FR2749360A1 - Embrayage unidirectionnel - Google Patents

Abstract

Cet embrayage comprend un premier élément d'entrée/sortie (1) présentant une surface de frottement (1a) sur une surface circonférentielle extérieure de cet élément et s'étendant circonférentiellement, un second élément d'entrée/sortie (2) combiné au premier de façon à pouvoir tourner par rapport à lui autour d'un axe de la surface de frottement du premier élément, le second élément présentant une surface de frottement en arc (2a) prévue sur une surface circonférentielle extérieure radialement vers l'extérieur par rapport à la surface de frottement du premier élément et s'étendant circonférentiellement, un élément de frottement sans fin (3) enroulé entre les surfaces de frottement des premier et second éléments, et des moyens (4) servant à appliquer une tension à un premier (3a) des brins de l'élément de frottement situé entre les premier et second éléments. Utilisation notamment dans les véhicules.

Description

La présente invention concerne un embrayage unidirectionnel comprenant

deux éléments d'entrée/sortie combinés coaxialement l'un à l'autre pour transmettre un couple dirigé dans un sens déterminé, appliqué en entrée à l'un des éléments d'entrée/sortie, à l'autre élément et pour ne pas transmettre un couple dirigé dans le sens

opposé, appliqué en entrée à l'un des éléments d'entrée/-

sortie, à l'autre élément. Plus particulièrement, elle concerne la mise au point d'un embrayage unidirectionnel à faible coût et de structure simple qui n'ait pas besoin

de fonctionner avec une précision élevée.

Comme embrayages unidirectionnels typiques destinés à être utilisés dans les véhicules automobiles,

les machines agricoles, et analogues, on connaît l'em-

brayage unidirectionnel à roue libre, utilisant une

partie supérieure se présentant sous la forme de coquil-

le, et l'embrayage unidirectionnel à rouleaux. Un embrayage unidirectionnel à rouleaux va être décrit à

titre d'exemple comme embrayage unidirectionnel classi-

que. Comme le montre la figure 9, l'embrayage unidirec-

tionnel à rouleaux comprend un chemin intérieur de roulement a, un chemin extérieur de roulement b combiné

au chemin intérieur a de façon à pouvoir tourner vis-à-

vis de ce dernier, plusieurs parties en retrait c (une seule partie en retrait est représentée) ménagées circonférentiellement dans la surface intérieure du chemin extérieur de roulement b avec un pas donné régulier, des rouleaux d disposés dans les parties en retrait c respectives et des ressorts (non représentés) servant à re- solliciter les différents rouleaux d, disposés dans les parties en retrait c correspondantes, dans un sens (antihoraire) tel que le rouleau est poussé dans l'espace situé entre la surface extérieure e du chemin intérieur a et la surface intérieure f du chemin

extérieur b.

Lorsqu'un couple dirigé dans le sens (horai-

re) opposé au sens de sollicitation du ressort est appliqué en entrée sur le chemin intérieur de roulement a, les rouleaux d ne sont pas saisis dans les espaces

séparant les chemins de roulement intérieur a et exté-

rieur b, de sorte que le chemin intérieur a tourne librement vis-à-vis du chemin extérieur b. Il en résulte que le couple appliqué en entrée au chemin intérieur a n'est pas transmis au chemin extérieur b et que donc ce chemin extérieur b ne tourne pas. Lorsqu'un couple dirigé

dans le même sens (antihoraire) que le sens de sollicita-

tion est appliqué en entrée, les rouleaux d sont saisis dans les espaces séparant le chemin intérieur a et le chemin extérieur b de façon à exercer une action de coin, de sorte que les chemins intérieur a et extérieur b sont verrouillés. Par conséquent, le couple appliqué en entrée au chemin intérieur a est transmis au chemin extérieur b d'une façon telle que ce chemin extérieur b tourne dans

le même sens que le chemin intérieur a.

Il est toutefois difficile de réaliser l'embrayage unidirectionnel classique à un faible coût, étant donné qu'il exige des éléments constitutifs à haute

précision et présente une structure complexe.

Lorsque le couple appliqué en entrée au chemin intérieur de roulement a est excessivement grand en comparaison du couple maximal qui peut être transmis par l'embrayage, cet embrayage va être l'objet d'une rupture. En cas de rupture, un remplacement des éléments

constitutifs rompus n'est pas suffisant et tout l'em-

brayage unidirectionnel devrait être remplacé par un nouveau. Pour éviter cette situation, il est nécessaire de pourvoir au préalable l'embrayage unidirectionnel d'un limiteur de couple supplémentaire, ce qui accroît encore

le coût.

Etant donné que le couple transmissible maximal ne peut pas être modifié dans l'embrayage unidirectionnel classique, le couple excessivement grand appliqué en entrée au chemin intérieur de roulement a est fourni en sortie, tel qu'il est, par le chemin extérieur de roulement b, à condition que le couple soit inférieur au couple transmissible maximal. Dans ce cas aussi, le limiteur de couple est nécessaire pour empêcher la

situation considérée.

La présente invention a été mise au point compte tenu des circonstances précédentes. C'est pourquoi un but de la présente invention est de fournir un embrayage unidirectionnel à faible coût et de structure simple qui utilise un mécanisme de transmission à courroie entre deux axes. L'embrayage unidirectionnel n'a pas besoin de fonctionner avec une précision élevée et il ne souffre que d'un nombre réduit de défaillances résultant d'un couple d'entrée excessivement grand. En cas de défaillance, il suffit de remplacer uniquement

1 'élément constitutif défaillant de l'embrayage unidirec-

tionnel. Par ailleurs, il est possible de faire varier

le couple transmissible maximal dans l'embrayage unidi-

rectionnel. Pour atteindre le but ci-dessus, les présents

inventeurs ont utilisé le principe suivant de fonctionne-

ment d'un mécanisme de transmission à courroie, d'une structure relativement simple, constitué d'une courroie

de transmission enroulée entre des arbres d'entrée/sor-

tie. Lorsqu'une tension initiale a été appliquée au brin côté lâche de la courroie de transmission, l'arbre d'entrée exerce une force suffisante d'accrochage sur la courroie, laquelle exerce à son tour une force suffisante d'accrochage sur l'arbre de sortie, ce qui entraîne une transmission de couple entre les arbres respectifs. Par ailleurs, lorsqu'une tension initiale n'a pas été appliquée, il se produit un glissement dû à une force insuffisante d'accrochage entre la courroie et au moins l'un des arbres, de sorte qu'une transmission de couple n'est pas réalisée entre les arbres respectifs. Les présents inventeurs ont réalisé le fonctionnement d'un embrayage unidirectionnel en appliquant une tension initiale à un brin de la courroie de transmission qui devient le brin côté lâche lorsqu'un couple qui est à transmettre dirigé dans le sens de rotation est appliqué en entrée. Dans un premier embrayage unidirectionnel conforme à la présente invention, la transmission de couple est mise en service et hors service entre les arbres d'entrée et de sortie en fonction de variations

se présentant dans les deux forces d'accrochage s'exer-

çant entre la courroie et les arbres respectifs. Dans un second embrayage unidirectionnel conforme à la présente invention, la transmission de couple est mise en service et hors service entre les arbres d'entrée et de sortie en fonction d'une variation se présentant dans une force d'accrochage s'exerçant entre la courroie et l'un des arbres. D'une manière plus précise, le premier

embrayage unidirectionnel conforme à la présente inven-

tion comprend un premier élément d'entrée/sortie présen-

tant une surface de frottement circulaire prévue sur une surface circonférentielle extérieure du premier élément

d'entrée/sortie de façon à s'étendre circonférentielle-

ment, un second élément d'entrée/sortie combiné au premier élément d'entrée/sortie de façon à pouvoir tourner par rapport à lui autour d'un axe de la surface

de frottement circulaire du premier élément d'entrée/sor-

tie, le second élément d'entrée/sortie présentant une surface de frottement en forme d'arc prévue sur une surface circonférentielle extérieure du second élément d'entrée/sortie radialement vers l'extérieur par rapport à la surface de frottement circulaire du premier élément

d'entrée/sortie de façon à s'étendre circonférentielle-

ment le long de la surface de frottement circulaire, un élément de frottement sans fin enroulé contre les surfaces de frottement des premier et second éléments d'entrée/sortie, et des moyens d'application de tension servant à appliquer une tension initiale à un premier des brins de l'élément de frottement situé entre les premier

et second éléments d'entrée/sortie.

Dans cet agencement, étant donné que la

tension initiale a été appliquée par les moyens d'appli-

cation de tension à l'élément de frottement, des forces suffisantes d'accrochage sont obtenues entre l'élément de frottement et les surfaces de frottement respectives des premier et second éléments d'entrée/sortie. Lorsqu'un couple est par exemple appliqué en entrée au premier élément d'entrée/sortie, l'élément de frottement se déplace dans le même sens que le sens de rotation du premier élément d'entrée/sortie afin de transmettre le couple au second élément d'entrée/sortie. Il en résulte

que le brin entrant sur le premier élément d'entrée/sor-

tie devient le brin côté tendu, tandis que le brin sortant du premier élément d'entrée/sortie devient le

brin côté lâche.

Lorsque le brin (un premier des brins) ayant

reçu la tension initiale de la part des moyens d'applica-

tion de tension devient le brin côté tendu, les forces d'accrochage entre l'élément de frottement et les surfaces de frottement respectives diminuent, étant donné que le brin côté lâche situé du côté opposé (le second brin) n'a pas reçu la tension initiale, ce qui entraîne des glissements entre eux. Par conséquent, le couple appliqué en entrée au premier élément d'entrée/sortie n'est pas transmis à l'élément de frottement et au second élément d'entrée/sortie, de sorte que seul le premier élément d'entrée/sortie tourne et que le second élément

d'entrée/sortie ne tourne pas. Il en résulte que l'em-

brayage unidirectionnel est amené à l'état libre.

Par ailleurs, lorsque le brin (un premier des brins) ayant reçu la tension initiale devient le brin côté lâche, les forces d'accrochage sont maintenues entre l'élément de frottement et les surfaces de frottement respectives en raison de la tension initiale appliquée au brin côté lâche. Par conséquent, le couple appliqué en entrée au premier élément d'entrée/sortie est transmis au second élément d'entrée/sortie par l'intermédiaire de l'élément de frottement, de sorte que le second élément d'entrée/sortie tourne dans le même sens que le premier élément d'entrée/sortie. Il en résulte que l'embrayage

unidirectionnel est amené à l'état verrouillé.

Lorsque le couple appliqué en entrée au premier élément d'entrée/sortie augmente encore, avec la tension initiale appliquée au brin côté lâche, le risque que des glissements se produisent entre l'élément de frottement et les surfaces de frottement respectives augmente en conséquence. Lorsque le couple atteint une valeur déterminée, il se présente une transition à un état dans lequel le risque de glissements augmente d'une manière spectaculaire jusqu'à 100%. Par conséquent, seul un couple qui est approximativement constant est transmis

à l'élément de frottement et au second élément d'entrée/-

sortie. En bref, l'embrayage unidirectionnel sert de limiteur de couple à l'égard d'un couple excessivement grand. Etant donné que la valeur déterminée varie en fonction de la tension initiale appliquée par les moyens d'application de tension au brin côté lâche, le couple

maximal qui peut être transmis par l'embrayage unidirec-

tionnel est réglé arbitrairement par fixation de la

tension initiale.

Dans le cas o un couple est appliqué en entrée au second élément d'entrée/sortie, la même action que celle ayant lieu dans le cas précédent a lieu à l'exception du fait que les rôles des premier et second éléments d'entrée/sortie sont intervertis. Ainsi, dans l'agencement, la fonction d'un embrayage unidirectionnel est remplie au moyen d'une structure simple qui n'a pas besoin de fonctionner avec

une précision élevée. Il en résulte un embrayage unidi-

rectionnel d'un coût inférieur à un embrayage unidirec-

tionnel classique tel que l'embrayage unidirectionnel à rouleaux. L'embrayage unidirectionnel obtenu souffre d'un nombre réduit de défaillances résultant d'un couple d'entrée excessivement grand en comparaison du couple transmissible maximal. Dans le cas par exemple d'une défaillance de l'élément de frottement, il est possible de le remplacer aisément par un nouveau, de sorte que l'embrayage unidirectionnel est aussi excellent en ce qui concerne l'entretien. Il est par ailleurs possible de régler le couple transmissible maximal en faisant varier le réglage de la tension initiale à appliquer au brin, ce qui permet de maîtriser convenablement un couple

d'entrée excessivement grand.

Dans l'agencement ci-dessus, le second élément d'entrée/sortie peut comporter un élément mobile monté pivotant en rotation autour d'un axe qui est parallèle à un axe du second élément d'entrée/sortie et est décalé vers le second brin de l'élément de frottement

dans un corps principal du second élément d'entrée/sor-

tie, la surface de frottement en forme d'arc du second élément d'entrée/sortie étant prévue sur l'élément mobile, et les moyens d'application de tension sont

constitués de moyens de sollicitation servant à sollici-

ter l'élément mobile en rotation dans un sens tel que la tension initiale est appliquée au premier des brins de l'élément de frottement, avec la surface de frottement en forme d'arc exerçant une pression radialement vers

l'extérieur sur l'élément de frottement.

Dans ce cas, la tension initiale a été appliquée à un premier des brins de l'élément de frotte- ment par les moyens de sollicitation qui sollicitent en rotation l'élément mobile monté pivotant en rotation autour de son axe qui est parallèle à l'axe du second élément d'entrée/sortie et est décalé vers le second brin de l'élément de frottement dans le corps principal du second élément d'entrée/sortie. Dans le cas o un couple

est appliqué en entrée au premier élément d'entrée/sor-

tie, le brin de l'élément de frottement entrant sur le premier élément d'entrée/sortie devient le brin côté tendu, tandis que le brin sortant du premier élément d'entrée/sortie devient le brin côté lâche, d'une manière

analogue au premier embrayage unidirectionnel.

Lorsque le premier élément d'entrée/sortie tourne dans un sens tel que le brin ayant reçu la tension initiale (un premier des brins) devient le brin côté lâche, les forces d'accrochage sont maintenues entre l'élément de frottement et les surfaces de frottement respectives, de sorte que le couple appliqué en entrée au premier élément d'entrée/sortie est transmis à

l'élément de frottement et au second élément d'entrée/-

sortie par l'intermédiaire de l'élément de frottement.

Il en résulte que l'embrayage unidirectionnel est amené à l'état verrouillé. Dans cet état verrouillé, le brin qui n'a pas reçu la tension initiale (le second brin) devient le brin côté tendu et une tension accrue dans ce brin côté tendu fait tourner l'élément mobile du second élément d'entrée/sortie dans le sens de sollicitation des moyens de sollicitation, de sorte que la surface de

frottement exerce une pression sur l'élément de frotte-

ment. Par conséquent, une tension excédant la tension initiale est appliquée au brin côté lâche, ce qui accroît avantageusement les forces d'accrochage entre l'élément de frottement et les surfaces de frottement respectives

et empêche des glissements. En conséquence, une transmis-

sion de couple plus positive est réalisée entre les premier et second éléments d'entrée/sortie, tandis que

le couple transmissible maximal est augmenté.

Par ailleurs, lorsque le premier élément d'entrée/sortie tourne dans un sens tel que le brin (un premier des brins) ayant reçu la tension initiale devient le brin côté tendu, le brin côté lâche (le second brin) situé du côté opposé n'a pas reçu de tension initiale et l'élément de frottement ne produit pas dans l'élément mobile une force de rotation dans un sens tel que la surface de frottement applique une pression sur l'élément de frottement, de sorte que la tension dans le brin côté lâche n'est pas augmentée et est maintenue à un faible niveau. Il en résulte que des glissements se produisent

entre l'élément de frottement et les surfaces de frotte-

ment respectives, ce qui amène l'embrayage unidirection-

nel à l'état libre.

Ainsi, dans l'agencement ci-dessus, lorsque le second brin de l'élément de frottement devient le brin côté tendu et que la tension dans celui-ci est augmentée dans l'agencement, une tension supérieure à la tension initiale peut être appliquée au brin côté lâche, de sorte qu'une transmission de couple plus positive est réalisée entre les premier et second éléments d'entrée/sortie,

tandis que le couple transmissible maximal est augmenté.

En outre, dans l'agencement ci-dessus, le corps principal du second élément d'entrée/sortie est pourvu d'une butée servant à limiter la rotation de l'élément mobile dans ledit sens de sollicitation lors d'un contact avec l'élément mobile sollicité en rotation

par les moyens de sollicitation.

Dans l'agencement, lorsque le second brin de l'élément de frottement devient le brin côté tendu et que la tension accrue présente dans celuici fait tourner l'élément mobile dans le sens de sollicitation des moyens de sollicitation de façon à augmenter le couple transmis- sible maximal, la rotation de l'élément mobile dans le sens de sollicitation est limitée lors d'un contact avec la butée du corps principal. Cela bloque l'augmentation du couple transmissible maximal, de sorte que des problèmes résultant d'un couple transmissible maximal toujours croissant, tels qu'une détérioration prématurée de l'élément de frottement sous l'effet d'une surcharge,

sont empêchés de se poser.

Un autre embrayage unidirectionnel conforme à la présente invention comprend un premier élément d'entrée/sortie présentant une surface de frottement circulaire prévue sur une surface circonférentielle extérieure du premier élément d'entrée/sortie de façon à s'étendre circonférentiellement, un second élément

d'entrée/sortie combiné au premier élément d'entrée/sor-

tie de façon à pouvoir tourner par rapport à celui-ci autour d'un axe de la surface de frottement circulaire du premier élément d'entrée/sortie, un élément de

frottement enroulé contre la surface de frottement circu-

laire du premier élément d'entrée/sortie, avec deux extrémités fixées aux seconds moyens d'entrée/sortie, et des moyens d'application de tension servant à appliquer une tension initiale à un premier des brins de l'élément de frottement entre les premier et second éléments

d'entrée/sortie.

Dans l'agencement, l'élément de frottement

possède deux extrémités fixées au second élément d'en-

trée/sortie, ce qui est différent du premier embrayage unidirectionnel ci-dessus. Par conséquent, l'élément de frottement tourne à l'unisson avec le second élément d'entrée/sortie. Il en résulte qu'une transmission de couple entre la surface de frottement et le premier élément d'entrée/sortie, c'est-à-dire une transmission

de couple entre les premier et second éléments d'entrée/-

sortie, est mise en service et hors service en fonction de variations se présentant dans les forces d'accrochage qui s'exercent entre l'élément de frottement et le premier élément d'entrée/sortie. En ce qui concerne les autres actions, elles sont essentiellement les mêmes que

les actions du premier embrayage unidirectionnel.

D'autres caractéristiques et avantages de

l'invention apparaîtront à la lecture de la description

qui va suivre, de formes de réalisation de l'invention données à titre d'exemples non limitatif, en référence aux dessins joints dans lesquels:

La figure 1 est une vue de face d'un em-

brayage unidirectionnel suivant un premier mode de mise en oeuvre de la présente invention, la figure 2 est une vue en coupe par la ligne II- II de la figure 1,

la figure 3 est une vue de face de l'em-

brayage unidirectionnel à l'état libre, cette vue étant exagérée aux fins d'illustration,

la figure 4 est une vue de face d'un em-

brayage unidirectionnel à l'état verrouillé, cette vue étant exagérée aux fins d'illustration, la figure 5 est une vue en coupe partielle d'un embrayage unidirectionnel conforme à un deuxième mode de mise en oeuvre de la présente invention, qui correspond à la figure 1, la figure 6 est une vue en coupe par la ligne VI-VI de la figure 5, la figure 7 est une vue en coupe par la ligne VII-VII de la figure 6, la figure 8 est une vue représentant un embrayage unidirectionnel conforme à un troisième mode

de mise en oeuvre de la présente invention, qui corres-

pond à la figure 1, et la figure 9 est une vue en coupe transversale représentant une partie principale d'un embrayage unidirectionnel à rouleaux constituant un embrayage

unidirectionnel classique.

Les différents modes de mise en oeuvre de la présente invention vont être décrits en se reportant aux

dessins.

Les figures 1 et 2 représentent un embrayage unidirectionnel à courroie conforme à un premier mode de

mise en oeuvre de la présente invention.

L'embrayage unidirectionnel à courroie comprend: une poulie plate 1, constituant un premier élément d'entrée/sortie et présentant une surface de

frottement circulaire la prévue sur la surface circonfé-

rentielle extérieure de la poulie plate 1 de façon à s'étendre circonférentiellement, une poulie à gorge

trapézoïdale 2, constituant un second élément d'entrée/-

sortie, combinée à la première poulie plate 1 de façon à pouvoir tourner par rapport à celle-ci autour d'un axe (l'axe de la poulie plate 1 indiqué par la ligne en trait mixte à la figure 2) et présentant une surface de frottement 2a en forme d'arc prévue sur la surface circonférentielle extérieure de la poulie 2 à gorge trapézoïdale radialement vers l'extérieur par rapport à la surface de frottement la de la poulie plate 1 de façon à s'étendre circonférentiellement le long de cette

surface de frottement la, une courroie plate 3, consti-

tuant un élément de frottement sans fin enroulé entre les surfaces de frottement la et 2a des poulies 1 et 2, et un ressort à lame 4 rectangulaire constituant des moyens d'application de tension servant à appliquer une tension initiale à un premier brin 3a (à gauche à la figure 1) de la courroie plate 3 entre les poulies 1 et 2. Dans le présent mode de mise en oeuvre, un arbre d'entrée est rendu solidaire de la poulie plate 1, de façon à pouvoir tourner à l'unisson avec celle-ci, et une courroie trapézoïdale de sortie est entraînée autour de la poulie 2 à gorge trapézoïdale, bien que leur représentation soit omise. La poulie plate 1 est constituée d'une partie formant poulie plate 5, en forme de cylindre présentant un fond, et d'une partie formant moyeu 6 qui s'étend à partir du centre de la partie de fond de la partie formant poulie plate 5 le long de l'axe de cette partie formant poulie plate 5. La surface circonférentielle extérieure de la partie formant poulie plate 5 constitue la surface de frottement la. Autour de l'axe de la partie formant moyeu 6, il est ménagé un alésage d'arbre 7 dans lequel l'arbre d'entrée est emboîté et fixé. Les figures 1 et 2 montrent aussi une rainure de clavette 8 servant à rendre l'arbre d'entrée solidaire de la poulie plate

1.

La poulie 2 à rainure trapézoïdale comporte un alésage d'arbre 9 d'un diamètre supérieur au diamètre extérieur de la partie formant moyeu 6 de la poulie plate 1. Cette partie formant moyeu 6 étant engagée d'une manière concentrique dans l'alésage d'arbre 9, deux

roulements 17 sont montés suivant la direction axiale.

La structure décrite jusqu'ici permet à la poulie 2 à gorge trapézoïdale de tourner par rapport à la poulie

plate 1.

La poulie 2 à gorge trapézoïdale est conçue de façon à présenter un diamètre extérieur supérieur au

diamètre extérieur de la partie formant poulie plate 5.

Au voisinage du bord périphérique d'une première face d'extrémité (à droite à la figure 2) de la poulie 2 à gorge trapézoïdale, il est prévu une paroi en saillie 11 présentant une section transversale en forme d'arc qui fait saillie suivant la direction axiale et s'étend circonférentiellement le long de la surface de frottement la de la partie formant poulie plate 5. Dans la partie périphérique extérieure de toute la paroi en saillie 11, il est ménagé une gorge de courroie 12 présentant une section transversale en U s'ouvrant radialement vers l'extérieur et s'étendant circonférentiellement. La surface de fond de la gorge de courroie 12 constitue la

surface de frottement 2a.

Dans la partie de la surface de frottement 2a correspondant à une première extrémité circonférentielle (à gauche à la figure 1) de la gorge de courroie 12, il est ménagé une partie en retrait 13 de fixation qui reçoit la partie d'extrémité de base du ressort à lame 4 de façon telle que la surface extérieure de ce ressort

à lame 4 est de niveau avec la surface de frottement 2a.

La lame 4 est fixée au moyen d'un rivet ou analogue, avec sa partie d'extrémité de base encastrée dans la partie en retrait 13 pour sa fixation. La partie de pointe du ressort à lame 4 qui fait saillie tangentiellement à partir de la première extrémité de la gorge de courroie 12 est pliée avec une petite courbure vers l'axe. Le ressort à lame 4 est conçu de façon à appliquer une tension initiale au brin 3a de la courroie plate 3 en exerçant une pression à glissement sur la surface

intérieure de ce brin 3a, radialement vers l'extérieur.

La partie de la surface de frottement 2a correspondant à la seconde extrémité circonférentielle de la gorge de courroie 12 est conformée de façon à présenter un rayon de courbure diminuant progressivement vers sa partie d'extrémité. Cette forme permet un passage sans à-coup de la courroie plate 3 entre la seconde extrémité circonférentielle de la surface de frottement 2a de la poulie 2 à gorge trapézoïdale et la surface de

frottement la de la poulie plate 1.

La courroie plate 3 est une courroie de frottement constituée d'un corps principal de courroie

en caoutchouc ou matière analogue et à section transver-

sale rectangulaire et d'au moins un câble noyé dans le corps principal de la courroie, présentant un pas donné régulier, s'étendant sensiblement suivant la longueur de la courroie. Si nécessaire, une couche de toile est superposée, d'une seule pièce, à la surface intérieure ou la surface extérieure du corps principal de la courroie.

Le fonctionnement de l'embrayage unidirec-

tionnel ainsi constitué va être décrit en regard des

figures 3 et 4.

Le ressort à lame 4 applique d'abord une tension initiale à la courroie plate 3, de sorte que des forces d'accrochage sont produites entre cette courroie plate 3 et la surface de frottement la de la poulie plate 1 et entre cette courroie plate 3 et la surface de frottement 2a de la poulie 2 à gorge trapézoïdale. Avec la courroie plate 3 sous tension initiale, lorsqu'un couple dirigé dans le sens antihoraire est appliqué en entrée à la poulie plate 1 de la manière indiquée à la figure 3, la courroie plate 3 se déplace dans le même sens que le sens de rotation de la poulie plate1 de façon à transmettre le couple à la poulie 2 à gorge trapézoïdale, de sorte que le brin 3a entrant sur la poulie plate 1, qui est initialement au repos de la manière indiquée par la ligne en trait mixte, devient le brin côté tendu, de la manière indiquée d'une façon exagérée par la ligne en trait plein. Par ailleurs, le brin 3b sortant de la poulie plate 1 devient le brin côté lâche. Etant donné que le brin côté lâche 3a de la courroie plate 3 n'a pas reçu de tension initiale, chacune des forces d'accrochage s'exerçant entre la courroie plate 3 et les surfaces de frottement la et 2a respectives diminue, ce qui a pour résultat que des glissements se produisent entre cette courroie plate 3 et ces surfaces de frottement la et 2a respectives. Par conséquent, le couple appliqué en entrée à la poulie plate 1 n'est pas transmis à la courroie plate 3 ou à la poulie 2 à gorge trapézoïdale, ce qui ne fait tourner que la poulie plate 1 et ne fait pas tourner la poulie 2 à gorge trapézoïdale. Il en résulte que l'embrayage

unidirectionnel est amené à l'état libre.

Par ailleurs, lorsqu'un couple dirigé dans le sens horaire est appliqué en entrée à la poulie plate 1 de la manière représentée à la figure 4, le brin 3a qui a été le brin côté tendu dans le cas précédent est initialement au repos, de la manière indiquée par la ligne en trait interrompu, et, de brin côté tendu, devient le brin côté lâche, de la manière indiquée d'une façon exagérée par la ligne en trait plein, tandis que, de brin côté lâche, le brin 3b qui a été le brin côté

lâche dans le cas précédent devient le brin côté tendu.

Etant donné qu'une tension initiale a été appliquée par le ressort à lame 4 au brin côté lAche 3a, les forces d'accrochage sont maintenues entre la courroie plate 3 et les surfaces de frottement la et 2a respectives. Par conséquent, le couple appliqué en entrée à la poulie plate 1 est transmis à la courroie plate 3 et à la poulie 2 à gorge trapézoïdale par l'intermédiaire de cette courroie plate 3, de sorte que la poulie 2 à gorge trapézoïdale tourne dans le même sens que la poulie plate 1. Il en résulte que l'embrayage unidirectionnel est

amené à l'état verrouillé.

Une description supplémentaire va être

fournie concernant la disposition relative existant entre

la position du ressort à lame 4 et les sens de libéra-

tion/verrouillage de l'embrayage unidirectionnel. Le ressort à lame 4 est avantageusement placé dans une position telle qu'il applique une tension initiale au brin 3a de la courroie plate 3 qui devient le brin côté lâche lorsque le couple dirigé dans le sens devant être transmis est appliqué en entrée à la poulie plate 1 constituant l'élément d'entrée. En d'autres termes, il est suffisant que le ressort à lame 4 applique une tension initiale au brin situé en aval de l'élément

d'entrée lorsque le couple dirigé dans le sens à trans-

mettre est appliqué en entrée (le brin 3a à gauche, à la

figure 1 représentant le premier mode de mise en oeuvre).

Lorsque le couple dirigé dans le sens horaire qui est appliqué en entrée à la poulie plate 1 de la manière représentée à la figure 4 augmente encore, le risque que des glissements se produisent entre la courroie plate 3 et les surfaces de frottement la et 2a respectives augmente. Lorsque le couple qui croît atteint une valeur déterminée, le risque de glissement augmente d'une manière spectaculaire jusqu'à 100%, de sorte que seul un couple qui est pratiquement constant est transmis

à la courroie plate 3 et à la poulie 2 à gorge trapézoï-

dale. En bref, l'embrayage unidirectionnel fonctionne comme un limiteur de couple à l'égard d'un couple excessivement grand. Etant donné que la valeur déterminée varie en fonction de la tension initiale appliquée par le ressort à lame 4 au brin côté lâche 3a de la courroie plate 3, le couple maximal qui peut être transmis par l'embrayage unidirectionnel est réglé arbitrairement par

fixation de la tension initiale.

Ainsi, conformément au présent mode de mise en oeuvre, la structure simple constituée de la poulie plate 1, de la poulie 2 à gorge trapézoïdale, de la courroie plate 3 et du ressort à lame 4 remplit la fonction d'un embrayage unidirectionnel sans fonctionner avec une précision élevée. Il en résulte un embrayage unidirectionnel d'un coût plus faible que l'embrayage unidirectionnel à roue libre constituant l'embrayage

unidirectionnel classique.

Lorsqu'un couple excessivement grand en comparaison du couple transmissible maximal est appliqué en entrée, des glissements se produisent entre la courroie plate 3 et les surfaces de frottement la et 2a respectives et empêchent le couple d'être transmis tel qu'il est à la courroie plate 3 et à la poulie 2 à gorge trapézoïdale. Il est par conséquent possible d'empêcher

des défaillances résultant d'un couple d'entrée excessi-

vement grand sans utiliser de limiteur de couple supplé-

mentaire. En cas de vieillissement ou de défaillance de la courroie plate 3, il est possible de la remplacer aisément par une nouvelle, de sorte que l'embrayage unidirectionnel est excellent aussi en ce qui concerne l'entretien. Par ailleurs, étant donné qu'il est possible de régler le couple transmissible maximal en faisant varier la valeur fixée pour la tension initiale devant être appliquée par le ressort à lame 4 au brin côté lâche

3a de la courroie plate 3, un couple d'entrée excessive-

ment grand peut être maîtrisé convenablement sans

utiliser de limiteur de couple supplémentaire.

Bien que le premier mode de mise en oeuvre ait décrit le cas dans lequel le couple est appliqué en entrée à la poulie plate 1, il est possible, lorsque le couple est appliqué en entrée à la poulie 2 à gorge trapézoïdale, que la transmission du couple soit mise en service et hors service en fonction du sens de rotation de cette poulie 2 à gorge trapézoïdale. C'est ainsi par exemple que, lorsque la poulie 2 à gorge trapézoïdale tourne dans le sens horaire dans le premier mode de mise

en oeuvre représenté à la figure 1, l'embrayage unidirec-

tionnel est amené à l'état libre. Lorsque la poulie 2 à gorge trapézoïdale tourne dans le sens antihoraire,

l'embrayage unidirectionnel est amené à l'état verrouil-

lé. Bien qu'une poulie plate 1 et une poulie 2 à gorge trapézoïdale soient utilisées comme premier et second éléments d'entrée/sortie dans le premier mode de mise en oeuvre, des roues dentées, des roues à chaîne ou

des arbres peuvent être utilisés à la place.

Bien qu'une courroie plate 3 en caoutchouc soit utilisée comme élément de frottement dans le premier mode de mise en oeuvre, la matière et la forme de la

courroie plate 3 ne sont pas particulièrement limitées.

C'est ainsi par exemple qu'un cerclage métallique peut

être utilisé à la place de l'élément de frottement.

Bien que la surface intérieure du brin 3a soit soumise à une pression par le ressort à lame 4 dans le premier mode de mise en oeuvre, il est possible que ce soit la surface extérieure du brin 3a qui soit à la

place soumise à la pression.

Bien que la tension initiale soit appliquée au brin 3a en appliquant une pression sur ce brin 3a dans

le premier mode de mise en oeuvre, les moyens d'applica-

tion de tension peuvent être constitués par des moyens autres que des moyens d'application de pression, à

condition qu'une tension initiale soit réalisée.

Les figures 5 à 7 représentent un embrayage unidirectionnel à courroie conforme à un deuxième mode de mise en oeuvre de la présente invention. Dans ce deuxième mode de mise en oeuvre, des repères identiques désignent des éléments constitutifs analogues à ceux

utilisés dans le premier mode de mise en oeuvre.

La poulie 2 conforme au deuxième mode de mise en oeuvre comporte un élément mobile 21 monté pivotant en rotation autour d'un axe qui est parallèle à l'axe central de la poulie 2 à gorge trapézoïdale et est décalé vers le second brin 3b de la courroie plate 3 dans le

corps principal 20 de cette poulie 2 à gorge trapézoïda-

le. C'est aussi sur l'élément mobile 21 qu'est ménagée la surface de frottement 2a de la poulie 2 à gorge trapézoïdale. En un emplacement plus proche du brin 3a de la courroie plate 3 et entre le corps principal 20 et l'élément mobile 21, il est prévu un ressort hélicoïdal comprimé 4 constituant des moyens de sollicitation servant à solliciter l'élément mobile en rotation dans le sens dans lequel la tension initiale est appliquée au brin 3a de la courroie plate 3, avec la surface de frottement 2a appliquant une pression sur cette courroie

plate 3 radialement vers l'extérieur.

La partie du corps principal 20 de la poulie 2 à gorge trapézoïdale qui est située à sa première extrémité (à droite à la figure 6) est conçue de façon à présenter une dimension suivant la direction axiale qui est plus grande que dans le premier mode de mise en oeuvre, une gorge de logement 23 étant prévue avec une section transversale en U s'ouvrant radialement vers

l'extérieur. Cette gorge de logement 23 s'étend circonfé-

rentiellement sur la moitié de la périphérie du corps principal 20 de façon que l'élément mobile 21 y soit disposé. Comme la figure 7 le montre, l'élément mobile 21 présente la forme d'un arc quasiment semicirculaire, avec une extrémité circonférentielle (à droite à la figure 7) montée pivotante en rotation à l'aide d'une broche de pivotement 24. Dans la face de paroi de la gorge de logement 23 du corps principal 20 qui est située du côté du brin 3a de la courroie plate 3, il est ménagé un trou de ressort 25 qui débouche dans la gorge de logement 23 et dans lequel le ressort hélicoïdal comprimé

4 est disposé. Ce ressort hélicoïdal comprimé 4 sollici-

tant l'élément mobile 21 en rotation autour de la broche de pivotement 24 de façon que la surface de frottement 2a applique une pression sur la courroie plate 3, une

tension initiale se trouve appliquée au brin 3a.

Par ailleurs, la face de paroi de la gorge de logement 23 du corps principal 20 qui est située du côté du brin 3b de la courroie plate 3 est conçue de façon à servir de butée 26 pour limiter la rotation de l'élément mobile 21 dans le sens de sollicitation lors d'un contact avec cet élément mobile 21 sollicité en rotation par le ressort hélicoïdal comprimé 4, comme indiqué par les lignes en trait mixte à la figure 7. En ce qui concerne

les autres éléments constitutifs, leur description sera

omise, étant donné que ce sont les mêmes que dans le

premier mode de mise en oeuvre.

Le fonctionnement de l'embrayage unidirec-

tionnel va être décrit ci-après.

Lorsqu'un couple dirigé dans le sens horaire est appliqué en entrée à la poulie plate 1, le brin 3a ayant reçu la tension initiale devient le brin côté lâche et les forces d'accrochage sont donc maintenues entre la courroie plate 3 et les surfaces de frottement la et 2a respectives, de sorte que le couple appliqué en entrée à la poulie plate 1 est transmis à la courroie plate 3 et à la poulie 2 à gorge trapézoïdale par l'intermédiaire de cette courroie plate 3. Il en résulte que l'embrayage unidirectionnel est amené à l'état verrouillé. A l'état verrouillé, le brin 3 qui n'a pas reçu la tension initiale devient le brin côté tendu et la tension accrue dans ce brin 3b fait tourner l'élément mobile 21 de la

poulie 2 à gorge trapézoïdale dans le sens de sollicita-

tion du ressort hélicoïdal comprimé 4 par rapport au corps principal 20, de sorte que la surface de frottement 2a réagit en appliquant une pression à la courroie plate 3. Il en résulte que le brin côté lâche 3a reçoit une tension excédant la tension initiale et que les forces d'accrochage augmentent en conséquence entre la courroie

plate 3 et les surfaces de frottement la et 2a respecti-

ves, ce qui, avantageusement, empêche des glissements et assure une transmission de couple entre les poulies 1 et 2, entraînant ainsi une augmentation du couple transmis-

sible maximal.

Lorsque le couple transmissible maximal augmente, la rotation de l'élément mobile 21 dans le sens de sollicitation est limitée lors d'un contact avec la

butée 26 du corps principal 20. Cela bloque l'augmenta-

tion du couple transmissible maximal et empêche que ne se posent des problèmes dus à un couple transmissible

maximal croissant constamment.

Par ailleurs, lorsqu'un couple dirigé dans le sens antihoraire est appliqué en entrée à la poulie plate 1, de brin côté lâche, le brin 3a qui a reçu la tension initiale devient le brin côté tendu. Etant donné que le brin côté lâche 3b situé du côté opposé n'a pas reçu de tension initiale et que la courroie plate 3 ne produit pas dans l'élément mobile 21 une force de rotation dans le sens dans lequel la surface de frottement 2a applique une pression à la courroie plate 3, la tension dans le brin côté lâche 3b n'augmente pas, mais est maintenue à un faible niveau, de sorte que des glissements se produisent entre la courroie plate 3 et les surfaces de frottement la et 2a respectives. Il en résulte que

l'embrayage unidirectionnel est amené à l'état libre.

Ainsi, conformément au présent mode de mise en oeuvre, lorsqu'un couple dirigé dans le sens de verrouillage est appliqué en entrée à la poulie plate 1 de l'embrayage unidirectionnel, l'élément mobile 21 de la poulie 2 à gorge trapézoïdale peut être entraîné en

rotation dans le sens dans lequel la surface de frotte-

ment 2a de la poulie 2 en V applique une pression à la courroie plate 3 en utilisant la tension accrue se présentant dans le brin côté tendu 3b de cette courroie plate 3, de sorte qu'une tension excédant la tension initiale est appliquée au brin côté lâche 3a. Il en résulte qu'une transmission positive de couple peut être réalisée entre la poulie plate 1 et la poulie 2 à gorge trapézoïdale, tandis que le couple transmissible maximal

peut être augmenté.

Etant donné que la butée 26 prévue dans le corps principal 20 de la poulie 2 à gorge trapézoïdale peut bloquer l'augmentation de la force transmissible maximale induite par la rotation de l'élément mobile 21, il est possible d'empêcher que ne se posent des problèmes

dus à un couple transmissible maximal croissant constam-

ment, tels qu'une détérioration prématurée de la courroie

plate 3 sous l'effet d'une surcharge.

Bien que le ressort hélicoïdal comprimé 4 soit utilisé en tant que moyens de sollicitation dans le deuxième mode de mise en oeuvre et soit placé du côté opposé à la broche de pivotement 24 de l'élément mobile 21, d'autres moyens de sollicitation peuvent être utilisés à la place et leur position ou emplacement n'est

*pas particulièrement limité.

La figure 8 représente un embrayage unidirec-

tionnel à courroie conforme à un troisième mode de mise en oeuvre de la présente invention. Dans le troisième mode de mise en oeuvre, des repères identiques désignent des éléments constitutifs analogues à ceux utilisés dans

le premier mode de mise en oeuvre.

Dans le présent mode de mise en oeuvre, une courroie plate 3 présentant deux extrémités est utilisée en tant qu'élément de frottement. La courroie plate 3 est disposée dans la gorge de courroie 12 ménagée dans la paroi en saillie 11 de la poulie 2 à gorge trapézoïdale et ses deux extrémités sont fixées aux extrémités circonférentielles respectives de la gorge de courroie 12. En ce qui concerne les autres éléments constitutifs,

leur description sera omise étant donné que ce sont les

mêmes que dans le premier mode de mise en oeuvre.

Etant donné que le présent mode de mise en oeuvre exécute sensiblement la même action que celle

exécutée par le premier mode de mise en oeuvre à l'excep-

tion du fait que la transmission de couple est mise en

service et hors service entre les poulies 1 et 2 unique-

ment en fonction de la force d'accrochage produite entre la courroie plate 3 et la surface de frottement la de la poulie plate 1, le même résultat que celui obtenu par le premier mode de mise en oeuvre peut aussi être obtenu par

le présent mode de mise en oeuvre.

Claims (4)

REVENDICATIONS

1. Embrayage unidirectionnel caractérisé en ce qu'il comprend: un premier élément d'entrée/sortie (1) présentant une surface de frottement circulaire (la) prévue sur une surface circonférentielle extérieure du premier élément d'entrée/sortie (1) de façon à s'étendre circonférentiellement, un second élément d'entrée/sortie (2) combiné au premier élément d'entrée/sortie (1) de façon à pouvoir tourner par rapport à lui autour d'un axe de la surface

de frottement circulaire (la) du premier élément d'en-

trée/sortie (1), le second élément d'entrée/sortie (2) présentant une surface de frottement en forme d'arc (2a) prévue sur une surface circonférentielle extérieure du second élément d'entrée/sortie (2) radialement vers l'extérieur par rapport à la surface de frottement circulaire du premier élément d'entrée/sortie (1) de façon à s'étendre circonférentiellement le long de la surface de frottement circulaire, un élément de frottement sans fin (3) enroulé contre les surfaces de frottement des premier et second éléments d'entrée/sortie (1, 2) et des moyens d'application de tension (4) servant à appliquer une tension initiale à un premier (3a) des brins de l'élément de frottement (3) situé entre

les premier et second éléments d'entrée/sortie (1, 2).

2. Embrayage unidirectionnel suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le second élément d'entrée/sortie (2) comporte un élément mobile (21) monté pivotant en rotation autour d'un axe qui est parallèle à un axe du second élément d'entrée/sortie (2) et est

décalé vers un second brin (3b) de l'élément de frotte-

ment (3) dans un corps principal (20) du second élément d'entrée/sortie (2), la surface de frottement en forme d'arc du second élément d'entrée/sortie (2) étant prévue sur l'élément mobile (21), et les moyens d'application de tension (4) sont

constitués de moyens de sollicitation servant à sollici-

ter l'élément mobile (21) en rotation dans un sens tel que la tension initiale est appliquée au premier (3a) des brins de l'élément de frottement (3), avec la surface de

frottement en forme d'arc exerçant une pression radiale-

ment vers l'extérieur sur l'élément de frottement (3).

3. Embrayage unidirectionnel suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le corps principal (20) du second élément d'entrée/sortie (2) est pourvu d'une butée (26) servant à limiter la rotation de l'élément mobile (21) dans ledit sens de sollicitation lors d'un contact avec l'élément mobile (21) sollicité

en rotation par les moyens de sollicitation (4).

4. Embrayage unidirectionnel caractérisé en ce qu'il comprend: un premier élément d'entrée/sortie (1) présentant une surface de frottement circulaire prévue sur une surface circonférentielle extérieure du premier

élément d'entrée/sortie (1) de façon à s'étendre circon-

férentiellement, un second élément d'entrée/sortie (2) combiné au premier élément d'entrée/sortie (1) de façon à pouvoir tourner par rapport à celui-ci autour d'un axe de la surface de frottement circulaire du premier élément d'entrée/sortie (1), un élément de frottement (3) enroulé contre la surface de frottement circulaire du premier élément d'entrée/sortie (1), avec deux extrémités fixées aux seconds moyens d'entrée/sortie (2), et des moyens d'application de tension (4) servant à appliquer une tension initiale à un premier (3a) des brins de l'élément de frottement (3) entre les

premier et second éléments d'entrée/sortie (1, 2).