FR2849479A1 - Dispositif de debrayage de couple - Google Patents

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Abstract

Dans un dispositif de débrayage de couple (1), un roulement est composé d'un roulement à billes à contact angulaire (20, 21), les surfaces de chemin de roulement de celui-ci sont appliquées avec une précontrainte afin que l'apparition d'usure de contact sur le roulement au cours de la transmission de couple puisse être évitée ce qui garantit que le couple est débrayé de façon sécurisée.

Description

DISPOSITIF DE DEBRAYAGE DE COUPLE
La présente invention concerne un dispositif de débrayage de couple.
Un dispositif classique de débrayage de couple est connu dans la publication de brevet japonais non 5 examinée n05-87149. Le dispositif de débrayage de couple comprend un élément formant arbre; ainsi qu'un élément formant cylindre ayant un chemin d'huile hydraulique fonctionnant de façon à presser une face circonférentielle interne de celle-ci contre une face 10 circonférentielle externe de l'élément formant arbre.
Normalement, l'élément formant cylindre est engagé avec l'élément formant arbre par l'intermédiaire d'une huile sous pression fournie au chemin d'huile hydraulique, de sorte que le couple puisse être transmis entre 15 l'élément formant arbre et l'élément formant cylindre.
Le débrayage de couple se produit lorsque l'élément formant couple ou l'élément formant cylindre est soumis à une charge excédant une valeur prédéterminée. Lorsque la charge au-dessus de la valeur 20 prédéterminée provoque le glissement de l'élément formant cylindre vers sa face circonférentielle interne, l'huile sous pression dans le chemin d'huile hydraulique est évacuée vers l'extérieur de façon à séparer l'engagement entre l'élément formant cylindre 25 et l'élément formant arbre. Ainsi, l'élément formant cylindre tourne au ralenti alors que la transmission de couple est désactivée.
La publication de brevet japonais non examinée n 5-87149 décrit également un roulement intercalé entre 30 l'élément formant arbre et l'élément formant cylindre.
Ce roulement assure la rotation relative lisse entre l'élément formant arbre et l'élément formant cylindre lorsque l'élément formant arbre et l'élément formant cylindre ne sont plus couplés l'un à l'autre.
Selon la publication de brevet japonais non 5 examinée n05-87149, le roulement est représenté comme un roulement à billes à gorges profondes dans le dessin d'accompagnement. Au cours du fonctionnement normal, le roulement utilisé dans le dispositif de débrayage de couple 10 empêche le mouvement relatif entre les bagues (bagues internes et externes) et les billes de sorte que les bagues et les billes se déplacent à l'unisson avec l'élément formant membre et l'élément formant cylindre.
Lorsque le couple est débrayé à l'apparition d'un 15 couple anormal, le roulement est amené à fonctionner rapidement de façon à permettre à l'élément formant membre et à l'élément formant cylindre de tourner l'un par rapport à l'autre.
Lorsque le roulement est le roulement à billes à 20 gorges profondes, une usure de contact se produit toutefois entre les billes et les surfaces de chemin de roulement de chacune des bagues au cours du fonctionnement normal (dans une situation o les bagues et les billes n'effectuent pas le mouvement relatif). 25 Les inventeurs ont trouvé le fait suivant. Lorsque le roulement soutenant l'usure de contact est amené à fonctionner rapidement (le roulement dans un état nonrotatif tourne à grande vitesse (à savoir un nombre de mille rotations>), le roulement subira une altération 30 telle que l'essuyage résultant en une incapacité à débrayer le couple de façon sécurisée.
L'objet de la présente invention est par conséquent de fournir un dispositif de débrayage de couple conçu pour empêcher l'apparition d'usure de contact sur un roulement au cours de la transmission de couple, assurant de ce fait un débrayage de couple sécurisé. Un dispositif de débrayage de couple selon la présente invention comprend un premier élément sous la forme d'un arbre; et un second élément cylindrique disposé sur une face circonférentielle externe du premier élément. Le second élément peut s'engager par 10 frottement avec le premier élément pour permettre la transmission de couple entre le premier et le second élément. Dans le cas d'un couple anormal, le premier élément et le second élément sont séparés de l'engagement par frottement de façon à désactiver la 15 transmission de couple.
Le dispositif de débrayage de couple comprend en outre un roulement pour permettre aux deux éléments de tourner l'un par rapport à l'autre lorsque ces éléments sont séparés de l'engagement par frottement. Le 20 roulement comprend un roulement à billes à contact angulaire, des surfaces de chemin de roulement de ceuxci sont appliquées avec une précontrainte. Ceci empêche l'apparition d'usure de contact sur le roulement au cours du fonctionnement normal. Par conséquent, le 25 roulement n'est pas exposé à l'essuyage même si le roulement est amené à fonctionner rapidement lorsque le couple est desserré ce qui garantit que le couple est débrayé de façon sécurisée.
Il est préférable que le roulement à billes à 30 contact angulaire soit assemblé sur le premier ou le second élément par l'intermédiaire d'une entretoise pour appliquer la précontrainte requise aux surfaces de chemin de roulement du roulement à billes à contact angulaire. Dans ce cas, la précontrainte requise peut être appliquée au roulement à billes à contact angulaire par l'intermédiaire de l'entretoise.
Il est en outre préférable que l'entretoise soit 5 intercalée entre le premier élément et une bague interne du roulement à billes à contact angulaire.
Il est en outre également préférable que le premier élément ou le second élément comprenne un chemin d'huile hydraulique fonctionnant avec une huile 10 sous pression qui lui est fournie pour exercer une force de pressurisation entre le premier et le second élément les amenant de ce fait à s'engager par frottement, et qui en est évacué en cas de couple anormal afin de séparer ainsi les éléments engagés par 15 frottement.
La figure 1 est une vue en coupe représentant un dispositif de débrayage de couple.
Un mode de réalisation préféré de la présente invention sera décrit cidessous en faisant référence 20 au dessin d'accompagnement. La figure 1 représente un dispositif de débrayage de couple 1 selon un mode de réalisation de la présente invention. Le dispositif de débrayage de couple 1 est utilisé dans un système de transmission de puissance pour un laminoir et disposé 25 entre un rouleau réducteur (non représenté) et un moteur (non représenté) pour entraîner le rouleau réducteur. Le dispositif de débrayage de couple 1 transmet le couple du moteur au rouleau réducteur au cours du 30 fonctionnement normal. Toutefois, en cas de problème du côté du rouleau réducteur, comme un blocage ou un couple anormal (couple excessif), le dispositif débraye le couple de façon à désactiver la transmission du couple depuis le moteur vers le rouleau réducteur et de ce fait, le moteur tourne au ralenti.
Le dispositif de débrayage de couple 1 comprend un premier élément 11 relié au moteur; et un second 5 élément 12 relié au rouleau réducteur via un joint universel non illustré. Le premier élément 11 est fixé à l'intérieur du second élément 12.
Le premier élément 11 est conçu sous la forme d'un arbre, comprenant une partie principale d'arbre 14; et 10 une partie externe d'arbre 15 fixée sur la partie principale d'arbre 14 de façon à tourner de façon unitaire avec celui-ci. Le premier élément 11 est entraîné en rotation par le moteur de rotation. La partie externe d'arbre 15 comprend, à un côté axial, 15 une partie à diamètre important 16; et une partie à faible diamètre 17 ayant un diamètre plus faible que celui de la partie à diamètre important 16. La partie à faible diamètre 17 a un diamètre plus faible que celui de la partie principale d'arbre 14. Il faut noter que 20 la partie externe d'arbre 15 n'a pas nécessairement de partie à faible diamètre 17. La partie à faible diamètre 17 peut avoir le même diamètre que la partie à diamètre important 16.
Le second élément 12 comporte une forme 25 cylindrique et est fixé sur une face circonférentielle externe du premier élément 11 (la partie externe d'arbre 15) via des roulements à billes 20,21. Ainsi, les roulements à billes 20,21 permettent la rotation du premier élément 11 et du second élément 12 l'un par 30 rapport à l'autre. Le second élément 12 comprend un élément cylindrique formant joint 23; et une partie cylindrique externe 24. L'élément cylindrique formant joint 23 est agencé de sorte que sa face circonférentielle interne soit adaptée pour être en contact avec la face circonférentielle externe du premier élément 11 (la partie externe d'arbre 15) . La partie cylindrique externe 24 est fixée sur l'élément 5 cylindrique formant joint 23 de façon à tourner de façon unitaire avec celui-ci. Un élément formant manchon 25 est fixé de façon coaxiale à l'élément cylindrique formant joint 23 de façon à tourner de façon unitaire avec celui-ci. L'élément formant 10 manchon 25 est relié au rouleau réducteur via un joint universel non illustré.
Un chemin d'huile hydraulique 26 est formé sur la partie cylindrique externe 24 (sur la face circonférentielle interne de celle-ci). Le chemin 15 d'huile hydraulique 26 est une fente allongée axialement qui comporte une partie axiale annulaire. Le chemin d'huile hydraulique 26 est adapté de façon à contenir l'huile sous pression amenée depuis un orifice d'alimentation non illustré. Dans une situation dans 20 laquelle le chemin d'huile hydraulique 26 est rempli avec l'huile sous pression, l'huile sous pression réduit le diamètre de l'élément cylindrique formant joint 23, de sorte que l'élément cylindrique formant joint 23 soit pressé contre la face circonférentielle 25 externe du premier élément 11. En conséquence, le premier élément Il et le second élément 12 sont amenés en engagement par frottement ce qui permet au couple d'être transmis du moteur au rouleau réducteur. Ainsi, le premier élément 11 et le second élément 12 sont 30 amenés en rotation unitaire.
Les roulements à billes 20,21 sont disposés sur des faces axialement opposées de façon externe à une portée dans laquelle la face circonférentielle externe de la partie externe d'arbre 15 (du premier élément 11) se trouve engagée par frottement avec la face circonférentielle interne de l'élément cylindrique formant joint 23 (du second élément 12), c'est à dire 5 externe à la portée dans laquelle le chemin d'huile hydraulique 26 s'étend. Ces roulements à billes 20,21 sont construits comme un roulement à billes à contact angulaire. Le roulement à billes à contact angulaire 20 (le 10 premier roulement à billes à contact angulaire 20) disposé du côté gauche comme représenté sur la figure 1 (du côté moteur) a une bague interne 20a montée sur la partie à diamètre important 16 de la partie externe d'arbre 15 (du premier élément 11), et une bague 15 externe 20b montée sur la partie cylindrique externe 24 (du second élément 12). La bague externe 20b du premier roulement à billes à contact angulaire 20 est positionnée de façon fixe avec ses deux faces axiales extrêmes serrées de façon axiale entre la partie 20 cylindrique externe 24 et un élément de positionnement d'appui 28. La bague interne 20a du premier roulement à billes à contact angulaire 20 est appliquée avec une précontrainte dirigée vers le deuxième roulement à billes à contact angulaire 21 au moyen d'une entretoise 25 en forme de bague 30 disposée sur la face extrême de celle- ci opposée à l'autre roulement à billes à contact angulaire 21.
L'autre roulement à billes à contact angulaire 21 (le second roulement à billes à contact angulaire 21) 30 disposé du côté droit comme représenté sur la figure 1 a une bague interne 21a montée sur la partie à faible diamètre 17 de la partie externe d'arbre 15 (du premier élément 11), et une bague externe 21b montée sur l'élément cylindrique formant joint 23 (du second élément 12). La bague externe 21b du second roulement à billes à contact angulaire 21 est positionnée de façon fixe avec ses deux faces axiales extrêmes serrées de 5 façon axiale entre la partie cylindrique formant joint 23 et un élément de positionnement d'appui 32. La bague interne 21a du second roulement à billes à contact angulaire 21 est appliquée avec une précontrainte dirigée vers le premier roulement à 10 billes à contact angulaire 20 au moyen d'une entretoise en forme de bague 34 disposée sur la face extrême de celle-ci opposée au premier roulement à billes à contact angulaire 20.
Chaque entretoise 30,34 est intercalée entre la 15 bague interne 20a,21a du roulement à billes à contact angulaire correspondant 20,21 et l'extrémité axiale correspondante du premier élément 11.
Chacune des entretoises 30,34 est préparée comme suit. Une mesure est préalablement effectuée pour une 20 mise sous pression pour laquelle l'entretoise applique la précontrainte au roulement à billes à contact angulaire 20,21. Les entretoises 30,34 sont formées de façon à appliquer la précontrainte prédéterminée qui correspond à la mise sous pression du roulement à 25 billes à contact angulaire 20,21. Etant donné que le dispositif de débrayage de couple 1 utilise les roulements à billes à contact angulaire 20, 21, il comporte une capacité de charge s'accroissant avec la charge de poussée.
Dans la situation de transmission de couple normale dans laquelle le premier élément 11 et le second élément 12 tournent à l'unisson, les roulements à billes à contact angulaire 20,21 sont dans un état non opératoire dans lequel les bagues internes 20a,21a et externes 20b,21b ainsi que les billes 20c,21c n'effectuent pas le mouvement relatif. Le dispositif est conçu de façon à ce que les surfaces des chemins de 5 roulement des roulements ne soient pas exposées à l'usure de contact par la précontrainte, même en état non opératoire.
Lorsque le second élément 12 est soumis à une charge anormale excédant la valeur prédéterminée du 10 fait de l'apparition d'un grippage ou l'équivalent du côté du rouleau réducteur, la face circonférentielle interne du second élément 12 (l'élément cylindrique formant joint 23) glisse par rapport à la face circonférentielle externe du premier élément 11 (la 15 partie externe d'arbre 15). Un agencement est réalisé de sorte que le glissement provoque l'évacuation de l'huile sous pression hors du chemin d'huile hydraulique 26. Ainsi, la face circonférentielle interne du second élément 12 n'est plus pressée contre 20 la face circonférentielle externe du premier élément 11, et de ce fait, le premier élément 11 et le second élément 12 sont désengagées de sorte à ne pas pouvoir transmettre le couple. De façon spécifique, le second élément 12 du côté du rouleau réducteur est amené à 25 s'arrêter pendant que le premier élément 11 côté moteur tourne à grande vitesse.
Les roulements à billes à contact angulaire 20,21 dans l'état non opératoire sont instantanément amenés à tourner à grande vitesse ou à fonctionner rapidement en 30 même temps que le couple est débrayé. Toutefois, le mode de réalisation applique la précontrainte pour éviter l'usure de contact sur les surfaces de chemin de roulement, de sorte que les roulements 20, 21 ne soient pas exposés à l'essuyage ou équivalent.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et 5 représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour autant sortir du cadre de l'invention.

Claims (4)

REVENDICATIONS
1. Dispositif de débrayage de couple (1) comprenant: un premier élément (11) en forme d'arbre; un second élément (12) placé sur une face externe 5 circonférentielle du premier élément (11), pouvant s'engager par frottement avec le premier élément (11) pour permettre la transmission de couple du premier élément (11) et pouvant être désengagé du premier élément (11) en cas de couple anormal afin de 10 désactiver la transmission du couple; et un roulement à billes (20,21) pour permettre aux premier et second éléments (11,12) de tourner l'un par rapport à l'autre lorsque les éléments (11,12) sont désengagés, caractérisé en ce que le roulement à billes (20,21) comprend un roulement à billes à contact angulaire (20,21) dont les surfaces des chemins de roulement sont appliquées avec une précontrainte.
2. Dispositif de débrayage de couple (1) selon 20 la revendication 1, caractérisé ne ce que le roulement à billes à contact angulaire (20,21) est monté sur le premier ou le second élément (11,12) via une entretoise (30,34) pour appliquer la précontrainte aux surfaces des chemins de roulement du roulement à billes 25 à contact angulaire (20,21).
3. Dispositif de débrayage de couple (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'entretoise (30,34) est intercalée entre le premier élément (11) et une bague interne (20a,21a) du 30 roulement à billes à contact angulaire (20,21).
4. Dispositif de débrayage de couple (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier ou le second élément (11,12) comprend un chemin d'huile hydraulique (26) qui fonctionne avec une huile sous 5 pression qui lui est fournie afin de produire une force de pressurisation entre le premier et le second élément (11,12) amenant de ce fait les premier et second éléments (11,12) à s'engager par frottement, et qui en est évacuée en cas de couple anormal afin de 10 désengager ces deux éléments (11,12).
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