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Dans les dispositifs d'accouplement unidirectionnels, dits aussi "à roue libre", qui utilisent le coincement de billes ou de galets, la force centrifuge joue un grand rôle dans la durée et le comportement des organes en présence.
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Lorsque les vitesses de rotation sont élevées, la pression exercée sur les galets ou sur les billes, par la force centrifuge et les ressorts de rappel des galets ou billes,creuse rapidement une gorge à l'endroit du chemin de roulement de ces galets ou billes. D'autre part, le frottement des galets sur leur chemin de roulement les oblige à tourner sur eux-mêmes au contact des cames et, de ce fait, à y creuser leur empreinte.
Il s'est avéré que la meilleure solution consiste à utiliser un moyeu lisse et des cames à rampes intérieures portées par une couronne, les organes de roulement étant interposés entre le moyeu et lesdites rampes. De cette façon, on diminue les frottements d'une façon appréciable, car la force centrifuge tend à éloigner les galets du moyeu.
Toutefois, pour assurer aux galets de coincement une intervention immédiate et efficace, on a été conduit à prévoir des moyens qui les sollicitent élastiquement vers leur position de coincement par des poussoirs disposés dans une position et suivant une orientation particulières, qui font l'objet principal de la présente invention.
Suivant l'invention, les poussoirs élastiques en question sont montés à coulissement dans des logements . prévus à cet effet dans le corps même de la couronne.
Suivant une disposition préférée, l'axe géométrique de chaque poussoir passe par le centre de la bille ou du galet avec lequel il coopère et il fait, vers l'extérieur, avec la bissectrice de l'angle forme par les plans tangents à la bille ou au galet en ses points de contact avec les surfaces de coincement, un angle de valeur comprise entre 0 et 30 .
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Suivant une autre caractéristique de 1?invention, l'extrémité du poussoir en contact avec la billo ou galet présente une forme bombée, de façon à ne pas influencer la bille ou galet dans d'autres directions que celle qui lui est assignée et aussi pour lui laisser la faculté de se dégager en suivant le profil de la came de coincement.,
Dans un mode de réalisation préféré le poussoir est monté coulissant dans un guide monté fixe dans le logement prévu dans la couronne, et il est muni d'éléments de butée qui limitent son mouvement de recul dans le guide, afin que la bille ou galet ne puisse venir heurter et détériorer l'extrémité intérieure du guide.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante et à l'examen des dessins annexés qui montrent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation de l'invention.
Sur ces dessins :
La Fig. 1 est une coupe diamétrale d'un accouple- ment unidirectionnel suivant l'invention, faite suivant la ligne 1-1 de la Fig. 2.
La Fig. 2 est une coupe transversale du même accou- plement faite suivant la ligne 2-2 de la Fig. 1, un quart de cette Figure étant une vue extérieure de bout.
La Fig. 3 est une coupe oblique partielle faite suivant la ligne 3-3 de la Fig. 2, et
La Fig. 4 montre, à plus grande échelle, le détail d'un poussoir et son mode d'action sur le galet.
En se référant maintenant aux dessins, on voit que l'accouplement unidircetionnel représenté comporte un moyeu 1 qui est destiné à être monté et fixé sur un arbre
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fixe ou rotatif, suivant les -applications. Doux roulements à billes 2 enfiles sur le moyeu 1 servent à supporter un manchon 3 et deux flasques d'extrémités 4 sont fixés res- pectivement sur les deux extrémités de ce manchon au moyen de vis 5. Le manchon 3 peut être rotatif et porter, par exemple, une poulie ou une roue de chaîne, ou bien, au contraire, il peut être fixe et rendu solidaire d'un bâti de machine par exemple.
Le moyeu 1 présente un cheini de roulement cylin- drique 6 tandis que le manchon 3 porte des rampes 7. Des galets 8 sont interposés entre ledit chemin de roulement et lesdites rampes; ils sont sollicités vers leur position de coincement par des poussoirs 9 montés de façon à pouvoir coulisser dans des guides 11 emmanchés à force dans des logements obliques prévus à cet effet dans le manchon 3.
Des ressorts de compression 12 sont disposés dans le fond des guides 11 pour solliciter les poussoirs vers les galets-, On reviendra plus loin en détail sur les guides et les poussoirs.
A titre de mesure de sécurité, pour empocher les guides 11 de se déplacer éventuellement, par exemple sous l'effet de vibrations, ceux-ci sont immobilisés dans leurs logements au moyen de vis pointeaux 14 (voir Fig. 3) montées en bout dans le manchon 3.
Pour faciliter le montage de l'ensemble, le chemin de roulement 6 du moyeu présente une joue 15 qui fait corps avec lui et une joue 16 rapportée, constituée par une ron- delle maintenue en place par le roulement 2 adjacent, lui- même retenu par un jonc élastique 17 logé dans une rainure @ correspondante du moyeu.
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Pour la lubrification do l'accouplement, il est prévu un bouchon de remplissage 18, un bouchon de trop- plein 19 et un bouchon de vidange 21.
Si l'on se réfère maintenant plus particulièrement à la Fig. 4, on voit que l'axe géométrique' commun du guide 11 et du poussoir 9a passe par le centre du galet 8 en position de coincement entre le chemin cylindrique du moyeu 1 et la rampe 7 du manchon 3. De plus, on a appelé a l'angle que tonifies plans tangents audit chemin de roulement et à ladite rampe respectivement aux points de contact du galet et de ces surfaces de coincement. On a désigné par XX' la bissectrice de cet angle. Suivant une disposition préférée, l'axe du poussoir 9a fait, vors l'extérieur, avec la bissectrice XX', un angle compris entre 0 et 30 . De plus, l'extrémité du poussoir qui coopère avec le galet est bombée.
On voit que, dans cette disposition, l'axe du pous- soir passe par le centre du galet, que le galet est constam- mont', appliqué contre les pièces en rotation, que l'actic de coincement du galet est immédiate, qu'une fraction de la, force centrifuge exercée sur le galet est équilibrée par la force du ressort, dans le cas où c'est le manchon qui tourne, qu'on évite des frottements trop importants dus à la pression du ressort, précisément en utilisant cette action de la force centrifuge, qu'un film d'huile peut subsister en permanence entre les galets et le moyeu pon- dant la rotation de celui-ci, et qu'enfin, par un choix judicieux de l'angle qui définit l'orientation du poussoir et de la valeur de la pression du ressort, on peut éviter
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les phénomènes vibratoires,notaymcîLnt z-,u:
,-. vitesses crLt5.CjLk5
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On remarquera que, dans le mode de réalisation des Figs. 1 à 3, les poussoirs sont cylindriques. Pour éviter, toutefois,que les galets risquent de mater l'extrémité intérieure de leurs guides enfonçant complètement les poussoirs à l'intérieur de ceux-ci, on peut prévoir des éléments qui limitent l'enfoncement des poussoirs pour que ceux-ci restent toujours en saillie et reçoivent la pres- sion des galets. A cet effet, on peut munir chaque pous- soir d'une tête comme celles des poussoirs 9a (Fig. 4) ou 9b. Le dessous de la première est tronconiquo et peut venir porter contre un siège de forme complémentaire du guide,tandis que le dessous de la deuxième est plan et peut venir porter contre l'extrémité plane du guide.
Enfin, on a indiqué en 22, un orifice d'évacuation d'air et d'huile qui traverse la paroi du guide. On pour- rait remplacer cet orifice par tout autre moyen équivalent tel que, par exemple, une rainure longitudinale pratiquée dans le guide ou sur le poussoir.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode do réalisation décrit et représ enté qui a été donné à titre d'exemple; on peut y apporter de nombreuses modifications accessibles à l'homme de l'art suivant les applications envisagées, sans sortir, pour cela, de l'esprit de l'invention.
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In unidirectional coupling devices, also called "freewheel", which use the jamming of balls or rollers, centrifugal force plays a large role in the duration and behavior of the components present.
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When the rotational speeds are high, the pressure exerted on the rollers or on the balls, by the centrifugal force and the return springs of the rollers or balls, rapidly digs a groove at the location of the raceway of these rollers or balls . On the other hand, the friction of the rollers on their raceway forces them to turn on themselves in contact with the cams and, therefore, to make their imprint there.
It has turned out that the best solution consists in using a smooth hub and cams with internal ramps carried by a crown, the rolling members being interposed between the hub and said ramps. In this way, the friction is appreciably reduced, since the centrifugal force tends to move the rollers away from the hub.
However, to provide the wedging rollers with immediate and effective intervention, it has been necessary to provide means which urge them elastically towards their wedging position by pushers arranged in a particular position and in a particular orientation, which are the main object of the present invention.
According to the invention, the elastic pushers in question are slidably mounted in housings. provided for this purpose in the body of the crown itself.
According to a preferred arrangement, the geometric axis of each pusher passes through the center of the ball or of the roller with which it cooperates and it forms, outwardly, with the bisector of the angle formed by the planes tangent to the ball or to the roller at its points of contact with the jamming surfaces, an angle of value between 0 and 30.
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According to another characteristic of the invention, the end of the pusher in contact with the billo or roller has a convex shape, so as not to influence the ball or roller in directions other than that assigned to it and also for allow it to free itself by following the profile of the jamming cam.,
In a preferred embodiment, the pusher is slidably mounted in a guide mounted fixedly in the housing provided in the crown, and it is provided with stop elements which limit its backward movement in the guide, so that the ball or roller does not could strike and damage the inner end of the guide.
The invention will be better understood on reading the following description and on examining the appended drawings which show, by way of non-limiting example, one embodiment of the invention.
On these drawings:
Fig. 1 is a diametrical section of a unidirectional coupling according to the invention, taken along line 1-1 of FIG. 2.
Fig. 2 is a cross section of the same coupling taken along line 2-2 of FIG. 1, a quarter of this Figure being an exterior end view.
Fig. 3 is a partial oblique section taken along line 3-3 of FIG. 2, and
Fig. 4 shows, on a larger scale, the detail of a pusher and its mode of action on the roller.
Referring now to the drawings, it can be seen that the unidircetional coupling shown comprises a hub 1 which is intended to be mounted and fixed on a shaft.
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fixed or rotating, depending on the application. Soft ball bearings 2 threaded onto the hub 1 serve to support a sleeve 3 and two end plates 4 are respectively fixed to the two ends of this sleeve by means of screws 5. The sleeve 3 can be rotatable and carry, for example, a pulley or a chain wheel, or else, on the contrary, it can be fixed and made integral with a machine frame for example.
The hub 1 has a cylindrical rolling track 6 while the sleeve 3 carries ramps 7. Rollers 8 are interposed between said raceway and said ramps; they are urged towards their wedging position by pushers 9 mounted so as to be able to slide in guides 11 force-fitted in oblique housings provided for this purpose in the sleeve 3.
Compression springs 12 are arranged in the bottom of guides 11 to urge the pushers towards the rollers. We will come back to the guides and pushers in detail later.
As a safety measure, to prevent the guides 11 from possibly moving, for example under the effect of vibrations, they are immobilized in their housings by means of needle screws 14 (see FIG. 3) mounted at the end in sleeve 3.
To facilitate assembly of the assembly, the raceway 6 of the hub has a cheek 15 which is integral with it and an attached cheek 16, constituted by a washer held in place by the adjacent bearing 2, itself retained. by an elastic ring 17 housed in a corresponding groove @ of the hub.
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For lubrication of the coupling, a filler plug 18, an overflow plug 19 and a drain plug 21 are provided.
If we now refer more particularly to FIG. 4, it can be seen that the geometrical axis' common to the guide 11 and of the pusher 9a passes through the center of the roller 8 in the wedging position between the cylindrical path of the hub 1 and the ramp 7 of the sleeve 3. In addition, we called at the angle that tonifies planes tangent to said raceway and to said ramp respectively at the points of contact of the roller and of these jamming surfaces. We denote by XX 'the bisector of this angle. According to a preferred arrangement, the axis of the pusher 9a forms, towards the outside, with the bisector XX ', an angle of between 0 and 30. In addition, the end of the pusher which cooperates with the roller is convex.
It can be seen that, in this arrangement, the axis of the pusher passes through the center of the roller, that the roller is constam- mont ', applied against the rotating parts, that the roller jamming actic is immediate, that 'a fraction of the centrifugal force exerted on the roller is balanced by the force of the spring, in the case where it is the sleeve which rotates, that excessive friction due to the pressure of the spring is avoided, precisely by using this action of centrifugal force, that a film of oil can remain permanently between the rollers and the hub weighing the rotation of the latter, and that finally, by a judicious choice of the angle which defines the orientation of the plunger and the value of the spring pressure, it is possible to avoid
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vibratory phenomena, notaymcîLnt z-, u:
, -. speeds crLt5.CjLk5
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It will be noted that, in the embodiment of Figs. 1 to 3, the pushers are cylindrical. To avoid, however, that the rollers risk matting the inner end of their guides pushing the pushers completely inside them, it is possible to provide elements which limit the pushing-in of the pushers so that they always remain protruding and receive the pressure from the rollers. For this purpose, each push-button can be fitted with a head like those of push-buttons 9a (Fig. 4) or 9b. The underside of the first is truncated and can come to bear against a seat of complementary shape of the guide, while the underside of the second is flat and can come to bear against the flat end of the guide.
Finally, at 22, an air and oil evacuation orifice which passes through the wall of the guide has been indicated. This orifice could be replaced by any other equivalent means such as, for example, a longitudinal groove made in the guide or on the pusher.
Of course, the invention is not limited to the embodiment described and shown which has been given by way of example; one can make numerous modifications accessible to those skilled in the art depending on the applications envisaged, without departing, for this, from the spirit of the invention.