Brevet FR2816017A1 — publié le 20020503

Cage de maintien d'éléments de coincement pour dispositif de roue libre et dispositif de roue libre. La présente invention concerne le domaine des cages pour 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. 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 comprend généralement, au moins d'un côté, un flanc radial conférant à la cage une rigidité suffisante. 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 de glissement. Ces dispositifs de roues libres sont utilisés, notamment, dans les transmissions automatiques pour automobiles. Pour améliorer le fonctionnement des dispositifs de roues libres et/ou faciliter leur montage, on a cherché des dispositifs permettant de lier par friction la bague extérieure de la roue libre et la cage. On connaît par les documents FR-A-2 474 121 ou EP-A-0 641 948, des éléments radialement élastiques découpés dans la cage et venant en contact avec l'alésage de la bague extérieure. Ces dispositifs assurent un fonctionnement convenable. Toutefois, d'après le document FR-A-2 474 121, on utilise des barrettes repliées qui doivent être pliées, ce qui est une opération supplémentaire de coût non négligeable. De telles barrettes, du fait de leurs faibles sections, sont en outre relativement sensibles aux chocs, ce qui nécessite quelques précautions au niveau du conditionnement et des manipulations. La cage, selon le document EP-A-0 641 948, nécessite une opération de découpe des parties élastiques qui doit se faire en reprise finale sur la cage déjà formée d'o un accroissement de la durée de fabrication et un coût de fabrication relativement élevé. En outre, certaines parties de la cage, notamment au niveau de la partie cylindrique pourvue des alvéoles de cames, sont déformées et la rigidité globale de la cage est altérée, ce qui peut nuire au bon fonctionnement de la roue libre dans certaines circonstances. La présente invention propose de résoudre les problèmes évoqués ci-dessus. La présente invention propose une cage de roue libre économique, fiable, permettant la mise en place aisée de la roue libre entre les chemins de glissement et assurant le maintien efficace de la roue libre dans cette position. La cage de maintien, selon un aspect de l'invention, est destinée à une pluralité d'éléments de coincement pour un dispositif de roue libre. La cage comprend une partie axiale et une partie sensiblement radiale et est de forme générale annulaire. La partie axiale est pourvue de fenêtres aptes à recevoir des éléments de coincement. La cage comprend une partie axiale et une partie radiale et est de forme générale annulaire. La partie axiale est pourvue de fenêtres aptes à recevoir des éléments de coincement. La partie sensiblement radiale comprend une pluralité de languettes de forme sensiblement radiale à l'état libre et aptes à un fléchissement dans le sens axial, de façon que l'extrémité des languettes soit capable de venir en contact de friction avec une surface cylindrique d'un autre élément pour liaison circulaire et axiale avec ladite surface. Avantageusement, la partie sensiblement radiale comprend une zone de fléchissement. Dans un mode de réalisation de l'invention, la zone de fléchissement est d'épaisseur inférieure au reste de la partie sensiblement radiale. La zone de fléchissement peut être disposée à proximité de la partie axiale, en d'autres termes plus près de la partie axiale que de l'extrémité libre des languettes. Ladite zone de fléchissement peut être située radialement à proximité immédiate de la partie axiale. Ladite zone de fléchissement peut être située radialement entre l'extrémité des languettes et la partie axiale. Les languettes peuvent présenter une forme générale trapézoïdale. La cage sera généralement réalisée en tôle, par exemple en tôle d'acier. Dans un mode de réalisation de l'invention, la cage est à section en L avec une portion axiale et une portion radiale. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, la cage est à section en U avec une portion axiale et deux portions radiales. L'une des portions radiales pourra être pourvue d'une portion supplémentaire. Eventuellement, on pourra prévoir que les deux portions radiales soient pourvues d'une portion supplémentaire. L'invention propose également une roue libre comprenant une pluralité d'éléments de coincement, par exemple des cames, et une cage telle que décrite ci-dessus. La roue libre pourra également être équipée d'un ressort favorisant le basculement des éléments de coincement. Avantageusement, la roue libre comprend un élément présentant une surface cylindrique en contact avec l'extrémité libre de la portion supplémentaire, ledit élément étant un alésage d'une bague extérieure ou une surface extérieure d'une bague intérieure ou d'un arbre. Les languettes pourront présenter une forme oblique à l'état monté. De préférence, les languettes interdisent, par arc-boutement, tout mouvement axial de la cage par rapport audit élément au moins dans un sens. Avantageusement, l'élément est pourvu d'un chanfrein à une extrémité de la surface cylindrique. Le chanfrein favorisera le montage de la cage sur ladite surface cylindrique. Dans un mode de réalisation, l'élément comprend un épaulement à l'autre extrémité de la surface cylindrique pour former une butée axiale pour la cage. La cage est ainsi maintenue dans un sens par la butée axiale, et dans l'autre sens par la friction de l'extrémité libre des languettes sur la surface cylindrique et l'effet d'arc-boutement de ladite portion supplémentaire. L'invention propose également un procédé de fabrication d'une telle cage de roue libre, dans lequel la zone de fléchissement est formée en même temps que la portion sensiblement radiale. Avantageusement, la zone de fléchissement est formée par la même opération que celle permettant de former la portion sensiblement radiale. Ainsi, la cage est équipée de moyens assurant une liaison circonférentielle et axiale par friction avec l'une des bagues de la roue libre. Ces moyens interdisent tout déplacement axial de la cage par rapport à la bague dans le sens opposé au sens d'introduction de la cage sur la bague lors du montage. L'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 un aspect de l'invention; - la figure 2 est une vue en perspective de la cage de la roue libre de la figure 1; - les figures 3 et 4 sont des vues de détail de la figure 2; et - la figure 5 montre les différentes étapes de montage de la cage de la figure 2. Comme on peut le voir sur la figure 1, le dispositif de roue libre 1 comprend une bague extérieure 2 pourvue sur son alésage d'un chemin 3, une bague intérieure 4 pourvue sur sa surface cylindrique extérieure d'un chemin 5, une roue libre 6 disposée entre le chemin intérieur 3 de la bague extérieure 2 et le chemin extérieur 5 de la bague intérieure 4. La roue libre 6 comprend une rangée de cames 7 maintenues par une cage 8, et un ressort 9 sous forme d'une bande pour assurer le basculement des cames 7 dans le sens favorisant le coincement desdites cames 7 entre lesdits chemins extérieur 3 et intérieur 5. Sur son alésage 10, la bague intérieure 4 est pourvue d'une pluralité de dents 11 régulièrement espacées circonférentiellement et destinées à transmettre un couple à un organe mécaniquement représenté, sur lequel pourra être montée la bague intérieure 4. De même, la bague extérieure 2 comprend, sur sa surface cylindrique extérieure 12, une pluralité de dents 13 coopérant en vue de la transmission d'un couple avec un organe mécanique, non représenté, dans lequel pourra être montée la bague extérieure 2. Les dents 13 sont formées sur toute la largeur axiale de la bague extérieure 2. Plus précisément, la bague extérieure 2 est pourvue de deux surfaces frontales radiales 14 et 15. Du côté de la surface frontale 14, le chemin de glissement 3, qui est formé par une surface cylindrique, se prolonge au-delà de la zone o les cames 7 viendront en contact jusqu'à un chanfrein 16 de raccordement avec la surface frontale 14. Du côté de la surface frontale 15, un épaulement 17 délimite la surface cylindrique du chemin de glissement 3. L'épaulement 17 présente un diamètre plus faible que celui du chemin de glissement 3. L'épaulement 17 forme une surface radiale 18, de forme annulaire, se raccordant à la surface cylindrique du chemin de glissement 3. La cage 8 est de forme générale annulaire et comprend une partie axiale 19, dans laquelle sont formées des fenêtres 20. Les cames 7 sont montées et régulièrement réparties dans les fenêtres 20. Le ressort 9 peut être en contact d'appui sur la partie axiale 19. La cage 8 comprend également une portion sensiblement radiale 21 disposée à l'extrémité libre de la portion axiale située du côté de la surface frontale 14, et une portion radiale 22 située à l'extrémité opposée. La portion radiale 22 s'étend en direction de la bague extérieure 2 et présente un diamètre extérieur supérieur à celui de l'épaulement 17. La portion radiale 22 peut donc venir en contact de butée avec la surface radiale 18 et ne peut franchir l'épaulement 17 en utilisation normale. La portion sensiblement radiale 21 est découpée en languettes 23 en direction de la bague extérieure 2 qui se présentent ici sous une forme légèrement fléchie, en d'autres termes oblique, l'extrémité libre 23a des languettes 23 étant légèrement orientée en direction de la surface frontale 14. L'extrémité libre 23a est en contact avec l'alésage de la bague extérieure 2, c'est-à-dire avec la surface cylindrique prolongeant le chemin de glissement 3. Une rainure circulaire 24, concentrique à la cage 8, est formée dans la partie sensiblement radiale 21 et définit une zone 25 d'épaisseur réduite, également appelée "zone de fléchissement". La zone de fléchissement 25 permet aux languettes 23 de s'incliner légèrement par rapport à un plan radial, en se déformant élastiquement. Toutefois, on pourrait prévoir que la déformation soit partiellement plastique. La rainure circulaire 24 est disposée radialement à distance de l'extrémité libre 23a et à distance de la partie axiale 19. On pourrait aussi prévoir une rainure circulaire disposée à proximité immédiate de la partie axiale 19, la partie sensiblement radiale 21 étant découpée en languettes sur toute sa longueur dans le sens radial. A l'état libre, comme montré sur les figures 2, 3 et 4, l'extrémité libre 23a présente un diamètre légèrement supérieur à celui de l'alésage de la bague extérieure 2, de façon que lors de l'insertion de la cage à l'intérieur de la bague extérieure 2, ladite extrémité libre 23a vienne en contact avec ledit alésage, fléchisse légèrement pour y entrer et exerce par élasticité un effort tendant à ramener les languettes 23 dans un plan radial. Comme on le voit sur les figures 2, 3 et 4, la partie sensiblement radiale 21 est découpée en une pluralité de languettes 23, de forme sensiblement trapézoïdale. Le montage de la cage 8, associé au ressort 6 et aux cames 7 dans la bague extérieure 2, s'effectue du côté de la surface frontale 14. On fait tout d'abord entrer la portion radiale 22 dans l'alésage de la bague extérieure 2, puis les cames 7. On se trouve alors dans la position de la cage 26 de la figure 5. On continue le mouvement axial. L'extrémité libre 23a des languettes 23 entre en contact avec le chanfrein 16. La poursuite du mouvement axial entraîne la déformation des languettes 23, la zone 25 fléchissant, jusqu'à ce que le diamètre extérieur des languettes 23 leur permette de rentrer dans l'alésage de la bague extérieure 2. Le mouvement axial se poursuit jusque dans la position de la cage 28. La portion radiale 22 se trouve alors en butée contre la surface radiale 18 de l'épaulement 17, du côté opposé à la partie sensiblement radiale 21. L'extrémité libre 23a frotte sur l'alésage de la bague extérieure 2. Un éventuel mouvement de démontage en direction de la surface frontale 14 provoquerait l'arc-boutement des languettes 23 avec effet de blocage axial immédiat. Le fléchissement des languettes sur la figure 5 a été volontairement exagéré par rapport à la réalité afin de mieux visualiser le phénomène. On pourrait bien entendu concevoir que les languettes de la cage soit dirigées vers l'intérieur et viennent en contact avec la surface cylindrique extérieure d'une bague intérieure ou d'un arbre. On pourrait également utiliser une cage pourvue d'une seule portion sensiblement radiale dont serait issues les languettes et présentant une section en L. Dans le cas d'une cage à section en U, comme la cage 8, l'autre portion radiale dépourvue de languettes doit présenter un jeu radial par rapport au chemin de glissement. L'affaiblissement de la section dans le sens de l'épaisseur axiale est prévu vers l'emplanture des languettes en forme de dent afin de leur conférer une certaine flexibilité dans le sens axial. La formation de la rainure ou sillon circulaire pourra être réalisée en temps masqué avec l'opération de formage de la portion sensiblement radiale supportant les languettes. La fabrication des languettes n'implique aucune opération supplémentaire de pliage et est de ce fait particulièrement économique. Le dispositif de roue libre est donc économique à fabriquer, de montage aisé entre les deux bagues ou dans la bague extérieure, présentant un centrage efficace de la cage dans ou autour de la surface cylindrique avec laquelle elle coopère pendant et après le montage. Le dispositif de roue libre permet un maintien efficace sur la surface cylindrique après le montage, évitant ainsi tout risque de démontage accidentel pendant les manipulations et le transport. L'intérêt de l'effet d'autoblocage axial de la cage dans la bague, dans le sens opposé à celui du montage, est encore renforcé si ladite bague possède du côté opposé au côté d'entrée de la cage des moyens de butée axiale tels qu'un épaulement. Une fois la roue libre en place, elle est bloquée axialement par butée mécanique dans la direction de l'épaulement et par effet d'arc- boutement des languettes de la cage dans le chemin de glissement en direction opposée à l'épaulement. Les zones de contact permanent entre la cage et la surface cylindrique sont convenablement réparties, d'o une solidarisation efficace par friction de la cage et de l'élément pourvu de ladite surface cylindrique. La cage conserve une bonne géométrie en limitant les déformations aux languettes de blocage, sans effets néfastes sur les autres parties fonctionnelles de la cage, en particulier sur la partie axiale pourvue des fenêtres. Bien entendu, le dispositif de roue libre pourrait être équipé de deux cages concentriques. On pourrait également, sans sortir du cadre de l'invention, envisager l'utilisation d'une cage en matière plastique moulée au lieu d'une cage métallique. REVENDICATIONS 1. Cage de maintien (8) d'une pluralité d'éléments de coincement pour un dispositif de roue libre, comprenant une partie axiale (19) et une partie sensiblement radiale (21), de forme générale annulaire, la partie axiale étant pourvue de fenêtres (20) aptes à recevoir des éléments de coincement, caractérisée par le fait que la partie sensiblement radiale comprend une pluralité de languettes (23) de forme sensiblement radiale à l'état libre et aptes à un fléchissement dans le sens axial, de façon que l'extrémité (23a) des languettes soit capable de venir en contact de friction avec une surface cylindrique d'un autre élément pour liaison circulaire et axiale avec ladite surface. 2. Cage selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la partie sensiblement radiale comprend une zone de fléchissement (25). 3. Cage selon la revendication 2, caractérisée par le fait que ladite zone de fléchissement est d'épaisseur inférieure au reste de la portion supplémentaire. 4. Cage selon la revendication 2 ou 3, caractérisée par le fait que ladite zone de fléchissement est située radialement entre l'extrémité des languettes et la partie axiale. 5. Cage selon la revendication 2 ou 3, caractérisée par le fait que ladite zone de fléchissement est située radialement à proximité immédiate de la partie axiale. 6. Dispositif de roue libre comprenant une pluralité d'éléments de coincement (7) et une cage (8), selon l'une quelconque des revendications précédentes. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'il comprend un élément présentant une surface cylindrique en contact avec l'extrémité libre de la portion supplémentaire, ledit élément étant un alésage d'une bague extérieure ou une surface extérieure d'une bague intérieure ou d'un arbre. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que les languettes sont obliques à l'état monté. 9. Dispositif selon la revendication 7 ou 8, caractérisé par le fait que les languettes interdisent par arc-boutement tout mouvement axial par rapport à l'élément au moins dans un sens. 10. Procédé de fabrication d'une cage selon la revendication 2, 3 ou 4, dans lequel la zone de fléchissement est formée en même temps que la portion sensiblement radiale. 11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel la même opération forme la zone de fléchissement et la portion sensiblement radiale.