FR2933460A1

FR2933460A1 - DEBRAYABLE PULLEY DEVICE

Info

Publication number: FR2933460A1
Application number: FR0803821A
Authority: FR
Inventors: Eric Robert
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2008-07-04
Filing date: 2008-07-04
Publication date: 2010-01-08
Anticipated expiration: 2028-07-04
Also published as: DE102009031190A1; FR2933460B1

Abstract

Le dispositif de poulie débrayable comprend un élément intérieur de transmission 3, une poulie 2 montée sur l'élément intérieur de transmission 3, et au moins une roue libre 6 pourvue d'une pluralité d'éléments de coincement 19 montés entre un chemin de glissement 20 de la poulie et un chemin de glissement 21 de l'élément intérieur de transmission. La roue libre est destinée à assurer un embrayage unidirectionnel entre la poulie 2 et l'élément intérieur de transmission 3. Le chemin de glissement 21 comporte un revêtement 30 présentant, sous charge de 0,05 kg, une dureté Vickers comprise entre 1500 et 3000 Hv, et une épaisseur comprise entre un et cinq µm.The disengagable pulley device comprises an inner transmission element 3, a pulley 2 mounted on the inner transmission element 3, and at least one free wheel 6 provided with a plurality of wedging elements 19 mounted between a sliding path 20 of the pulley and a sliding path 21 of the inner transmission member. The freewheel is intended to ensure a unidirectional clutch between the pulley 2 and the inner transmission element 3. The sliding path 21 comprises a coating 30 having, under a load of 0.05 kg, a Vickers hardness of between 1500 and 3000. Hv, and a thickness of between one and five microns.

Description

Dispositif de poulie débrayable. La présente invention concerne le domaine des roues libres. Plus particulièrement, la présente invention concerne le 5 domaine des poulies débrayables équipées de roues libres utilisées par exemple dans les poulies d'entraînement des alternateurs dans un véhicule automobile. De telles poulies débrayables sont connues en elles-mêmes et sont de plus en plus utilisées pour remédier aux effets néfastes des 10 acyclismes ou décélérations soudaines du moteur qui surviennent dans les moteurs à explosion, en particulier à bas régime et surtout dans les moteurs Diesel. En effet, une courroie d'entraînement, qui est reliée au moteur par l'intermédiaire d'une poulie de vilebrequin, peut décélérer 15 brutalement alors qu'une poulie menée, par exemple une poulie de l'alternateur, a tendance, par inertie, à continuer à tourner à la même vitesse. Dans le cas d'un accouplement rigide entre la poulie de vilebrequin et l'arbre d'alternateur, la courroie est soumise à des 20 contraintes très importantes lors de ces variations de vitesse instantanées. De telles variations génèrent des effets néfastes tels qu'une fatigue anormale de la courroie avec des risques de rupture, un glissement de celle-ci sur la poulie, ou encore une vibration des brins 25 de courroie entre les poulies. Afin d'atténuer ces phénomènes, il a été incorporé, entre la poulie menée et l'arbre mené, une roue libre qui permet de désaccoupler temporairement la poulie de l'arbre en cas de décélération brutale de ladite poulie. Disengageable pulley device. The present invention relates to the field of freewheels. More particularly, the present invention relates to the field of disengageable pulleys equipped with freewheels used for example in the drive pulleys of alternators in a motor vehicle. Such disengageable pulleys are known in themselves and are increasingly used to remedy the adverse effects of sudden motor acyclisms or decelerations that occur in internal combustion engines, particularly at low speeds and especially in diesel engines. Indeed, a drive belt, which is connected to the engine via a crankshaft pulley, can suddenly decelerate while a driven pulley, for example a pulley of the alternator, tends, by inertia , to continue to turn at the same speed. In the case of a rigid coupling between the crankshaft pulley and the alternator shaft, the belt is subjected to very high stresses during these instantaneous speed variations. Such variations generate adverse effects such as abnormal belt fatigue with risk of breakage, slippage thereof on the pulley, or vibration of the belt strands between the pulleys. In order to mitigate these phenomena, a freewheel has been incorporated between the driven pulley and the driven shaft which makes it possible to temporarily disconnect the pulley from the shaft in the event of sudden deceleration of said pulley.

On connaît, par le document JP-A-2007278364, une poulie débrayable comportant un roulement pour le montage à rotation de la poulie sur un arbre intérieur de transmission et une roue libre à ressort. Afin d'éviter une usure prématurée entre le ressort et un chemin de glissement de la poulie avec lequel il coopère, un revêtement carbone apparenté au diamant est prévu à la fois sur le ressort et le chemin de glissement de la poulie. On connaît également des poulies débrayables du type comportant deux roulements disposés de chaque côté de la poulie, et 10 une roue libre montée entre les deux roulements et pourvue d'une pluralité de cames de coincement. Avec de telles poulies débrayables, lors d'un fonctionnement en roue libre, il se produit un glissement entre les cames de coincement et un chemin intérieur sur lequel portent lesdites cames. Si 15 cette zone de contact est mal lubrifiée, il peut alors se produire une usure prématurée des cames avec une formation de plats sur celles-ci, ce qui peut conduire à des dysfonctionnements de la roue libre, et plus généralement de la poulie. Or, du fait de la rotation du chemin intérieur, la. graisse a 20 tendance à être centrifugée en dehors dudit chemin et le contact de glissement entre les cames et le chemin intérieur risque de se faire dans de mauvaises conditions de lubrification. La présente invention a donc pour but de remédier à cet inconvénient. 25 La présente invention a notamment pour but de prévoir une poulie débrayable de conception simple, qui comprend des composants économiques à fabriquer et à assembler, et présentant une bonne sûreté de fonctionnement. Document JP-A-2007278364 discloses a disengageable pulley comprising a bearing for rotatably mounting the pulley on an inner transmission shaft and a spring freewheel. In order to avoid premature wear between the spring and a sliding path of the pulley with which it co-operates, a diamond-like carbon coating is provided on both the spring and the sliding path of the pulley. Disengageable pulleys are also known of the type comprising two bearings disposed on each side of the pulley, and a freewheel mounted between the two bearings and provided with a plurality of jamming cams. With such disengageable pulleys, during a coasting operation, there is a slip between the jamming cams and an inner path on which said cams bear. If this contact zone is poorly lubricated, premature wear of the cams with flat formation may occur on them, which may lead to malfunctions of the free wheel, and more generally the pulley. Now, because of the rotation of the interior path, the. The grease tends to be centrifuged out of said path and the sliding contact between the cams and the inner path may be under poor lubrication conditions. The present invention therefore aims to overcome this disadvantage. The present invention is intended in particular to provide a disengageable pulley of simple design, which comprises economical components to manufacture and assemble, and having a good reliability.

Le dispositif de poulie débrayable comprend un élément intérieur de transmission, une poulie montée sur l'élément intérieur de transmission, et au moins une roue libre pourvue d'une pluralité d'éléments de coincement montés entre un chemin de glissement de la poulie et un chemin de glissement de l'élément intérieur de transmission, ladite roue libre étant destinée à assurer un embrayage unidirectionnel entre la poulie et l'élément intérieur de transmission. Selon une caractéristique générale, le chemin de glissement de l'élément intérieur de transmission comporte un revêtement présentant, sous charge de 0,05 kg, une dureté Vickers comprise entre 1500 et 3000 Hv, et une épaisseur comprise entre un et cinq m. Le revêtement présente avantageusement un coefficient de frottement avec l'acier supérieur ou égal à 0,2. Dans un mode de réalisation, le revêtement comprend du carbone amorphe apparenté au diamant. En variante, le revêtement peut comprendre du nitride de chrome ou encore du nitride de titane. Dans un mode de réalisation, le revêtement est disposé directement sur le chemin de glissement. Alternativement, le chemin de glissement comporte au moins une couche intermédiaire entre celui- ci et le revêtement. La couche intermédiaire peut comporter du titane ou du tungstène. Les éléments de coincement peuvent également comporter au moins en partie un revêtement identique à celui de l'élément intérieur de transmission. The disengageable pulley device comprises an inner transmission member, a pulley mounted on the inner transmission member, and at least one freewheel provided with a plurality of wedging members mounted between a sliding path of the pulley and a sliding path of the inner transmission element, said free wheel being intended to ensure a unidirectional clutch between the pulley and the inner transmission element. According to a general characteristic, the sliding path of the inner transmission element comprises a coating having, under a load of 0.05 kg, a Vickers hardness between 1500 and 3000 Hv, and a thickness of between one and five m. The coating advantageously has a coefficient of friction with steel greater than or equal to 0.2. In one embodiment, the coating comprises amorphous diamond-like carbon. Alternatively, the coating may comprise chromium nitride or titanium nitride. In one embodiment, the coating is disposed directly on the slip path. Alternatively, the sliding path comprises at least one intermediate layer between it and the coating. The intermediate layer may comprise titanium or tungsten. The wedging elements may also comprise at least in part a coating identical to that of the inner transmission element.

Dans un mode de réalisation, le dispositif comprend une cage pour les éléments de coincement et au moins un élément de rappel élastique tendant à maintenir lesdits éléments de coincement en contact avec les chemins de glissement lors d'une position embrayée et lors d'une position débrayée de la roue libre. In one embodiment, the device comprises a cage for the wedging elements and at least one elastic return element tending to keep said wedging elements in contact with the sliding paths during an engaged position and during a position disengaged from the free wheel.

Le revêtement est avantageusement prévu sur le chemin de glissement sur une zone radialement en regard de fenêtres de la cage prévues pour le maintien des éléments de coincement. Cette zone présente une dimension axiale sensiblement égale à celle desdites 5 fenêtres. Avantageusement, la poulie comprend une seule cage pour les éléments de coincement. De préférence, la cage est monobloc. Dans un mode de réalisation, au moins un élément de rappel élastique est disposé entre chaque élément de coincement et la cage. 10 De préférence, l'élément de rappel élastique est disposé radialement entre la cage et l'élément intérieur de transmission. Dans un mode de réalisation, la roue libre comprend des cames engageantes. Dans un mode de réalisation, le dispositif comprend au moins 15 un roulement, et de préférence deux, la roue libre étant disposée axialement entre les deux roulements. Le dispositif de poulie débrayable peut être monté sur un arbre d'alternateur en vue de l'entraînement dudit alternateur. La poulie peut être montée sur un arbre central notamment par l'intermédiaire 20 d'une roue libre. L'arbre d'entraînement peut être monté sur l'arbre de l'alternateur. Une courroie d'entraînement entraînée par le moteur peut venir porter sur une périphérie de la poulie. Grâce à la roue libre, la poulie entraîne l'arbre central lorsque le moteur accélère ou est en régime sensiblement continu ou bien 25 décélère très lentement. En cas de ralentissement brutal du moteur et donc de la poulie, l'axe central du dispositif de poulie débrayable peut continuer à tourner plus rapidement que la poulie proprement dite grâce à la roue libre, épargnant ainsi des contraintes excessives à la courroie d'entraînement. The coating is advantageously provided on the sliding path over an area radially opposite windows of the cage provided for holding the wedging elements. This zone has an axial dimension substantially equal to that of said 5 windows. Advantageously, the pulley comprises a single cage for the wedging elements. Preferably, the cage is monobloc. In one embodiment, at least one elastic return element is disposed between each wedging element and the cage. Preferably, the resilient biasing member is radially disposed between the cage and the inner transmission member. In one embodiment, the freewheel includes engaging cams. In one embodiment, the device comprises at least one bearing, and preferably two, the freewheel being arranged axially between the two bearings. The disengagable pulley device may be mounted on an alternator shaft for driving said alternator. The pulley can be mounted on a central shaft, in particular by means of a freewheel. The drive shaft can be mounted on the alternator shaft. A drive belt driven by the motor may come to bear on a periphery of the pulley. Thanks to the freewheel, the pulley drives the central shaft when the engine is accelerating or is in a substantially continuous mode or is decelerating very slowly. In the event of a sudden slowing down of the motor and thus of the pulley, the central axis of the disengageable pulley device can continue to rotate faster than the actual pulley thanks to the freewheel, thus sparing excessive stresses on the drive belt. .

Grâce au dispositif de poulie, on tend à maintenir les éléments de coincement en contact permanent avec les chemins de glissement lors d'une position embrayée et lors d'une position débrayée de la roue libre, ce qui permet notamment de passer de manière quasiment instantanée d'une position en roue libre à une position en prise de couple, et inversement. Ceci est particulièrement avantageux pour une application sur un alternateur dans laquelle les acyclismes se traduisent par des variations extrêmement rapides de la vitesse de rotation du moteur, ce qui nécessite une bonne réactivité du dispositif. L'invention permet également de limiter l'usure des éléments de coincement qui glissent sur la piste extérieure de la poulie parfaitement lubrifiée lors de la rotation du dispositif, et la piste intérieure de l'élément intérieur de transmission recouverte au moins en partie du revêtement présentant, sous charge de 0,05 kg une dureté Vickers comprise entre 1500 et 3000 Hv et une épaisseur comprise entre un et cinq micromètres. En effet, ces deux plages de valeurs permettent d'obtenir de bonnes propriétés de dureté et de résistance à l'usure. En outre, en utilisant un revêtement présentant un coefficient de frottement avec l'acier supérieur ou égal à 0,2, on peut obtenir un fonctionnement dans des conditions de lubrification réduites tout en assurant un passage de manière quasiment instantané d'une position en roue libre à une position en prise de couple, et inversement. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation pris à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe d'un dispositif de poulie débrayable selon l'invention ; - la figure 2 est une demi-vue en coupe axiale selon l'axe II-II de la figure 1 ; et - la figure 3 est une perspective du dispositif de poulie débrayable de la figure 1. Thanks to the pulley device, it tends to keep the wedging elements in permanent contact with the sliding paths during an engaged position and during a disengaged position of the freewheel, which allows in particular to pass in a virtually instantaneous manner from a freewheel position to a torque-engaged position, and vice versa. This is particularly advantageous for an application on an alternator in which the acyclisms result in extremely rapid variations in the speed of rotation of the engine, which requires a good reactivity of the device. The invention also makes it possible to limit the wear of the wedging elements which slide on the outer race of the perfectly lubricated pulley during the rotation of the device, and the inner race of the inner transmission element covered at least partly with the coating. having, under a load of 0.05 kg, a Vickers hardness of between 1500 and 3000 Hv and a thickness of between one and five micrometers. Indeed, these two ranges of values make it possible to obtain good properties of hardness and resistance to wear. In addition, by using a coating having a coefficient of friction with steel greater than or equal to 0.2, it is possible to obtain operation under reduced lubrication conditions while ensuring a virtually instantaneous passage of a wheel position. free to a position in torque, and vice versa. The present invention will be better understood on reading the detailed description of an embodiment taken as non-limiting examples and illustrated by the appended drawings, in which: FIG. 1 is a sectional view of a device disengageable pulley according to the invention; - Figure 2 is a half-view in axial section along the axis II-II of Figure 1; and - Figure 3 is a perspective of the disengageable pulley device of Figure 1.

Comme on peut le voir sur les figures 1 à 3, le dispositif 1 de poulie débrayable comprend une poulie 2, un élément intérieur de transmission 3, par exemple un arbre creux, deux paliers à roulement 4 et 5, ainsi qu'une roue libre 6. La poulie 2, d'axe géométrique 7, présente une surface extérieure pourvue d'une zone rainurée 2a à rainures annulaires et une zone axiale 2b formée à une extrémité axiale de la zone rainurée 2a. La poulie 2 comprend un alésage cylindrique 2c s'étendant sur l'ensemble de la longueur de la poulie 2, à l'exception de chanfreins (non référencés) disposés chacun à une extrémité axiale, et deux surfaces frontales radiales 2d et 2e. L'élément intérieur de transmission 3, qui se présente sous la forme d'un arbre creux, possède une surface extérieure axiale 3a cylindrique sur laquelle est prévu, à chacune des extrémités axiales, un chanfrein (non référencé). L'élément intérieur de transmission 3 présente également un alésage 3b dont une partie 3c comporte un filetage en vue de la fixation sur l'extrémité d'un arbre d'alternateur et de l'entraînement dudit arbre (non représenté). Axialement à l'opposé de l'alésage 3b, l'élément intérieur de transmission 3 comporte intérieurement des cannelures 3d pour le serrage dudit élément sur l'arbre d'alternateur au moyen d'un outil adapté coopérant avec lesdites cannelures. Le roulement 4, coaxial avec l'axe 7, comprend une bague intérieure 8, une bague extérieure 9, entre lesquelles sont logés une rangée d'éléments roulants 10 réalisés ici sous forme de billes, une cage 11 de maintien de l'espace circonférentiel des éléments roulants 10, et un joint d'étanchéité 12. La bague intérieure 8 comprend un alésage 8a de forme cylindrique, emmanché avec la surface extérieure 3a de l'élément intérieur de transmission 3, et délimité par deux surfaces latérales radiales 8b et 8c opposées, et une surface cylindrique extérieure 8d étagée à partir de laquelle est formée une gorge circulaire toroïdale 8e présentant en section droite un profil interne concave apte à former un chemin de roulement pour les éléments roulants 10, ladite gorge étant orientée vers l'extérieur. La bague extérieure 9 comprend une surface cylindrique extérieure 9a emmanchée dans l'alésage 2c de la poulie 2 et délimitée par des surfaces frontales 9b et 9c, et un alésage 9d étagé de forme cylindrique à partir duquel est formée une gorge circulaire toroïdale 9e présentant en section droite un profil interne concave apte à former un chemin de roulement pour les éléments roulants 10 orienté vers l'intérieur. L'alésage 9d comprend ici deux rainures annulaires (non référencées) symétriques entre elles par rapport à un plan passant par le centre des éléments roulants 10. A l'intérieur de la rainure annulaire située du côté extérieur du roulement 4 est monté le joint d'étanchéité 12 qui vient frotter contre la surface extérieure cylindrique 8d de la bague intérieure 8 pour former étanchéité. Le joint d'étanchéité 12 est disposé radialement entre les bagues intérieure 8 et extérieure 9, et monté axialement entre les éléments roulants 10 et les surfaces radiales 8b et 9b des bagues 8 et 9. Lesdites surfaces affleurent axialement avec la surface frontale radiale 2e de la poulie 2. De manière analogue, le roulement 5, coaxial avec l'axe 7, comprend une bague intérieure 13 emmanché avec la surface extérieure 3a de l'élément intérieur de transmission 3, une bague extérieure 14 emmanchée dans l'alésage 2c de la poulie 2, entre lesquelles sont logés une rangée d'éléments roulants 15 réalisés ici sous forme de billes, une cage 16 de maintien de l'espace circonférentiel des éléments roulants 15, et un joint d'étanchéité 17 métallique. Le roulement 5 est identique au roulement 4, et est disposé de façon symétrique par rapport à celui-ci en considérant un plan radial passant par le centre de la poulie 2. Le roulement 5 est axialement légèrement en retrait par rapport à la surface frontale radiale 2d de la poulie 2. Les roulements 4 et 5 sont donc disposés à chaque extrémité axiale de la poulie 2, la roue libre 6 étant montée axialement entre eux. La roue libre 6 bénéficie ainsi d'une protection contre l'intrusion des éléments étrangers par l'intermédiaire des roulements 4 et 5, et notamment des joints d'étanchéité 12 et 17. La roue libre 6 comprend une pluralité d'éléments de coincement ou cames 19 disposées entre deux chemins de glissement 20 et 21, de forme cylindrique de révolution. Les cames 19 sont de type engageantes , c'est-à-dire ayant tendance, sous l'effet des forces centrifuges lors de la rotation de la roue libre, à basculer dans le sens favorisant leur blocage entre les deux chemins de glissement 20 et 21, en vue de faciliter un passage quasi instantané du fonctionnement en roue libre au fonctionnement en prise de couple. Le chemin de glissement 20 est formé directement par l'alésage 2c de la poulie 2. Le chemin de glissement 21 est formé directement par la surface extérieure axiale 3a de l'arbre 3. As can be seen in FIGS. 1 to 3, the disengageable pulley device 1 comprises a pulley 2, an internal transmission element 3, for example a hollow shaft, two rolling bearings 4 and 5, and a free wheel 6. The pulley 2, of geometric axis 7, has an outer surface provided with a grooved zone 2a with annular grooves and an axial zone 2b formed at an axial end of the grooved zone 2a. The pulley 2 comprises a cylindrical bore 2c extending over the entire length of the pulley 2, with the exception of chamfers (not referenced) each disposed at one axial end, and two radial end faces 2d and 2e. The inner transmission element 3, which is in the form of a hollow shaft, has a cylindrical axial outer surface 3a on which is provided at each of the axial ends, a chamfer (not referenced). The inner transmission element 3 also has a bore 3b, a portion 3c has a thread for attachment to the end of an alternator shaft and the drive of said shaft (not shown). Axially opposite the bore 3b, the inner transmission element 3 internally has grooves 3d for clamping said element on the alternator shaft by means of a suitable tool cooperating with said grooves. The bearing 4, coaxial with the axis 7, comprises an inner ring 8, an outer ring 9, between which are housed a row of rolling elements 10 made here in the form of balls, a cage 11 for maintaining the circumferential space rolling elements 10, and a seal 12. The inner ring 8 comprises a bore 8a of cylindrical shape, fitted with the outer surface 3a of the inner transmission element 3, and defined by two radial side surfaces 8b and 8c opposed, and an outer cylindrical surface 8d stepped from which is formed a toroidal circular groove 8e having in cross section a concave internal profile adapted to form a raceway for the rolling elements 10, said groove being oriented outwards. The outer ring 9 comprises an outer cylindrical surface 9a fitted into the bore 2c of the pulley 2 and delimited by front surfaces 9b and 9c, and a stepped bore 9d of cylindrical shape from which is formed a toroidal circular groove 9e having cross-section a concave internal profile adapted to form a raceway for the rolling elements 10 facing inwards. The bore 9d here comprises two annular grooves (not referenced) symmetrical to each other with respect to a plane passing through the center of the rolling elements 10. Inside the annular groove located on the outside of the bearing 4 is mounted the seal sealing 12 which rubs against the cylindrical outer surface 8d of the inner ring 8 to form a seal. The seal 12 is arranged radially between the inner and outer rings 8 and 9 and mounted axially between the rolling elements 10 and the radial surfaces 8b and 9b of the rings 8 and 9. Said surfaces are flush axially with the radial front surface 2e of the pulley 2. Similarly, the bearing 5, coaxial with the axis 7, comprises an inner ring 13 fitted with the outer surface 3a of the inner transmission element 3, an outer ring 14 fitted into the bore 2c of the pulley 2, between which are housed a row of rolling elements 15 made here in the form of balls, a cage 16 for maintaining the circumferential space of the rolling elements 15, and a metal seal 17. The bearing 5 is identical to the bearing 4, and is arranged symmetrically with respect to it by considering a radial plane passing through the center of the pulley 2. The bearing 5 is axially slightly recessed relative to the radial front surface. 2d of the pulley 2. The bearings 4 and 5 are therefore arranged at each axial end of the pulley 2, the free wheel 6 being mounted axially between them. The freewheel 6 thus benefits from protection against the intrusion of foreign elements by means of the bearings 4 and 5, and in particular seals 12 and 17. The freewheel 6 comprises a plurality of wedging elements or cams 19 arranged between two sliding paths 20 and 21, cylindrical in shape of revolution. The cams 19 are of the engaging type, that is to say having a tendency, under the effect of centrifugal forces during the rotation of the freewheel, to swing in the direction favoring their locking between the two sliding paths 20 and 21, in order to facilitate an almost instantaneous transition from freewheel operation to torque-driven operation. The sliding path 20 is formed directly by the bore 2c of the pulley 2. The sliding path 21 is formed directly by the axial outer surface 3a of the shaft 3.

En d'autres termes, la poulie 2 peut être fabriquée avec une surface intérieure de forme particulièrement simple entièrement axiale à l'exception des chanfreins 2d et 2e d'extrémité. La poulie 2 peut donc être obtenue à faible prix de revient. Cette surface intérieure constitue une portée extérieure ou de grand diamètre pour les cames 19. Du côté opposé, le chemin de glissement 21 est formé sur la surface extérieure 3a de l'arbre 3. Le profil extérieur de révolution de l'arbre 3 possède le même diamètre sur toute sa longueur. La finition peut être effectuée en une seule opération sur une machine de rectification et permet d'obtenir en grande série et à faible coût le chemin de glissement 21 de petit diamètre, ou portée intérieure, pour les cames 19 de la roue libre 6. In other words, the pulley 2 can be manufactured with an inner surface of particularly simple form entirely axial except for the chamfers 2d and 2e end. The pulley 2 can be obtained at low cost. This inner surface constitutes an outer or large diameter surface for the cams 19. On the opposite side, the sliding path 21 is formed on the outer surface 3a of the shaft 3. The outer profile of revolution of the shaft 3 has the same diameter throughout its length. The finishing can be carried out in a single operation on a grinding machine and makes it possible to obtain, in large numbers and at low cost, the sliding path 21 of small diameter, or internal bearing, for the cams 19 of the freewheel 6.

La roue libre 6 comprend également une cage 22 de forme générale annulaire pouvant être réalisée dans une matière métallique, notamment en acier, ou encore à partir d'une matière synthétique tel que du polyamide. La cage 22 comprend une portion axiale 23 et deux portions radiales 24, 25. La portion radiale 24 prolonge radialement vers l'extérieur une extrémité axiale de la portion axiale 23 située au voisinage du roulement 4, tandis que la portion radiale 25 prolonge radialement vers l'intérieur une extrémité axiale de la portion axiale 23 située au voisinage du roulement 5. Les extrémités libres des portions radiales 24 et 25 restent à distance de l'alésage 2c de la poulie 2 et de la surface extérieure 3a de l'élément intérieur de transmission 3, respectivement. La cage 22 comprend également une pluralité de fenêtres 26 ménagées dans la portion axiale 23 et formant un logement pour les cames 19. Les fenêtres 26 sont régulièrement espacées l'une par rapport à l'autre dans le sens circonférentiel. La cage 22 permet un maintien circonférentiel des cames 19 à espacement régulier. Elle peut être réalisée dans une matière métallique, notamment en acier, ou encore à partir d'une matière synthétique tel que du polyamide. The free wheel 6 also comprises a cage 22 of generally annular shape may be made of a metal material, in particular steel, or from a synthetic material such as polyamide. The cage 22 comprises an axial portion 23 and two radial portions 24, 25. The radial portion 24 extends radially outwardly an axial end of the axial portion 23 located in the vicinity of the bearing 4, while the radial portion 25 extends radially towards the inside an axial end of the axial portion 23 located in the vicinity of the bearing 5. The free ends of the radial portions 24 and 25 remain at a distance from the bore 2c of the pulley 2 and the outer surface 3a of the inner member transmission 3, respectively. The cage 22 also comprises a plurality of windows 26 formed in the axial portion 23 and forming a housing for the cams 19. The windows 26 are regularly spaced relative to each other in the circumferential direction. The cage 22 allows a circumferential maintenance of the cams 19 at regular spacing. It may be made of a metal material, in particular steel, or from a synthetic material such as polyamide.

La roue libre 6 comporte en outre un ressort 27 qui est réalisé sous la forme d'une bande métallique annulaire enroulée sur elle-même et raccordée bout à bout ou avec recouvrement partiel. Le ressort 27 est monté à l'intérieur de la cage 22, et plus particulièrement disposé radialement entre la surface extérieure 3a de l'élément de transmission 3 et la portion axiale 23 de la cage 22. Le ressort 27 est situé axialement entre les portions radiales 24 et 25 de la cage 22. Le ressort 27 comporte également des alvéoles ou fenêtres 28 qui correspondent à celles de la cage 22 pour pouvoir monter les cames 19. Ainsi, les fenêtres 28 sont circonférentiellement régulièrement espacées. Le ressort 27 est encore pourvu d'au moins un élément de rappel 29 élastique par came 19 réalisé sous la forme d'une languette issue du bord d'une fenêtre et prévu pour appuyer sur une surface ménagée à cet effet sur la came 19 associée afin d'exercer un couple de basculement tendant à maintenir les cames 19 en contact avec les chemins de glissement 20 et 21. Dans une position statique, les éléments de rappel 29 exercent un effort dirigé radialement vers la poulie 2. En variante, on pourrait utiliser un élément de rappel individuel associé à chaque came pour exercer un effort tendant à maintenir un contact permanent avec les chemins de glissement 20 et 21. Il serait par exemple possible de monter pour chacune des cames 19 un ressort de rappel élastique disposé entre la came 19 et la cage 22. Pour limiter l'usure entre les cames 19 et le chemin de glissement 21 de l'élément intérieur de transmission 3, celui-ci comporte un revêtement 30. Le revêtement 30 présente une épaisseur comprise entre 1 et 5 m, et une dureté Vickers, sous une charge de 0,05 kg, comprise entre 1500 et 3000 Hv. De telles plages de valeurs du revêtement 30 permettent d'obtenir à la fois de bonnes propriétés de dureté et de résistance à l'usure pour le chemin de glissement 21. The free wheel 6 further comprises a spring 27 which is in the form of an annular metal strip wound on itself and connected end-to-end or with partial overlap. The spring 27 is mounted inside the cage 22, and more particularly disposed radially between the outer surface 3a of the transmission element 3 and the axial portion 23 of the cage 22. The spring 27 is located axially between the portions 24 and 25 of the cage 22. The spring 27 also comprises cells or windows 28 which correspond to those of the cage 22 to be able to mount the cams 19. Thus, the windows 28 are circumferentially regularly spaced. The spring 27 is further provided with at least one resilient return element 29 per cam 19 made in the form of a tongue coming from the edge of a window and designed to press on a surface provided for this purpose on the associated cam 19 in order to exert a tilting torque tending to keep the cams 19 in contact with the sliding paths 20 and 21. In a static position, the return elements 29 exert a force directed radially towards the pulley 2. Alternatively, one could use an individual return element associated with each cam to exert a force tending to maintain a permanent contact with the sliding paths 20 and 21. It would be for example possible to mount for each cam 19 a resilient return spring disposed between the cam 19 and the cage 22. To limit the wear between the cams 19 and the sliding path 21 of the inner transmission element 3, it comprises a coating 30. The coating 30 m between 1 and 5 m, and a Vickers hardness, under a load of 0.05 kg, between 1500 and 3000 Hv. Such ranges of values of the coating 30 make it possible to obtain both good properties of hardness and wear resistance for the sliding path 21.

Avantageusement, le coefficient de frottement du revêtement 30 avec l'acier est supérieur ou égal à 0,2 de façon à limiter le frottement entre le chemin de glissement 21 et les cames, et permettre un fonctionnement dans des conditions de lubrification réduites. Dans un mode de réalisation, le revêtement 30 comprend du carbone amorphe apparenté au diamant. Le carbone amorphe apparenté au diamant est connu internationalement sous la désignation DLC. Les revêtements DLC offrent de nombreux avantages parmi lesquels nous citerons en particulier leurs propriétés auto-lubrifiantes, leur résistance à l'usure abrasive, adhésive et corrosive. En variante, le revêtement 30 peut comprendre du nitride de chrome, ou encore du nitride de titane. Le revêtement 30 est déposé sur le chemin de glissement 21 de l'élément intérieur de transmission 3 sous la forme d'une couche dure. Le revêtement 30 peut être déposé, de manière connue en soi, par des techniques industrielles conventionnelles, telles que des dépôts sous vide ou des dépôts en phase vapeur. Le revêtement 30 peut être déposé directement sur le chemin de glissement 21 formant alors substrat et par exemple être réalisé en acier 10006. A titre d'alternative, le revêtement 30 peut être déposé sur une ou plusieurs couches intermédiaires déposées au préalable sur le chemin de glissement 21. De telles couches intermédiaires peuvent par exemple comporter du titane ou du tungstène. Le revêtement 30 est déposé sur le chemin de glissement 21 de l'élément intérieur de transmission 3 de manière à recouvrir la portée axiale du chemin destiné à coopérer avec les cames 19. Le revêtement 30 est prévu sur le chemin de glissement 21 radialement en regard des fenêtres 26 et 28, sur une zone axiale sensiblement égale à celle desdites fenêtres et continue dans le sens circonférentiel. On réduit ainsi la quantité de revêtement à déposer. De façon à limiter encore le risque d'usure prématurée, il est également possible de prévoir, de manière additionnelle, de déposer sur les cames 19 un revêtement identique au revêtement 30 de manière à les recouvrir entièrement, ou au moins en partie sur la portion coopérant avec le chemin de glissement 21. Le mode de fonctionnement de la roue libre 6 est le suivant. Lors d'un régime stabilisé ou lors d'une accélération de la poulie 2, les cames 19 ont tendance, sous l'effet des forces centrifuges et par contact avec les chemins de glissement 20 et 21, à basculer dans un premier sens qui permet d'obtenir par arc-boutement entre les deux chemins de glissement un blocage avec les deux chemins de glissement 20 et 21 de la poulie 2 et de l'élément intérieur 3 de transmission. La roue libre 6 fonctionne en prise de couple ou embrayée et transmet un couple d'entraînement entre la poulie 2 et l'élément intérieur 3. Advantageously, the coefficient of friction of the coating 30 with the steel is greater than or equal to 0.2 so as to limit the friction between the sliding path 21 and the cams, and allow operation under reduced lubrication conditions. In one embodiment, the coating 30 comprises amorphous diamond-like carbon. Diamond-like amorphous carbon is known internationally as the DLC. DLC coatings offer many advantages, among which we will mention in particular their self-lubricating properties, their resistance to abrasive, adhesive and corrosive wear. Alternatively, the coating 30 may comprise chromium nitride, or even titanium nitride. The coating 30 is deposited on the sliding path 21 of the inner transmission element 3 in the form of a hard layer. The coating 30 may be deposited, in a manner known per se, by conventional industrial techniques, such as vacuum deposition or vapor phase deposition. The coating 30 may be deposited directly on the sliding path 21 forming a substrate and for example be made of steel 10006. Alternatively, the coating 30 may be deposited on one or more intermediate layers deposited beforehand on the way of These intermediate layers may for example comprise titanium or tungsten. The coating 30 is deposited on the sliding path 21 of the inner transmission element 3 so as to cover the axial span of the path intended to cooperate with the cams 19. The coating 30 is provided on the sliding path 21 radially facing windows 26 and 28, on an axial zone substantially equal to that of said windows and continues in the circumferential direction. This reduces the amount of coating to be deposited. In order to further limit the risk of premature wear, it is also possible to provide, in addition, to deposit on the cams 19 a coating identical to the coating 30 so as to completely cover them, or at least partly on the portion cooperating with the sliding path 21. The operating mode of the freewheel 6 is as follows. During a steady state or during an acceleration of the pulley 2, the cams 19 tend, under the effect of the centrifugal forces and by contact with the sliding paths 20 and 21, to tilt in a first direction which allows to obtain by jamming between the two sliding paths a blocking with the two sliding paths 20 and 21 of the pulley 2 and the inner element 3 transmission. The freewheel 6 operates in torque or engaged engagement and transmits a drive torque between the pulley 2 and the inner member 3.

Au contraire, lors d'une décélération rapide de la poulie 2, les carnes 19 ont tendance à basculer dans un second sens opposé au premier, ce qui provoque le déblocage ou décoincement des cames 19. La roue libre 6 ne transmet alors plus de couple et permet temporairement un déplacement relatif en rotation de la poulie 2 par rapport à l'élément de transmission 3 intérieur. La roue libre 6 assure ainsi un accouplement unidirectionnel entre la poulie 2 et l''élément de transmission 3. Dans cette position débrayée, les éléments de rappel 29 élastique disposés entre l'unique cage 22 et les cames 19 ont tendance à maintenir un contact glissant entre lesdites cames 19 et le chemin de glissement 20 de la poulie 2 parfaitement lubrifié par la centrifugation qui tend à projeter vers l'extérieur le lubrifiant, par exemple de la graisse. Lors de l'état transitoire entre le passage de la position embrayée à la position débrayée, ou inversement, la disposition relative des éléments de rappel 29 élastique et de la cage 22 permet également de maintenir un contact glissant entre les cames 19 et le chemin de glissement 21. Dans la position débrayée, il existe un glissement relatif entre le chemin 21 de glissement de l'élément intérieur 3 de transmission et les cames 19 avec contact. La prévision du revêtement 30 sur la zone de la surface extérieure 3a en contact avec les cames 19 permet de réduire de façon significative l'usure entre les cames 19 et le chemin de glissement 21 et améliorer les conditions de glissement des cames sur le chemin dans une zone mal lubrifiée en graisse du fait de la centrifugation. On évite ainsi la formation prématurée de plats sur la base des cames 19, ce qui provoquerait à terme la défaillance du dispositif. Le revêtement 30 permet donc, au niveau de cette zone de frottement, le fonctionnement du dispositif dans des conditions de lubrification réduite, tout en obtenant une diminution du coefficient de frottement entre les cames 19 et le chemin de glissement 21 afin de limiter l'usure de ces éléments. Par ailleurs, l'utilisation d'un revêtement 30 comprenant du carbone amorphe apparenté au diamant, ou encore du nitride de chrome ou du nitride de titane, est particulièrement avantageuse dans la mesure où sa mise en oeuvre par des méthodes industrielles conventionnelles est relativement simple. On the contrary, during a rapid deceleration of the pulley 2, the carnes 19 tend to tilt in a second direction opposite the first, which causes the release or unhooking of the cams 19. The freewheel 6 then transmits more torque and temporarily allows a relative displacement in rotation of the pulley 2 relative to the inner transmission element 3. The freewheel 6 thus ensures unidirectional coupling between the pulley 2 and the transmission element 3. In this disengaged position, the elastic return elements 29 arranged between the single cage 22 and the cams 19 tend to maintain contact. sliding between said cams 19 and the sliding path 20 of the pulley 2 perfectly lubricated by the centrifugation which tends to project out the lubricant, for example grease. During the transient state between the transition from the engaged position to the disengaged position, or vice versa, the relative disposition of the elastic return elements 29 and the cage 22 also makes it possible to maintain a sliding contact between the cams 19 and the travel path. sliding 21. In the disengaged position, there is a relative slip between the sliding path 21 of the inner transmission element 3 and the cams 19 with contact. The prediction of the coating 30 on the outer surface area 3a in contact with the cams 19 significantly reduces the wear between the cams 19 and the sliding path 21 and improves the sliding conditions of the cams on the path in the cam. a poorly lubricated area due to centrifugation. This avoids the premature formation of dishes on the base of the cams 19, which would ultimately cause the failure of the device. The coating 30 therefore allows, at this friction zone, the operation of the device under reduced lubrication conditions, while obtaining a decrease in the coefficient of friction between the cams 19 and the sliding path 21 in order to limit wear. of these elements. Furthermore, the use of a coating comprising diamond-like amorphous carbon, or chromium nitride or titanium nitride, is particularly advantageous insofar as its use by conventional industrial methods is relatively simple. .

Grâce à l'invention, on dispose ainsi d'un dispositif de poulie débrayable qui permet de limiter l'usure des cames de coincement glissant à la fois sur une piste extérieure de la poulie qui est parfaitement lubrifiée lors de la rotation du dispositif, et sur une piste intérieure de l'arbre de transmission qui comporte au moins en partie un revêtement autolubrifiant et présentant une grande résistance à l'usure. Thanks to the invention, there is thus a disengageable pulley device which makes it possible to limit the wear of the sliding jamming cams both on an outer race of the pulley which is perfectly lubricated during the rotation of the device, and on an inner race of the drive shaft which comprises at least partly a self-lubricating coating and having a high wear resistance.

Claims

REVENDICATIONS1. Disengageable pulley device comprising an inner transmission element (3), a pulley (2) mounted on the inner transmission element (3), and at least one free wheel (6) provided with a plurality of wedging elements (19) mounted between a sliding path (20) of the pulley and a sliding path (21) of the inner transmission element, said free wheel being intended to ensure a unidirectional clutch between the pulley (2) and the internal transmission element (3), characterized in that the sliding path (21) comprises a coating (30) having, under a load of 0.05 kg, a Vickers hardness between 1500 and 3000 Hv, and a thickness between one and five m.

2. Device according to claim 1, wherein the coating (30) has a coefficient of friction with steel greater than or equal to 0.2.

The device of claim 1 or 2, wherein the coating (30) comprises amorphous diamond-like carbon.

4. Device according to claim 1 or 2, wherein the coating (30) comprises chromium nitride.

5. Device according to claim 1 or 2, wherein the coating (30) comprises titanium nitride.

6. Device according to any one of the preceding claims, wherein the coating (30) is disposed directly on the sliding path (21).

7. Device according to any one of claims 1 to 5, wherein the sliding path (21) comprises at least one intermediate layer between the latter and the coating (30).

8. Device according to claim 7, wherein the intermediate layer comprises titanium or tungsten.

9. Device according to any one of the preceding claims, wherein the wedging elements (19) comprise at least partly a coating identical to the coating of the sliding path (21).

10. Device according to any one of the preceding claims, comprising a cage (22) for the wedging elements (19) and at least one resilient biasing element (29) tending to keep said wedging elements in contact with the feed paths. sliding (20, 21) during an engaged position and at a disengaged position of the free wheel.

11. Device according to claim 10, wherein the coating (30) is provided on the sliding path (21) on a radially facing zone of windows (26) of the cage (22) provided for holding the wedging elements. (19), said zone having an axial dimension substantially equal to that of said windows.

12. Alternator comprising a shaft and a disengageable pulley device according to any one of the preceding claims, mounted on said shaft.