Brevet FR2786835A1 — publié le 20000609

Dispositif de roue libre à paliers lisses latéraux. La présente invention concerne le domaine des dispositifs de roues libres. Les dispositifs de roues libres comprennent généralement une bague extérieure munie d'un chemin de glissement intérieur cylindrique pour des cames de la roue libre, une bague intérieure ou un arbre muni d'un chemin de glissement extérieur cylindrique pour lesdites cames de la roue libre, une roue libre située entre le chemin de glissement de la bague extérieure et le chemin de glissement de la bague intérieure ou de l'arbre et un ou plusieurs organes formant paliers destinés à maintenir la concentricité des bagues extérieure et intérieure et à transmettre les efforts radiaux entre lesdites bagues. Les paliers se présentent sous la forme d'une pièce de forme générale annulaire comportant une partie radiale en forme de rondelle sensiblement plane délimitée par deux bords circulaires sur chacun desquels vient se raccorder une portion axiale. Les portions axiales viennent en appui sur des portées correspondantes des bagues qui peuvent être un prolongement axial des chemins, réalisant ainsi le centrage entre les deux bagues en fonctionnant comme des paliers lisses. La roue libre comprend une cage simple, ou une cage double constituée de deux cages concentriques, munie de fenêtres dans lesquelles sont disposées des cames assurant, par coincement ou par glissement entre les deux chemins de glissement, un accouplement unidirectionnel entre les bagues extérieure et intérieure. La cage comporte généralement, au moins d'un côté, un flanc radial permettant à la cage de se centrer à l'intérieur du palier correspondant en venant en contact avec l'une des portions axiales d'un palier. La roue libre est ainsi capable de transmettre dans un sens un couple entre les bagues extérieure et intérieure et dans l'autre sens de laisser une rotation libre. Pour favoriser le basculement des cames dans le sens favorisant le coincement, on peut prévoir un ressort se présentant sous la forme d'une bande exerçant sur chaque came un couple de rappel tendant à maintenir en permanence les cames en contact avec les chemins. Ces dispositifs sont utilisés, par exemple, dans les transmissions automatiques pour automobiles. Les paliers latéraux conventionnels utilisés pour de tels dispositifs de roues libres sont des paliers de forme annulaire à section droite en "U", lesdits paliers pouvant être réalisés par tournage ou emboutissage de matériaux métalliques tels que de l'acier (tournage) ou bien des alliages à base de cuivre (emboutissage d'une tôle de laiton par exemple). Les deux branches axiales du "U" constituent, par leurs surfaces externes cylindriques, les portées de glissement et de centrage desdits paliers sur des portées correspondantes des bagues intérieure et extérieure du dispositif de roue libre. Ces deux branches axiales sont liées entre elles par une portion radiale constituant l'âme résistante du palier et servant à transmettre les efforts radiaux entre les deux bagues. Les paliers sont généralement montés avec les branches du "U" dirigées vers la cage de telle sorte que ladite cage puisse venir se centrer à l'intérieur d'une branche axiale du palier. La fonction de centrage est ainsi assurée sans augmenter l'encombrement axial de l'ensemble. Un tel dispositif est connu par exemple par le brevet FR 8509583. Si de tels dispositifs donnent toute satisfaction, l'obtention d'un centrage radial précis de la cage dans le palier n'est pas sans poser quelques problèmes. En effet, dans le cas d'une cage unique et de paliers conventionnels à section en "U", la partie annulaire cylindrique de la cage est située environ à mi-distance des branches axiales du palier. Il en résulte que la hauteur de flanc radial de ladite cage doit être relativement importante pour venir se centrer à l'intérieur de la branche axiale du palier d'o une consommation de matière. La présence de ces flancs augmente les coûts matière ainsi que le poids. D'autre part, la précision qu'il est possible d'obtenir sur le diamètre extérieur du flanc radial par des procédés conventionnels de découpe et d'emboutissage est limitée et ne garantit pas un centrage parfait de la cage dans le palier. Une conséquence en fonctionnement peut être l'apparition de problèmes vibratoires dus au manque de guidage radial de la cage dans le palier. La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients des dispositifs de l'art antérieur. La présente invention a pour objet de proposer un dispositif de roue libre économique, léger et peu sujet aux vibrations. Le dispositif de roue libre, selon l'invention, est du type comprenant une bague extérieure munie d'un chemin de glissement intérieur, une bague intérieure ou un arbre muni d'un chemin de glissement extérieur, une roue libre disposée entre le chemin de glissement de la bague extérieure et le chemin de glissement de la bague intérieure et comprenant une pluralité de cames disposées dans des fenêtres d'une partie cylindrique d'une cage unique et assurant un accouplement unidirectionnel entre les bagues extérieure et intérieure, et au moins un palier disposé radialement entre les bagues extérieure et intérieure et destiné au maintien de la concentricité des dites bagues extérieure et intérieure. Au moins une extrémité libre de la partie cylindrique de la cage vient se centrer radialement sur une portée cylindrique de guidage formée sur le palier adjacent à la dite extrémité libre, ladite portée cylindrique étant disposée coaxialement aux chemins de glissement, sensiblement à mi-distance radiale entre les chemins de glissement. Dans un mode de réalisation de l'invention, la cage consiste en une unique portion cylindrique. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, la cage comporte une portion cylindrique et une portion radiale apte à venir en contact avec une surface cylindrique d'un autre palier. Dans un mode de réalisation de l'invention, la portée cylindrique de guidage est formée par le bord d'une rainure annulaire formée dans une partie radiale du palier. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, la portée- cylindrique de guidage est formée par le bord d'un épaulement annulaire formé dans une partie radiale du palier. Dans un mode de réalisation de l'invention, le palier consiste en un disque pourvu de portées de glissement sur les bagues extérieure et intérieure. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le palier comprend une partie radiale et deux parties cylindriques formant des portées de glissement sur les bagues extérieure et intérieure, la portée cylindrique de guidage étant disposée sur la partie radiale. Il est avantageux de réaliser le ou les paliers en métal fritté en raison de coûts de fabrication relativement faibles, de la bonne précision des paliers obtenus et de très bonnes propriétés de frottement sur les portées en acier des bagues et/ou de l'arbre. En effet, la structure du métal fritté, qui se compose d'une poudre de métal dont les particules sont liées par compression et échauffement dans un moule, favorise la rétention du lubrifiant en surface, ce qui améliore grandement la lubrification au niveau des surfaces de contact. La présente invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une demi-vue en coupe axiale d'un dispositif de roue libre selon l'art antérieur; la figure 2 est une demi-vue en coupe axiale d'un dispositif de roue libre selon un premier mode de réalisation de l'invention; la figure 3 est une demi-vue en coupe axiale d'un dispositif de roue libre selon un deuxième mode de réalisation de l'invention; et la figure 4 est une demi-vue en coupe axiale d'un dispositif de roue libre selon un troisième mode de réalisation de l'invention. Comme on peut le voir sur la figure 1, le dispositif de roue libre selon l'art antérieur, comprend une bague extérieure 1 pourvue d'un alésage cylindrique 2, une bague intérieure 3 pourvue d'une surface cylindrique extérieure 4, ces deux bagues étant disposées coaxialement. Entre les bagues extérieure 1 et intérieure 3, est disposée une roue libre 5 comprenant une rangée de cames 6, et une cage 7 comprenant une portion centrale axiale cylindrique 7a et deux portions d'extrémités 7b et 7c radiales dirigées vers l'extérieur. La portion axiale cylindrique 7a est pourvue de fenêtres dans lesquelles sont logées les cames 6. Un ressort 8 est disposé concentriquement et en contact avec la cage 7 et vient appuyer sur les cames 6 pour assurer leur contact permanent avec l'alésage cylindrique 2 et la surface extérieure cylindrique 4, ces deux surfaces constituant les chemins de glissement pour les cames 6. Le couple exercé ainsi par le ressort 8 sur les cames 6 garantit, dans un sens de rotation relatif entre la bague intérieure 4 et la bague extérieure 3, le coincement des cames entre les chemins de glissement et la transmission d'un couple unidirectionnel entre les deux bagues. Entre les bagues extérieure 1 et intérieure 3, sont également disposés deux paliers lisses latéraux 9 et 10. Les deux paliers 9 et 10 étant identiques, seul le palier 9 sera décrit. Le palier 9 est de forme annulaire à section en U, avec une portion radiale centrale 9a et deux portions axiales intérieure 9b et extérieure 9c. L'alésage cylindrique 9d de la portion axiale intérieure 9b est en contact avec la surface extérieure cylindrique 4, tandis que la surface extérieure cylindrique 9e de la portion axiale extérieure 9c est en contact avec l'alésage 2. Ainsi, les paliers 9 et 10 maintiennent la concentricité des bagues extérieure 1 et intérieure 3. Le maintien de la concentricité de la cage 7 est assuré par les portions radiales 7b et 7c dont les extrémités libres dirigées vers l'extérieur peuvent venir en contact avec l'alésage 9f de la portion axiale extérieure 9c du palier 9, et avec l'alésage correspondant 10f du palier 10. Sur la figure 2, les références des éléments semblables à ceux de la figure 1 ont été augmentées du nombre 10. Les bagues extérieure et intérieure n'ont pas été représentées. La roue libre 15 comprend une cage 21 consistant en une unique portion axiale percée de fenêtres dans lesquelles sont logées les cames 16, les extrémités libres de la cage 21 portant les références 22 et 23. Pour le maintien de la concentricité des bagues, deux paliers lisses latéraux 24 et 25 sont prévus. Les paliers 24 et 25 étant identiques, seul le palier 24 sera décrit. Le palier 24 comprend une portion radiale 24a et deux portions axiales intérieure 24b et extérieure 24c disposées aux extrémités de la portion radiale 24a. L'alésage cylindrique 24d de la portion axiale intérieure 24b est prévu pour glisser sur une surface cylindrique extérieure de bague intérieure, tandis que la surface cylindrique extérieure 24e de la portion axiale extérieure 24c est prévue pour glisser sur un alésage de bague extérieure. La partie radiale 24a est pourvue d'une rainure annulaire 26 disposée sur sa face interne, c'est-à-dire axialement du côté des portions 24b et 24c et radialement sensiblement à égale distance entre lesdites portions 24b et 24c. La rainure 26 est à bords droits, autrement dit à bords axiaux. Le bord extérieur de la rainure 26 forme une portée axiale 27 de guidage et de centrage de la cage 21. En effet, la longueur axiale de la cage 21 est prévue pour que son extrémité 22 fasse saillie dans la rainure 26 et soit apte à venir en contact avec la portée axiale 27. L'autre extrémité 23 de la cage 21 est également prévue pour venir en contact avec la portée 27 de la rainure 26 prévue dans le palier 25. La cage 21 peut ainsi se centrer de façon convenable par rapport à l'axe de rotation des pièces mobiles, tout en étant dépourvue de partie radiale, ce qui permet d'éviter des étapes d'emboutissage, de réduire la quantité de matière utilisée pour former la cage et donc son poids et de diminuer ainsi son coût. Le mode de réalisation illustré sur la figure 3 est semblable à celui de la figure 2, à l'exception des paliers 24 et 25 qui présentent quelques différences. Sur la face interne de la partie radiale 24a, axialement du côté des parties 24b et 24c, la rainure est remplacée par un épaulement 28 qui permet d'offrir à la cage 21 une portée axiale de centrage et de guidage 27 semblable à celle du mode de réalisation de la figure 2. Cette forme de palier se prête bien à une fabrication directe en métal fritté sans retouche ultérieure. L'espace annulaire délimité radialement par la cage 21 et par la bague intérieure, présente une longueur axiale plus grande en raison de l'épaisseur réduite des portions radiales 24a, 25a des paliers à ce niveau, ce qui facilite le logement du ressort 18 sans risque de frottement sur l'un des paliers 24 ou 25. On réduit également la quantité de matière utilisée pour former les paliers 24 et 25 par cette diminution localisée de l'épaisseur de leurs portions radiales 24a et 25a, entre la portée axiale 27 et la portion axiale 24b, 25b. Le mode de réalisation illustré sur la figure 4 est proche de celui de la figure 2, à ceci près que chaque palier 24, 25 consiste en un unique disque radial de section sensiblement rectangulaire, dépourvu de portion axiale et dans lequel on a formé la rainure 26 dont le bord externe forme une portée axiale 27 de guidage et de centrage de la cage 21. Les paliers 24 et 25 sont donc de type massif et bien adaptés aux montages nécessitant un encombrement axial réduit. Ils peuvent être fabriqués de façon économique, par exemple en métal fritté avec une reprise de la rainure 26, ou bien par découpe de rondelles à partir d'un tube et reprise de la rainure 26 ou encore à partir de rondelles forgées reprises par tournage. A titre de variante, on pourrait prévoir une cage comportant d'un côté un flanc radial venant se loger à l'intérieur d'un palier conventionnel à section en U, tandis que l'autre côté de la cage présenterait une extrémité libre sous la forme d'un bord cylindrique venant se centrer dans une partie radiale d'un palier conformément à l'enseignement de l'invention. La cage peut être fabriquée en tôle emboutie, mais on peut également envisager l'utilisation d'une cage en matière plastique moulée. L'invention permet de réaliser une roue libre très économique, combinant une cage de forme simple, pouvant se présenter sous la forme d'un simple cylindre, avec des paliers également de forme simple, la cage étant centrée dans une portée cylindrique de guidage du palier afin d'assurer un fonctionnement exempt de vibrations. REVENDICATIONS 1. Dispositif de roue libre, du type comprenant une bague extérieure munie d'un chemin de glissement intérieur, une bague intérieure ou un arbre muni d'un chemin de glissement extérieur, une roue libre (15) disposée entre le chemin de glissement de la bague extérieure et le chemin de glissement de la bague intérieure et comprenant une pluralité de cames (16) disposées dans des fenêtres d'une partie cylindrique d'une cage unique (21) et assurant un accouplement unidirectionnel entre les bagues extérieure et intérieure, et au moins un palier (24) disposé radialement entre les bagues extérieure et intérieure et destiné au maintien de la concentricité des dites bagues extérieure et intérieure, caractérisé par le fait qu'au moins une extrémité libre (22) de la partie cylindrique de la cage vient se centrer radialement sur une portée cylindrique (27) de guidage formée sur le palier adjacent à la dite extrémité libre, ladite portée cylindrique étant disposée coaxialement aux chemins de glissement, sensiblement à mi-distance radiale entre les chemins de glissement. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la cage consiste en une unique portion cylindrique. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la cage comporte une portion cylindrique et une portion radiale apte à venir en contact avec une surface cylindrique d'un autre palier. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la portée cylindrique de guidage (27) est formée par le bord d'une rainure annulaire (26) formée dans une partie radiale (24a) du palier. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que la portée cylindrique de guidage (27) est formée par le bord d'un épaulement annulaire (28) formé dans une partie radiale du palier. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le palier consiste en un disque pourvu de portées de glissement sur les bagues extérieure et intérieure. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le palier comprend une partie radiale (24a) et deux parties cylindriques (24b, 24c) formant des portées de glissement sur les bagues extérieure et intérieure, la portée cylindrique de guidage (27) étant disposée sur la partie radiale, sensiblement à rni-distance radiale entre la portée de glissement sur la bague extérieure et la portée de glissement sur la bague intérieure.