[0001] La présente invention concerne un engrenage unidirectionnel, c'est-à-dire un engrenage dans lequel la rotation d'une roue menée par une roue menante ne peut être effectuée que dans un sens, la rotation des deux roues dans l'autre sens étant bloquée.
[0002] Dans les engrenages unidirectionnels conventionnels, notamment horlogers, le blocage de la rotation dans un sens s'accompagne souvent d'un coincement par arc-boutement d'une dent d'une roue sur une dent de l'autre roue. Un effort doit donc être produit pour décoincer ces dents lorsque l'on souhaite rétablir la rotation dans l'autre sens.
[0003] La présente invention vise à proposer un engrenage unidirectionnel, notamment horloger, qui permette un rétablissement plus aisé de la rotation normale.
[0004] A cette fin, il est prévu un engrenage unidirectionnel comprenant une roue dentée menante et une roue dentée menée, caractérisé en ce que le flanc arrière des dents de la roue menante comporte un évidement qui définit des première et seconde surfaces du flanc arrière s'intersectant en une arête, la seconde surface étant située entre la première surface et un sommet desdites dents, en ce que le sommet des dents de la roue menée est une arête définie par des troisième et quatrième surfaces, et en ce qu'en position bloquée de l'engrenage, l'une des dents de la roue menée est en butée contre la première surface de l'une des dents de la roue menante en une ligne de contact unique définie par le sommet de ladite dent de la roue menée et sensiblement confondue avec l'arête de l'évidement.
[0005] L'une des causes de l'effet de coincement que l'on observe dans les engrenages unidirectionnels conventionnels est que la zone de contact entre une dent de la roue menante et une dent de la roue menée est trop proche de la ligne reliant les centres des roues, dite "ligne des centres", ce qui provoque un coincement par arc-boutement et déformation élastique des dents. Ce coincement est aussi parfois le résultat de l'usure d'une pointe de la dent de la roue menée ou menante en appui sur la dent de l'autre roue, usure qui tend à rapprocher le point de contact entre ces deux dents de la ligne des centres.
[0006] Dans la présente invention, en position bloquée de l'engrenage, la dent de la roue menée et la première surface sont en appui l'une contre l'autre seulement au niveau du sommet de la dent de la roue menée et à proximité de l'arête de l'évidement, c'est-à-dire en un point éloigné de la ligne des centres. De plus, la configuration des dents dans la présente invention permet d'éviter les contacts agressifs pointe sur flanc générateurs d'usure.
[0007] Des modes de réalisation particuliers de l'invention sont définis dans les revendications annexées 2 à 13.
[0008] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée suivante faite en référence aux dessins annexés dans lesquels:
<tb>la fig. 1<sep>est une vue partielle d'un engrenage unidirectionnel selon l'invention dans une position de rotation normale,
<tb>la fig. 2<sep>est une vue partielle de l'engrenage unidirectionnel selon l'invention dans une position de blocage.
[0009] En référence aux figures annexées, un engrenage unidirectionnel selon un mode d'exécution de l'invention comprend une roue menante 1, munie de dents 2 toutes identiques et régulièrement réparties, et une roue menée 3, munie de dents 4 elles aussi toutes identiques et régulièrement réparties. Par "roue" on entend tout organe circulaire rotatif, tel qu'une roue proprement dite ou un pignon.
[0010] En fonctionnement normal de l'engrenage, la roue menante 1 tourne dans le sens indiqué par la flèche F1, et une surface principale convexe 5 du flanc avant 6 des dents 2 pousse et glisse sur une surface principale convexe 7 du flanc arrière 8 des dents 4 pour faire tourner la roue menée 3 dans le sens indiqué par la flèche F2.
[0011] Le flanc arrière 9 des dents 2 comporte dans sa partie supérieure un évidement 10 qui définit des première et seconde surfaces planes 11, 12 s'intersectant en une arête 13 et formant un angle saillant et obtus [alpha] entre elles. La première surface plane 11 forme un palier entre la seconde surface plane 12 et une surface inférieure 14 du flanc arrière 9. La seconde surface plane 12 s'étend de l'arête 13 jusqu'au sommet 15, en forme d'arête, de la dent 2.
[0012] Le sommet des dents 4 est une arête 16 formée par l'intersection d'une surface supérieure plane 17 du flanc arrière 8 et d'une surface supérieure légèrement convexe 18 du flanc avant 19 des dents 4. Deux autres arêtes 20 et 21 sont formées sur les dents 4 respectivement par l'intersection entre la surface supérieure plane 17 et la surface principale convexe 7 du flanc arrière 8 et par l'intersection entre la surface supérieure légèrement convexe 18 et une surface principale plane 22 du flanc avant 19.
[0013] Lorsque la roue menante 1 est entraînée en arrière, c'est-à-dire dans le sens contraire à son sens de rotation normal, comme indiqué par la flèche en pointillés F3 sur la fig. 2, le flanc arrière 9 d'une dent 2a pousse le flanc avant 19 d'une dent 4a mais, du fait de la présence de l'évidement 10, la roue menée 3 prend du retard et le sommet 16 d'une dent 4b qui précède immédiatement la dent 4a (dans le sens normal F2) entre dans l'évidement 10 d'une dent 2b qui précède immédiatement la dent 2a (dans le sens normal F1). Comme le palier 11 de la dent 2b se trouve sur le chemin de la dent 4b, cette dernière vient buter contre ce palier 11, ce qui bloque mutuellement les roues 1 et 3.
Le contact entre la dent 4b et le palier 11, et même plus généralement entre la dent 4b et la dent 2b, est linéaire, la ligne de contact étant définie par le sommet 16 et étant en outre confondue ou presque confondue avec l'arête 13 définie par les surfaces 11 et 12. Dans cette position bloquée de l'engrenage, montrée à la fig. 2, la surface plane 17 de la dent 4b fait donc avec le palier 11 un angle [beta] différent de zéro et ouvert vers l'arrière. Cet angle [beta] est choisi suffisamment grand pour que le contact entre les surfaces planes 11 et 17 puisse être considéré comme linéaire et suffisamment petit pour que le sommet 16 des dents 4 ne soit pas trop pointu, c'est-à-dire pour que l'angle [theta] défini par les surfaces 17 et 18 depuis le sommet 16 soit suffisamment grand.
L'angle [beta] peut typiquement être inférieur à environ 20[deg.] et, plus précisément, compris entre environ 2[deg.] et environ 20[deg.]. Dans l'exemple illustré, il est d'environ 2[deg.].
[0014] On voit qu'ainsi le contact entre les dents 2b et 4b s'effectue en une unique ligne 16 qui est éloignée de la ligne 23 reliant les centres des roues 1 et 3, c'est-à-dire qui est située à une grande distance angulaire [micro] de la ligne 23 mesurée par exemple depuis le centre de la roue menée 3. Le risque que la dent 4b se coince sur la dent 2b pendant le blocage du fait de l'élasticité des roues 1, 3 est donc réduit, ce qui favorise un rétablissement aisé de la rotation de la roue 1 dans le sens normal F1. On notera aussi que l'orientation du palier 11 est telle que celui-ci n'entraîne pas la dent 4b lors du rétablissement de la rotation normale de la roue 1.
[0015] Un autre avantage de l'invention est que la force d'appui du palier 11 sur le sommet 16 est exercée du côté de la surface 17, et donc dans une direction éloignée de la direction radiale de la roue 3 passant par le sommet 16. Ceci limite l'usure subie par le sommet 16 au fur et à mesure des utilisations de l'engrenage. Ce dernier effet est encore renforcé par le fait que l'angle [theta] défini entre les surfaces 17, 18 peut être important, typiquement supérieur à 90[deg.]. On observera à cet égard que la forme convexe de la surface 18 permet l'obtention d'un angle [theta] plus grand sans gêner la coopération entre les dents 2a et 4a.
[0016] Comme on le voit également sur la fig. 2, en position bloquée de l'engrenage, la dent 2a est en contact avec la dent 4a en une ligne unique définie par l'arête 21 et la surface plane 12, et les surfaces 12 et 22 font donc entre elles un angle [delta] différent de zéro et ouvert vers l'intérieur de la roue menée 3. Cet angle [delta] est suffisamment grand pour que le contact entre les surfaces 12 et 22 puisse être considéré comme linéaire et suffisamment petit pour que l'arête 21 ne soit pas trop vive, c'est-à-dire pour que l'angle [epsilon] défini par les surfaces 18 et 22 depuis l'arête 21 soit suffisamment grand. L'angle [delta] est typiquement inférieur à environ 20[deg.] et, plus précisément, compris entre environ 2[deg.] et environ 20[deg.]. Dans l'exemple illustré, il est d'environ 2[deg.].
Cette configuration des surfaces 12 et 22 évite tout contact agressif pointe sur flanc lors du blocage et permet à la dent 2a de se libérer sans effort de la dent 4a lors du rétablissement de la rotation normale.
[0017] Outre les avantages mentionnés plus haut, on appréciera que les roues 1, 3 selon l'invention peuvent être réalisées à partir de roues normalisées. La présente invention ne nécessite pas l'utilisation de roues comportant des dents différentes les unes des autres ou espacées irrégulièrement.
The present invention relates to a unidirectional gear, that is to say a gear in which the rotation of a wheel driven by a driving wheel can be performed in one direction, the rotation of the two wheels in the other meaning being blocked.
In conventional unidirectional gears, including watchmakers, blocking the rotation in one direction is often accompanied by jamming by buttressing a tooth of a wheel on a tooth of the other wheel. An effort must therefore be made to loosen these teeth when it is desired to restore the rotation in the other direction.
The present invention aims to provide a unidirectional gear, including watchmaker, which allows easier recovery of normal rotation.
To this end, there is provided a unidirectional gear comprising a driving gear and a driven gear, characterized in that the trailing edge of the teeth of the driving wheel comprises a recess which defines first and second surfaces of the trailing edge. intersecting one edge, the second surface being between the first surface and an apex of said teeth, in that the top of the teeth of the driven wheel is an edge defined by third and fourth surfaces, and in that locked position of the gear, one of the teeth of the driven wheel is in abutment against the first surface of one of the teeth of the driving wheel in a single line of contact defined by the top of said tooth of the driven wheel and substantially coincident with the edge of the recess.
One of the causes of the jamming effect that is observed in conventional unidirectional gears is that the contact zone between a tooth of the driving wheel and a tooth of the driven wheel is too close to the line. connecting the centers of the wheels, called "center line", which causes jamming by bracing and elastic deformation of the teeth. This jamming is also sometimes the result of the wear of a tip of the tooth of the driven or driving wheel bearing on the tooth of the other wheel, wear which tends to bring the point of contact between these two teeth of the line of centers.
In the present invention, in the locked position of the gear, the tooth of the driven wheel and the first surface are supported against each other only at the top of the tooth of the driven wheel and at near the edge of the recess, that is to say at a point distant from the center line. In addition, the configuration of the teeth in the present invention makes it possible to avoid aggressive edge contact on the wear-generating edge.
Particular embodiments of the invention are defined in the appended claims 2 to 13.
Other features and advantages of the present invention will appear on reading the following detailed description with reference to the accompanying drawings, in which:
<tb> fig. 1 <sep> is a partial view of a unidirectional gear according to the invention in a normal rotational position,
<tb> fig. 2 <sep> is a partial view of the unidirectional gear according to the invention in a locking position.
With reference to the accompanying figures, a unidirectional gear according to an embodiment of the invention comprises a driving wheel 1, provided with teeth 2 all identical and regularly distributed, and a driven wheel 3, provided with teeth 4 too. all identical and regularly distributed. By "wheel" is meant any rotary circular member, such as a wheel itself or a pinion.
In normal operation of the gear, the driving wheel 1 rotates in the direction indicated by the arrow F1, and a convex main surface 5 of the leading edge 6 of the teeth 2 pushes and slides on a convex main surface 7 of the rear sidewall 8 teeth 4 to turn the driven wheel 3 in the direction indicated by the arrow F2.
The rear flank 9 of the teeth 2 has in its upper part a recess 10 which defines first and second flat surfaces 11, 12 intersecting in an edge 13 and forming a salient angle and obtuse [alpha] between them. The first flat surface 11 forms a bearing between the second flat surface 12 and a lower surface 14 of the trailing edge 9. The second flat surface 12 extends from the ridge 13 to the ridge-shaped top 15, tooth 2.
The top of the teeth 4 is an edge 16 formed by the intersection of a flat upper surface 17 of the rear flank 8 and a slightly convex upper surface 18 of the front flank 19 of the teeth 4. Two other edges 20 and 21 are formed on the teeth 4 respectively by the intersection between the flat upper surface 17 and the convex main surface 7 of the rear flank 8 and the intersection between the slightly convex upper surface 18 and a flat main surface 22 of the front flank 19 .
When the driving wheel 1 is driven back, that is to say in the opposite direction to its normal direction of rotation, as indicated by the dashed arrow F3 in FIG. 2, the rear flank 9 of a tooth 2a pushes the leading edge 19 of a tooth 4a but, because of the presence of the recess 10, the driven wheel 3 is delayed and the top 16 of a tooth 4b immediately preceding the tooth 4a (in the normal direction F2) enters the recess 10 of a tooth 2b immediately preceding the tooth 2a (in the normal direction F1). As the bearing 11 of the tooth 2b is in the path of the tooth 4b, the latter abuts against this bearing 11, which blocks the wheels 1 and 3 mutually.
The contact between the tooth 4b and the bearing 11, and even more generally between the tooth 4b and the tooth 2b, is linear, the contact line being defined by the apex 16 and being moreover merged or almost merged with the ridge 13 defined by the surfaces 11 and 12. In this locked position of the gear, shown in FIG. 2, the flat surface 17 of the tooth 4b makes with the bearing 11 an angle [beta] different from zero and open towards the rear. This angle [beta] is chosen so large that the contact between the flat surfaces 11 and 17 can be considered linear and sufficiently small so that the top 16 of the teeth 4 is not too sharp, that is to say for that the angle [theta] defined by the surfaces 17 and 18 from the vertex 16 is sufficiently large.
The angle [beta] can typically be less than about 20 [deg.], And more precisely, between about 2 [deg.] And about 20 [deg.]. In the example shown, it is about 2 [deg.].
It is seen that the contact between the teeth 2b and 4b is made in a single line 16 which is remote from the line 23 connecting the centers of the wheels 1 and 3, that is to say which is located at a large angular distance [micro] of the line 23 measured for example from the center of the driven wheel 3. The risk that the tooth 4b gets stuck on the tooth 2b during the blockage due to the elasticity of the wheels 1, 3 is reduced, which promotes easy recovery of the rotation of the wheel 1 in the normal direction F1. Note also that the orientation of the bearing 11 is such that it does not cause the tooth 4b during the restoration of the normal rotation of the wheel 1.
Another advantage of the invention is that the bearing force of the bearing 11 on the top 16 is exerted on the side of the surface 17, and therefore in a direction away from the radial direction of the wheel 3 passing through the This limits the wear on the top 16 as the gear is used. This last effect is further reinforced by the fact that the angle [theta] defined between the surfaces 17, 18 can be large, typically greater than 90 [deg.]. In this respect, it will be observed that the convex shape of the surface 18 makes it possible to obtain a larger angle [theta] without interfering with the cooperation between the teeth 2a and 4a.
As can also be seen in FIG. 2, in the locked position of the gear, the tooth 2a is in contact with the tooth 4a in a single line defined by the edge 21 and the flat surface 12, and the surfaces 12 and 22 thus form an angle [delta ] This angle [delta] is large enough so that the contact between the surfaces 12 and 22 can be considered linear and sufficiently small so that the ridge 21 is not exposed. not too bright, that is to say that the angle [epsilon] defined by the surfaces 18 and 22 from the edge 21 is sufficiently large. The angle [delta] is typically less than about 20 [deg.] And more specifically between about 2 [deg.] And about 20 [deg.]. In the example shown, it is about 2 [deg.].
This configuration of the surfaces 12 and 22 avoids any aggressive edge contact during the blocking and allows the tooth 2a to release effortlessly from the tooth 4a during the restoration of normal rotation.
In addition to the advantages mentioned above, it will be appreciated that the wheels 1, 3 according to the invention can be made from standard wheels. The present invention does not require the use of wheels having teeth different from each other or spaced irregularly.