mécaniques possédant des chemins de glissement (puisque moins de rainures annulaires pour circlips), et un encombrement axial réduit, ce qui peut se traduire, soit par des ensembles moins volumineux donc plus compacts, soit par une capacité accrue du montage au niveau prise de couple si l'on décide d'utiliser l'espace rendu disponible entre les deux rangées de cames pour augmenter la largeur des cames de coincement. L'invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée de deux modes de réalisation pris à titre nullement limitatif et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un montage de roues libres en tandem selon la technique classique; la figure 2 est une vue partielle en coupe axiale d'un montage de roues libres en tandem selon un premier mode de réalisation de l'invention; la figure 3 est une vue partielle en coupe axiale d'un montage de roues libres en tandem selon un second mode de réalisation de l'invention; la figure 4a est une vue en coupe axiale du palier central du montage selon le premier mode de réalisation de l'invention; la figure 4b est une vue partielle dans le sens radial du palier central de la figure 4a; ; la figure Sa est une vue en coupe axiale du palier central du montage selon le second mode de réalisation de l'invention; la figure Sb est une vue partielle dans le plan radial du palier central selon la figure Sa; et la figure Sc est une vue partielle dans le sens axial du palier central de la figure Sa. Comme illustré sur la figure 1, le montage de roues libres en tandem comprend deux bagues extérieures la et lb montées côte à côte axialement, une bague intérieure commune 2, deux rangées de cames de coincement 3a, 3b, des paliers latéraux 4a, 5a et 4b, 5b. Les bagues extérieures la et lb sont accouplées mécaniquement par l'intermédiaire des dents ou cannelures 6a, 6b, réparties circonférentiellement à l'extérieur desdites bagues, à des organes mécaniques extérieurs ou engrenages non représentés. La bague intérieure 2 présente une portion tubulaire pourvue de cannelures axiales intérieures 7 uniformément réparties circonférentiellement et qui sont accouplées mécaniquement à des cannelures axiales extérieures 8 d'un arbre cylindrique 9 coaxialement disposé à l'intérieur de la bague intérieure 2. Les bagues extérieures la et lb présentent chacune une surface intérieure cylindrique 10a, lOb qui forme des chemins de glissement extérieurs pour la rangée correspondante de cames de coincement 3a, 3b. De même, la surface extérieure de la bague intérieure 2 offre deux parties cylindriques 1 la, 1 lb formant des chemins de glissement intérieurs pour les rangées de cames de coincement 3a, 3b. Chaque rangée de cames de coincement 3a, 3b est constituée par une pluralité de cames de coincement régulièrement espacées dans le sens circonférentiel entre les chemins de glissement extérieur 10a, 10b et intérieur 1 la, 1 lb, et maintenue sous forme d'une couronne au moyen d'une cage alvéolée 12a, 12b.Chaque cage 12a et 12b abrite également un ressort en bande 13a, 13b qui exerce sur les cames de coincement 3a, 3b un couple mécanique de rappel dans le sens favorisant leur coincement entre les chemins de glissement extérieurs 10a, 10b et intérieurs 1 la, 1 lb. Ainsi, un couple mécanique peut être transmis par le montage de roues libres en tandem entre les organes mécaniques extérieurs non représentés coopérant avec les dents ou cannelures 6a, 6b des bagues extérieures 1 a et lb du montage, et l'arbre 9 coopérant avec la bague intérieure 2 du montage. Pour assurer un centrage relatif entre les chemins de glissement extérieur 10a, 10b et intérieur 1 la, 1 lb, et pour supporter les efforts radiaux entre lesdits chemins de glissement, la solution classique consiste à utiliser une paire de paliers latéraux 4a, Sa, ou 4b, Sb, pour chaque rangée de cames de coincement 3a ou 3b. Les paliers latéraux sont réalisés sous forme annulaire de section en U et sont positionnés partiellement à l'aide des épaulements radiaux 14, 15, 16 des bagues extérieure et intérieure du montage et des circlips 17, 18, 19 coopérant avec des rainures annulaires dans les bagues extérieure et intérieure. Entre les deux rangées de cames de coincement 3a, 3b, se trouvent donc axialement espacés deux paliers latéraux 5a, 5b et leurs circlips de positionnement 17, 18. I1 en résulte un écartement axial assez important entre les deux rangées de cames de coincement 3a et 3b. En effet, on doit non seulement tenir compte de l'encombrement des deux paliers latéraux 5a, 5b et leurs circlips de positionnement 17 à 18 associés, mais également un espacement axial entre lesdits circlips de positionnement 17, 18 entre les rangées de cames de coincement 3a, 3b. Comme illustré sur les figures 2 et suivantes, la présente invention se propose de résoudre ce problème en réalisant un palier central 20 commun aux deux rangées de cames de coincement 3a, 3b et interposé axialement entre ces deux rangées. Le palier central 20 peut être réalisé de préférence à partir d'un feuillard de tôle d'acier ou d'alliage cuivreux par découpes et emboutissages sans enlèvement de copeaux. Le palier central comprend une âme centrale radiale 20a en forme de rondelle sensiblement plane dont au moins une partie de chaque rebord est rabattue axialement de façon à former une portée destinée à venir en contact avec le chemin de glissement correspondant 10a, 10b; 1 la, 1 lb. Selon le premier mode de réalisation de l'invention tel qu'illustré sur les figures 2, 4a et 4b, le palier central 20 présente une âme centrale radiale 20a, un rebord extérieur plié dans le sens axial pour former une portée cylindrique 20b extérieure dirigée dans une direction donnée (vers la droite selon les dessins), et un rebord intérieur replié pour former une portée cylindrique 20c orientée dans la direction opposée au rebord extérieur 20b (vers la gauche selon les dessins). Dans l'exemple donné, le palier central 20 annulaire est à symétrie de révolution avec les rebords extérieur 20b et intérieur 20c constituant des portées axiales cylindriques. On peut également envisager de réaliser les rebords extérieur 20b et/ou intérieur 20c sous forme d'une pluralité de languettes axiales régulièrement réparties circonférentiellement sur le palier central 20. Les cages 12a et 12b des deux rangées de cames de coincement 3a, 3b présentent chacune un flanc 21a, 21b appuyant élastiquement sur les deux faces radiales de la lame centrale 20a du palier central 20, ce qui contribue également au positionnement axial du palier central 20 par rapport aux cames de coincement 3a et 3b. Comparée à la solution classique illustrée sur la figure 1, l'invention permet de réduire considérablement l'écartement axial entre les deux rangées de cames de coincement 3a et 3b, ce qui permet pour un encombrement axial identique, d'augmenter considérablement la largeur totale des deux rangées de cames de coincement 3a et 3b. n en résulte une amélioration de la capacité de transmission de couple mécanique du montage de roues libres en tandem. Dans la variante illustrée sur la figure 2, la bague extérieure 22 pourvue de dents ou cannelures d'accouplement extérieures 23 est commune au deux roues libres au même titre que la bague intérieure commune 2. Dans la variante illustrée sur la figure 3, le montage en tandem porte deux bagues extérieures la et lb, comme le cas illustré sur la figure 1. Le palier central 20 comporte une âme centrale radiale 20a sous forme de rondelle sensiblement plane avec le rebord extérieur et le rebord intérieur formant portée réalisés sous forme de languettes axiales alternées s'étendant dans des directions opposées. Comme on peut le voir plus en détail sur les figures Sa, 5h, 5c, le rebord extérieur du palier central 20 annulaire est constitué des languettes axiales 20d et 20e alternées s'étendant en sens opposé et venant en contact avec les chemins de glissement extérieurs 10a et 10b. De même, le rebord intérieur du palier central 20 présente des languettes axiales alternées 20f, 20g s'étendant en sens opposé et formant portée pour les chemins de glissement intérieurs 1 la et llb de la bague intérieure 2. Sur l'exemple illustré, les languettes axiales 20d et 20e du rebord extérieur du palier central 20 sont réparties sur des trajets circulaires de même diamètre. I1 en est de même pour les languettes axiales 20f et 20g du rebord intérieur du palier central 20. On peut également envisager dans le cadre de l'invention que pour des bagues extérieures la et lb présentant des chemins de glissement 10a et 10b de diamètre différent, que le rebord extérieur du palier central 20 présente des languettes axiales formant portée 20d orientées dans une direction répartie sur un trajet circulaire dont le diamètre est différent de celui pour des languettes de portée axiale 20e de direction opposée. ll en est de même pour le cas où les chernins de glissement intérieurs 1 la et llb sont de diamètre différent. Il suffit dans ce cas de prévoir des languettes axiales intérieures 20f et 20g formant portée selon deux trajets circulaires de diamètre différent. REVENDICATIONS 1. Montage de roues libres en tandem, présentant des chemins de glissement cylindriques extérieur (lova, lOb) et intérieur (1 la, 1 lob), deux rangées de cames de coincement (3a, 3b) régulièrement espacées entre les chemins de glissement extérieur et intérieur dans le sens circonférentiel et maintenues sous forme d'une couronne au moyen d'une cage alvéolée (12a, 12b), et des paliers latéraux (4a, 4b) associés, caractérisé en ce qu'il comprend un seul palier central (20) commun aux deux roues libres et interposé axialement entre les deux rangées de cames de coincement (3a, 3b), que le palier central comporte une âme centrale radiale (20a) en forme de rondelle sensiblement plane dont au moins une partie de chaque rebord est rabattue axialement de façon à former une portée destinée à venir en contact avec les chemins de glissement correspondants (lOa, lOb ou Ila, lob), et que pour une portée (20b; 20d) du rebord extérieur du palier central et qui s'étend dans une direction axiale donnée, il existe une portée (20c; 20f > sur le rebord intérieur et s'étendant dans la direction axiale opposée. 2. Montage de roues libres en tandem selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins un des rebords extérieur et intérieur du palier central (20) est replié de façon à former des languettes axiales formant portée (20d, 20e; 20f, 20g) de direction opposée alternée. 3. Montage de roues libres en tandem selon la revendication 2, caractérisé en ce que les languettes axiales formant portée sont de direction opposée et sont réparties sur les trajets circulaires de même diamètre. 4. Montage de roues libres en tandem selon la revendication 2, caractérisé en ce que les languettes axiales formant portée dans une direction sont réparties sur un trajet circulaire de diamètre différent de celui pour des languettes de portée axiale dans la direction opposée. 5. Montage de roues libres en tandem selon la revendication 1, caractérisé en ce que les rebords extérieur (20b) et intérieur (20c) de l'âme centrale radiale (20a) du palier central sont repliés pour former des portées cylindriques axialement orientées dans des directions opposées. 6. Montage de roues libres en tandem selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins un des rebords extérieur et intérieur de l'âme centrale radiale (20a) du palier central est replié de façon à former une portée axiale constituée par des languettes axiales régulièrement espacées dans le sens circonférentiel. 7. Montage de roues libres en tandem selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les cages alvéolées (12a, 12b) présentent chacune un flanc (21a, 21b) en appui sur deux faces opposées de l'âme centrale radiale (20a). 8. Montage de roues libres en tandem selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le palier central (20) est réalisé à partir d'un feuillard de tôle d'acier ou d'alliage cuivreux par découpes et emboutissages sans enlèvement de copeaux.