Brevet FR3013785A1 — publié le 20150529

EBAUCHE DE CAGE POUR ROUE LIBRE, CAGE DE ROUE LIBRE FORMEE A PARTIR D'UNE TELLE EBAUCHE, ROUE LIBRE COMPRENANT UNE TELLE CAGE ET PROCEDE DE MONTAGE D'UNE TELLE ROUE LIBRE L'invention a trait à une ébauche de cage pour roue libre à corps roulants et/ou à cames, une telle ébauche étant utilisée lors de la fabrication d'une roue libre afin de réaliser une cage de maintien en position des corps roulants en cours d'utilisation de la roue libre. L'invention concerne également une cage de roue libre formée à partir d'une telle ébauche, ainsi qu'une roue libre comprenant une telle cage. Enfin, l'invention concerne un procédé de montage d'une telle roue libre. Dans le domaine des roues libres, il est connu de maintenir en position des corps roulants d'une roue libre, tels que des rouleaux ou des billes, et/ou des cames, au moyen d'une cage monobloc qui définit des logements de réception et de guidage des corps roulants ou des cames, entre les bagues interne et externe de la roue libre. Une telle cage monobloc peut être formée par une bande de métal pliée et découpée ou par un anneau en un matériau synthétique moulé. Avec ce type de cage, les corps roulants et les cames doivent être introduits successivement dans les alvéoles de la cage par l'intérieur ou par l'extérieur de celle-ci, ce qui requiert des manipulations précises et une main d'ceuvre qualifiée. Ceci renchérit le prix de revient d'une roue libre incorporant une telle cage. C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en proposant une ébauche de cage pour roue libre qui facilite la mise en place des corps roulants et/ou des cames, tout en permettant un gain de temps lors de la fabrication d'une roue libre. A cet effet, l'invention concerne une ébauche de roue libre à corps roulants et/ou à cames caractérisée en ce qu'elle est bipartite et comprend une partie principale définissant des alvéoles de réception des corps roulants et/ou des cames, ainsi qu'un couvercle de fermeture des alvéoles, alors que, avant montage du couvercle sur la partie principale, chaque alvéole présente, à une extrémité axiale, le long d'un axe longitudinal de la partie principale, une ouverture de mise en place d'un corps roulant ou d'une came. Grâce à l'invention, l'ébauche peut être équipée ou « garnie » avec des corps roulants et/ou des cames à travers les ouvertures d'extrémités axiales des alvéoles avant mise en place du couvercle sur la partie principale. Il est ainsi possible de procéder à un chargement axial de la partie principale en manipulant les corps roulants et/ou les cames selon une seule direction parallèle à l'axe longitudinal de la partie principale de l'ébauche. Ceci facilite le travail d'un opérateur, voire permet l'automatisation de la tâche de mise en place des corps roulants et/ou des cames. L'invention permet également une mise en place simultanée des corps roulants et/ou des cames dans les alvéoles, ce qui induit un gain de temps significatif par rapport à l'art antérieur où les différents corps roulants et/ou cames doivent être introduits les uns après les autres dans leurs alvéoles respectives. Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, une telle ébauche peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises dans toute combinaison techniquement admissible : - La partie principale comprend une bague centrée sur l'axe longitudinal de la partie principale, et plusieurs barreaux qui s'étendent parallèlement à l'axe longitudinal et entre lesquels sont définies les alvéoles. - Certains au moins des barreaux portent, à leur extrémité libre la plus éloignée de la bague, des moyens de montage du couvercle. - Les moyens de montage comprennent, pour au moins un barreau, un pion en saillie par rapport à une partie du barreau qui délimite une alvéole, alors que le couvercle est pourvu d'au moins un logement de réception d'un pion d'un barreau. - Chaque barreau est pourvu d'un pion en saillie à son extrémité axiale et le couvercle est pourvu de logements de réception des pions, en nombre égal au nombre de barreaux. - Certains au moins des barreaux portent, à leur extrémité axiale, une languette d'encliquetage du couvercle en place sur la partie principale. - Au moins un barreau définit un logement de réception d'un organe élastique de renvoi d'un corps roulant ou d'une came reçu dans une alvéole adjacente au barreau vers une position prédéterminée, ce logement étant débouchant dans l'ouverture d'extrémité axiale de l'alvéole adjacente. L'invention concerne également une cage de roue libre à corps roulants et/ou à cames formée à partir d'une ébauche telle que mentionnée ci-dessus et dans laquelle le couvercle est monté sur la partie principale. L'invention concerne par ailleurs une roue libre à corps roulant et/ou à cames qui comprend une bague interne, une bague externe, plusieurs corps roulants et/ou plusieurs cames disposés chacun dans un espace annulaire ménagé radialement entre les bagues interne et externe, ainsi qu'une cage telle que mentionnée ci-dessus qui maintient les corps roulants et/ou les cames en position dans cet espace annulaire. Enfin, l'invention concerne un procédé de montage d'une roue libre telle que mentionnée ci-dessus, ce procédé comprenant des étapes consistants à : a) installer la partie principale dans une configuration où elle est séparée du couvercle ; b) garnir les alvéoles de la partie principale en introduisant dans celle-ci des corps roulants et/ou des cames à travers leurs ouvertures d'extrémité axiale respectives, par un mouvement parallèle à l'axe longitudinal de la partie principale ; c) obturer les ouvertures d'extrémité axiale des alvéoles en montant le couvercle sur la partie principale. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaitront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation d'une ébauche, d'une cage et d'une roue libre conformes à son principe, ainsi que d'un procédé de montage d'une telle roue libre également conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective éclatée d'une ébauche de roue libre conforme à l'invention, - la figure 2 est une coupe transversale de la partie principale de l'ébauche de la figure 1 sur laquelle est monté le couvercle visible à la figure 1 et qui est équipée de rouleaux de reprise de charge radiale et de ressorts de renvoi en position de cames qui ne sont pas représentées sur cette figure ; cette coupe est prise en regardant vers le couvercle monté sur la partie principale, - la figure 3 est une vue en perspective éclatée d'une roue libre conforme à l'invention, - la figure 4 est une coupe axiale de la roue libre de la figure 3 en configuration assemblée, - la figure 5 est une coupe transversale de la roue libre, selon la ligne V-V à la figure 4, on y a indiqué en IV-IV le plan de coupe de la figure 4, - la figure 6 est une coupe selon la ligne VI-VI à la figure 5 et - la figure 7 est une vue à plus grande échelle du détail VII à la figure 6. La figure 1 montre une ébauche 10 de cage pour une roue libre. Cette ébauche est obtenue par moulage de matériau plastique tel que du polyamide chargé de fibres de verre, comme par exemple du PA66-GF25 ou du PA46-GF25, du polyétheréthercétone chargé de fibres ou du PEEK. Cette ébauche est bipartite et comprend une partie principale 20 et un couvercle 30 qui sont moulés séparément et qui sont assemblés l'un sur l'autre lorsqu'une cage de roue libre est réalisée à partir de l'ébauche 10. La partie principale 20 est centrée sur un axe longitudinal X20 qui est un axe de symétrie pour une bague 22 à partir de laquelle s'étendent quatorze barreaux 24, chacun selon un axe longitudinal A24 parallèle à l'axe X20. Les barreaux 24 s'étendent tous du même côté de la bague, selon l'axe X20. Les barreaux 24 définissent entre eux des alvéoles 26 qui sont de deux types, à savoir : des alvéoles 26A destinées à recevoir des rouleaux 40 de reprise d'effort radial entre des bagues interne et externe d'une roue libre et des alvéoles 26B destinées à recevoir des cames 50 de blocage sélectif de la rotation relative des bagues interne et externe de la roue libre. En pratique, quatorze alvéoles 26 sont prévues avec une répartition alternée des alvéoles 26A et 26B. En d'autres termes, selon une direction orthoradiale par rapport à l'axe X20, une alvéole 26A est disposée entre deux alvéoles 26B, et réciproquement. Le long de l'axe X20, chaque alvéole 26 s'étend entre une première extrémité 262, définie au voisinage de la bague 22 et qui est obturée, le long de l'axe X20, par cette bague, et une deuxième extrémité 264 qui débouche vers l'extérieur, axialement le long de l'axe X20, à travers une ouverture 026. Chaque ouverture 026 présente, dans un plan perpendiculaire à l'axe X20, des dimensions compatibles avec l'introduction d'un rouleau 40 ou d'une came 50 dans l'ouverture 26 correspondante, selon une direction parallèle à l'axe X20 et qui est représentée par les flèches F26 à la figure 1. Les barreaux 24 ne sont pas tous identiques et sont répartis en deux types de barreaux 24A et 24B. Lorsqu'on regarde la partie principale 20 dans le sens de la flèche Il à la figure 1, ce qui correspond au sens de la coupe de la figure 2, chaque barreau 24A est situé, dans le sens horaire, avant une alvéole 26A et après une alvéole 26B. De même, un barreau 24B est situé avant une alvéole 26B et après une alvéole 26A dans le sens horaire. En d'autres termes, les barreaux 24A et 24B alternent autour de l'axe X20. Chaque barreau 24A est pourvu, sur son côté orienté vers l'alvéole 26B adjacente, d'un logement 242 de réception d'un organe élastique 60 formé par une lame de ressort et qui a pour fonction d'exercer sur la came 50 reçue dans l'alvéole 26B en question un effort élastique E60 de renvoi de cette came vers une position dite « neutre » où elle ne s'oppose pas à la rotation relative entre les bagues interne et externe d'une roue libre pourvue d'une cage formée à partir de l'ébauche 10 et équipée des éléments 40, 50 et 60. On note 244 l'extrémité axiale libre d'un barreau 24 opposée à la bague 22. Les ouvertures 026 sont définies entre les extrémités 244 des barreaux 24 et les alvéoles 26 s'étendent, le long de l'axe X20 entre ces extrémités 244 et la bague 22. Au-delà de chaque extrémité 244 par rapport à la bague 22, chaque barreau 24 est pourvu d'un pion 246 en saillie. Par ailleurs, chaque barreau 24A est équipé d'une languette 248 élastiquement déformable qui est également en saillie par rapport à son extrémité 244 et qui est pourvue d'une nervure 249 orientée radialement vers l'extérieur par rapport à l'axe X20. Une telle nervure est parfois dénommée « godron ». Le couvercle 30 est de forme annulaire et centré sur un axe X30 qui est superposé avec l'axe X20 en configuration montée du couvercle 30 sur la partie principale 20. Dans un plan perpendiculaire à l'axe X30, les dimensions du couvercle 30 sont équivalentes aux dimensions de la bague 22 dans un plan perpendiculaire à l'axe X20. Le couvercle 30 est pourvu de quatorze orifices 306 qui forment autant de logements de réception des pions 246 en configuration montée du couvercle 30 sur la partie principale 20. Sur son bord radial interne tourné vers l'axe X30, le couvercle 30 est pourvu d'une feuillure 309 de réception des nervures 249 des différentes languettes 248. Ainsi, le couvercle 30 peut être guidé lors de son montage sur la partie principale 20 par les différents pions 246 qui pénètrent dans les orifices 306, ce qui réalise une opération de centrage relatif des pièces 20 et 30. Le fait que le couvercle 30 vienne en butée contre les extrémités 244 des barreaux 24 assure une immobilisation du couvercle 30 sur la pièce 20 dans un sens de rapprochement par rapport à la bague 22. D'un autre côté, les nervures 249 coopèrent avec la feuillure 309 pour assurer une immobilisation du couvercle 30 à l'arrachement, c'est-à-dire dans un sens d'éloignement par rapport à la bague 22. Ainsi, les languettes 248 assurent une fonction d'encliquetage du couvercle 30 sur la partie principale 20, comme cela ressort, notamment, de la figure 7. La roue libre 100 représentée aux figures 3 et suivantes est centrée sur un axe X100 confondu avec les axes X20 et X30 en configuration assemblée de cette roue libre. La roue libre 100 comprend une bague interne 120 centrée sur l'axe X100 et dont une surface radiale externe 122 définit une piste de roulement pour les rouleaux 40 et de coincement des cames 50. La roue libre 100 comprend également une bague externe 140 centrée sur l'axe X100 et dont une surface radiale interne 142 définie une piste de roulement des rouleaux 40 et de coincement des cames 50. Lorsqu'il convient d'assembler la roue libre 100, les éléments constitutifs 20 et 30 de l'ébauche 10 sont disposés dans une configuration où le couvercle 30 est séparé de la partie principale 20. On garnit alors les alvéoles 26A avec les rouleaux 40 en insérant chaque rouleau 40 dans l'alvéole 26A correspondante selon une direction parallèle à l'axe X20 et représentée par une flèche F26A à la figure 1. Cette mise en place des rouleaux 40 dans les alvéoles 26A a lieu à travers les ouvertures d'extrémité axiale 026 de ces alvéoles. De la même façon, on met en place les cames 50 dans les alvéoles 26B, à travers les ouvertures d'extrémité axiale 026 de ces alvéoles, selon une direction parallèle à l'axe X20 et comme représenté par les flèches F26B. Préalablement ou postérieurement à la mise en place des cames 50 dans les alvéoles 26B, les ressorts 60 sont mis en place dans les logements 242, à travers les ouvertures 026 et ces alvéoles et dans le sens des flèches F26B. Une fois en place dans les logements 242, les ressorts 60 exercent sur les cames 50 l'effort élastique E60 qui renvoie ces cames vers une position où elles ne bloquent pas une rotation relative entre les bagues 120 et 140, comme mentionné ci-dessus. Lorsque les différents éléments 40, 50 et 60 sont en place dans les alvéoles 26, le couvercle 30 peut être rapporté sur la partie principale 20, en alignant les axes X20 et X30 et en plaquant se couvercle sur cette partie principale dans le sens de la flèche F30 à la figure 1, ce qui a pour effet de faire pénétrer les pions 246 dans les orifices 306 et d'amener les nervures 249 dans la feuillure 309. Ceci a pour effet d'obturer les ouvertures 026 au moyen du couvercle 30, de sorte que les éléments 40, 50 et 60 sont maintenus en position dans les alvéoles 26. A cet égard, les dimensions transversales des alvéoles 26, notamment selon une direction orthoradiale par rapport à l'axe X20 sont choisies pour que les éléments 40, 50 et 60 ne risquent pas de glisser hors des alvéoles, radialement vers l'intérieur ou l'extérieur des barreaux 24, lorsqu'on manipule une cage 200, constituée des pièces 20 et 30 assemblées et qui est équipée des éléments 40, 50 et 60. On comprend que comme les éléments 40, 50 et 60 sont mis en place dans les alvéoles 26 au moyen de mouvements axiaux parallèles à l'axe X20, ceci requiert une main d'ceuvre moins spécialisée que celle nécessaire pour mettre en place de tels organes par l'intérieur d'une cage monobloc. Ceci permet d'envisager une mise en place simultanée de ces éléments dans les alvéoles correspondantes, par exemple au moyen d'un robot manipulateur. La cage 200 peut alors être mise en place dans un espace annulaire E défini, radialement par rapport à l'axe X100, entre les pistes 122 et 142. Cette cage 200 équipée des éléments 40, 50 et 60 peut être manipulée comme un sous ensemble unitaire, ce qui facilite l'assemblage de la roue libre 100. Selon une variante non représentée de l'invention, tous les barreaux 24 peuvent être équipés d'une languette élastiquement déformable 248 pour améliorer l'encliquetage du couvercle 30 sur la partie principale 20. En complément ou en alternative à l'utilisation des languettes d'encliquetage 248, le couvercle 30 peut être collé ou soudé sur la partie principale. Le nombre d'alvéoles de la cage 200 de l'invention n'est pas forcément égal à quatorze et peut prendre différentes valeurs, notamment en fonction des diamètres de la bague 22 et des rouleaux 40 et des dimensions transversales des cames 50. L'invention est également applicable à une roue libre qui comprend uniquement des rouleaux 50, auquel cas l'une des pistes 122 et 142 peut être pourvue de cames de coincement sélective de ces rouleaux, ou uniquement des cames 50 qui assurent alors également une fonction de reprise de la charge radiale. Dans ce cas, les ressorts 60 sont prévus pour agir sur les rouleaux 40. Les ressorts 60 sont optionnels. Les modes de réalisation et variantes envisagés ci-dessus peuvent être combinés pour générer de nouveaux modes de réalisation. REVENDICATIONS1.- Ebauche (10) de cage (200) de roue libre (100) à corps roulants (40) et/ou à cames (50), caractérisée en ce que - elle est bipartite et comprend une partie principale (20) définissant des alvéoles (26) de réception des corps roulants (40) et/ou des cames (50) ainsi qu'un couvercle (30) de fermeture des alvéoles, - avant montage du couvercle sur la partie principale, chaque alvéole (26) présente, à une extrémité axiale (264), le long d'un axe longitudinal (X20) la partie principale une ouverture (026) de mise en place d'un corps roulant ou d'une came. 2.- Ebauche selon la revendication 1, caractérisée en ce que la partie principale (20) comprend une bague (22) centrée sur l'axe longitudinal (X20) de la partie principale, et plusieurs barreaux (24) qui s'étendent parallèlement à l'axe longitudinal et entre lesquels sont définies les alvéoles (26). 3.- Ebauche selon la revendication 2, caractérisée en ce que certains (24A) au moins des barreaux (24) portent, à leur extrémité libre (244) la plus éloignée de la bague (22), des moyens (246, 248) de montage du couvercle (30). 4.- Ebauche selon la revendication 3, caractérisée en ce que les moyens de montage comprennent, pour au moins un barreau (24), un pion (246) en saillie par rapport à une partie (244) du barreau qui délimite une alvéole (26), et en ce que le couvercle est pourvu d'au moins un logement (306) de réception d'un pion d'un barreau. 5.- Ebauche selon la revendication 4, caractérisée en ce que chaque barreau (24) est pourvu d'un pion (246) en saillie à son extrémité axiale (244) et le couvercle (30) est pourvu de logements (306) de réception des pions, en nombre égal au nombre de barreaux. 6.- Ebauche selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que certains (24A) au moins des barreaux portent, à leur extrémité axiale (244), une languette (248) d'encliquetage du couvercle (30) en place sur la partie principale (20).35 7.- Ebauche selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisée en ce qu'au moins un barreau (24A) définit un logement (242) de réception d'un organe élastique (60) de renvoi (E60) d'un corps roulant (40) ou d'une came (50) reçu dans une alvéole (26B) adjacente au barreau vers une position prédéterminée, ce logement étant débouchant dans l'ouverture (026) d'extrémité axiale de l'alvéole adjacente. 8.- Cage (200) de roue libre (100) à corps roulants (40) et/ou à cames (50), caractérisée en ce qu'elle est formée à partir d'une ébauche (10) selon l'une des revendications précédentes et dans laquelle le couvercle (30) est monté sur la partie principale. 9.- Roue libre à corps roulants et/ou à cames comprenant - une bague interne (120) - une bague externe (140) - plusieurs corps roulants (40) et/ou plusieurs cames (50) disposés chacun dans un espace annulaire (E) ménagé radialement entre les bagues interne et externe - une cage (200) de maintien des corps roulants et/ou des cames en position dans l'espace annulaire caractérisée en ce que la cage (200) est selon la revendication 8. 10.- Procédé de montage d'une roue libre (100) selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend des étapes consistant à : a) installer la partie principale (20) dans une configuration où elle est séparée du couvercle (30) ; b) garnir les alvéoles (26) de la partie principale en introduisant dans celle-ci des corps roulants (40) et/ou des cames (50) à travers leurs ouvertures (026) d'extrémité axiale respectives, par un mouvement (F26A, F26B) parallèle à l'axe longitudinal (X20) de la partie principale ; c) obturer les ouvertures (026) d'extrémité axiale des alvéoles (26) en montant (F30) le couvercle (30) sur la partie principale (20).