Brevet FR2891598A1 — publié le 20070406

Domaine de l'invention La présente invention concerne un accouplement à roue libre comportant des organes de serrage logés dans un intervalle en forme de fente entre une bague intérieure et une bague extérieure et guidés dans des logements d'une cage, un ruban à ressort, continu, assurant la mise en tension élastique des organes de serrage. Arrière-plan de l'invention On connaît un accouplement à roue libre du type défini ci-dessus, par exemple selon le document DE 80 14 018 U l. Cet accouplement à roue libre comporte comme bague extérieure un manchon réalisé à la manière d'un manchon de palier à aiguilles entourant les aiguilles. La bague extérieure peut être enfoncée de force dans un perçage réalisé dans une pièce qui doit recevoir l'accouplement à roue libre. Les organes de serrage de l'accouplement à roue libre sont protégés pour qu'ils ne s'échappent pas vers l'intérieur par des logements de la cage guidant les organes de serrage qui convergent en direction de l'arbre. La fixation des organes de serrage pour éviter qu'ils ne sortent n'est pas assurée aussi longtemps que la cage et les organes de serrage ne se trouvent pas dans le manchon. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un accouplement à roue libre qui se caractérise par un procédé de fabrication rationnel et des applications particulièrement multiples. Exposé de l'invention A cet effet, l'invention concerne un accouplement à roue libre du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu' il comporte: un intervalle en forme de fente entre une bague intérieure et une bague extérieure de palier, au moins l'une des bagues étant un man-chon réalisé par usinage sans enlèvement de copeaux, - l'intervalle reçoit des organes de serrage ayant au moins une partie rétrécie, - un ruban à ressort ayant des languettes élastiques alignées tangentiellement et déformables dans la direction radiale, est en contact avec les organes de serrage au niveau des parties rétrécies, et - une cage ayant des logements pour recevoir les organes de serrage est radialement au-delà du ruban à ressort dans l'intervalle en forme de chambre. Selon d'autres caractéristiques avantageuses: - la cage est en matière plastique, - la cage comporte une surface d'appui pour un organe de serrage sol-licité dans la direction radiale, - au moins à l'état sans contrainte, la cage est écartée radialement de la bague extérieure, - le logement de la cage comporte une première zone recevant l'organe de serrage ainsi qu'une seconde zone plus étroite dans la direction axiale et adjacente dans la direction périphérique, cette zone per-mettant le débattement radial des languettes élastiques en direction de la bague extérieure, Cet accouplement à roue libre comporte des organes de serrage guidés dans une cage entre une bague intérieure et une bague extérieure, ces organes de serrage ayant une forme avec une partie rétrécie. La partie rétrécie des organes de serrage se trouve sensiblement au milieu entre la bague intérieure et la bague extérieure et elle est réa- lisée des deux côtés. Un organe de serrage installé dans l'intervalle entre la bague intérieure et la bague extérieure présente ainsi deux segments de surface à courbure concave qui forment en combinaison la partie rétrécie de l'organe de serrage. Chaque organe de serrage est mis en contact au niveau de sa partie rétrécie avec une languette élastique faisant partie du ruban à ressort, unique, passant dans l'intervalle en forme de fente. Les différentes languettes élastiques sont ainsi alignées pratiquement tangentiellement et peuvent être déviées dans la direction radiale; les organes de serrage sont sollicités par des languettes élasti-ques avec une force en direction de la position de serrage. Les extrémités du ruban à ressort se chevauchent de préférence et ne sont pas solidarisées l'une à l'autre. La périphérie effective du ruban à ressort n'est pas ainsi fixée de manière précise mais la position du ruban à ressort dans l'intervalle en forme de fente est définie par la position des rétrécissements des organes de serrage. Le ruban à ressort qui se trouve ainsi sensiblement au milieu entre la bague intérieure et la bague extérieure se situe radialement dans une cage munie des logements recevant les organes de serrage. Il n'est pas nécessaire de réaliser la cage pour éviter que les organes de serrage ne tombent vers l'intérieur car les organes de serrage sont déjà protégés par le ruban à ressort contre leur éjection vers l'intérieur et aussi vers l'extérieur. L'ensemble du ruban à ressort est de préférence précontraint contre la cage à l'état non monté ; à l'état monté, le ruban à ressort s'oriente suivant les rétrécissements des organes de serrage. Le positionnement de la cage, de préférence en matière plastique, notamment en une matière plastique renforcée par des fibres, dans l'intervalle formant la fente, est défini par la position du ruban à ressort et la cage est guidée extérieurement, c'est-à-dire guidée par la bague extérieure. La cage est ainsi au moins faiblement relativement mobile par rapport au ruban à ressort à la fois dans la direction périphérique et dans la direction radiale. La cage est ainsi installée de façon flottante sur le ruban à ressort et est guidée par l'extérieur. La bague extérieure et/ou la bague intérieure sont réalisées d'une manière particulièrement rationnelle sous la forme d'un manchon usiné sans enlèvement de copeaux. Le manchon est enfoncé de force dans le perçage d'une pièce de raccordement massive, par exemple d'un boîtier ou est engagé de force sur un arbre. La réalisation du manchon ou des manchons avec une paroi mince offre des possibilités particulièrement nombreuses pour relier l'accouplement à roue libre à des structures. Il est particulièrement avantageux de ne pas avoir à traiter un perçage de raccordement dans lequel on enfonce de force le manchon extérieur de la roue libre avec chevauchement. La même remarque s'applique à un arbre sur lequel on engage de force le manchon intérieur de la roue libre. L'unique cage de l'accouplement à roue libre comporte, selon un mode de réalisation préférentiel, des surfaces d'appui délimitant le dégagement et formant une butée pour les organes de serrage. Une surface d'appui peut assurer différentes fonctions: d'une part, elle peut soulever des organes de serrage en position de roue libre, lorsque la bague extérieure tourne à une vitesse suffisamment élevée par la force centrifuge pour les dégager de la bague intérieure et les appliquer contre la surface d'appui de la cage, si bien que les organes de serrage ne seront, comme cela est souhaité, que très faiblement écartés de la cage intérieure, pour que le cas échéant ils puissent de nouveau rapidement venir dans une liaison par la force entre la bague extérieure et la bague intérieure. De plus, il est possible qu'une contrainte statique agissant dans la direction radiale exercée par la bague intérieure par l'intermédiaire des organes de serrage et de la cage contre laquelle l'organe de serrage vient contre la surface d'appui, soit transférée à la bague extérieure. Dans cet état de contrainte, la cage est appliquée contre la bague extérieure, ce qui n'est généralement pas le cas notamment lorsque les organes de serrage sont en position de serrage. Les logements de la cage recevant les organes de serrage sont, selon un mode de réalisation préférentiel plus répartis dans la di-rection périphérique que cela serait simplement nécessaire pour rece- voir les organes de serrage. En plus de la première zone qui reçoit l'organe de serrage, le logement comporte une zone étroite dans la di-rection axiale prévue de façon adjacente dans la direction périphérique et cette zone plus étroite permet le débattement radial de la languette de ressort en direction de la bague extérieure du palier. La languette à res- sort est prévue axialement entre les surfaces d'appui des organes de serrage qui forment la limite entre la zone étroite et la zone large du logement. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans les dessins annexés dans lesquels: - les figures 1 et 2 montrent différentes coupes d'un accouplement à roue libre, - la figure 3 montre un ruban à ressort de l'accouplement à roue libre des figures 1 et 2, et - la figure 4 montre une cage de l'accouplement à roue libre des figures 1 et 2. Description détaillée d'un mode de réalisation Les figures 1 et 2 montrent des vues en coupe simplifiées d'un accouplement à roue libre 1 comprenant une bague intérieure 2 et une bague extérieure 3 constituées par des manchons fabriqués par usinage sans enlèvement de copeaux comme le manchon d'un palier à aiguilles. Ainsi, la surface extérieure de la bague intérieure 2 et la sur-face intérieure de la bague extérieure 3 sont des chemins de circulation de roulement ayant une dureté de surface d'au moins 670 HV. Alors que la bague intérieure 2 est tenue solidairement en rotation sur un arbre 4, la bague extérieure 3 est enfoncée de force dans le perçage d'une pièce de raccordement 5. Le siège pressé est suffisamment solide pour éviter toute migration de la bague extérieure 3 qui dans certaines conditions de fonctionnement risque d'être exposée à des contraintes de poussée et aussi de traction. La fonction de l'accouplement à roue libre 1 tel que représenté correspond à celle d'un accouplement à roue libre à organe de serrage usuel. La fonction de roue libre est réalisée par les organes de serrage 6 venant en contact avec les bagues de palier 2, 3; ces organes de serrage ont une partie rétrécie 7. Chaque organe de serrage 6 pré-sente en section selon la figure 1, quatre segments périphériques, à sa-voir un segment intérieur 8 à courbure convexe tourné vers la bague de palier 2, un segment extérieur 9 également à courbure convexe tourné vers la bague extérieure 9 du palier ainsi que deux segments longitudinaux 10, 11 prévus entre les segments 8, 9 et reliant ceux-ci; les segments longitudinaux ont une forme concave réalisant la partie rétrécie 7. Dans l'intervalle en forme de fente portant la référence 12, entre la bague intérieure 2 et la bague extérieure 3, se trouve un ruban à ressort 13; ce ruban est représenté séparément à la figure 3. La position radiale du ruban à ressort 13 installé concentriquement entre la bague intérieure 2 et la bague extérieure 3 correspond sensiblement à la position des rétrécissements 7 et ainsi le ruban à ressort 13 se trouve sensiblement au milieu de l'intervalle 12. Chaque organe de serrage 6 est sollicité élastiquement par une languette élastique 14 du ruban à ressort 13; selon la disposition du ruban à ressort 13 cette languette est alignée au moins sensiblement dans la direction tangentielle. Dans la position de roue libre des organes de serrage 6, telle que représentée à la figure 1, les languettes élastiques 14 sont sensiblement déformées vers l'extérieur. Au passage dans la position de serrage non représentée, les organes de serrage 6 basculeraient dans le sens con-traire des aiguilles d'une montre; les languettes élastiques 14 bascule-raient ainsi radialement vers l'intérieur. La position de serrage s'obtient par exemple lorsque dans le montage de la figure 1, l'arbre 4 bascule dans le sens des aiguilles d'une montre et transmet ainsi un couple à la pièce de raccordement 5. Chaque languette élastique 14 est formée à une entre-toise de ressort 15 dirigée dans la direction axiale et cette entretoise elle-même fait corps avec les bords 16 périphériques du ressort. L'ensemble du ruban à ressort 13 est appliqué avec précontrainte contre une cage 17 qui l'entoure radialement; cette cage 17 est représentée séparément à la figure 4. La cage 17 fabriquée en matière plastique renforcée par des fibres de verre comporte deux cavités 18 pour recevoir les organes de serrage 6; chacune des cavités 18 se compose d'une zone 19 étroite dans la direction axiale et d'une zone 20 plus large dans la direction axiale et ainsi en vue de dessus on a la forme d'un T, plat. Au passage entre la zone étroite 19 et la zone large 20 du logement 18 on a une surface d'appui 21 qui forme une butée pour le segment lon- gitudinal concave 11 de l'organe de serrage 6. Lorsque l'organe de serrage 6 bascule à partir de la position représentée à la figure 1 pour continuer en direction de la position de roue libre, c'est-à-dire en bas-culant dans le sens des aiguilles d'une montre, le segment longitudinal 10 vient en appui par la forme contre la surface d'appui 21 en biais des bagues de palier 2, 3. Si cette opération de basculement est produite par la force centrifuge exercée sur les organes de serrage 6, les organes de serrage 6 se soulèvent alors légèrement de la bague intérieure 2. Cela élimine, comme souhaité, tout frottement entre les organes de serrage 6 et la bague intérieure de palier. Indépendamment de la rotation de la bague intérieure 2 et de la bague extérieure 3, d'une manière non représentée, on peut transmettre des efforts entre les bagues radiales 2, 3 dans la direction radiale si l'organe de serrage 6 est appliqué contre la surface d'appui 21 de la cage 17. Dans ce cas on a un intervalle 22, reconnaissable à la figure 1, entre la cage 17 et la bague extérieure de palier 3; cet inter- valle est fermé si bien que l'ensemble de l'intervalle 12 est légèrement rétréci par la sollicitation radiale entre les bagues de palier 2, 3. En d'autres termes, en cas de sollicitation statique, radiale entre la bague intérieure 2 et la bague extérieure 3 on a au moins une légère excentri- cité entre les bagues de palier 2, 3. Pour éviter cette situation, on peut prévoir de fabriquer la cage 17 avec des disques de glissement non re-présentés pour former un palier lisse entre la bague intérieure 2 et la bague extérieure 3. Comme le montre la figure 2, la bague extérieure 3 du palier comporte des bords 23, 24 fixés en position axiale de la cage 17 et ainsi également par l'organe de serrage 6. La cage 17 se trouve exclusivement radialement à l'extérieur du milieu de l'espace intermédiaire 12. Contrairement à la bague extérieure de palier 3, sa bague intérieure 2 de l'exemple de réalisation présenté ne comporte pas de bord et per- met ainsi aux organes de serrage 6 de se déplacer axialement. A la différence, on peut également réaliser des exemples avec un bord d'un côté ou un bord des deux côtés de la bague intérieure 2. NOMENCLATURE 1 accouplement à roue libre 2 bague intérieure 3 bague extérieure 4 arbre pièce de raccordement 6 organe de serrage 7 rétrécissement 8 segment intérieur 9 segment extérieur segment longitudinal 11 segment longitudinal 12 intervalle en forme de fente 13 ruban à ressort 14 languette de ressort entretoise de ressort 16 bord de ressort 17 cage 18 logement, cavité 19 zone étroite zone large 21 surface d'appui 22 intervalle 23 bord 24 bord REVENDICATIONS 11 Accouplement à roue libre (1) caractérisé en ce qu' il comporte: - un intervalle en forme de fente (12) entre une bague intérieure (2) et une bague extérieure de palier, au moins l'une des bagues (1, 2) étant un manchon réalisé par usinage sans enlèvement de copeaux, - l'intervalle (12) reçoit des organes de serrage (6) ayant au moins une partie rétrécie (7), - un ruban à ressort (13) ayant des languettes élastiques (14) alignées tangentiellement et déformables dans la direction radiale, est en contact avec les organes de serrage (6) au niveau des parties rétrécies (7), et - une cage (17) ayant des logements (18) pour recevoir les organes de serrage (6), est radialement au-delà du ruban à ressort (13) dans l'intervalle en forme de chambre (12). 2 ) Accouplement à roue libre (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cage (17) est en matière plastique. 3 ) Accouplement à roue libre (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cage (17) comporte une surface d'appui (21) pour un organe de ser- rage (6) sollicité dans la direction radiale. 4 ) Accouplement à roue libre (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' au moins à l'état sans contrainte, la cage (17) est écartée radialement de la bague extérieure (3). 5 ) Accouplement à roue libre (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le logement (18) de la cage (17) comporte une première zone (20) rece- vant l'organe de serrage (6) ainsi qu'une seconde zone (19) plus étroite dans la direction axiale et adjacente dans la direction périphérique, cette zone permettant le débattement radial des languettes élastiques (14) en direction de la bague extérieure (3).