FR2547009A1 - Reducteur a train epicycloidal a billes a systeme de debrayage - Google Patents

Abstract

L'ARBRE PRIMAIRE 2 DU REDUCTEUR EST ASSOCIE A UNE POULIE 18 DONT LA PERIPHERIE COMPORTE UNE GORGE CONIQUE 18A AVEC LAQUELLE COOPERE UNE SERIE DE BILLES 11 QUI ROULENT SUR UN CHEMIN DE ROULEMENT EXTERIEUR CONSTITUE PAR DEUX PISTES 19 ET 20. LA PISTE 19 EST FIXE TANDIS QUE LA PISTE 20 EST MOBILE AXIALEMENT EN ETANT CHARGEE EN DIRECTION DES BILLES AU MOYEN DE RESSORTS 22. UNE CAGE 14 QUI MAINTIENT L'ECARTEMENT DES BILLES EST ASSOCIEE SOIT DIRECTEMENT, SOIT PAR L'INTERMEDIAIRE D'UN DEUXIEME ETAGE DE REDUCTION A UN ARBRE SECONDAIRE 3. APPLICATION AUX DEMARREURS ELECTRIQUES POUR MOTEUR A COMBUSTION INTERNE.

Description

La présente invention se réfère aux réducteurs EpicycloSdau* et elle vise plus particulièrement un tel réducteur dont les satellites sont réalisés sous la forme de billes coopérant avec deux chemins de roulement et dont ltécartement est maintenu au moyen d'une cage qui constitue le porte-satellites usuel associé a l'arbre secondaire du réducteur.

Si l'on applique un tel réducteur à un démarreur électrique pour moteur à combustion interne, son arbre d'entrée est constitue par l'arbre de l'induit du moteur électrique9 tandis que le porte-satellites est relié directement par l'intermédiaire d'une seconde r8duction à un arbre secondaire portant le lanceur.

Conformément à l'invention, le réducteur à train épicycloidal à billes comporte des moyens de débrayer la rangée de billes par rapport à l'un ou l'autre des chemins de roulement sous l'effet de la force centrifuge, de telle sorte que l'on peut se dispenser d'associer une roue libre au lanceur du démarreur.

A cet effet, l'un au moins des chemins de roulement des billes est constitué par deux mâchoires agissant sur elles en vue de les obliger à coopérer avec l'autre chemin de roulementxprévu sous la forme d'une gorge afin qu'elles se déplacent sur lesdits chemins en entratnant la cage, des moyens étant prévus pour écarter lesdites mâchoires lorsque la vitesse de l'arbre secondaire devient supérieure celle du primaire.

Le dessin annexé, donnE à titre d'exemple permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer
Fig. 1 est une coupe longitudinale d'un réducteur établi conformément à une première forme d'exécution de l'invention.

Fig. 2 et 3 sont des vues semblables à celle de fig. 1, mais illustrant deux variantes.

Fig. 4 est un détail montrant un agencement particulier du chemin de roulement utilise dans la variante de fig. 3, cet agencement permettantdnSiorer l'action centrifuge des billes.

Fig. 5 et 6 sont des vues de détail montrant comment la piste mobile du mode d'exécution suivant fig. 2 peut être déplacée vers celle fixe par un élément de coincement sous l'influence du couple résistant appliqué à l'arbre de sortie.

On a illustré en fig. 1 un réducteur établi conformément à l'invention. Celui-ci comporte un carter 1 dans le centre duquel pénètre un arbre primaire 2, tandis qu'un arbre secondaire 3 sort à ltopposé. On observe que l'arbre 2 tourillonne dans un palier prévu sur une joue la du carter. L'arbre primaire 2 comporte deux filetages4 et 5 de pas contraires a la suite desquels se trouve un embout 6. Chacun des filetages 4 et 5 coopère avec le moyeu fileté 7a, 8a d'un plateau 7, 8 à pourtour biseauté-. Autrement dit, l'arête pEriphérique de chaque plateau 7, 8 comporte un chanfrein 7b, 8b ouvert l'un vers l'autre de manière à déterminer un chemin de roulement cinique.Les deux plateaux 7 et 8 sont écartés l'un de l'autre et ils sont reliEs par des goujons 9 solidaire du plateau 7 et qui pénètrent avec jeu dans des ouvertures ménagées dans le plateau 8. Entre les deux plateaux et autour des goujons 9, sont prévus des ressorts de compression 10 qui tendent à rattraper les jeux des filetages 4 et 5.

Des billes 11 coopèrent avec le chemin de roulement 7b-8b et avec une bague extérieure 12 comportant une gorge trapEzoSdale 12a ouverte vers l'intwerieur. La périphérie de la bague 12 est pourvue d'au moins une rainure transversale 12b dans laquelle vient se loger un doigt 13 solidaire du carter 1 pour empêcher toute rotation de la bague. Entre les billes est disposée une cage 14 comme cela est bien connu, puisque l'ensemble des deux chemins de roulement et des billes forment un roulement. La cage 14 comporte un voile transversal 14a auquel fait suite un moyeu 14b dont la périphérie comporte une denture qui coopère avec la denture intérieure d'une cloche 15 solidaire de l'arbre secondaire 3 du réducteur lequel est centré par rapport au carter 1 au moyen d'un roulement 16.On notera que la queue 6 de l'arbre primaire 2 constitue le centrage du moyeu 14b de la cage 14. Bien entendu, ce moyeu pourrait être relie directement à l'arbre de sortie 3 si l'on désirait une réduction moins importante, c'est-à-dire si l'on voulait réaliser un réducteur à un seul étage. Un coussinet anti-friction 17 est placé entre l'embout 6 et l'alésage du moyeu 14b.

Lorsque l'arbre primaire 2 est moteur, par inertie, résistance passive ou balourd des deux plateaux 7 et 8, on provoque leur serrage du fait des sens contraires des filetages 4 et 5. Les billes 1 sont alors plaques contre la bague 12, de sorte que ces billes sont entraidées en rotation. La cage 14 située entre les billes se met donc tourner si bien que la denture du moyeu 14b entratne la rotation de la cloche 15 et celle subséquente de l'arbre de sortie 3.

La raison de ce train épicycloTdal est
(1 + D/d) où D et d sont les diamètre de contact des billes 11 avec respectivement la gorge 12a de la bague 12 et les chanfreins 7b, 8b des plateaux 7 et 8. Le rapport de réduction final est défini par la relation
(1 + Djd x N/n,),
N et n étant respectivement les nombres des dents des dentures intérieures de la cloche 15 et de la denture extérieure du noyeu 14b.

Si l'on applique un tel réducteur a un démarreur électrique pour moteur a combustion interne, après démarrage du moteur, l'arbre secondaire 3 va tourner plus vite que lorsqu'il est entraîné par l'arbre primai- re 2,de telle sorte que la cloche 15 augmente de vitesse. I1 y a à ce moment renversement du couple de sorte que les plateaux 7 et 8 se desserrent du fait de la coopération de leurs moyeux avec les filetages en sens inverses de l'arbre 2.Cet écartement des plateaux provoque un débrayage de I'ensemble, puisqu'alors les billes ne sont plus plaques contre la bague 12. ainsi, le démarreur électrique pour moteur à combustion interne pourvu d'un tel réducteur peut comprendre un lanceur dépourvu lui-même d'une roue libre.

Bien entendu, les ressorts 10 permettent un rattrapage des jeux entre les taraudages des moyeux 7a, 8a et les filetages 4 et 5 de l'arbre 2.

Dans le mode d'exécution de fig. 2, les billes ll sont placées entre un chemin de roulement intérieur réalisé au moyen d'une gorge triangulaire 18a ménagée dans la jante d'une poulie 18 cale angulairement par rapport å l'arbre 2, par l'intermediaire d'un alesage cannez de son moyeu coopérant avec des cannelures 2a ménagées sur la périphérie de l'arbre 2.

Le chemin de roulement extérieur quant b lui est réalisé au moyen de deux pistes coniques 19, 20 maintenues par un manchon lb constituant une partie du carter 1. La piste 19 est fixe tandis que celle 20 est déplaçable axialement tout en étant arrête en rotation. On observe que la piste 19 est-solidaire de la joue la du carter 1. Le manchon lb est solidaire d'une douille 21 pressentant en section transversale la forme d'un L dont la branche transversale constitue plaque d'appui pour les extrémités d'une série de ressorts 22 dont les extrémités opposées reposent contre la piste 20. Ainsi les ressorts appliquent cette derniere contre les billes.

Lorsque l'arbre 3 est moteur, les billes 11 sont entraînées en rotation du fait de la pression exercée sur elles par la piste 20.

L'arbre 3 est entraîné de la même maniere que dans le premier mode d'exécution décrit plus haut.

Lorsque le réducteur illustre en fig. 2 est applique à un démarreur electrique pour moteur a combustion interne, l'arbre de sortie 3 devient moteur, lorsque le moteur thermique est lancé. L'arbre 3 entraîne donc la cage 14 à grande vitesse, de sorte que les billes ont tendance à s'écarter vers l'extérieur du fait de la force centrifuge, en appliquant une force importante contre le chemin de roulement extérieur. Comme la piste 20 est chargée élastiquement, un certain moment elle s'écarte sous la pression exercée par les billes, de telle sorte qu'on assiste à un débrayage du réducteur. Comme on l'a indique plus haut, le lanceur du démarreur électrique n'a plus besoin d'une roue libre propre si le démarreur comporte un réducteur suivant l'invention.

Bien entendu la raison du réducteur est rigoureusement de même forme que celle indiquée pour le réducteur illustré en fig. 1.

Pour accentuer l'effet d'inertie centrifuge, on peut jouer sur la quantite des billes 11 ou, comme indiqué en fig. 3, associer a cette dernière un élément d'expansion réalise sous la forme d'un jonc élastique fendu 23 placé à l'interieur des billes et qui se dilate sous l'effet de la force centrifuge pour agir sur elles.

Dans le cas de l'utilisation du jonc fendu 23, le chemin de roulement intérieur est réalise au moyen de deux flasques 24, 25 angulaire ment fixe par rapport a l'arbre 2 du fait que leurs centres comportent des cannelures coopérant avec celles 2a dudit arbre. Les deux flasques sont maintenus eloignes l'un de l'autre par tout moyen et leur péri périe est cambre afin que leurs arêtes 24a, 25a constituent le chemin de roulement intérieur des billes 11. Entre les deux flasques, on dispose tout d'abord un disque 26 comportant un rebord périphérique renvoyé a 900 et feférencé 26a, ce rebord entant retenu par rapport à la cage 14 au moyen de pattes 26b rabattues dans des encoches 14c de celle-ci (fig. 4). Le disque est associe par agrafage à une cuvette 27 pressentant en section transversale la forme d'un L, de manière à constituer avec le disque 26 un canal annulaire dans lequel est logé le jonc 23. Une oreille 26c est relevée a partir du disque 26 pour être logé dans la fente 23a du jonc élastique fendu 23, de manière a solidariser celui-ci avec le support constitué par le disque 26 et la cuvette 27.

Une variante de réalisation du mode d'esécution illustré en fig. 2 a été représentée en fig. 5 et 6. Dans ce cas, le carter 1 présente au niveau du chemin de roulement extérieur une rizerie de cavités tangentielles lc comportant des rampes ld orientés radialement. A l'intErieur de chaque cavité est dispos un élément de coincement qui peut être réalisé sous la forme d'une bille d'acier 28, charge en direction de la rampe ld au moyen d'un ressort 29. Ainsi, les éléments de coincement sont-ils maintenus en contact permanent contre la face latérale correspondante 20a de la piste 20.Ce contact steffectue au travers d'ouvertures 30a ménagées dans un disque 30 qui sert d'obturateur aux cavités le.

Lorsqu'un couple résistant s'oppose à la rotation de la cage 14 constituant porte-satellites, la piste extérieure 20 est sollicitée en rotation selon le floche F, ce qui a pour effet de provoquer le coincement des billes 28 entre les rampes ld et ladite piste 20. On peut ainsi adapter le couple transmissible au couple résistant.

Si l'on utilise un réducteur ainsi conçu sur un démarreur électrique pour moteur à combustion interne, lorsque le moteur a caémarrd; la cage 14 tourne plus vite que lorsqu'elle était entraînée par l'arbre primaire 2, de telle sorte que la piste 20 tourne en sens contraire de la flèche
F. Il y a alors desserragedes billes 28 et écartement de la piste 20 par action des billes 11 dûe a la force centrifuge.

On a ainsi réalisé un réducteur épicycloldal dont les satellites sont réalisés sous la forme de billes dont l'un au moins des chemins de roulement est constitué par deux mâchoires agissant sur elles en vue de les obliger à coopérer avec l'autre chemin de roulement ou au contraire à provoquer le débrayage dudit réducteur.

I1 doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'a titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exEcution décrits par tous autres équivalents.

Claims (10)

R E V E N D I C A T I O N S

1. Réducteur a train picyclodal dont les satellites sont réalisés sous la forme de billes (11) coopérant avec deux chemins de roulement (7-8, 12 ; 18, 19-20 ; 24-25, 19-20) et dont l'ecartement est maintenu au moyen d'une cage (14) qui est reliée a l'arbre secondaire (3) du réducteur, caracteris en ce qu'au moins l'un des chemins de roulement des billes (11) est constitué par deux sSehoires comprenant des moyens d'agir sur elles en vue de les obliger a coopérer avec l'autre chemin de roulement afin qu'elles se déplacent sur ledit chemin en entraînant la cage, et d'carter lesdites mâchoires lorsque la vitesse de l'arbre secondaire (3) devient supérieure a celle du primaire (1).

2. Réducteur suivant la revendication 1, caractErisE en ce que son arbre primaire (2) comporte un embout autour duquel un moyeu 14b de la cage (14) est monté a rotation libre.

3. Réducteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le chemin de roulement intérieur des billes (11) est réalisé sous la forme de deux pistes coniques (7, 8) chacune d'elles étant solidaire d'un moyeu (7a, 8a) - coopérant avec un filetage (4, 5) a pas contraires de l'arbre primaire (2), tandis que le chemin de roulement extérieur tronconique (12) est fixe sur le carter (1) du réducteur.

4. Réducteur suivant la revendication 1, caractErisé en ce que le chemin de roulement extérieur comporte deux pistes coniques (19, 20) dont l'une au moins est mobile, cette dernière étant chargée élastiquement en direction de l'autre tandis que le chemin de roulement intérieur est réaliste sous la forme d'ùne poulie (18) calée sur l'arbre 2 et comportant une gorge conique (18a).

5. Réducteur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les deux pistes (7, 8) sont reliées entre elles par des éléments (9) assurant leur rotation simultanée tandis que des ressorts (10) sont disposés entre lesdites pistes (7, 8).

6. Réducteur suivant la revendication 4, caractérisé en ce que son carter (1) est pourvu d'un manchon extérieur (lb) auquel est assujettie la piste fixe (19) du chemin de roulement extérieur ainsi qu'une douille (21) constituant appui pour les extrémités de ressorts (22) dont les extrémités opposées coopèrent avec la piste mobile (20).

7. Réducteur suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le chemin de roulement intérieur comporte deux flasques (24, 25) constituant entre eux un espace dans lequel est placé un jonc élastique fendu (23) destine a charger les billes (11) vers l'exterieur sous l'influence de la force centrifuge.

8. Réducteur suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le jonc clastique (23) est porte par un support (26-27) solidaire en rotation de la cage (14) et qui comporte une oreille (26c) qui 51 engage dans la fente (23a) du jonc (23).-

9. Réducteur suivant la revendication 4, caractérisE en ce que la piste mobile (20) coopere avec des organes de coincement (28) chargEs, transversalement par rapport a l'axe gEomEtrique dudit réducteur, en direction de rampes (ld) ménagées dans des cavités (lc) réalisées dans le carter (1).

10. Réducteur suivant la revendication 9i caractérisé en ce qu'un disque (30) ferme les cavités (lc) et comporte des ouvertures (30a) a traver lesquelles les organes de coincement (28) passent pour coopérer avec la piste (20).