<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
Embrayage à friction.
La présente invention concerne les embrayages à friction dans lesquels on emploie comme élément principal un corps creux qui est dilaté par un fluide sous pression (eau sous pression, huile sous pression, air comprimé, vapeur, etc..) et est ainsi pressé contre une seconde pièce de l'embrayage avec une force telle que la transmission de mouvement peut se produire d'une pièce d'embrayage à l'autre.
L'invention consiste en ce que la paroi servant à la jonction par friction dans le corps creux dilatable a la forme d'un tube dont les extrémités sont reliées solidement et de fa-
<Desc/Clms Page number 2>
çon étanche à l'arbre ou à l'enveloppe extérieure menante.
D'autres modes de constitution de cette partie du corps creux résulteront des exemples de réalisation. L'invention se rapporte en outre à la constitution particulière des surfaces de flotte- ment, c'est à dire des surfaces qui viennent en contact intime l'une avec l'autre par la dilatation du corps creux. L'inven- tion concerne également quelques possibilités d'application par- ticulièrement avantageuses.
Le dessin montre quelques exemples de réalisation de l'invention.
La fig. 1 montre l'embrayage pour la liaison de deux arbres l'un à l'autre.
La fig. 2 montre un arbre à accoupler à une roue den- tée, cette dernière étant établie comme pièce à accoupler.
La fig. 3 montre l'embrayage d'un arbre à une poulie de courroie, l'embrayage se trouvant sur'le côté de la poulie de courroie.
La fig. 4 montre un mécanisme de changement de marche comportant deux embrayages , et dans lequel par la mise en prise de l'embrayage de gauche, ou de celui de droite, l'arbre mené est mis en marche dans l'un ou l'autre sens de rotation.
La fig. 5 montre une construction de l'accouplement à plus grande échelle.
La fig. 6 montre une pièce de rempldssage servant à rem- plir partiellement une chambre à fluide sous pression.
Les figs. 7 à 13 montrent des formes de réalisation particulières pour la partie tubulaire gonflable du corps creux de l'embrayage et celà en coupe longitudinale.
La fig. 14 montre une coupe longitudinale d'un embrayage dans lequel la liaison par friction est produite au moyen d'un corps creux, établi dans ce cas comme arbre creux, qui est gonflé par l'introduction d'un fluide sous pression.
La fig.15 représente la coupe longitudinale dans une enveloppe d'embrayage et montre une constitutinn particulière de la surface de frottement.
La fig. 16 montre la pellicule lubrifiante à plus
<Desc/Clms Page number 3>
grande échelle.
La fig. 17 montre l'emploi de l'embrayage à friction . dans une machine opératrice, en coupe longitudinale.
La fig. 18 montre l'emploi dé l'embrayage à friction dans un mécanisme combiné de manoeuvre et de changement de mar- che.
Un a rpprésenté à la fig, 1 par/l'arbre mis en rotation par une machine motrice et portant le noyau d'embrayage 2 en métal, par exemple en acier, l'arbre étant supporté dans le pa- lier 3. 4 est l'arbre à mettre en mouvement par la mise en prise de l'embrayage; cet arbre comporte l'enveloppe d'embrayage b, également faite en métal, et est supporté par le palier 6. L'en- veloppe d'embrayage b construite solidement présente une cavité 7 et vers le noyau d'embrayage 2 une paroi tubulaire relative- ment mince 8. Le conduit 9 va avantageusement du centre de l'ar- bre vers la cavité 7. Si par le conduit 9 en question on intro- duit un fluide sous pression, par exemple de l'huile sous pres- sion, dans l'enveloppe d'embrayage 5, la paroi mince 8 est gon- flée, en suite de quoi l'intervalle 10 diminue et disparaît pra.tiquement.
De ce fait, la surface de friction de l'envelop- pe de l'arbre à mener est pressée sur la surface conjuguée du noyau d'embrayage de l'arbre menant de sorte que l'embrayage est en prise. Si la pression est relâchée par la conduite 9, la jonction par friction entre les surfaces de friction est sup- primée. L'intervallese répartit vu que la sollicitation de la paroi 8 était inférieure à la limite d'élasticité.
Tandis que la fig. 1 représente un mode de construc- tion dans lequel la cavité à mettre sous pression se trouve dans l'enveloppe d'embrayage, les fig. 2,3,4 et b montrent des exemples dans lesquels la ravité en question se trouve dans le noyau d'embrayage. Sur la fig. 2 la roue dentée 11 tourne avec son manchon de marche à vide 16,lors de l'arrêt de l'arbre 12, directement sur la surface de friction du noyau d'embryayage 13 qui possède la cavité 18.
Le moyeu 14 de la roue dentée 11 est ici établi directement sous- une forme robuste comme enveloppe
<Desc/Clms Page number 4>
d'embrayage. L'intervalle 10 peut varier dans les limites usuel- les dans les paliers, c'est à dire-que suivant la grandeur du diamètre du noyau d'embrayage 13, il est d'environ un dixième à trois dixièmes de millimètre. 1.,' ,.anneau 16, relié à la foue den- tée 11 par des vis ou des moyens analogues et qui s'engage dans un évidement correspondant du noyau d'embrayage empêche un dé- placement latéral de la roue dentée. Le fluide sous pression est introduit par le conduit 17 dans la cavité 18 dont la paroi si- tuée à l'extérieur produit la jonction par friction.
La forme de réalisation suivant la fig. 3 correspond à celle de la fig. 2. L'enveloppe d'embrayage 19 a ici la forme d'une pièce séparée à laquelle est fixée la poulie de courroie 20 avec le manchon demarche à vide.21.
Sur la fig. 4, on a désigné par 22 l'arbre menant avec les roues dentées coniques 23 et 24 et les embrayages 26 et 27 incorporés dans celles-ci..Les noyaux d'embrayage 26 et 27 possè- dent des parois d'application minces 28 et 29 à. leur périphérie extérieure. Le fluide sous pression est amené par la conduite fixe 30, pourvue d'une pièce de raccordement 31 analogue à une boite à bourrage, et par le conduit 32 vers la chambre 33, c'est à dire dans l'embrayage 27 tandis que l'embrayage 26 reçoit le fluide sous pression de la même manière par le conduit 34. La roue 25 effectue pour un seul et même sens de rotation de l'ar- bre 22, par l'introduction de fluide sous pression dans l'un ou l'autre embrayage, une rotation à gauche ou à droite.
La fig.5 5 représente un embrayage à une échelle un peu plus grande. La moitié inférieure montre en outre une conforma- tion différent quelque peu de celle de la moitié supérieure. On a donc représenté en réalité deux embrayages. La roue dentée 35 est destinée à tourner librement sur l'arbre 36 ou à être accou- plée à celui-ci. Le noyau d'embrayage 37 consiste en une paroi extérieure relativement mince. Le noyau 37 d'embrayage, fait en acier forgé, est fixé par retrait sur le moyeu d'embrayage 38 et dans la moitié supérieure de la fig. 5 il est représenté soudé au moyeu 38. Le noyau d'embrayage 37 est quelque peu conique à l' endroit de la surface de friction.
L'enveloppe d'embrayage
<Desc/Clms Page number 5>
39 fixée dans la roue dentée 35 par des cales ou des moyens ana- logues porte un manchon de roulement 40. ue dernier est pourvu intérieurement de la même conicité que le noyau d'embrayage 37.
L'intervalle 10 peut être réglé par déplacement de l'enveloppe d'embrayage 39, y compris le manchon 40, au moyen de l'anneau fileté 41 ou d'un dispositif analogue de telle façon qu'on peut tenir compte sans difficulté d'une usure se produisant avec le temps. La cavité 42 qui a, pour des raisons de fabrication lors de la construction par retrait, une certaine grandeur parce que les extrémités de tête du noyau d'embrayage 37 doivent être robustes à cause de la contraction tandis quela paroi doit être mince en vue de la dilatation, sera en vue de l'économie de fluide sous pression, par suite de la compressibilité de liquide, remplie autant que possible par une pièce de remplissage en plusieurs parties 43 suivant la fig. 6.
En pratique, on maintiendra toujours'l'espace 42 avec conjugué le conduit/de l'arbre, etc.. remplis de fluide sans tension.
En vue de la mise en prise de l'embrayage, ce fluide est mis sous tension par une pompepar l'intermédiaire d'un aimant élec- trique ou à partir d'une. installation d'eau sous pression,ou ana- logue. Pour le débrayage, ce fluide est de nouveau détendu sans que la chambre 42 soit'vidée. La consommation de fluide pour cha- que mise en prise de l'embrayage se compose de la quantité de fluide nécessaire pour l'agrandissement de la cavité 42 en vue de. la suppression de l'intervalle 10, et de la quantité de flui- de qui correspond à la compressibilité du fluide sans tension existant dans la cavité 42. Comme on le sait, la compressibilité des liquides n'est pas négligeable et par le remplissage partiel de la cavité 42 au moyen de la pièce de remplissage 43 on diminue la consommation d'énergie lors de la mise en prise de l'embrayage.
L'embrayage peut être traité en général comme un arbre dans un palier c'est à dire que l'intervalle 10 peut recevoir du lubri- fiant au moyen d'un dispositif quelconque, comme un palier.
La matière du noyauud'embrayage 37 est relativement dure, dureté de Brinell 300-370. La matière du manchon 40 est du bron-
<Desc/Clms Page number 6>
ze spécial. En vue de la mise en prise de l'embrayage, du fluide sous pression est introduit par le conduit 44 dans la cavité- 42 du noyau d'embrayage. Lorsque la tension du fluide sous pression dans 42 s'est élevée à environ 50 atm., l'enveloppe mince 37 du noyau d'embrayage s'est dilatée ou a augmenté de diamètre au point que le jeu vaut 0,1 mm.,pour de plus petits embrayages jusqu'à 0,3 mm, et a disparu pour les embrayages tout à fait grands de sorte que par l'application du noyau d'embrayage contre le man- chon 40 la jonction par friction est établie.
Lorsque la tension du fluide sous pression augmente encore, la pression de la paroi mince du noyau d'embrayage 37 contre la paroi du manchon de rou- lement 40 commence et l'arbre 36 est entrainé. Lorsque par. exem- ple la tension dans 42 s'est élevée à 200 atm. la pression d'ap- plication entre les surfaces de frottement est d'environ 150 kg. / cm2, et lorsque la tension dans 42 s'est élevée à environ 500 atm., la pression d'application entre les surfaces de section est de 450 kg/Cm? . Les conditions pour l'embrayage sont donc extrêmement favorables. L'usure est extrêmement minime grâce au choix correct de la matière et à l'excellent graissage.
La force d'entrainement est excessivement grande si l'on refléchit au fait quin semblable embrayage peut être actionné sans inconvénient avec 500 atm. ou plus. Le coefficient de fric- tion lorsque le noyau d'embrayage est gonflé vaut, d'après les constatations actuelles, environ u,15, tandis que le coefficient de frottement pour la marche à vide (friction liquide) est d'en- viron 0,02. Une fatigue prématurée de la matière du noyau d'em- brayage à l'endroit de la paroi mince ne peut pas se produire vu que lors du gonflement de la paroi mince d'un dixième de milli- mètre ou de trois dixièmes de millimètre, en diamètre, la sollici- tation est maintenue à environ 800 kg/cm2. La matière du noyau d'embrayage 37 possède une limite d'élasticité de 75 kg. par mil- limètre carré.
D'autre part, la paroi est encore suffisamment épais- se pour que la limite d'élasticité ne soit pas dépassée même si le noyau d'embrayage se trouvait sous l'influence de la haute ten-
<Desc/Clms Page number 7>
sion du fluide sous pression sans l'enveloppe d'embrayage se trouvant au-dessus de lui. Normalement, le noyau d'embrayage ne peut toutefois pas être sollicitéplus fortement que ce qui correspànd à son gonflement de un dixième de millimètre ou de trois dixièmes de millimètre.: vu que l'enveloppe d'embrayage rigide en acier 39, avec le manchon 40 empêche un gonflement supplémentaire au-delà de la mesure indiquée et par conséquent aussi une sollicitation supplémentaire.
Le fonctionnement de l'embrayage est en résumé une va- riation des conditions de la portée de roulement à la portée d'adhérence ou portée de contraction, lors de la mise en prise , ou'inversement lors du débrayage. un calcul des conditions montre que par suite du coefficient de frottement se modifiant complè- tement lors de la portée de l'adhérence ou de contraction par rapport la portée de roulement, l'embrayage convient pour transmettre des moments de rotation très grandes avec des di- mensions relativement petites. un progrès important dans cet embrayage consiste en ce que cet embrayage peut par exemple dans les presses, les cisailles, les outils d'estampage, etc.. ef- fectuer des courses partielles et être débrayé sans peine en pleine charge.
il convient par conséquent comme embrayage de sûreté par le fait que par exemple lors du commencement d'une surcharge d'une machine ou d'un appareil analogue, il peut être mis hors d'action instantanément par une commande actionnée par la machine. Par le mode de construction de la commande, on a, suivant les nécessités du fonctionnement, la possibilité de met- tre en prise et hors de prise l'embrayage rapidement ou lente- ment. Comme l'embrayage prend peu de place ,peut tourner complè- tement dans l'huile et ne possède intérieurement ni tringlage ni garniture' d'étanchéité, il convient particulièrement pour l'incorporation dans les mécanismes de précision.
On peut dans un seul et même embrayage munir non seu- lement le noyau d'embrayage, mais aussi l'enveloppe d'embrayage, d'une cavité et réaliser encore plusieurs exemples de construc- tion sans que rien ne soit changéà l'invention.
<Desc/Clms Page number 8>
Suivant la fig. 7, on a calé sur l'arbre menant 45 le moyeu d'embrayage 46. Par-dessus celui-ci est placé le noyau d'em- brayage 47 servant à la jonction par friction et relié rigidement au moyen d'embrayage par l'anneau à contraction 48 et celà pour transmettre le moment de rotation et en outre pour qu'on ne doive pas employer des moyens spéciaux pour l'étanchéité. L'extrémité de gauche du noyau d'embrayage est pourvu d'un rétrécissement 49 en forme de bride qui est fixé par contraction sur le tourillon du moyeu d'embrayage. Entre le moyeu d'embrayage 46 et le noyau d'embrayage 47 se trouve formée la cavité 50 dans laquelle le fluide sous pression (eau ou huile sous pression, air comprimé, etc. ) est améné par le conduit bl.
Le moyeu d'embrayage 46 présen- te en outre un tourillon fileté qui est employé pour maintenirc l'enveloppe d'embrayage 52 avec le manchon de roulement 53 et la roue dentée 54. Le manchon 53 qui est engagé comme manchon de roulement par-dessus le noyau d'embrayage 47 établi sous une forme légèrement conique, est relié intimement à l'enveloppe d'embrayage 52 et est également de forme conique en concordance avec l'inclinaison du noyau d'embrayage 47. Le noyau d'embrayage 47 qui, comme on l'a décrit précédemment, est relié intimement à l'arbre de commande 45, se meut dans le mahchon 53 qui à son tour est relié rigidement à l'enveloppe d'embrayage 52 et à la roue dentée b4, somme dans un palier.
La possibilité de réglage du palier ainsi créé est produite par la saillie pourvue d'un filetage du disque de bride 55 par lequel il s'engage dans l'en- veloppe d'embrayge 52. Le disque de bride 55 est mantenu de façon à pouvoir tourner dans la rainure formée par l'épaississe- ment 49 en forme de bride et l'anneau fileté 56. Après le régla- ge, la position du disque de bride 55 est immobilisée par l'an- neau de serrage 57. La roue dentée b4 ne change pas de position axiale lors du réglage, par contre l'enveloppe d'embrayage 52 et le manchon de roulement 53 sont déplacés axialement. Une rotation par rapport à 3.'enveloppe d'embrayage est empêchée par le ressort 58.
Le fonctionnement est le suivant :
<Desc/Clms Page number 9>
Par l'amenée d'un fluide sous pression dans la cativé 50, la paroi libre existant entre l'épaississement 49 en forme de bride et l'anneau à contractions 48 et appartenant au noyau d'embrayage 47 est dilatée et pressée contre le manchon de rou- lement 53.de l'enveloppe d'embrayage 52, et cela avec une force telle que l'enveloppe d'embrayage 'et la roue dentée 54 sont en- trainées. Lors du débrayage, le noyau d'embrayage 47 retourne dans sa position initiale . Cette forme de réalisation permet un montage et un démontage faciles de l'enveloppe d'embrayage avec la roue dentée conjuguée.
Suivant la fig. 8, le noyau d'embrayage 59 est fixé par contraction à chaud sur 1(arbre 61 à l'une des extrémités par l'intermédiaire de l'anneau 60. L'extrémité de gauche du noyau d'embrayage est tournée avec une faible conicité extérieurement et à l'aide de l'anneau 62, foré de façon conique correspondante également à l'endroit de la surface de contact avec le noyau d'em- brayage 59, il est refoulé sur l'embase de l'arbre 61 et immobi- lisé contre tout desserrage par le disque de sûreté 63.
Cette fixation "par contraction à froid" a pour but de permettre de monter et de démonter en cas de besoin la roue. dentée 64 qui est reliée rigidement au manchon 65 loraqu'on ne veut pas faire la roue dentée 64 en deux pièces avec le manchon de roulement 65.
Tandis que dans les exemples de réalisation suivant les fig' 7 et 8, le corps creux dilatable est disposé¯ sur l'arbre, ce corps creux est disposé dans l'enveloppe d'embrayage dans l'exem- ple de réal.isation suivant les fig. 9 et 10.
Suivant la fig. 9, dans laquelle le noyau d'embrayage 66 possède d'un côté une bride extérieure 67, la bride 67 est fixée par contraction à chaud dans l'enveloppe d'embrayage 68 formant roue dentée= De l'autre coté du noyau d'embrayage, la fixation par contraction dans l'enveloppe d'embrayage 68 se fait par l'inter- médiaire de l'anneau 69.70 est la chambre du fluide sous pression qui est formée par le noyau d'embrayage 66 et l'enveloppe d'em-
<Desc/Clms Page number 10>
brayage 68. Le bout de l'arbre 71 porte le manchon de roulement 72 qui est relié rigidement à celui-ci. L'enveloppe d'embrayage 68 peut s'enlever facilement du bout d'arbre.
A la fige 10, le noyau d'embrayage 73 est relié d'une part par contraction à chaud et d'autre part par contraction à froid avec l'aide d'anneaux à la roue dentée 74, également éta- blie àomme enveloppe d'embrayage.
La fig. 11 montre à plus grande échelle la réalisation de la contraction à froid dans l'embrayage suivant la fige 10.
Dans ce cas l'anneau 75, tourné en forme conique sur sa face extérieure, est chassé par-dessus l'extrémité, également conique en concordance, du noyau d'embrayage 76 et est immobilisé par l'anneau en bride 77. On prévoit avantageusement des dispositions appropriées pour pouvoir retirer éventuellement l'anneau 75.
Suivant la fig. 12, partie supérieure, qui montre une autre forme de réalisation, le noyau d'embrayage 78 est relié à ses extrémités par soudure à l'arbre 79 de façon rigide et étanche et l'arbre est évidé au tour à l'endroit de la partie gonflable du noyau d'embrayage 78. Suivant la fig. 12, partie inférieure, le noyau d'embrayage 80 est àoudé à l'enveloppe d'embrayage 81 en laissant la chambre à fluide 82 dans l'enveloppe d'embrayage 81 qui est établie dans ce cas en même temps comme moyeu de roue dentée. une autre forme de réalisation pratique dans beaucoup de cas s'obtient suivant la fig. 13. Dans ce cas la partie épais- sie de l'arbre est perforée pour la formation du noyau d'embrayage 83.
La cavité 84 qui prend ainsi naissance est fermée par l'an- neau 85 qui établit la liaison rigide et étanche entre le noyau d'embrayage 83 et l'arbre 86. Dans l'exemple de réalisation, la liaison de l'anneau 85 avec l'arbre est établie par soudure.
Il est fréquemment désiré, dans les embrayages dé- crits ci-dessus, de raccourcir le temps qui s'écoule lors de la mise enprise jusqu'à la prise complète des pièces d'embrayage qui coopèrent . Ceci s'obtient par le fait que l'on subdivise plus ou moins, d'une manière quelconque, les surfaces.de contact
<Desc/Clms Page number 11>
de l'embrayage par exemple en surfaces en forme de carré, de losan- ge, de cercle, et.. Par la disposition et la grandeur de ces sur- faces on a la possibilité d'adapter le temps de prise à chaque cas particulier. On peut obtenir sans difficulté par ce procédé des temps d'embrayage qui sont compris entre 0,1 seconde et des temps de plus d'une minute.
Si l'on fait par exemple les surfaces relati- vement petites, le lubrifiant n'a à parcourir lors de l'embrayage que de petits trajets d'écoulement et les surfaces de frottement viennent donc rapidement en pleine prise. On peut obtenir de cette manière une prise pratiquement instantanée de l'embrayage à fric- tion.
La subdivision de la surface de frottement de l'em- brayage à friction, suivant la présente invention, en surfaces in- dividuelles est représentée à titre d'exemple aux fig. 14,15 et 16.
A la fig. 14, on a créé sur l'arbre menant 87, par une fixation appropriée du corps creux 88, la chambre à fluide sous pression 89 à laquelle le fluide est amené par le canal 90 de l'ex- térieur d'une manière connue. L'arbre menant 87 avec le noyau d'em- brayage 88 fixé rigidement sur lui pour la formation du corps creux dilatable et comportant la paroi de tube 882 tourne, lorsque l'em- brayage n'est pas en prise, dans le manchon de roulement 92 relié l'enveloppe rigidement à l'enveloppe d'embrayage 91. sur/dmebrayage 91 est calé le pignon 93 servant à la transmission de la force.
La fig. 15 représente le manchon de roulement qui est subdivisé par un système de canaux de graissage en creux annu- laires 95 et axiaux 94 en surfaces individuelles de forme carrée.'
La fig. 16 montre à plus grande échelle la pellicule de graissage ininterrompue 96 à l'état de marche à vide de l'em- brayage décrit et représente'le trajet à parcourir jusqu'aux ca- naux à lubrifiant.
une possibilité d'application particulièrement favo- rable de l'embrayage décrit ci-dessus, avec des effets qui ne peuvent pas être atteints avec les embrayages disponibles jusqu'à présent, s'obtient dans les machines opératrices actionnées mé- canaiquement comme par exemple les presses de tous genres (presses
<Desc/Clms Page number 12>
à forger, presses à résine artificielle, presses à percer, pres- ses d'étirage et presses analogues), cisailles, machines à es- tamper, etc.. Les embrayages à friction décrits ci-dessus ont l'avantage qu'ils se mettent en prise sans choc ou accélèrent les masses sans choc, qu'ils transmettent des moments de rotation vent aussi grands qu'on le désire et peu/ être mis. en prise et hors de prise sous la pleine pression de travail.
Par suite de ces pro- priétés avantageuses, il devient possible en cas d'emploi du nou- vel embrayage à friction sur des machines mécaniques, de réunir les propriétés avantageuses de la. machine mécanique aux nouvel- les propriétés de l'embrayage d'une manière à peu près idéale.
Les machines opératrices qui sont pourvues des em- brayages connus pouvant être débrayés présentent les inconvé- nients suivants : 1.- Si la machine opératrice est pourvue d'un embrayage à fric- tion des constructions connues jusqu'à présent, comme ces der- nières ne son.-. pas en état de transmettre de grands moments de rotation et de très grands moments de rotation, l'embrayage se trouve sur l'arbre du moteur faisant.un grand nombre de tours ou sur un arbre intermédiaire marchant à vitesse relativement grande.
Jusqu'à la consommation de la force, on est obligé dans la plupart des machines d'employer de grandes roues et de grands mécanismes de démultiplication. La force vivede ces roues suffit seule, lorsque l'embrayage est débrayé, à détruire la machine se trou- vant e:: pleine charge. On est donc obligé , pour empêcher de sem- blables destructions;, de mettre la machine en sûreté par des éléments hydrauliques ou d'autres éléments de sécurité.
Ces élé- ments entraînent des inconvénients comme par exemple une élasti- cité élevée non désirée au point de consommation de la force, une augmentation de prix et une complication de l'ensemble de la machine. 11 est évident qu'un embrayage disposé sur l'arbre du moteur ou sur un arbre intermédiaire ne permet pas.une commande exacte de la machine à cause de l'inertie du mécanisme intermé- diaire et des grandes masses. La condition d'une possibilité de commande exacte est toutefois de la plus grande importance pour la plupart des presses, machines à estamper, etc..
<Desc/Clms Page number 13>
II. Les machines opératrices qui sont pourvues d'autres embraya.- ges connus, embrayables et débrayables, tels que les embrayages à griffes, à broches, à clavette tournante et les embrayages ana- logues (que l'on doit considérer comme des liaisons rigides pen- dant la marche de travail de la machine), ont l'inconvénient qu'un accouplement n'est pas possible dans n'importe quelle position car il faut attendre des positions relatives tout à fait déter- minées de la pièce d'embraya menantepar rapport à la pièce d'em- brayage menée, pour la réalisation de l'opération d'embrayage.
Comme on le sait, .dans de semblables embrayages, un débrayage sous charge n'est pas possible. S'il se présente donc, en cas d'Emploi de semblables embrayages, une résistance plus grande que celle permise pour la machine, il se produira indiscutable- ment une destruction de la machine, si l'on ne met pas la, ma- chine à l'abri de celle-ci par des dispositifs de sûreté quel- conques, avec leurs inconvénients connus. Une commande exacte n'est pas possible également dans ce genre d'embrayage car la mise en prise ou hors de prise n'est pas possible dans n'importe quelle position.
III.- Les embrayages électromagnétiques qui, en eux-mêmes, au point de vue de la possibilité d'embrayer ou de débrayer dans toute position, répondent d'une certaine manière aux exigences à imposer à un embraya,ge idéal,- ont toutefois en premier lieu
1'inconvénient qu'ils ne conviennent pas pour d'assez grande moments de rotation. On est par conséquent obligé de les placer sur une commande à marche rapide. Ils ont en outre l'inconvénient que l'aimantation nécessaire lors de l'opération d'embrayage et la désaimantation nécessaires lors du débrayage exigent tou- jours des temps qui sont de l'ordre de grandeur d'environ une seconde.
Outre que l'embrayage doit être placé sur l'arbre du moteur ou sur un arbre intermédiaire à marche rapide,(inconvé- nients qui ont été expliqués en détail sous 1), le temps d'em- brayage ou de débrayage d'une seconde implique qu'une commande exacte de la machine opératrice en particulier dans les cas de danger, n'est pas possible. Si l'on suppose par exemple que
<Desc/Clms Page number 14>
dans une presse qui travaille à une vitesse de 300 mm/seconde, une résistance de grandeur inadmissible se présente brusquement, on est arrivé depuis longtemps à une détérioration si pas même à une destruction de la macehine avant que l'opération de débrayai ge soit achevée. On n'a pas considéré par conséquent l'influence des masses tournant dans le mécanisme et de leur énorme force vi- ve.
Si, par conséquent l'embrayage magnétique ne répond aucunement au point de vue de ses propriétés spéciales aux exigences à impo- ser à un embrayage idéal, il rend nécessaire en outre l'emploi des éléments de sécurité déjà indiqués et qui sont tout au moins doute&ux au point de vue de leurs effets.
IV.- Partant de la constatation de l'insuffisance des embrayages connus on a eu l'idée d'équiper les machines opératrices de mo- teurs réversibles sans qu'on ait trouvé ainsi une possibilité de commande idéale. Ceci résulte déjà du fait que les moteurs réver- sibles ont besoin un temps de démarrage d'au moins une seconde et d'un temps de ralentissement qui n'est pas inférieur à 0,5 seoan- de. le temps de ralentissement a toutefois même dans les moteurs réversibles les melleurs, dont le prix est élevé hors de propor- tion, encore un ordre de grandeur qui n'exclut pas des ruptures de la machine dans les moments de danger.
La pratique montre que meme en cas d'emploi de moteurs réversibles, on ne se tire pas d'affaire sans l'incorporation de dispositifs de sécurité dont l'action est le plus souvent douteuse .
V.- Les installations purement électriques présentent, il est vrai, lies conditions de commande avantageuses mais à leur emploi s'op- posent les frais d'installation d'une élévation énorme et le mau- vais rendement.
De ce qui a été expliqué sous 1-V, il résulte que les presses mécaniques qui sont pourvues des accouplements eml)ra,yables in et débrayables connus présentent toujours des/convénients dont l'élimination, bien que désirable dans l'intérêt du fonctionnement et de la sécurité, n'était pas possible jusqu'à présent.
L'emploi du nouvel embrayage à friction dans les machines opératrices de tous genres, en particulier les presses à forger,
<Desc/Clms Page number 15>
les presses à refoulement de métal, les presses à résine arti- ficielle, les presses à percer, les presses d'étirage; les ci- sailles, les machines à estamper, etc.. entraine des avantages qui ne pouvaient être obtenus avec les embrayages connus an- térieurement.
En comparaison de ceux-ci le nouvel embrayage convient avantageusement pour la transmission de grands moments de rotation et de très grands moments de rotation, comme des expériences approfondies l'ont montré, il est donc possible -et ceci est prouvé par des essais - de disposer l'embrayage sur le mécanisme de travail et d'éviter ainsi les inconvénients con- sidéra,bles, indiqués sous I à V, qu'entraîne inévitablement la disposition de l'embrayage sur l'arbre du moteur ou un arbre intermédiaire à marche rapide, au point de vue de la possibili- té de manoeuvre.
Au point de vue de la possibilité de commande du nouvel embrayage décrit, des essais exécutés pendant plusieurs mois ont montré que l'embrayage peut, dans toute position, être mis en prise et hors de prise pratiquement instantanément et il est à remarquer particulièrement qu'un débrayage sous pleine charge peut être produit de façon irréprochable et ins- tantanée. La mise en prise qui s'effectue également sous charge irréprochablement se fait instantanément et tout à fait sans choc de sorte que les détériorations du mécanisme sont rendues impossibles.
Si l'on place par conséquent le nouvel embrayage sur l'arbre à marche lente, on obtient déjà à cause des pro- priétés de commande avantageuses et parfaites del'embrayage une capacité de manoeuvre de la machine opératrice qu'il n'était pas possible d'atteindre par les moyens connus jusqu'à présent.
On n'a en outre pas considéré que 7'influence non désirée des masses tournantes en fonctionnement et de leurs forces vives sur la capacité de manoeuvre de la machine opératrice, peut être complétement éliminée par la disposition de l'embrayage sur l'arbre de travail qui tourne lentement.
Un autre avantage du nouvel embrayage à friction, qui ne peut être atteint d'une manière aussi parfaite avec
<Desc/Clms Page number 16>
aucun des embrayages connus jusqu'à présent, consiste en ce que cet embrayage surveille automatiquement le =ment de rotation qu'il transmet. Si l'on dépasse le moment de rotation maximum dont la grandeur peut être déterminée,indépendamment de la, gran- deur de l'embrayage par le réglage de la pression d'application des surfaces de friction - c'est à dire par le réglage de la pension du fluide sous pression- d'une manière irréprochable et précise pour chaque opération de travail se présentant, l'ac- couplement commence à glisser et l'opération de travail est de ce fait instantanément interrompue.
De ce fait, une destruc- tion de la machine ou de ses pièces constitutives est rendue directement impossible . La sécurité de la. machine contre la rupture par surcharge est donc reportée pour la première fois dans l'embrayage lui-même. Les dispositifs de sûreté hydrauli- ques, mécaniques ou d'un autre genre, usuels jusqu'à présent, peuvent donc être supprimés en cas d'emploi du nouvel embrayage à friction.
Cet embrayage ne constitue donc pas seulement un ' embrayage mais il est en même temps un élément de sécurité avan- tageux, un embrayage de sûreté qui,après qu'il est .entré en f.onc- tion comme tel est disponible directement de nouveau pour le fonc- tionnement sans que des pièces quelconques soient endaommagées ou doivent être remplacées. il se distingue avantageusement par ces propriétés des embrayages de sûreté usuels jusqu'à présent, comportant des broches à cisailler ou des pièces analogues.
On a représenté à la fige 17 une presse à manivelle mé- canique pourvue de deux.-embrayages à friction hydrauliques du genre décrit ci-dessus. On a désigné par 97 le moteur électrique à marche continue avec le volant 98 qui est monté avec les pignons 99 et 100 sur l'arbre 101. Le pignon 99 engrène avec la roue dentée 102 et le pignon 100 est en prise au moyen de la roue in- termédiaire 103 avec la roue dentée 104. La roue dentée 104 tour- ne en sens inverse de la roue 102. Les deux embrayages hydrauli- ques sont formés par les noyaux d'embrayage 105 et 106, les en- veloppes d'embrayage 107 et 108 avec les manchons coniques 109 et 110, reliés à celles-ci, ainsi que les clavettes 111 et 112 qui établissent la liaison avec les roues dentées 102t 104.
<Desc/Clms Page number 17>
Les chapeaux 113 et 114 empêchent les roues 102 et 104 avec les enveloppes d'embrayage de se déplacer latéralement sur le noyau d'embrayage également de forme conique. Les noyaux d'embrayage de forment un tout avec l'arbre manivelle 115. La commande/la pres- se se fait par exemple par une commande à quatre soupapes com- portant les soupapes d'admission 116 et 117, et les soupapes d'échappement 118 et 119. Le fluide sous.pression pénètre par la conduite commune 120 dans la boite de distribution. La con- duite 121 aboutit à l'embrayage de droite et la conduite 122 à l'embrayage de gauche. 123 et 124 sont des boites à bourrage d'étanchéité de la pression.
Les conduits 125 et 126 relient la chambre de distribution de la commande par soupapes, pa,r les chambres situées sous les soupapes d'admission, aux chambres intérieures 127 et 128 des noyaux d'embrayage. Les soupapes 116, 117,118 et 119 sont commandées convenablement par le levier à main 129 et l'arbre commun 330. Sur la traverse 131 de la presse se trouvent deux butées 132 et 133 qui influencent suivant la position de la manivelle de l'arbre llb, le galet 134 du levier 135.
Le fonctionnement est le suivant :
On supposera que le moteur 97 avec le volant 98, etc., se trouve en rotation conteinuellementdans le même sens de sorte que la roue dentée 102 tourne constamment en sens opposé de la roue dentée 104; pour la position de commande représentée des soupapes, les noyaux 105 et 106 sont sans pression de sorte que l'arbre à Manivelle 115 est immobile. Si l'on déplace le le- vier de manoeuvre 129 vers le haut, la soupape 119 est fermée et la soupape 117 est ouverte, de sorte que la chambre d'embraya ge 127 reçoit de la pression du liquide,.la paroi tubulaire du noyau d'embrayage 105 se gonfle, l'embrayage est donc mis en prise et l'arbre à manivelle 115 se met à tourner.
Si 1 'on dé- place alors le levier à main 129 vers le bas, la soupape 118 est fermée et la soupape 116 est ouverte de sorte que la chambre de d'embrayage 128 reçoit/la pression, le noyau d'embrayage 106 se gonfle, cet embrayage est mis en prise et l'arbre à manivelle
<Desc/Clms Page number 18>
llb tourne en sens opposé tandis qu'auparavent la cavité 127 est devenue sans pression par la fermeture de la soupape d'admission 117 et l'ouverture de la soupape d'échappement 119, de sorte que le noyau d'embrayage 105 revient dans sa position sans tension, c'est à dire que l'embrayage de droite est dégagé. On peut donc à l'aide de la commande mettre en prise l'un ou l'autre embrayage ou les débrayer tous les deux, de sorte que l'arbre à manivelle tourne.eu à droite ou à gauche ou reste immobile.
On peut effec- tuer n'importe quelle longueur de course ou n'importe quel nom- bre de tours à droite ou à gauche. Ce qui a été dit pour l'exem- ple de réalisation décrit est valable pour d'autres machines opératrices qui sont actionnées non pas par un arbre à manivelle mais par une tige filetée, une crémaillère, une chaîne, un câ- ble ou un organe équivalent. Lorsque,suivant le dessin, la roue dentée 104 tourne plus rapidement que la mue dentée 102, on ob- tient lors de la mise en prise de l'embrayage de gauche une plus grande vitesse et un plus grand nombre de tours que lors de la mise en prise de l'embrayage de droite.
On peut actionner la. commande non pas à la main mais par la machine même, par exemple par le fait que la machine renverse la commande des embrayages après l'obtention d'une certaine course de travail,'par la butée 132 ou 133 rencontrant le galet 134. On peut donc établir la commande pour le fonctionnement à la main, automatique -ou-
EMI18.1
semi-auto'natique.
Un autre champ d'application pour le nouvel embrayage s'obtient lors de l'incorporation dans des mécanismes de mul- tiplication, des mécanismes de changement de marche, des mé'ca- nismes étagés et des combinaisons de ceux-ci. De semblables mécanismes trouvent leur application dans les laminoirs, les bancs d'étirage à crémaillère, les presses à manivelle, les machines-outils, les véhicules. L'emploi du nouvel embrayage décrit ci-dessus dans les mécanismes du genre décrit offre Par rapport à lemploi connu actuellement des embrayages d'autres systèmes des avantages tels que l'on peut produire des ma- chines ayant des effets tout à fait nouveaux, On obtient en outre des avantages d'un genre tout à fait nouveau.
Les chan-
<Desc/Clms Page number 19>
gements de marche avec les embrayages connus jusqu'à présent prennent beaucoup de place. On utilise pour de semblables mé- canismés fréquemment des' embrayages à ruban élastique, avec un embrayage à friction intercalé avant, vu qu'un embrayage à ru- ban élastique employé seul se met en prise avec un choc. On emploie dans les changements de marche également des :embrayages électromagnétiques, mais on dépend alors d'une centrale élec- tri que.
Des mécanismes de bhangement de marche comportant le nouvel embrayage à friction peuvent être construits de fa- çon extrêmement avantageuse ; ils occupent peu de place. On peut transmettre avec ces mécanismes n'importe quel moment de rota- tion désiré et réaliser un embrayage et un débrayage exempt de chocs, sans élémentsintermédiaires. Les mécanismes étagés sont construits actuellement avec des roues coulissantes ou bien lorsqu'il s'agit de petits moments de rotation, avec de simples embrayages à friction, et les embrayages connus prennent alors par rapport aux roues des dimensions qui ne sont souvent pas admissibles .
Les mécanismes étagés comportant au contraire les nouveaux embrayages à friction sont tellement favorables que les dimensions des roues et des pignons ne diffèrent pas sensi- blement des mécanismes étagés à roues coulissantes. Pour cette raison on obtient une construction très condensée. routes les roues sont toujours en prise et l'on peut passer sans choc d'une vitesse à l'autre, C'est seulement par l'emploi de ce nouvel embrayage par friction que l'on est en état de construire des mécanismes étagés qui présentent par rapport aux mécanisems étagés connus des avantages tels que des machines d'un effet tout à fait: nouveau sont possibles.
La fig. 18 montre l'application du nouvel embraya- ge dans un mécanisme qui permet non seulement a'une part un ren- versement sans choc du sens de rotation mais encore d'autre part un'réglage sans choc du nombre de tours de l'arbre final à actionner.
La commande se trouve jusqu'à l'arbre d'embrayage
<Desc/Clms Page number 20>
155 dans une caisse à. huile fermée. L'un des deux embrayages fonctionne dans de l'huile spéciale l'autre fonctionne dans l'huile du mécanisme. (L'huile spéciale est une huile fluide, l'huile du mécanisme est une huile épaisse). La commande se fait par l'arbre 136 et par les roues de manoeuvre 137,138 ou 139,140 ou 141,142 suivant que les embrayages conjuguées aux roues de manoeuvre 137,139 et 141 sont mis en prise par l'inter- médiaire des conduites 143,144 ou 145, de sorte que l'arbre 146 peut marcher avec trois vitesses différentes.
Le pignon 147 avec la roue dentée conjuguée 148 et l'embrayage 149 sont destinée à la marche de fonctionnement de la machine, tandis que les roues dentées 150, 151 et 152 avec l'embrayage conjugué 153, sont destinés à la marche à vide ou à la marche de retour de la machine. S'il s'agit de la commande d'un laminoir réversi- ble ou d'une machine analogue, on exécutera évidemment la com- mande 150-153 de façon aussi robuste que la commande 147-149 et l'embrayage conjugué marchera également dans l'huile spéciale.
Le pignon 154 sur l'arbre 155 actionne la roue dentée 156 pou.r la rotation à droite ou à gauche, suivant l'embrayage 149 ou 153 qui est en prise. Le palier à pression axiale 157 est établi en même temps comme logement de boîte à bourrage pour l'huile de commande et l'huile de graissage de l'embrayage 153.
L'embrayage ne doit pas marcher dans l'huile spéciale c'est à dire dans une huile fluide. il est toutefois avantageux dans beaucoup de cas d'employer une huile légère car le temps d'embrayage prend en cas d'emploi d'une semblable huile, en combinaison avec la sub- division des' surfaces de friction en surfaces individuelles, comme on l'a représenté aux figs. 15 et 16, des valeurs spécia- lement avantageuses et réglables dans de larges limites. il est à remarquer encore que suivant qu'on emploie une huile fluide ou épaisse, qu'on effectue ou non une subdivision des surfaces de friction en surfaces individuelles, on peut produire des temps de mise en prise qui sont compris entre environ 0,1 seconde et 1 minute.
L'emploi du nouvel embrayage dans les mécanismes de
<Desc/Clms Page number 21>
changement de marche présente par rapport à l'emploi de dis- positifs de renversement de nature électrique, par exemple
EMI21.1
d'embrayages électromagnstiquea, de groupes ilgner, de com- mandes Léonard, de moteurs électriques réversibles, etc., l'a- vantage que le renversement peut se faire extrêmement vite car on ne doit surmonter aucune inertie magnétique.
EMI21.2
R e v e n d 1 n a t 1 o n s.
1.- Embrayage à friction comportant un corps creux pouvant être dilaté par un fluide sous pression, caractérisé en ce que la paroi du corps creux servant à la jonction par fric- tion est établi sous la forme d'un tuyau dont les extrémités sont reliées de façon solide et étanche à l'arbre ou à l'en- veloppe d'embrayage et sont obturées par l'arbre ou le moyeu.