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"Perfectionnements aux dispositifs d'entraînement dans un seul sens "
Dans son Brevet français N 584.413 du 24 juin 1924 l'inventeur a décrit un dispositif réversible d'entraînement dans un seul sens, dans lequel le mouvement imprimé par les organes moteurs au rotor entraîné dépend du couple qui s'oppose au mouvement de celui-ci, le mouvement communiqué étant faible quand ce couple est grand, et inversement.
Dans l'invention ci-dessus on a utilisé les propriétés élastiques de billes, de rouleaux ou de corps élastiques pour obtenir l'embrayage moteur et un débrayage rapide entre certaines pièces. Suivant la présente invention un principe analogue est appliqué à un dispositif non réversible.
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Bien que, dans l'invention précédente, les pièces soient symétriques, cette symétrie est une conséquence de la réversibilité du dispositif. Pendant l'entraînement dans un sens ou dans l'autre, la distribution des efforts n'est pas uniforme. Dans la présente invention les pièces sont aussi disposées symétriquement, mais l'invention a pour but d'obtenir des efforts répartis symétriquement ou uniformément.
L'invention comprend des pièces oscillantes et des pièces tournantes. Ces pièces sont concentriques et cylindriques, et entre elles sont disposées plusieurs pièces de serrage en forme de coins recourbés, disposées symétriquement.
Ces pièces de serrage sont en contact direct avec l'oscillateur, mais elles agissent sur le rotor par l'intermédiaire de paliers élastiques à billes ou à rouleaux. Les roulements de ces paliers sont constitués d'un côté par les pièces de serrage et de l'autre par des surfaces analogues en forme de coin, dirigées toutefois en sens inverse, soit à l'intérieur du rotor, soit susceptibles de frotter sur ce dernier. L'invention comprend aussi des moyens formant ressort pour assurer l'embrayage immédiat des pièces au commencement de la course motrice de l'oscillateur.
Bien que les pièces soient disposées autant que possible de façon symétrique, il est impossible d'éviter un certain jeu latéral qui pourrait avoir de graves conséquences aux fréquences élevées. Même si ce jeu pouvait être évité au début, il se produirait à l'usage. L'invention comprend donc des moyens prévus en raison de ce jeu et destinés à le compenser.
L'invention sera expliquée par la description détail- lée des trois modes de réalisation suivants.Sur les dessins ci- joints : fig. 1 est une coupe longitudinale d'un mode de réalisation du dispositif suivant la ligne 1-1 de fig. 2, dispo- sitif dans lequel le jeu latéral mentionné ci-dessus est rendu possible par un palier élastique, un vide étant laissé entre le rotor et l'arbre entraîné.
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fig. 2 est une coupe transversale suivant la ligne 2-2 de fig.l; fig. 3 est une coupe longitudinale d'un mode de réalisation du dispositif quelque peu semblable à celui de fig.l, mais dans lequel le rotor est monté directement sur l'arbre commandé ;
fig. 4 est une coupe transversale suivant la ligne 4-4 de fig.3; fig.5 est une coupe longitudinale d'une variante du dis- positif, variante dans laquelle le jeu est rendu possible par un accouplement du type Oldham; fig.6 est une coupe transversale suivant la ligne 6-6 de fig. 5, vue de droite; fig. 7 est une coupe transversale suivant la ligne 7-7 de fig.5, vue de droite; fig. 8 est une coupe suivant la ligne 8-8 de fig.7.
Sur les fig. 1 et 2, l'arbre 1, qui doit recevoir un mouvement intermittent de rotation dans un seul sens , est monté au centre du dispositif. Il repose sur des paliers appropriés non représentés et comporte une partie cylindrique unie 2. Autour de l'arbre central se trouve un cylindre creux 3 dont la surface intérieure porte sur l'arbre par l'intermédiaire de rouleaux élas- tiques 4. Ce cylindre , qui sera appelé plus loin l'oscillateur, reçoit son mouvement d'oscillation d'une source extérieure de force motrice au moyen d'une bielle, non représentée, en prise avec une tige 5.
La surface extérieure de l'oscillateur, surface qui est concentrique avec la surface intérieure, est dentée,créne- lée ou traitée de façon analogue comme on le voit sur la fig.2, de façon à lui permettre de frotter sur des pièces 6 en forme de coins recourbés, qui seront appelées plus loin les griffes, et de les entraîner. Ces griffes, au nombre de deux au moins, sont
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'disposées symétriquement autour de l'oscillateur et embrassent la majeure partie de sa circonférence, leur section ayant la forme d'un coin recourbé et un bord étant plus épais que l'autre.
Il conviendra de limiter la description immédiate à deux griffes seulement, celles qui sont représentées par la fig. 2. Entre les griffes sont disposées des pièces d'écartement 7 faisant partie d'enveloppes cylindriques d'épaisseur uniforme et occupamt tout le reste de la surface de l'oscillateur avec un très petit jeu entre elles et les griffes. Ces pièces d'écartement sont munies de rebords 8 dirigés vers l'extérieur, à leurs extrémités voisines des extrémités épaisses des griffes, de façon à former des portées pour des ressorts 9, comme on va le décrire. La pièce extérieure du dispositif est un cylindre ou une cuvette 10 pouvant être appelée le rotor et présentant une extrémité fermée avec un trou central 11. L'arbre du rotor traverse ce trou avec un jeu sensible.
Le rotor et l'arbre du rotor sont forcés de tourner ensemble par une tige diamétrale 12 sur laquel- le l'un ou l'autre peut glisser de façon à permettre un léger dé- placement relatif radial dans un sens, le trou central du rotor étant assez grand pour permettre ce mouvement. L'axe de la tige est à peu près parallèle à la ligne passant par les centres des griffes.
Deux blocs 13 en forme de coins recourbés semblables aux griffes, mais dirigés en sens inverse, sont fixés à la surface intérieure du rotor ou font partie de cette surface, en face des griffes, et leurs extrémités minces sont voisines des extrémités épaisses des griffes. Toutefois les extrémités des blocs en forme de coin et celles des griffes ne coïncident pas, car un vide considérable est laissé entre les extrémités minces des blocs et les rebords des pièces d'écartement mentionnées ci-dessus. A leurs extrémités minces les blocs sont munis de
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pièces de retenue 14 pour des jeux de rouleaux 15 insérées entre elles et les griffes.
Ces rouleaux sont susceptibles de sup- porter une compression élastique considérable et ils sont retenus près des extrémités minces des griffes par des blocs détachés 16 butant contre les pièces d'écartement mentionnées ci-dessus. Les blocs en forme de coin constituent ainsi des roulements à rouleaux. Le dispositif est complété par les ressorts 9 insérés entre les pattes des pièces d'écartement et les extrémités épaisses des blocs en forme de coin, ces ressorts ayant pour but de maintenir les griffes en prise avec l'oscil- lateur d'une part et avec les rouleaux voisins d'autre part, de sorte qu'un embrayage moteur se trouve établi immédiatement au début de chaque course. Le mouvement continuant, les griffes se trouvent fortement coincées et obligées de comprimer les rouleaux.
Il peut y avoir un nombre' quelconque de griffes et le même nombre de roulement à rouleaux, de pièces d'écartement, de ressorts et d'autres pièces co-opérantes réparties uni- formément. En outre, s'il y a plus de deux pièces de chacune de ces sortes, il faut que la liaison entre le rotor intérieur et le rotor extérieur soit à joint universel; à cet effet il faut utiliser un $oint semblable à un accouplement Oldham.
L'élasticité des rouleaux et le jeu laissé par le vide 11 entre le rotor et la partie 2 de l'arbre 1 permet aux griffes de s'asseoir fortement sur les rouleaux voisins pendant la course motrice. L'élasticité des rouleaux favorise le débrayage rapide des pièces pendant la course de retour. Il est évident qu'on peut utiliser des billes ou autres corps élastiques au lieu de rouleaux, si leur élasticité et celle des roulements sont suffisantes.
Les fig. 3 et 4 montrent une variante dans laquelle
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le rotor est monté directement sur l'arbre commandé. Dans ce cas le jeu nécessaire est prévu entre l'arbre commandé et l'os- cillateur. 17 est l'arbre commandé monté comme ci-dessus dans des paliers appropriés non représentés. Le rotor 18 est muni d'un manchon central 19 monté directement sur l'arbre 17 et fixé à cet arbre, de façonà le faire tourner, au moyen de clavettes, de languettes ou d'autres moyens non représentés . 20 est une pièce oscillante ayant un rebord intérieur qui entoure l'arbre 1 ou un collet 21 de cet arbre, avec un jeu 22. L'oscillateur est actionné par une source extérieure de force motrice, au moyen d'une bielle ou tige de raccord non représentée, en,prise avec une tige ou saillie 23.
Entre l'oscillateur et le manchon 19 sont montés des rouleaux 24 dont l'élasticité est considérable, car ils ont pour but de compenser le jeu mentionné ci-dessus, comme on le verra plus loin. A cet effet ils ont de préférence un grand diamètre et ils sont faits en métal enroulé. Un canal de graissage 25 peut être prévu dans l'arbre 17.
Autour de l'oscillateur 20 sont disposées symétriquement plusieurs pièces 26 en forme de coins recourbés. Deux de ces pièces sont représentées dans le cas présent, mais elles peuvent être en nombre quelconque. Elles sont placées de la façon représentée, l'extrémité mince de chacune d'elles dirigée vers l'extrémité épaisse de la voisine. Les intervalles entre les pièces 26 sont occupés, avec de faibles jeux 27, par des pièces d'écartement 28 munies de rebords. La surface intérieure du rotor comporte ou porte des surfaces 29 en forme de coin correspondant aux coins 26, et dans les intervalles sont placés des rouleaux 30, formant ainsi des paliers qui sont également élastiques. Les jeux de rouleaux sont maintenus en place aux extrémités par des rebords prévus sur les pièces d'écartement 28 et par des blocs 31 fixés au rotor.
Des ressorts à ,lames 50 sont placés entre les blocs 31 et les rouleaux voisins. Le dispositif est complété par
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des ressorts 32 contenus dans des pièces en U 33 introduites dans le rotor et comprimées entre des rebords prévus sur ces pièces en U, comme le montre le dessin, et sur les pièces d'écartement 28.
Des ressorts obligent ces derniers rebords à s'appuyer sur les extrémités les plus fortes des coins 26, qui sont ainsi maintenus en prise avec les rouleaux d'un côté et avec la surface de l'oscil- lateur de l'autre. Cette surface est crénelée ou rainée, de la façon représentée, pour assurer l'embrayage avec les coins pendant la course motrice.
Comme précédemment, des billes ou autres corps élastiques peuvent être utilisés au lieu de rouleaux.
Sur les fig. 5,6 et 7, 34 est l'arbre commandé sur lequel le rotor 35 est claveté ou fixé de toute façon appropriée comme sur les fig. 3 et 4.36 est une pièce oscillante montée sans jeu de façon à pouvoir tourner sur l'arbre commandé, et actionnée par une source extérieure de force motrice au moyen d'une bielle ou tige de raccord, non représentée, en prise avec une tige 37.
Cette dernière tige est montée entre des rebords 38 de façon à éviter les efforts latéraux et des rebords 39 diamétralement opposés à cette tige sont prévus pour faire contrepoids. L'oscil- lateur 36 porte des blocs 40 formant saillie à sa surface et s'engageant dans des trous 41 prévus dans une plaque détachée 42, de façon à permettre à cette plaque de se déplacer diamétralement.
Cette plaque comporte aussi des trous 43 disposés suivant un diamètre et à angles droits par rapport aux trous 41, et dans ces trous coulissent des blocs 44 formant saillie à la surface d'une pièce oscillante 45 logée dans un évidement du rotor 35 . Il exis- te un certain jeu entre le trou central de la plaque 42 et l'arbre moteur,ainsi qu'entre la pièce oscillante 45 et la partie centra-
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le du rotor. L'oscillateur 45 est ainsi actionné par l'oscil- lateur 36, mais il peut jouer librement dans tous les sens à angle droit par rapport à l'axe de l'arbre commandé.
Autour de l'oscillateur 45 sont disposés symétriquement plusieurs blocs 46 en forme de coins recourbés, les bords minces de chacun d'eux étant voisins du bord épais du suivant avec un jeu ou vide dans lequel est placé un ressort à lame. Le dessin représente quatre corps de ce genre en forme de coins, mais ils peuvent être en nombre quelconque. Les ressorts sont indiqués schématiquement sur la fig. 7 par des rayons ou des lignes radiales. Leur forme sera décrite plus loin. La surface extérieure,de l'oscillateur est crénelée, rainée ou de forme analogue, de façon à assurer un frottement approprié entre cette surface et les coins.
En dehors de ces coins, mais à une certaine distance de ceux-ci , sont disposés en nombre égal des coins 47 de forme semblable ,dirigés en sens inverse par rapport à ceux de la série intérieure, avec lesquels ils forment joints alternés .
Des ressorts à lame sont aussi prévus entre les pièces voisines de la série 47. Les intervalles entre les séries de coins sont occupés par des rouleaux élastiques 48, faits de préférence en métal enroulé, et entre les rouleaux sont insérés des ressorts à lame disposés de façon semblable à celle des ressorts qui sont entre les coins.
Par suite de la disposition opposée des deux sériess de coins,la surface extérieure de la série extérieure a un contour circulaire continu concentrique avec l'oscillateur 45 et l'arbre commandé, et elle est en prise avec la surface intérieure du rotor 35, surface qui est rainée ou présente une autre forme semblable à celle de la surface extérieure de l'oscillateur.
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La fig. 8, qui est une coupe transversale horizontale suivant la ligne courte 8-8 de la fig.7, montre en détail la disposition et la forme des ressorts à lame 49. Ils peuvent avoir toute forme appropriée ; telsqu'ils sont représentés ils sont constitués par des bandes de métal rectangulaires droites de la section indiquée. Les ressorts extérieurs sont suffisamment longs pour couvrir non seulement les rouleaux, mais aussi les bords adjacents des coins, comme cela est indiqué par les longs rayons ou les longues radiales de la fig.7. On remarquera que les ressorts à lame jouent précisément le même rôle que les ressorts en spirale décrits relativement aux fig. 1 à 4, c'est-à- dire qu'ils ont pour but de maintenir les coins en prise active avec les surfaces voisines.
Les séries de corps en forme de coin forment des griffes, la série intérieure de griffes étant entraînée par friction par l'oscillateur, et la série extérieure entraînant le rotor également par friction, tandis que la série intérieure de griffes agit sur la série extérieure par l'intermé- diaire des billes ou rouleaux élastiques. Pendant la course motrice il se produit un mouvement angulaire relatif entre l'oscillateur et le rotor, ce mouvement étant dû à la compression des rouleaux, l'oscillateur et le rotor entraînant chacun sa série de griffes dans son mouvement. Pendant la course de retour le mouvement relatif a lieu en sens inverse .
Les griffes de la série intérieure abandonneront donc une partie de l'énergie ciné- tique qu'elles acquièrent pendant la course de retour, en la cédant à la série extérieure de griffes par l'intermédiaire des rouleaux et des ressorts. L'impulsion ainsi donnée aux griffes extérieures permet à ces griffes de glisser sur le rotor pendant le retour, c'est-à-dire pendant la course.inactive, et elle a pour effet de les accélérer en sens inverse de la rotation du rotor, tandis qu'en
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même temps les ressorts accélèrent les griffes intérieures dans le sens opposé. Cette action combinée assure un contact facile entre les griffes et les surfaces voisines au début de la course motrice suivante.
Les griffes tournent aussi avec un mouvement relatif par rapport au rotor, de sorte qu'il se produit un change- ment continuel entre les surfaces en contact. Les rouleaux sont aussi animés d'un mouvement de rotation alternatif dans chaque sens , de sorte que leurs lignes ou points de contact changent continuellement. Dans tous les cas le mouvement imprimé au rotor dépend du couple opposé. Ceci résulte de la compressibilité des rouleaux, car plus le couple opposé est grand, plus la compression de ces pièces est grande, et cette compression produit entre l'oscillateur et le rotor un déplacement angulaire relatif qui absorbe en partie le mouvement de l'oscillateur. Dans les-cas extrêmes le rotor pourrait être immobile, tandis que l'oscillateur continuerait à se déplacer suivant toute sa course.
Dans ce cas l'amplitude angulaire de l'oscillation doit être choisie do façon à ne pas dépasser la limite d'élasticité des rouleaux.
REVENDICATIONS
1) Dispositif d'entraînement destiné à transformer un mouvement oscillant en mouvement d'un seul sens, dispositif consti- tué par un arbre moteur, un rotor cylindrique actionné et monté sur le dit arbre, un organe moteur oscillant cylindrique monté concentriquement à l'intérieur du dit organe entraîné, deux séries concentriques de pièces en forme de coins recourbés, disposées de façon uniforme et placées entre l'organe oscillant et le rotor, le nombre de pièces de chaque série étant le même et l'inclinaison des pièces de chaque série étant dirigée dans le même sens, mais en sens inverse de celle des pièces de l'autre série, des ressorts agissant sur les extrémités épaisses des pièces en forme de coins et des pièces élastiques antifriction étant insérées entre les séries de pièces en forme de coins.
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2) Dispositif d'entraînement suivant la revendication 1, dispositif dans lequel la série extérieure de pièces en forme de coins est fixée au rotor ou fait partie de ce dernier.
3) Dispositif d'entraînement suivant la revendication 2, dispositif dans lequel l'oscillateur est monté co-axialement sur l'arbre entraîné, tandis que le rotor est relié à l'arbre entraîné par un accouplement permettant un jeu latéral entre le rotor et l'arbre entraîné.
4) Dispositif d'entraînement suivant la revendication 2, dispositif dans lequel le rotor est fixé sans jeu sur l'arbre entrai- né, tandis que l'oscillateur est monté sur le rotor au moyen d'un palier élastique, un certain jeu étant possible entre l'oscillateur et l'arbre entraîné.
5) Dispositif d'entraînement suivant la revendication 1, dispositif dans lequel le rotor est monté sans jeu sur l'arbre entrai né, la série extérieure de coins étant séparée du rotor mais suscep- tible de venir en prise par friction avec ce dernier, et des ressorts à lame étant insérés entre les pièces élastiques anti- friction.
6) Dispositif entraîneur suivant la revendication 5, dispositif dans lequel l'organe oscillant est en deux pièces,une pièce étant montée sans jeu latéral sur l'arbre entraîné tandis que l'autre est montée avec un jeu latéral, les deux pièces étant reliées entre elles par un accouplement rigide permettant un jeu latéral relatif entre ces pièces, mais ne permettant aucun jeu relatif dans le sens de la rotation.
7) Les dispositifs d'entraînement perfectionnés, en substance suivant la description et les dessinsqui l'accompagnent.
En résumé l'invention a pour objet un dispositif d'entraînement destiné à transformer un mouvement oscillant en mou- vement d'un seul sens, dispositif constitué par un arbre moteur,
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un rotor cylindrique actionné ât monté sur le dit arbre, un organe moteur oscillant cylindrique monté concentriquement à l'intérieur du dit organe entraîné, deux séries concentriques de pièces en forme de coins recourbés, disposées de façon uniforme et placées entre l'organe oscillant et le rotor et combinées avec des ressorts et avec des pièces élastiques anti- friction.