FR2938033A1

FR2938033A1 - Switchable belt pulley device for installation on shaft of generator in motor vehicle, has cage including centering region that cooperates with slideway of belt pulley by direct or indirect frictional contact

Info

Publication number: FR2938033A1
Application number: FR0857414A
Authority: FR
Inventors: Eric Robert; Benoit Arnault
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2008-10-30
Filing date: 2008-10-30
Publication date: 2010-05-07
Anticipated expiration: 2028-10-30
Also published as: FR2938033B1; DE202009014306U1

Abstract

The device has a belt pulley (2) mounted on an inner drive element (3), and a freewheel (6) including a number of clamping elements (19) arranged between a slideway (20) of the pulley and a slideway (21) of the drive element. A cage (22) is provided for the clamping elements. The freewheel is arranged to ensure unidirectional synchronization between the pulley and the drive element. The cage has a centering region (26) that cooperates with the former slideway by direct or indirect frictional contact, for radial centering of the cage relative to the drive element and the pulley.

Description

DEMANDE DE BREVET B08-4282FR - JT/PG FR08018 APPLICATION FOR PATENT B08-4282 - JT / PG FR08018

Société de droit suédois dite : Aktiebolaget SKF Dispositif de poulie débrayable. Invention de : Benoît ARNAULT Eric ROBERT Dispositif de poulie débrayable. Company under Swedish law known as: Aktiebolaget SKF Disengagable pulley device. Invention of: Benoît ARNAULT Eric ROBERT Disengagable pulley device.

La présente invention concerne le domaine des roues libres. Plus particulièrement, la présente invention concerne le 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 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 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 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 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. 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 by means of a crankshaft pulley, can suddenly decelerate while a driven pulley, for example a pulley of the alternator, tends, by inertia, to keep turning 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 rupture, a sliding thereof on the pulley, or a 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.

Classiquement, une poulie débrayable comporte deux roulements et une roue libre montée axialement entre les deux roulements et pourvue d'une pluralité de cames de coincement et d'une cage de maintien comportant des fenêtres pour le logement desdites cames. Des jeux radiaux relativement importants sont généralement prévus entre la cage et la poulie d'une part, et la cage et l'arbre intérieur de transmission sur laquelle la poulie est montée d'autre part. Avec de tels jeux radiaux, il peut se produire un décentrage de la cage de maintien relativement à l'arbre intérieur de transmission et à la poulie. Dans ces conditions, les cames de la roue libre ne sont pas toutes dans une même position de travail, notamment les cames diamétralement opposées. Dès lors, lors du passage de la roue libre dans la position embrayée, certaines cames ne transmettent pas de couple entre la poulie et l'arbre intérieur de transmission. La présente invention a donc pour but de remédier à cet inconvénient. 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. 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 et d'une cage de maintien des éléments de coincement. La roue libre est destinée à assurer un embrayage unidirectionnel entre la poulie et l'élément intérieur de transmission. La cage comporte au moins une portion de centrage coopérant directement ou indirectement avec le chemin de glissement de la poulie pour le centrage radial de ladite cage relativement à l'élément intérieur de transmission et à la poulie. Conventionally, a disengageable pulley comprises two bearings and a freewheel mounted axially between the two bearings and provided with a plurality of jamming cams and a holding cage having windows for housing said cams. Relatively large radial clearances are generally provided between the cage and the pulley on the one hand, and the cage and the inner transmission shaft on which the pulley is mounted on the other hand. With such radial clearances, there may be an off-centering of the holding cage relative to the inner transmission shaft and the pulley. Under these conditions, the cams of the freewheel are not all in the same working position, in particular the diametrically opposed cams. Therefore, during the passage of the freewheel in the engaged position, some cams do not transmit torque between the pulley and the inner transmission shaft. The present invention therefore aims to overcome this disadvantage. The present invention is intended to provide a disengageable pulley of simple design, which comprises economical components to manufacture and assemble, and having a good reliability. 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 and a cage for holding the wedging elements. The free wheel is intended to provide a one-way clutch between the pulley and the inner transmission element. The cage comprises at least one centering portion cooperating directly or indirectly with the sliding path of the pulley for the radial centering of said cage relative to the inner transmission element and the pulley.

Dans un mode de réalisation, la différence entre le diamètre intérieur du chemin de glissement de la poulie ou d'un élément rapporté sur ledit chemin et le diamètre extérieur de la portion de centrage est inférieure ou égale à 1 mm. Cette différence est de préférence inférieure ou égale à 0,3 mm. In one embodiment, the difference between the inside diameter of the sliding path of the pulley or of an insert on said path and the outer diameter of the centering portion is less than or equal to 1 mm. This difference is preferably less than or equal to 0.3 mm.

Avantageusement, la poulie comprend une seule cage pour les éléments de coincement. De préférence, la cage est monobloc. La roue libre est dépourvue d'une cage supplémentaire susceptible de faire basculer les cames de la position embrayée. Dans un mode de réalisation, la cage comprend deux portions de centrage disposées axialement de part et d'autre des éléments de coincement. Les portions de centrage peuvent être symétriques par rapport à un plan radial passant par le centre des éléments de coincement. Dans un mode de réalisation, la portion de centrage comprend une portion axiale. Alternativement, la portion de centrage peut comporter un bord roulé. Le dispositif peut comprendre en outre au moins un palier fixé sur le chemin de glissement de la poulie et coopérant avec la portion de centrage de la cage. Advantageously, the pulley comprises a single cage for the wedging elements. Preferably, the cage is monobloc. The freewheel is devoid of an additional cage that can tilt the cams from the engaged position. In one embodiment, the cage comprises two centering portions arranged axially on either side of the wedging elements. The centering portions may be symmetrical with respect to a radial plane passing through the center of the wedging elements. In one embodiment, the centering portion comprises an axial portion. Alternatively, the centering portion may comprise a rolled edge. The device may further comprise at least one bearing fixed on the sliding path of the pulley and cooperating with the centering portion of the cage.

De préférence, la cage comporte une portion axiale pourvue de fenêtres pour le logement des éléments de coincement et comprenant un alésage lisse. La cage peut être réalisée en matière métallique par emboutissage de manière à être obtenue à moindre coût. En variante, elle pourrait être obtenue par usinage ou encore par moulage. Preferably, the cage comprises an axial portion provided with windows for accommodating the wedging elements and comprising a smooth bore. The cage can be made of metal material by stamping so as to be obtained at lower cost. Alternatively, it could be obtained by machining or by molding.

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 d'une roue libre. L'arbre d'entraînement peut être monté sur ou coïncider avec 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 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 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 or coincide with 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 motor accelerates or is in a substantially continuous mode or decelerates 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. 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.

La roue libre comporte également une cage venant par contact se centrer directement dans l'alésage de la poulie, ou indirectement par un palier intermédiaire fixé dans ledit alésage, ce qui permet d'avoir un bon positionnement de la cage relativement à la poulie et à l'arbre d'alternateur en vue d'un fonctionnement satisfaisant des cames dans la position embrayée. En outre, on limite ainsi le risque de détérioration et de pliage de la cage. En effet, lors d'un décentrage de celle-ci, des contacts excessifs peuvent se produire entre les cames et les bords des fenêtres de la cage. The freewheel also comprises a cage coming by contact to center directly in the bore of the pulley, or indirectly by an intermediate bearing fixed in said bore, which allows to have a good positioning of the cage relative to the pulley and to the alternator shaft for satisfactory operation of the cams in the engaged position. In addition, it limits the risk of damage and folding of the cage. Indeed, during a decentering thereof, excessive contacts may occur between the cams and the edges of the windows of the cage.

La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée de modes 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 un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une demi-vue en coupe axiale selon l'axe II-II de la figure 1 ; et - les figures 3 à 6 sont des vues en coupe d'un dispositif de poulie débrayable selon des second, troisième, quatrième et cinquième modes de réalisation de l'invention. The present invention will be better understood on reading the detailed description of embodiments taken by way of non-limiting examples and illustrated by the appended drawings, in which: FIG. 1 is a sectional view of a pulley device disengageable according to a first embodiment of the invention; - Figure 2 is a half-view in axial section along the axis II-II of Figure 1; and - Figures 3 to 6 are sectional views of a disengageable pulley device according to second, third, fourth and fifth embodiments of the invention.

Comme on peut le voir sur les figures 1 et 2, 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 (non référencée) présentant en section droite un profil interne concave apte à former un chemin de roulement pour les éléments roulants 10, ladite gorge étant orientée radialement 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 (non référencée) présentant en section droite un profil interne concave apte à former un chemin de roulement pour les éléments roulants 10 orienté radialement 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. As can be seen in FIGS. 1 and 2, 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 (not referenced) having in cross section a concave internal profile adapted to form a raceway for the rolling elements 10, said groove being oriented radially towards outside. 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 (not referenced ) having in cross section a concave internal profile adapted to form a raceway for the rolling elements 10 oriented radially inwardly. 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 pulley 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. 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 via the bearings 4 and 5, and in particular seals 12 and 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 ou élément intérieur de transmission. 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 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. The free wheel 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 or inner transmission member. In other words, the pulley 2 can be manufactured with an inner surface of particularly simple form entirely axial except end chamfers. 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 maintien des cames 19 prévue pour venir se centrer dans l'alésage 2c de la poulie 2 afin d'obtenir un bon fonctionnement desdites cames. La cage 22 de forme générale annulaire peut être réalisée dans une matière métallique, notamment en acier, ou encore par moulage d'une matière synthétique tel que du polyamide. La cage 22 comprend une portion axiale 23 annulaire munie d'une pluralité de fenêtres 27 formant des logements pour les cames 19. Les fenêtres 27 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. La cage 22 comporte également deux portions ou collerettes radiales 24, 25 annulaires. La collerette radiale 24 prolonge radialement vers l'extérieur une extrémité axiale de la portion axiale 23 située au voisinage du roulement 4, tandis que la collerette radiale 25 prolonge radialement vers l'extérieur une extrémité axiale de la portion axiale 23 située au voisinage du roulement 5. Un bord de grand diamètre de la collerette radiale 25 est prolongé axialement par une courte portion axiale 26 annulaire s'étendant en direction du roulement 5, i.e. axialement du côté opposé aux cames 19. La portion axiale 26 est adaptée pour permettre le centrage radial de la cage 22 dans l'alésage 2c de la poulie 2 formant le chemin de glissement 20 des cames. A cet égard, la portion axiale 26 est située radialement au voisinage immédiat de l'alésage 2c. Dans ce but, la différence entre le diamètre intérieur de l'alésage 2c et le diamètre extérieur de la portion axiale 26 est inférieure ou égale à 1 mm. De préférence, cette différence entre les diamètres est inférieure ou égale à 0,3 mm. The free wheel 6 also comprises a cage 22 for holding the cams 19 provided to be centered in the bore 2c of the pulley 2 in order to obtain a good operation of said cams. The cage 22 of generally annular shape may be made of a metal material, especially steel, or by molding a synthetic material such as polyamide. The cage 22 comprises an annular axial portion 23 provided with a plurality of windows 27 forming housings for the cams 19. The windows 27 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. The cage 22 also comprises two radial portions or collars 24, 25 annular. The radial collar 24 extends radially outwardly one axial end of the axial portion 23 located in the vicinity of the bearing 4, while the radial collar 25 extends radially outwardly one axial end of the axial portion 23 located in the vicinity of the bearing. 5. A large-diameter edge of the radial flange 25 is axially extended by a short annular axial portion 26 extending towards the bearing 5, ie axially on the side opposite the cams 19. The axial portion 26 is adapted to allow centering radial of the cage 22 in the bore 2c of the pulley 2 forming the sliding path 20 of the cams. In this respect, the axial portion 26 is located radially in the immediate vicinity of the bore 2c. For this purpose, the difference between the inner diameter of the bore 2c and the outer diameter of the axial portion 26 is less than or equal to 1 mm. Preferably, this difference between the diameters is less than or equal to 0.3 mm.

La collerette radiale 24 est également située au voisinage immédiat de l'alésage 2c de la poulie, mais présente toutefois un diamètre extérieur inférieur au diamètre extérieur de la portion axiale 26 de centrage. La différence entre le diamètre intérieur de l'alésage 2c de la poulie et le diamètre extérieur de la collerette radiale 24 reste toutefois de manière avantageuse inférieure ou égale à 1 mm. Ainsi, la collerette radiale 24 peut également coopérer avec l'alésage 2c de la poulie pour assurer le centrage radial de la cage 22 dans l'espace délimité par la poulie 2 et l'élément intérieur de transmission 3. The radial flange 24 is also located in the immediate vicinity of the bore 2c of the pulley, but nevertheless has an outside diameter less than the outside diameter of the axial centering portion 26. The difference between the inside diameter of the bore 2c of the pulley and the outside diameter of the radial flange 24 advantageously remains less than or equal to 1 mm. Thus, the radial flange 24 can also cooperate with the bore 2c of the pulley to ensure the radial centering of the cage 22 in the space defined by the pulley 2 and the inner transmission element 3.

Pour fabriquer à moindre coût la cage 22, celle-ci est avantageusement obtenue par découpe, emboutissage et pliage à partir d'un flanc en tôle d'acier d'épaisseur mince. La prévision de la portion axiale 26 permet de ne pas avoir d'arête vive s'étendant radialement en direction de l'alésage 2c de la poulie. En effet, avec la portion axiale 26, d'éventuelles bavures pouvant résulter de la fabrication de la cage 22 s'étendent dans le sens axial en direction du roulement 5. Alternativement, si la cage 22 est réalisée par usinage ou encore par moulage d'une matière synthétique, il pourrait être possible de prévoir une collerette 25 dépourvue de la portion axiale 26, et de prévoir les collerettes radiales 24, 25 avec une dimension axiale identique. Dans ce cas, ces collerettes s'étendent jusqu'au voisinage immédiat de l'alésage 2c de la poulie de façon identique à celle décrite précédemment pour la portion axiale 26 afin d'obtenir le centrage de la cage 22 dans l'alésage 2c. La roue libre 6 comporte en outre un ressort 28 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 28 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 28 est situé axialement entre les collerettes radiales 24, 25 de la cage 22. To manufacture cheaply the cage 22, it is advantageously obtained by cutting, stamping and bending from a sidewall sheet steel thin thickness. The provision of the axial portion 26 makes it possible not to have a sharp edge extending radially in the direction of the bore 2c of the pulley. Indeed, with the axial portion 26, any burrs that may result from the manufacture of the cage 22 extend in the axial direction towards the bearing 5. Alternatively, if the cage 22 is made by machining or by molding of a synthetic material, it could be possible to provide a flange 25 devoid of the axial portion 26, and to provide the radial flanges 24, 25 with an identical axial dimension. In this case, these flanges extend to the immediate vicinity of the bore 2c of the pulley in the same manner as described above for the axial portion 26 to obtain the centering of the cage 22 in the bore 2c. The free wheel 6 further comprises a spring 28 which is in the form of an annular metal strip wound on itself and connected end-to-end or with partial overlap. The spring 28 is mounted inside the cage 22, and more particularly arranged radially between the outer surface 3a of the transmission element 3 and the axial portion 23 of the cage 22. The spring 28 is located axially between the collars radial 24, 25 of the cage 22.

Le ressort 28 comporte également des alvéoles ou fenêtres 29 qui correspondent à celles de la cage 22 pour pouvoir monter les cames 19. Ainsi, les fenêtres 29 sont circonférentiellement régulièrement espacées. The spring 28 also includes cells or windows 29 which correspond to those of the cage 22 to be able to mount the cams 19. Thus, the windows 29 are circumferentially regularly spaced.

Le ressort 28 est encore pourvu d'au moins un élément de rappel 30 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 30 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. I1 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. The spring 28 is further provided with at least one cam elastic return member 19 in the form of a tongue coming from the edge of a window and provided 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 30 exert a force directed radially towards the pulley 2. As a variant, it would be possible to 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.

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. Au contraire, lors d'une décélération rapide de la poulie 2, les cames 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 30 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 30 élastique et de la cage 22 permet également de maintenir un contact glissant entre les cames 19 et le chemin de glissement 21. La portion axiale 26 permet de réaliser un bon centrage de la cage 22 relativement à la poulie 2 et à l'élément intérieur 3 de transmission, pour obtenir un positionnement identique de chacune des cames 19 relativement à ces deux éléments afin de permettre, lors du passage de la position débrayée vers la position embrayée, une transmission de couple par toutes les cames de la roue libre 6. Compte tenu du faible jeu radial existant entre la portion axiale 26 de la cage 22 et l'alésage 2c de la poulie, la portion axiale 26 a tendance, en fonctionnement, à venir frotter contre l'alésage 2c, ce qui permet de maintenir le centrage radial de la cage 22 et les cames 19 relativement à la poulie 2 et à l'élément intérieur 3 de transmission. Ainsi, la coopération de la portion axiale 26 et de l'alésage 2c par contact frottant permet de maintenir ce centrage radial relatif. Par ailleurs, l'utilisation d'une cage 22 comportant des collerettes radiales 24, 25 s'étendant vers l'extérieur et dépourvue de moyens s'étendant radialement vers l'intérieur en direction de l'élément intérieur 3 de transmission permet de faciliter le montage du ressort 28 à l'intérieur de la portion axiale 23 de la cage dans la mesure où, pour réaliser ce montage, des butées disposées temporairement dans l'alésage de la portion axiale 23 sont généralement utilisées. Ainsi, l'utilisation d'une portion axiale 23 comportant un alésage lisse facilite le montage du ressort 28 à l'intérieur de la cage 22. La cage 22 reste à distance de l'élément intérieur 3 de transmission, aucun contact direct ou indirect n'est prévu entre ces deux éléments. La variante de réalisation illustrée à la figure 3 sur laquelle les éléments identiques portent les mêmes références diffère uniquement en ce que la collerette radiale 24 est prolongée, à partir d'un bord de grand diamètre, par une courte portion axiale 32 annulaire s'étendant en direction du roulement 4, i.e. axialement du côté opposé aux cames 19. La portion axiale 32 est symétrique par rapport à la portion axiale 26 en considérant un plan radial médian passant par le centre des cames 19. Plus généralement, la cage 22 est symétrique par rapport à ce plan. Le mode de réalisation illustré à la figure 4 sur laquelle les éléments identiques portent les mêmes références diffère du premier mode de réalisation en ce que la collerette radiale 25 est prolongée, à partir d'une extrémité de grand diamètre, par un bord 34 roulé annulaire s'étendant en direction de la portion axiale 23 et des cames 19 en restant éloigné de celles-ci. Le bord 34 roulé est situé au voisinage immédiat de l'alésage 2c de la poulie de façon identique à la portion axiale 26 de centrage dans le premier mode de réalisation de façon à permettre par contact frottant le centrage de la cage 22 dans l'alésage 2c de la poulie. La cage 22 est avantageusement réalisée par emboutissage et roulage à partir d'un flanc en tôle d'acier, la prévision du bord 34 roulé de centrage permettant d'éviter des bavures s'étendant en direction de l'alésage 2c de la poulie. La variante de réalisation illustrée à la figure 5 diffère du mode de réalisation précédemment décrit uniquement en ce que la collerette radiale 24 comporte un bord 36 roulé annulaire symétrique au bord 34 par rapport au plan médian passant par le centre des cames 19. Ainsi, dans cette variante de réalisation, la cage 22 est symétrique par rapport audit plan. Les modes de réalisation précédemment décrits sont particulièrement adaptés pour être utilisés sur un arbre d'alternateur utilisé dans un véhicule automobile. Toutefois, pour des applications dans lesquelles le dispositif de poulie présente une dimension supérieure, il est possible de prévoir en outre des paliers lisses 40, 42 montés entre la poulie 2 et l'élément intérieur 3 de transmission, comme illustré à la figure 6. Le mode de réalisation illustré sur cette figure diffère uniquement du premier mode de réalisation en ce que les paliers 40, 42 sont disposés radialement entre l'alésage 2c de la poulie 2 et la surface extérieure 3a de l'élément intérieur de transmission 3 et axialement entre les roulements 4, 5. Les paliers 40, 42 sont disposés symétriquement par rapport au plan radial passant par le centre des cames 19. Le palier 40 de forme générale annulaire peut être réalisé dans une matière métallique, notamment en acier. Le palier 40 comporte une portion radiale 44 située axialement entre la collerette radiale 24 de la cage 22 et le roulement 4, et prolongée à chaque extrémité radiale par des portions axiales 46, 48. Les portions axiales 46, 48 s'étendent en direction des cames 19 en restant à distance de celles-ci. La portion axiale 48 est serrée sur l'alésage 2c de la poulie 2. La portion axiale 46 reste à distance de la surface extérieure 3a de l'élément intérieur 3 de transmission. De façon similaire, le palier 42 comporte une portion radiale 50 située axialement entre la portion axiale 26 de la cage 22 et le roulement 5, et prolongée à ses extrémités libres de petit et grand diamètre respectivement par des portions axiales 52, 54. La portion axiale 54 est serrée dans l'alésage 2c de la poulie 2, la portion radiale 52 étant quant à elle à distance de la surface extérieure 3 de l'élément intérieur 3 de transmission. Dans ce mode de réalisation, la portion axiale 26 de la cage 22 est centrée à l'intérieur de l'alésage 2c de la poulie, via le palier 42. En d'autres termes, la portion de centrage 26 coopère indirectement avec l'alésage 2c de la poulie, via le contact frottant contre la portion axiale 54 elle-même fixée dans ledit alésage, pour le centrage radial de la cage 22 relativement à la poulie 2 et à l'élément intérieur 3 de transmission. Le jeu radial prévu entre la portion axiale 26 de la cage 22 et la portion radiale 54 du palier 42 est égal à celui entre la portion axiale 26 et l'alésage 2c de la poulie 2 du premier mode de réalisation. Bien entendu, on conçoit aisément qu'il pourrait également être possible de prévoir de tels paliers pour les modes de réalisation précédemment décrits et illustrés aux figures 3 à 5. 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. On the contrary, during a rapid deceleration of the pulley 2, the cams 19 tend to switch in a second direction opposite the first, which causes the release or unhooking of the cams 19. The free wheel 6 then transmits more torque and temporarily allows a relative displacement in rotation of the pulley 2 relative to the transmission element 3 inside. The freewheel 6 thus provides a unidirectional coupling between the pulley 2 and the transmission element 3. In this disengaged position, the elastic return elements disposed between the single cage 22 and the cams 19 tend to maintain a sliding contact. 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. In the transient state between the transition from the engaged position to the disengaged position, or vice versa, the relative disposition of the elastic return members and the cage 22 also serves to maintain a sliding contact between the cams 19 and the travel path. sliding 21. The axial portion 26 allows a good centering of the cage 22 relative to the pulley 2 and the inner element 3 transmission, to obtain identical positioning of each cam 19 relative to these two elements to allow during the passage from the disengaged position to the engaged position, a torque transmission by all the cams of the freewheel 6. Considering the small radial clearance existing between the axial portion 26 of the cage 22 and the bore 2c of the pulley, the axial portion 26 tends, in operation, to come rub against the bore 2c, which maintains the radial centering of the cage 22 and the cams 19 relative to the oulie 2 and the inner element 3 transmission. Thus, the cooperation of the axial portion 26 and the bore 2c by frictional contact allows to maintain this relative radial centering. Furthermore, the use of a cage 22 comprising radial flanges 24, 25 extending outwards and devoid of means extending radially inwards towards the inner transmission element 3 makes it possible to facilitate the mounting of the spring 28 inside the axial portion 23 of the cage to the extent that, to achieve this mounting, stops disposed temporarily in the bore of the axial portion 23 are generally used. Thus, the use of an axial portion 23 having a smooth bore facilitates the mounting of the spring 28 inside the cage 22. The cage 22 remains at a distance from the inner transmission element 3, no direct or indirect contact between these two elements. The embodiment variant illustrated in FIG. 3 in which the identical elements bear the same references differs only in that the radial flange 24 is extended, from a large diameter edge, by a short axial portion 32 extending annular in the direction of the bearing 4, ie axially on the side opposite the cams 19. The axial portion 32 is symmetrical with respect to the axial portion 26 by considering a median radial plane passing through the center of the cams 19. More generally, the cage 22 is symmetrical in relation to this plan. The embodiment illustrated in FIG. 4 in which the identical elements bear the same references differs from the first embodiment in that the radial flange 25 is extended, from a large diameter end, by an annular rolled edge 34. extending towards the axial portion 23 and the cams 19 while remaining distant therefrom. The rolled edge 34 is located in the immediate vicinity of the bore 2c of the pulley, in a manner identical to the axial centering portion 26 in the first embodiment, so as to enable the centering of the cage 22 in the bore by frictional contact. 2c of the pulley. The cage 22 is advantageously made by stamping and rolling from a sheet steel flank, the provision of the rolled centering edge 34 to prevent burrs extending towards the bore 2c of the pulley. The embodiment variant illustrated in FIG. 5 differs from the previously described embodiment only in that the radial flange 24 has an annular rolled edge 36 symmetrical to the edge 34 with respect to the median plane passing through the center of the cams 19. Thus, in FIG. this embodiment variant, the cage 22 is symmetrical with respect to said plane. The previously described embodiments are particularly suitable for use on an alternator shaft used in a motor vehicle. However, for applications in which the pulley device has a larger dimension, it is possible to further provide smooth bearings 40, 42 mounted between the pulley 2 and the inner transmission element 3, as shown in Figure 6. The embodiment illustrated in this figure differs only from the first embodiment in that the bearings 40, 42 are arranged radially between the bore 2c of the pulley 2 and the outer surface 3a of the inner transmission element 3 and axially between the bearings 4, 5. The bearings 40, 42 are arranged symmetrically with respect to the radial plane passing through the center of the cams 19. The bearing 40 of generally annular shape can be made of a metal material, in particular steel. The bearing 40 comprises a radial portion 44 located axially between the radial collar 24 of the cage 22 and the bearing 4, and extended at each radial end by axial portions 46, 48. The axial portions 46, 48 extend towards the cams 19 while remaining at a distance from them. The axial portion 48 is clamped on the bore 2c of the pulley 2. The axial portion 46 remains at a distance from the outer surface 3a of the inner transmission element 3. Similarly, the bearing 42 comprises a radial portion 50 located axially between the axial portion 26 of the cage 22 and the bearing 5, and extended at its free ends of small and large diameter respectively by axial portions 52, 54. The portion axial 54 is clamped in the bore 2c of the pulley 2, the radial portion 52 being away from the outer surface 3 of the inner member 3 transmission. In this embodiment, the axial portion 26 of the cage 22 is centered inside the bore 2c of the pulley, via the bearing 42. In other words, the centering portion 26 cooperates indirectly with the boring 2c of the pulley, via the frictional contact against the axial portion 54 itself fixed in said bore, for the radial centering of the cage 22 relative to the pulley 2 and the inner element 3 transmission. The radial clearance provided between the axial portion 26 of the cage 22 and the radial portion 54 of the bearing 42 is equal to that between the axial portion 26 and the bore 2c of the pulley 2 of the first embodiment. Of course, it is easily understood that it could also be possible to provide such bearings for the embodiments previously described and illustrated in FIGS. 3 to 5.

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 and a cage (22) for the wedging elements, said free wheel being intended for ensure a unidirectional clutch between the pulley (2) and the inner transmission element (3), characterized in that the cage (22) comprises at least one centering portion (26) cooperating directly or indirectly with the sliding path ( 20) of the pulley for radial centering said cage relative to the inner transmission member (3) and the pulley (2).

2. Device according to claim 1, wherein the difference between the inside diameter of the sliding path (20) of the pulley or of an insert on said path and the outer diameter of the centering portion (26) is less than or equal to 1 mm.

3. Device according to claim 2, wherein said difference is less than or equal to 0.3 mm.

4. Device according to any one of the preceding claims, comprising a single cage (22) for the wedging elements (19).

5. Device according to any one of the preceding claims, wherein the cage (22) comprises two centering portions (26, 32) arranged axially on either side of the wedging elements (19).

6. Device according to claim 5, wherein the centering portions (26, 32) are symmetrical with respect to a radial plane passing through the center of the wedging elements (19).

7. Device according to any one of the preceding claims, wherein the centering portion comprises an axial portion (26).

8. Device according to any one of claims 1 to 6, wherein the centering portion comprises a rolled edge (34).

9. Device according to any one of the preceding claims, further comprising at least one sliding bearing (40) fixed on the sliding path (20) of the pulley (2) and cooperating with the centering portion (26) of the cage (22).

10. Device according to any one of the preceding claims, wherein the cage (22) comprises an axial portion (23) provided with windows (27) for accommodating the wedging elements (19) and comprising a smooth bore.

11. Device according to any one of the preceding claims, wherein the cage (22) is made by stamping.

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