FR3136265A3

FR3136265A3 - Dispositif et procédé d’embrayage unidirectionnel

Info

Publication number: FR3136265A3
Application number: FR2205424A
Authority: FR
Inventors: Franck Guigan
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2022-06-07
Filing date: 2022-06-07
Publication date: 2023-12-08

Abstract

L’invention est un embrayage unidirectionnel qui relie mécaniquement deux arbres en déplaçant axialement le long d’un des arbres un élément d’embrayage solidaire en rotation de cet arbre pour le faire passer d’une position dite débrayée dans laquelle il n’est pas solidaire de l’autre arbre à une position dite embrayée dans laquelle il est solidaire de l’autre arbre et inversement. Le déplacement axial de cet élément d’embrayage est provoqué par le sens de rotation relatif des deux arbres. Figure de l’abrégé : Fig. 4

Description

Dispositif et procédé d’embrayage unidirectionnel

L’invention est un dispositif et un procédé d’embrayage unidirectionnel.

On connait des roues libres à cliquet, ainsi que des embrayages à clabots.

Problème technique

Les embrayages unidirectionnels existants sont fragiles et s’usent rapidement ou doivent être surdimensionnés, parce que la force de rotation est transmise par un élément de faible dimension qui est l’axe de rotation du cliquet pour une roue libre à cliquet, ou des billes qui transfèrent l’effort par des parties quasiment ponctuelles de leur surface pour les embrayages à clabots.

L’invention sera bien comprise, et d’autres buts, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, laquelle est illustrée par les figures 1 à 6 qui représentent toutes des dispositifs ou partie de dispositifs selon l’invention. Un premier mode de mise en œuvre est représenté aux figures 1 à 3, et un second aux figures 4 à 6.

représente une vue en perspective d’une partie d’un dispositif selon l’invention dans un premier mode de mise en œuvre, comprenant un arbre A 1 et un arbre B 2, l’un quelconque étant l’arbre d’entrée et l’autre étant l’arbre de sortie, une moitié de l’arbre B n’est pas représentée pour permettre de voir l’intérieur de cet arbre : le support 10 de l’élément d’embrayage, non représenté, rendant ce dernier solidaire en rotation de l’arbre A, et la denture 20 de l’arbre B.

représente une vue en perspective du dispositif de la , cette fois ci avec l’élément d’embrayage 3 muni de sa denture 30, et le ressort 32 qui pousse la denture 30 de l’élément d’embrayage vers la denture 20 de l’arbre B (non représenté). L’embrayage est ici en position embrayée.

représente une vue similaire à celle de la , mais le dispositif est ici en état débrayé. Le ressort 32 est compressé.

représente une vue en perspective d’un dispositif selon l’invention dans un second mode de mise en œuvre, comprenant un arbre A 1, un arbre B 2 et un cliquet 22.

représente une vue en perspective de l’arbre B 2 du dispositif de la , comprenant une denture 20, un filetage hélicoïdal 21, le cliquet 22 et une partie sans filetage 23.

représente une vue en perspective de l’ensemble formé par l’arbre A 1 et de l’élément d’embrayage 3 muni d’une denture 30, et d’un filetage hélicoïdal 31.

L’invention est un embrayage unidirectionnel comportant deux arbres A 1 et B 2, l’un étant entrant et l’autre sortant ou inversement, caractérisé en ce qu’il comporte un élément dit élément d’embrayage 3 solidaire en rotation dudit arbre A, ledit élément d’embrayage pouvant se déplacer le long de l’axe de rotation dudit arbre A, pour passer d’une position dite embrayée dans laquelle il coopère en rotation avec ledit arbre B à une position dite débrayée dans laquelle il ne coopère plus en rotation avec ledit arbre B, et en ce que le déplacement dudit élément d’embrayage le long dudit axe de rotation dudit arbre A dans une direction est provoqué par la rotation dans un sens dudit arbre A par rapport à l’arbre B, ledit élément d’embrayage s’éloignant de sa position dite embrayée pour un sens de rotation dudit l’arbre B par rapport audit arbre A et s’en rapprochant pour un sens de rotation inverse, étant précisé que l’on entend ci-avant et ci-après par deux éléments solidaires en rotation le fait que l’un quelconque d’entre eux peut être entraîné en rotation par l’autre

Description détaillée de l’invention

Le principe de la présente invention est de munir l’embrayage unidirectionnel d’un élément dit élément d’embrayage 3 solidaire en rotation d’un arbre A, et de permettre à cet élément d’embrayage de se déplacer le long de l’axe de rotation de l’arbre A, pour passer d’une position dite embrayée dans laquelle il coopère en rotation avec l’arbre B à une position dite débrayée dans laquelle il ne coopère plus en rotation avec cet arbre B.

Le déplacement de l’élément d’embrayage le long de l’axe de rotation de l’arbre A dans une direction est provoqué par la rotation dans un sens de cet arbre A par rapport à l’arbre B. Il s’éloigne de l’arbre B pour un sens de rotation de l’arbre B par rapport à l’arbre A ce qui provoque le débrayage du dispositif, et s’en rapproche pour un sens de rotation inverse qui provoque l’embrayage.

La coopération entre l’arbre B et l’élément d’embrayage se fait avantageusement par deux ensembles de surfaces de coopération 20 et 30, le premier solidaire en rotation de l’arbre B et le second solidaire en rotation de l’élément d’embrayage. Ces surfaces de coopération peuvent être des disques coopérant par adhérence ou plus avantageusement par dentures. Dans le cas dans lequel les arbres A et B ne sont pas coaxiaux, ces surfaces de coopération peuvent être des cônes coopérant par adhérence ou par dentures.

Dans un mode de réalisation préféré, l’appui d’une surface de contact d’une dent d’une denture avec une dent de l’autre donne lieu à une force éloignant les deux disques l’un de l’autre pour un sens de rotation relatif de l’arbre A par rapport à l’arbre B et les rapprochant pour un sens de rotation relatif opposé. L’homme de l’art sait concevoir ce type de dents telles que représentées aux figures 1 à 3, 5 et 6.

Un rappel élastique 31, par exemple un ressort hélicoïdal comme illustré par les figures 2 et 3 peut pousser les surfaces de coopération de l’élément d’embrayage vers les surfaces de coopération de l’arbre B. En mode débrayé, ce ressort est comprimé parce que les dentures 20 et 30 s’écartent l’une de l’autre par la composante axiale de la force que la rotation applique à une partie des surfaces de coopération. Dans l’autre sens de rotation, ce ressort est déprimé parce que les dentures 20 et 30 se rapprochent l’une de l’autre par la composante axiale de la force que la rotation applique aux autres parties des surfaces de coopération, et l’élément d’embrayage coopère en rotation avec l’arbre B.

Avantageusement, dans sa position de repos, le rappel élastique place l’élément d’embrayage dans une position telle que les dentures 20 et 30 sont engagées l’une avec l’autre mais que les extrémités extérieures des dents de ces deux dentures se trouvent dans des plans proches.

Dans cette première version très simple et économique, le ressort peut avoir une force très faible car il ne joue aucun rôle de transmission du couple d’un arbre à l’autre. Il sert uniquement à passer de l’état débrayé à l’état embrayé. Il peut être très souple pour pousser l’élément d’embrayage en position embrayée, puisqu’il suffit qu’il fasse franchir dans sa position de repos à l’élément d’embrayage la position dans laquelle les extrémités extérieures des dents des deux dentures se trouvent dans le même plan. C’est ensuite la force due à l’inclinaison de plans de coopération des dentures qui assure la fin de ce déplacement et maintien l’élément d’embrayage en état d’embrayage. Le frottement entre les dentures peut ainsi être très faible dans l’état débrayé. Un moyen d’amortissement du déplacement axial de l’élément d’embrayage (non représenté) peut encore limiter ce frottement.

L’élément d’embrayage est avantageusement solidaire en rotation avec l’arbre A, mais cette solidarité peut être obtenue par la liaison entre ces deux éléments par le ressort 32 lui-même. La solidarité de rotation n’est dans ce cas pas obtenue en permanence, mais l’un quelconque de ces deux éléments peut quand même être entraîné en rotation par l’autre.

Les principaux avantages de ce premier mode de mise en œuvre sont la grande simplicité de conception, le faible prix de réalisation, et l’importance du couple auquel peut être soumis le dispositif dû au fait que les surfaces de coopération sont grandes et nombreuses.

Dans une seconde version perfectionnée illustrée aux figures 4 à 6, l’élément d’embrayage et l’arbre B coopèrent par filetages hélicoïdaux 21 et 31, respectivement 31 et 21. Avantageusement, une partie 23 de l’arbre B ne comporte pas ce filetage ce qui permet à l’élément d’embrayage de tourner librement à l’intérieur de l’arbre B. Un moyen d’embrayage unidirectionnel, par exemple un cliquet 22 comportant une partie de filetage hélicoïdal, permet une telle rotation de l’élément d’embrayage dans un sens de rotation par rapport à l’arbre B mais pas dans l’autre.

Cette coopération par filetage peut avantageusement être complétée par une coopération par des dentures 20 et 30 comme dans le premier mode de mise en œuvre.

L’invention est aussi un procédé d’embrayage unidirectionnel mettant en œuvre un embrayage unidirectionnel tel que l’un quelconque de ceux décrits plus haut.

Applications

Les principales applications de la présente invention sont toutes celles des roues libres : le pignon de la roue arrière des bicyclettes, le démarreur à ficelle (tondeuses, tronçonneuses, modèles réduits), le démarreur des moteurs à combustion, le rotor principal des hélicoptères. le mécanisme de remontage des pendules à poids, le mécanisme de remontage des montres automatiques, les transmissions manuelles et automatiques, les convoyeurs, les clés à cliquet et de nombreuses machines.

Claims

Embrayage unidirectionnel comportant deux arbres A (1) et B (2), l’un étant entrant et l’autre sortant ou inversement, caractérisé en ce qu’il comporte un élément dit élément d’embrayage (3) solidaire en rotation dudit arbre A, ledit élément d’embrayage pouvant se déplacer le long de l’axe de rotation dudit arbre A, pour passer d’une position dite embrayée dans laquelle il coopère en rotation avec ledit arbre B à une position dite débrayée dans laquelle il ne coopère plus en rotation avec ledit arbre B, et en ce que le déplacement dudit élément d’embrayage le long dudit axe de rotation dudit arbre A dans une direction est provoqué par la rotation dans un sens dudit arbre A par rapport audit arbre B, ledit élément d’embrayage s’éloignant de sa position dite embrayée pour un sens de rotation dudit l’arbre B par rapport audit arbre A et s’en rapprochant pour un sens de rotation inverse, étant précisé que l’on entend ci-avant et ci-après par deux éléments solidaires en rotation le fait que l’un quelconque d’entre eux peut être entraîné en rotation par l’autre.
Embrayage unidirectionnel selon la revendication 1, caractérisé en ce que la coopération entre ledit élément d’embrayage et ledit arbre B se fait par deux ensembles de surfaces de coopération (30) et (20), l’un solidaire en rotation dudit élément d’embrayage et l’autre solidaire en rotation dudit arbre B,
Embrayage unidirectionnel selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits ensembles de surfaces de coopération sont deux disques ou cônes pouvant coopérer par adhérence ou par dentures.
Embrayage unidirectionnel selon la revendication 3 dont les deux ensembles de surfaces de coopération coopèrent par dentures, caractérisé en ce que l’appui d’une surface de coopération d’une dent d’une desdites dentures avec une dent de l’autre desdites dentures donne lieu à une force éloignant les deux ensembles de surfaces de coopération l’un de l’autre pour un sens de rotation relatif de l’arbre A par rapport à l’arbre B et les rapprochant pour un sens de rotation relatif opposé.
Embrayage unidirectionnel selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il est muni d’un rappel élastique (32) qui pousse lesdites surfaces de coopération dudit élément d’embrayage vers celles dudit arbre B.
Embrayage unidirectionnel selon la revendication 5 caractérisé en ce que, dans sa position de repos, ledit rappel élastique place l’élément d’embrayage dans une position telle que lesdites dentures (20 et 30) sont engagées l’une avec l’autre mais que les extrémités extérieures des dents desdites deux dentures se trouvent dans des plans proches.
Embrayage unidirectionnel selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit élément d’embrayage et ledit arbre B coopèrent par filetages hélicoïdaux (21 et 31).
Embrayage unidirectionnel selon la revendication 7, caractérisé en ce qu’une partie (23) dudit arbre B ne comporte pas de filetage et permet ainsi audit élément d’embrayage de tourner à l’intérieur dudit arbre B, et qu’il est muni d’un moyen d’embrayage unidirectionnel ne permettant une telle rotation dudit élément d’embrayage que dans un sens de rotation par rapport audit arbre B.
Embrayage unidirectionnel selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit moyen d’embrayage unidirectionnel est un cliquet (22).
Procédé d’embrayage unidirectionnel mettant en œuvre un embrayage unidirectionnel selon l’une quelconque des revendications précédentes.