CA1054540A - Ressort pour dispositif de roue libre - Google Patents

Abstract

La divulgation décrit un ressort pour dispositif de roue libre à cames de coincement. Le ressort présente des ondulations principales à l'intérieur desquelles sont pratiquées des fenêtres pour le passage des cames et des ondulations secondaires. Les cames sont pincées entre les bords de ces fenêtres, un basculement des cames étant provoqué par l'action d'une languette de basculement présentant une portion plane. On obtient une amélioration de la synchronisation du mouvement des cames et une réduction de l'usure du dispositif.

Description

~(~S454V
La présente invention est relative à un res~ort de forme générale sensiblement cylindrique muni de fenêtres pour le passage de cames de coincement et destiné à être utilisé
pour agir sur lesdites cames de coincement lorsque celles-ci se trouvent engagées entre deux chemins de glissements interne et externe d'un dispositif de roue libre à coincement de cames.
Lesdites cames de coincement peuvent être avantageusement main-tenues dans des fenêtres pratiquées dans une cage.
On connait déjà un certain nombre de réalisations de tels ressorts qui viennent prendre appui sur les faces latérales des cames d'un dispositif de roue libre. Ces ressorts de type connu comportent des fenêtres dont les bords pr~sentent des languettes venant en appui sur les faces latérales des cames de coincement. (Voir par exemple les brevets US n 2.753.027 au nom de Borg Warner (inventeur H.P. Troendly et al) délivré le 3 juillet 1956, n 3.219.163 au nom de Borg Warner (inventeur Zlotek) d~livré le 23 novembre 1965 et le brevet allemand n 1.142.254 au nom de Borg Warner (inventeur Troendly) délivré le . .
20 janvier 1963.
Avec ces dispositifs de type connu, on renco~tre cepen-dant dans la pratique des difficult~s, car la synchronisation de l'ensemble des cames est mauvaise. On constate, en effet, fréquemment un certain manque de rapidité dans la réponse des ` cames à une sollicitation du dispositif dans le sens du blocage qui est dû vraisemblablement à une synchronisation imparfaite de l'ensemble des cames.
Ce défaut semble dû au fait que les ressorts de type coImu agissent en général seulement en deux points de pivot sur les cames de coincement, le basculement de l'une des cames ne provoquant pratiquement aucune réaction sur les cames adjacentes.

On a déjà cherché à remédier à ce type d'inconvénients en prévoyant, par exemple, deux cages concentriques dans un tel .. ~ ~ , : ' 11~)54540 dispositif de roue libre, le ressort ~tant monté entre les cages qui viennent en contact avec les cames de coincement et synchro-nisent leurs mouvements. (Brevet français n 1.095.050) au nom de Borg Warner, (inventeurs Troendly et al) déposé le 5 janvier 1954. On comprendra toutefois qu'un tel dispositif présente l'in-convénient de multiplier le nombre despièces et donc d'augmenter la complexité et le prix de revient du dispositif de roue libre.
La présente invention a pour objet un ressort pour dis-positif de roue libre du type à coincement de cames qui soit sim-ple à r~aliser et qui, de par sa configuration, maintienne par-faitement les cames en position et réalise un montage flottant desdites cames de façon à obtenir une synchronisation améliorée et une moindre usure des cames. Le ressort de l'invention permet notam~ent de limiter le couple de trainée du dispositif da roue libre en permettant de définir avec plus de précision la position des cames lors du fonctionnement en roue libre.
L'invention a également pour objet un ressort dont la configuration soit telle que la force centrifuge provoquée par la rotation du dispositif de roue libre ait tendance à provo-quer aux grandes vitesses de rotation un pivotement des camesr~duisant leur usure.
L'invention a également pour objet un ensemble formé
par une pluralité de cames, un ressort agissant sur les cames et éventuellement une cage de fa~on que cet ensemble forme un tout parfaitement solidaris~.
Un autre objet de la présente invention est de réaliser un dispositif de roue libre du type à coincement de cames équipé
d'un ressort permettant de limiter l'usure des cames et des che-mins de glissement tout en assurant une synchronisation améliorée de l'ensemble des cames lors du coincement.
Le ressort pour dispositif de roue libre à cames de coincement selon la présente invention comporte des fe-~ -2-': ~ ' ` lOS4540 - nêtres pour le passage des cames et au moins une languette venant en appui sur chaque came. Selon l'invention, le res~
sort présente une suite d'ondulations principales munies de ` fenetres et séparées les unes des autres par des portions sensiblement cylindriques. Chaque ondulation principale présente au voisinage de son sommet une ondulation secon-j ~ :
~` daire qui subsiste donc de chaque côté des fenêtres. Les dimensions de ces fenêtres sont telles que leurs bords viennent pincer les cames en entrant en contact sensiblement per-pendiculaire avec les faces latérales des cames. Une lan-,, guette de basculement est de plus conformée dans le res-sort et repliée vers l~exterieur de fac,on à agir sur l'une des faces latérales de chaque came dans le sens qui amé-~'' liore le coincement.
, La languette de basculement présente de préférence une portion plane susceptible d'entrer en contact avec une ~,, portion plane correspondante de la face latérale de la came , en position de glissement afin de définir avec précision ~' ~,~ cette position.
,- 20 Dans un mode de réalisation préféré la languette présente un profil trapézoldal dont la largeur diminue vers , . , extrémité libre de fa,con à lui conférer sensiblement une égale résistance à la flexion sur toute sa longueur. De , plus, les bords de la languette se raccordent au ressort ,''; dans une portion sensiblement cylindrique de ce dernier et ` tangentiellement à des perforations pratiquées dans le res- ~ -,' sort de chaque côté de la languette de fa,con ~ éviter les ~ amorces de fissures.
. .
Dans un autre mode de réalisation également avan-,, 30 tageux, le contact de pincement sur le bord de chaque fe-~ nêtre opposé à la languette de basculement se fait par l'in-: , termédiaire d'une ou plusieurs languettes de pincement recour-.
~ 3 ~
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bées vers l'extérieur et présentant une zone de contact ar-rondie. Il est ainsi possible de diminuer les contraintes sur l'ondulation secondaire du ressort.
L'invention sera mieux comprise à l'étude de deux modes de réalisation particuliers décrits à titre d'exemples -nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés sur lesquels:
La fig. 1 est une vue en coupe schématique par-tielle d'un dispositif de roue libre conforme à un premier mode de réalisation de la présente invention montrant une des cames positionnée entre des chemins de glissement interne et externe au moyen d'un ressort selon l'invention ;
la fig. 2 est une vue en coupe partielle schéma-tique montrant une came solidarisée avec une cage au moyen d'un ressort identique à celui de la fig. 1, l'ensemble n'étant pas encore monté dans le dispositif de roue libre la fig. 3 est une vue partielle d'une bande mé-tallique découpée qui après formage et découpe permet la réalisation d'un ressort conforme aux figures précédentes la fig. 4 est une vue partielle en perspective du ressort visible sur les fig. 1 et 2, la fig. 5 est une vue en coupe schématique par-tielle analogue à la fig. 1 d'un autre mode de réalisation - d'un dispositif de roue libre selon l'invention la fig. 6 est une vue analogue à la fig. 2 du deuxième mode de réalisation montrant l'ensemble constitué ~ `~
` par une came la cage et le ressort avant montage dans le dispositif de roue libre la fig. 7 est une vue partielle d'une bande mé-tallique découpée qui après formage et découpe permet la réalisation du ressort visible sur les fig. 5 et 6 et la fig. 8 est une vue partielle en perspective lOS4540 du ressort des fig. 5 et 6.
Dans le premier mode de réalisation de l'invention tel qu'il est représenté sur les fig. 1 à 4 on voit que le ressort 1 de forme générale sensiblement cylindrique est formé d'une succession d'ondulations principales 2 sépa-rées par des portions sensiblement cylindriques 3. Il y a lieu de noter que lors de la fabrication du ressort et notam-ment lors de son formage ces portions 3 qui sont sensible-ment cylindriques dans le dispositif de roue libre sont des portions planes, les ondulations principales 2 se trou-vant toutes d'un même coté du plan défini par les portions 3. Une telle structure est particulièrement avantageuse pour la fabrication du ressort de l'invention par formage puisqu'elle permet de définir avec précision une surface de référence plane à partir de laquelle se fait le formage des ondulations du ressort.
L'ondulation principale 2 présente au voisinage de son sommet une ondulation secondaire 4 au niveau de la-quelle se trouve pratiquée la fenêtre 5 visible plus parti- ~ -culièrement sur la fig. 4 et dont les bords 6 et 7 viennent pincer les surfaces latérales 8 et 9 d'une came 10. Comme on peut le voir sur la fig. 1, la forme de l~ondulation 2 et la position de la fenêtre 5 sont telles que les bords 6 et 7 de ladite fen8tre entrent en contact de manière sensi-blement perpendiculaire avec les faces latérales 8 et 9 de la came 10. L'ondulation secondaire 4 permet d~obtenir une bonne élasticité dans le pincement de la came 10.
Le dispositif de roue libre tel qu'il est repré-senté sur la fig. 1 comporte en outre une cage de forme cylindrique 11 à l'intérieur de laquelle sont pratiquées des fenêtres 12 dont les dimensions sont telles qu'elles permettent l'introduction des cames 10 depuis l'extérieur .

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vers l'intérieur.
L'ensemble constitué par le ressort 1, la cage 11 et les cames 10 peut être monté entre un chemin de glissement interne 13 et un chemin de glissement externe 14 concentriques de façon à former un dispositif de roue libre à coincement de cames. On notera que le ressort 1 la cage 11 et les ~- -chemins de glissement interne et externe 13 et 14 possèdent un axe de symétrie commum qui est l'axe de rotation du dis-positif de roue libre. Dans la présente description on -qualifiera d'intérieur les éléments les plus rapprochés de cet axe de symétrie les autres éléments étant qualifiés d'extérieur.
Le ressort 1 comporte pour chaque came 10 une lan-guette de basculement 15 qui est repliée vers l'extérieur de facon à agir sur la portion interne 9a de préférence en forme ~
de bossage de la face latérale 9 de la came 10 dans un sens qui améliore le coincement c'est-à-dire en faisant basculer la came 10 dans le sens de la flèche 16.

La languette de basculement 15 présente une por-~:' ' :: .
tion centrale 17 sensiblement plane qui est susceptible d'entrer en contact avec une portion plane correspondante de la partie 9a dans la position normale de glissement du ;
dispositif de roue libre qui constitue alors une position d'équilibre préférentiel. Dans cette position en effet, le chemin de glissement externe 14 peut se déplacer par rapport au chemin de glissement interne 13 dans le sens de la flèche 18. La coopération des deux portions en regard se trouvant respectivement sur la languette 15 et sur la partie 9a de -la came permet de définir avec précision la position normale de glissement des cames 10 et ainsi de réduire notablement le couple de trainée du dispositif de roue libre.

La languette 15 présente par ailleurs une extrémité

libre légèrement recourbée 19 permettant de faciliter l'in-troduction des cames 10 de telle sorte que la portion 9a vienne bien porter correctement sur la languette 15.
Comme on peut le voir plus particulièrement sur les fig. 3 et 4 le ressort 1 est obtenu à partir d'une bande métallique continue, plane qui est tout d~abord estampée comme représenté sur la fig. 3 de façon à former des ouver-tures ou fen8tres 5 et les découpes qui permettront après formage de réaliser des languettes 15 qui sont disposées à
égale distance des bords de la bande métallique constituant le ressort, Comme on le voit sur ces figures les languettes 15 présentent de préférence une forme trapézoidale dont la largeur diminue vers l'extrémité libre. De cette manière les languettes 15 présentent une résistance à la flexion sensiblement égale sur toute leur longueur ce qui accroit nettement la longévité du ressort.
Pour les mêmes raisons on voit que la base 20 des languettes 15 se raccorde au ressort 1 dans l'une des por-tions sensiblement cylindriques 3, les bords des languettes 15 venant en contact tangentiel avec des perforations 21 pratiquées dans ladite portion cylindrique 3 du ressort de chaque c8té de la languette 15, on évite ainsi toute amorce de rupture. La base 20 des languettes 15 est de préférence sensiblement plane et dans le prolongement de la portion 3 correspondante. Elle se raccorde à la portion centrale 17 par un arrondi. Il résulte de cette structure que la zone de contraintes maximales qui correspond à la jonction entre la base 20 et la portion 3 du ressort ne comporte aucun pliage ce qui réduit sensiblement les risques de rup-ture.
Par ailleurs, comme on peut le remarquer, en par-ticulier sur la fig. 3 l'extrémité libre de la languette 15 . . .
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avant formage est en retrait du bord 7 de la fen~tre 5 en laissant subsister un évidement sensiblement rectangulaire 7a. Dans le but d'éviter également toute amorce de rupture au niveau des fen~tres 5 les coins de celles-ci sont munis d'arrondis 22 tangents aux bords latéraux 23 des fenêtres 5.
Comme on peut le voir sur la fig. 1 la came 10 se trouve convenablement pincée entre les bords 6 et 7 de la fenêtre 5, ce pincement étant rendu élastique grâce ~ l'exis~
tence de l'ondulation secondaire 4. La came 10 est donc maintenue entre deux pivots constitués par les lignes de contact entre la came et les bords de la fenetre 5, le bas-culement de la came 10 étant assuré par la languette 15. On notera que les ondulations 2 du ressort 1 ont une amplitude suffisante pour remplir la majeure partie de l'espace se ;
situant entre la cage 11 et le chemin de glissement interne ~ s 13. Ni les sommets des ondulations 2, ni les portions cy-lindriques 3 ne touchent cependant la cage 11 ou le chemin de glissement interne 13. ;
Cette forme ondulée du ressort 1 et l'existence des ondulations principales 2 permet de rattraper les éven-tuelles imprécisions d'usinage risquant d'entra~ner des ir-régularités dans le pas des fenatres 12 de la cage 11. De plus, lors du fonctionnement du dispositif de roue libre par exemple à une vitesse de rotation de l'ordre de 5 ~ 6000 tours/mn, la cage 11 est amenée au moyen de pattes de fric-tion non représentées sur les figures à tourner sensiblement la même vitesse que le chemin de glissement mobile qui est dans l'exemple représenté sur les figures le chemin externe 14 mais qui pourrait également atre le chemin interne 13 dans une autre réalisation. La cage 1~ entraine donc à grande ` vitesse les cames 10 et le ressort 1 qui se trouve ainsi dé-"' : '':
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formé par l'action de la force centrifuge. Cette déformation a tendance à entrainer un pivotement des cames 10 dans le sens contraire de celui de la flèche 16 et une réduction de l'usure des surfaces de glissement internes 24 des cames 10 et du chemin de glissement interne 13.
De plus. la forme ondulée du ressort 1 de structure particulière a pour conséquence que le pivotement de l'une des cames 10 provoque par réaction un léger déplacement des portions cylindriques 3 du ressort lequel engendre à son tour une action sur la languette 15 de la came immédiatement adjacente qui est alors amenée à pivoter dans le même sens que la précédente. On voit donc que le pivotement de l'une des cames se répercute immédiatement sur l'ensemble des cames du dispositif ce qui provoque une excellente synchro-nisation du pivotemsnt des diverses cames 10.
Ces caractéristiques de synchronisation liées à
une grande rapidité de réponse du ressort due à sa configu- ;
ration particulière permet dlobtenir une grande sécurité de fonctionnement et une longévité remarquable du dispositif de roue libre selon la présente invention. Il convient de noter que la cage 11 qui peut entrer en contact avec les faces latérales des cames 10 n~a pratiquement aucune influence sur l~effet de synchronisation qui est essentiellement dû au ressort.
En se référant maintenant plus particulièrement à la fig. 2 on voit que lorsque les cames 10 ne sont pas encore montées entre le chemin de glissement interne 13 et le chemin de glissement externe 14 tel que représenté sur la fig. 1, l'ensemble constitué par les cames 10, la cage 11 et le ressort 1 est parfaitement solidarisé. Dans cette posi-tlon, la languette de basculement 15 vient toujours porter ~ sur la protubérance 9a de la surface latérale 9 de la came g _ .-, . .,-lOS4540 lO mais cette fois non plus par la portion plane 17 mais par l'arrondi qui relie cette portion plane à l~extrémité l9 de la languette 15. Le ressort l agissant sur les cames lO pn~-voque une descente de celle-ci par rapport à la fenêtre 12 de la caye 11.
Dans l'exemple de réalisation représenté, la came 10 présente avantageusement en profil une forme telle qu'elle ne puisse pas etre extraite des fen8tres 12 de la cage 11 en passant depuis l~extérieur vers l'intérieur. La partie externe des cames 10 présente dans ce but deux protubérances ~
25 et 26 qui rendent impossible le passage de cette portion ~ ;
externe de la came 10 à travers les fenêtres 12 de la cage ;
11. Les protubérances 25 et 26 viennent donc en contact -~
avec le rebord des fen8tres 12, les cames lO restant ainsi maintenues par l'action du ressort l~ Pour une description plus précise des cames qu'il est possible d'utiliser dans la présente invention on pourra se reporter aux brevets fran-~cais n 70.20610 et 71.23782 déposés par la demanderesse.
Bien entendu on comprendra que d~autres types de cames pour-raient être utilisés en combinaison avec le ressort de l'in- ' vention.
Lors du montage des cames 10 on introduit la por-tion interne des cames à l'intérieur des fenatres 12 de la cage ll, puis à l~intérieur des fen8tres 5 du ressort l en agissant à l'encontre de l'extrémité l9 des languettes de basculement 15 qui permettent un encliquetage des cames 10 dès que la protubérance 9a a dépassé l~extrémité 19.
Après cette opération de montage les cames 10 se trouvent parfaitement maintenues dans les fenêtres 12 de la cage 11 au moyen des languettes 15. Il n'est plus possible -de retirer les cames lO sans exercer vers l'extérieur une poussée relativement importante sur leur portion interne.

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De cette manière l'ensemble ainsi solidarisé constitué par les cames 10, la cage 11 et le ressort 1 peut 8tre facilement stocké et commercialisé sous cette forme. On comprendra que ce résultat puisse être également obtenu sans la cage 11, les cames 10 restant alors simplement maintenues par leurs protubérances 25 et 26 dans les fen~tres 5 du ressort.
Afin de diminuer les contraintes qui s'exercent lors du pincement des cames 10 au niveau des bords des fe~
nêtres 5, il est possible de prévoir une languette de pin-cement placée à l'opposé de 1a languette de basculement 15.
Les fig. 5 à 8 illustrent un tel mode de réalisation. Comme on peut le voir sur ces figures sur lesquelles les éléments identiques aux figures précédentes portent les mêmes réfé- ~;
rences, le ressort la présente dans une position sensible-ment identique au mode de réalisation précédent des fenêtres 27 dont le bord 28, opposé au bord 7 du côté duquel se trouve la languette de basculement 15, présente deux parties en saillie constituant deux languettes de pincement 29 et 30.
Comme on peut le voir le mieux sur la fig. 5, les languettes de pincement telle que la languette 29 comportent ;
une portion sensiblement radiale 30 recourbée vers l~extérieur et se prolongeant par une portion arrondie 31 formant zone de contact avec la surface latérale 6 de la came 10.
Dans ce mode de réalisation les cames 10 se trouvent donc pincées à l'intérieur des fenêtres 27 du ressort la entre l~un des bords 7 desdites fenêtres 27 et les languettes de pincement 29 et 30 d'autre part. Le mode d'action de la languette de basculement 15 est identique au mode de réali-sation précédent. On obtient également les m8mes résultats lorsque le dispositif n'est pas monté entre le chemin de glis-sement interne 13 et le chemin de glissement externe comme on peut le voir sur la fig. 6.

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lOS4540 Bien que les fig. 5 à 8 illustrent un mode de réa-lisation comportant deux languettes de pincement latérales 29 et 30 on comprendra qu'il serait possible d'envisager un nombre de languettes de pincement different et m~me une lan-guette de pincement unique dont la largeur devrait alors être suffisante pour maintenir en position convenable les cames 10.
La présente invention permet d'obtenir un disposi- ~:
tif de roue libre présentant d'excellentes caractéristiques de fonctionnement au moyen d'un ressort de fabrication simple.

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Claims (8)

Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont définies comme il suit:-

1. Ressort pour dispositif de roue libre à cames de coincement du type comportant des fenêtres pour le passage des cames et au moins une languette venant en appui sur chaque came, caractérisé par le fait qu'il comporte une suite d'ondulations principales (2) munies de fenêtres (5, 27) et séparées par des portions sensiblement cylindriques (3), chacune desdites ondulations principales (2) présentant au voisinage de son sommet une ondulation secondaire (4), les dimensions desdites fenêtres (5, 27) étant telles que leurs bords (6, 7) viennent pincer les cames (10), en contact sen-siblement perpendiculaire avec les faces latérales (3, 9) des cames, une languette de basculement (15) étant de plus conformée dans le ressort (1, la), repliée vers l'extérieur de façon à
agir sur l'une des faces latérales (9, 9a) de chaque came dans le sens qui améliore le coincement.

2. Ressort selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la languette de basculement (15) présente une portion plane (17) susceptible d'entrer en contact avec une portion plane correspondante (9a) de la face latérale de la came en position de glissement afin de définir avec précision cette position.

3. Ressort selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la languette de basculement est reliée au ressort dans une portion sensiblement cylindrique de ce dernier.

4, Ressort selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que la languette de bascu-lement présente un profil trapézoïdal dont la largeur diminue vers l'extrémité libre de façon à lui conférer sensiblement une égale résistance à la flexion sur toute sa longueur.

5. Ressort selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que les bords de la lan-guette de basculement se raccordent au ressort tangentielle-ment à des perforations (21) pratiquées dans le ressort de chaque côté de la languette.

6. Ressort selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le contact de pincement sur le bord de chaque fenêtre opposé à ladite languette de basculement se fait par l'intermédiaire d'au moins une languette de pincement recour-bée vers l'extérieur et présentant une zone de contact arrondie.

7. Ressort selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'à chaque fenêtre sont associées deux languettes de pincement (29, 30).

8. Ressort selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que les coins de chaque fenêtre sont munis d'arrondis (22) pour éviter les amorces de fissures.