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"DISPOSITIF A BLOCAGE INSTANTANE, NE PERMETTANT L'ENTRAINEMENT
QUE DANS UN SEUL SENS DE ROTATION "
La préàente invention à pour objet la réalisation d'un dispositif qui, placé entre deux organes pouvant tourner indépendamment autour'.d'un même axe, permet par blocages et déblocages instantanés, la liaison intermittente des organes, , et assure ainsi l'entraînement à sens unique de l'un deux.
Pour rendre plus compréhensible la lecture de la description il est donné au préalable sous forme schématique le principe essentiel constituant la base même de l'invention.
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Les quatre figures 1, 2, 3, 4 des dessins anne- xés se rapportent à ce qui va suivr,. sur ce principe.
Pour empêcher tout-: rotation d'un disque plein ou creux 1, (figures 1 et 2), autour @ leur centre 0, en utilisant
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le flottement, il est nécessaire d;,),;;ercer sur lu surface inté- rieu,,e ou extérieure du disque, et à l'aide d'un patin de frein 2, un effort normal F, tel que:
F xyz R " Il (1) (formule dans laquelle 1\ représente le couple dl, itrainement du disque 1, JP le coefficient de frottement entre .f. patin et le disque, et R le rayon extérieur ou Intérieur du disqne). fi
On peut aussi écri F X R (2) or si # s'accroît, on sera obligé, pour ,ne même valeur de # d'aug-
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menter le produit F x Ruz et comme 1" . st limité par la résistance des matériaux employés, il en résul...'.'a une augmentation de l'en- combrement de l'appareil, par suite de l'accroissement de R.
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Il n'en sera plus ¯¯nsi dans le cas où le patin de frein 2, comporte sur sa surface 'e contact une solution de continuité 3, (figures 3 et 4).
En -et tout effort F exercé sur
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lui, donnera deux composantes normal.'.s du disque 4, F, et Fa suivant les directions 5'-5, 6'-6, les forces moyennes d'appui sur les surfaces en contact. Le ce,3 . 1 montre que la somme
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Fi + F2 est maximum, lorsque F.
F et que F est la bissectrlce de l'ng18 formé par la direiL2on des deux composantes, Cette condition étant remplie, on T"ut écrire pour les figures 3 et 4, et dans les triangles rock 'les 0 A F1 , z, A ou -L = F1 cos fi et F = --L J1 .: lors, pour un même effort F exercé sur le patin de frein, le .uple s'opposant à la rotation
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du disque 1 sera:
(Fi + F ) x Cf :, ! ou F x Cf x R.
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Les relations (1) '-, (2) deviennent donc:
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fi' x Cf x R x 1. - 11 ( g ) ou Ú1J3 F x R x 1 . 1 / (4) </9 On voit ainsi que pour une valeur déterminée
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de ## on pourra diminuer le proch;';t F x R, au fur et à mesure que l'angle A s'accroît, car 1 passe de un à l'infini, ta/3 lorsque varie de zéro à 90 . '
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- Il en résulte que pour F supposé constant, l'utilisation de patins de frein, avec des' surfaces possédant des solutions de continuité judicieusement établies, permet d'aug- menter à volonté l'effet de freinage; ou pour un même couple d'entraénement # du: disque 1, de diminuer notablement le diamè- tre de ce dernier; pour obtenir le blocage.
Ce principe établi, les autres dessins annexés montrent des formes de réalisations basées sur le même principe..
Les figs, 5 et 6 sont respectivement une coupe par l'axe longitudinal et une coupe transversale suivant 7 - 7 de la fig. 5, d'une réalisation schématique permettant de voir clairement l'application du principe.
Les figs, 7et 8, représentent en coupe longi- tudinale par l'axe et en coupe transversale suivant 8 - 8 de la fig, 7, une variante,'dans la disposition des divers éléments permettant la réalisation pratique du même principe.
Les figs. 9 et 10,,montrent en coupe longitudi- nale par' l'axe et en coupe transversale suivant 9 - 9 de la fig. 9, une,deuxième variante dans la disposition des divers éléments le dispositif restant toujours basé sur le même principe
Les figs. 11 et 12, illustrent en coupe longi- tudinale et transversale suivant 10 10 de la fig. 11, ube forme d'appareil industriel, sans que cet exemple soit limitatif en grandeur, forme des éléments et disposition des détails.
La fig 13, représente suivant une coupe longi- tudinale par l'axe, un autre appareil constituant une variante d'appareil industriel,et la fig. 14 en montre une coupe trans- vérsale suivant 11-11 de la fig. 13.
La fig 15, montre coupé par un plan perpendi- culaire aux arbres, une vue d'un ensemble, ne permettant à un arbre distinct du système, qu'une rotation à sens unique, lors- que l'arbre de l'appareil est fixe.
La fig 16 représente, coupé par un plan
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perpendiculaire aux arbres, une vue d'un ensemble permettant l'entraînement dans un seul sens de l'arbre de l'appareil lié au récepteur, lorsque la boite extérieure de l'appareil reçoit d'un moteur par exemple, par un système bielle et manivelle, un mouvement oscillatoire d'amplitude quelconque.
Le dispositif simpl illustré par les figs.
5 et 6 comprend un arbre 12, muni d'un pignon 13, et l'ensemble peut tourner autour de l'axe 0-0 par l'intermédiaire de paliers tels que 14, . Il en est de même de l'arbre 15, qui supporté par des paliers tels que 16, est solidaire d'un tambour 17. Un dis- que indépendant 18 comporte concentriquement une roue dentée creuse 19 (à dents intérieures), qui engrène avec le pignon 13.
Le disque 18, qui peut tourner au',our de son dentre 0' est maintenu dans une position excent ée par rapport à l'axe 0-0, dans l'intérieur du tambour 17, p:r deux patins 20, solidaires du tambour 17 et par deux galets '--Il pouvant tourner chacun sur un axe 22 (fig. 6), fixés sur 1. 'ace du tambour 17
Lorsque l'arbre 12 sourne dans le sens de la flè- pignon che f', l'effort sur les dents es prise, du 13 et de la roue creuse 19, s'exerce suivant une direction 23-24 passant par le point de tangence T des circonférences primitives 25-26.
Pour des profils de dents en développantes de cercle, cette droite 23-24 fait avec la ligne des centres 0-0' un angle Ó, généra- lement égal à 75 . C'est cette valeur qui est choisie dans le cas examiné.
D'autre part les patins 20, sont orientés de manière que les efforts moyens d'appui des disques sur aux, soient dans des directions telles que l'angle tourné ait pour bissectrice la droite 27-28, parallèle à 25-24. Cet angle/3 a été choisi sur la fig. 6, égal à 150 , mais cette valeur, définie par des raisons d'encombrement et de limitation des efforts d'appui, comme on le verra par la suite, n'est pas impérieuse.
D'après la théorie posée au commencement du texte, pour un effort F qui s'exerce suivant 23-24 on aura:
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comme condition de blocage 2 F,X# X R# F x o'b (1)
Dans le triangle rectangle o' a F' on peut écrire:
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. 0 a ou F p cos et Fi =L- 2 Coe<
De même le triangle rectangle 0' T b donne : 0' b=o' T x sin Ó et comme o'T est le rayon primitif r de la roue creuse, on a" o' b = r x sin. Ó
En remplaçant F1, et o' b par les valeurs trou- vées l'expression (1) devient:
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2 x, F x CQ x RF x r s ln. c1C God R " r 8 Ïn .
OC cos.d Ce
Cette dernière relation montre que la valeur de R est indépendante de l'effort F,, Elle permet la détermination de .R pour un blocage instantané et absolu dans tous les cas, lorsque r, Ó et # sont connus.
Lorsque l'arbre 12 tourne dans le sens de la flèche! tout effort F sur les dents en prise, dirigé dans ce ones suivant 23-24 donne sur le disque 18 un couple de rotation F2,F2 la force F2 égale à F2 se décompose en deux forces F3 et F3 qui sont les forces d.tappui du disque 18 sur les galets, 21'. Ces derniers étant généralement constitués par des' roulements à billes, le couple qui s'oppose à la rotation du disque 18 devient pratiquement négligeable, à la condition que le disque dispose d'une certaine liberté, entre les patins et les galets. L'arbre 12 peut alors tourner librement, dans le sens de la flèche f, en entraînant le disque 18.
Ainsi'lorsque l'arbre 12 est animé d'un mouvement oscillatoire d'amplitude quelconque, le tambour 17 et l'arbre 12 sont entraînés dans le sens de la flèche f', et peuvent trans- mettre du travail.
D'autre part lorsque le tambour 17 est immobilisé et l'arbre 12 soumis, sans liaison rigide à des couples alternés cet arbre ne peut tourner que dans le sens de la flèche! et ne transmettre que le travail des couples, agissant sur lui dans ce sens.
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VARIANTE D 'AGENCEME "T nu DlSP0S15./.F.- Tout en con3ervant le mêt-nB principe, Il est p' 'Ds3îble de faire varier de plusieurs manières la 'orme du dispositif.
'Dans la variente représenté.. par les ;'1. is. 7 et 8 l'arbre ::; supporté par des paliers tels que 30
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oomporte oetLe fr1s-ci deux pignons séparés 31-;'j:::;. Des engrena- ges solidaires deux 1\ deux 33-34 ec 35-36, t""urne:1\:, autour des 1;388 57-7P., Fixôn sur les faces du tambour en deux pièces 39-40 Ils forment renvois entre les signement 31-32 et les engrenages
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i i-fl2 concentriques et solidaires u disque 43. Ce, dernier dont l moyeu est alésé pour passer librement sur l'arbre 29, est ,: ';c1é latéralement par des joues 4,1-45, disposées .L3r une ner- vure centrale de la partie 5'J du tambour.
Le disqu. 43 s'appuie aur deux patina 46-47, appartenant à cette nervure, sur laquelle
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r mt aussi fixes les deux axes 46-49 de deux gale(.:; 50-51 qui empiètent le guidage du disque. La partie 59 du tambour reçoit (":J1" un logemant l'extràmlLé de l'arbre 2G et comporte un arbre 1.i, pouvwot tourner dans un palier 53.
Dans cet ensemble le aisque 4:) devient concentrique l'arbre 29 et su commande par renvr L8, permet -',Il )\I t,"J' 1,1 rcne creuse et iL3rt<jit .1G diminuer les diamètres dei pignons 41-43. Il en résulte la possibilité de réduire les è!.3,mÓtres l11 r:'.nq')c et du tambour.
Les renvois effectués dans le cas envisagé ps-f engrenages cylindriques, pourraient aussi être J 0a.lisés par des pignons d ',- ;le, qui relieraiora, des engrenages ie même f.orme sc,"-d,aires de 'arbre 29 et du disque 43.
Dans le groupe des figures 9 et 10, l'arbre 54 solidaire de deux engrenages 55, peut tourner dans les pa- li rs 56. Une pièce fixe 57 comporte un alésage avec des joues rapportées 58, ainsi que les deux patiins 59-60 et los deux axes 61 des galets 62. Le disque 63, ayant de part et d'u tre deux pingens dentés 64, qui engrènent avec les engrenages 55, est
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-placé dans l'alésage.de la pièce 57.
Cet.agencement ne permet que la rotation de l'arbre 54-dans.le sens.de la flèche f1 Il empêche ainsi le dévirage de cet arbre lorsque ce dernier est laissé au repos.
Il permet aussi, lorsque- l'arbre 54 est sollicité,, sans liaison rigide, par des couples alternés, la transmission par cet arbre des couples agissant;sur lui, dans le sens de la flèche 4'
On peut dans ce dernier agencement, relier les engrenages 55 de l'arbre 54 aux 'pignons 64 du disque 63, par deux engrenages intermédiaires, ce qui permet de diminuer les diamètres des roues dentées 55 et par suite la vitesse de rota- tion du disque pendant la période d'entraînement.
DESCRIPTION D'UN TYPE D'APPAREIL INDUSTRIEL.-
Par les figs. 11 et 12 on représente, une forme de réalisation d'un appareil industriel.
Un arbre 65, solidaire d'un pignon denté 66, est supporté par un ou plusieurs paliers 67. Il est centré, dans un tambour en deux pièces 68-69, par deux roulements à billes 70, encastrés dans des logements . Deux disques 71-'12, comportant des roues dentées creuses 73-74, commandées par le pignon 66, sont placés symétriquement dans l'intérieur du tambour. Chacun d'eux prend appui sur des patins 75 pour le disque 'il et 76 pour le disque 72, rapportés à l'intérieur des pièces 68 et 69.
Ils sont guidés par des roulements à billes 77 et 78, tournant -autour d'axes excentrés 80 et 81. Ces axes sont fixés sur les faces des pièces' 68-69 et l'excentrage des axes permet le régla ge précis de la position des galets, de manière à ne laisser qu'une liberté bien déterminée aux disques 71-72. Les portions des patins 75 et '76 en contact avec l'extérieur des disques
71-72 comportent des séries de stries 82, parallèles à l'axe de l'arbre 65. Ces stries ont pour but de couper les films d'huile qui se forment entre les surfaces lorsque les disques sont entraînés, et permettent ainsi d'éviter tout glissement au
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moment des blocages.
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Lr, partie E;? du tambr comporte un arbre 33, pusant tourner dans un palier 84.
L'intérieur du tambour, formant carter étanche,
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roçc ît un lubrifiant que l'on t';it pé-iétrer par des boucnons plances sur l'enveloppe.
Le fonctionnement es' celui déjà exposé dans le pris dipe du dispositif.
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AU'l'1d DISi'OSI'l'IF ?'APPAREIL INDUSrrRIE:.- Dans les figs. 13 et 14, un arbre 85, supporté par des paliers as, comporte venu de t'orne
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un bossage excentré 87, de section c!'culaire. Une boite circulai- re ,, fermée par un couvercle 89, est montée concentriquement à l'a,,')re 85 et peu:J tourner librement, grâce aux roulements à bl116± 90. Un disque 91 peut tourner à frottement doux, dans une boite 88 il comporte un alénage 92 permettant Le très libre passage de l'arbre 85 et un logement 93 dans lequel est ajusté le bossage 87
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de j'arbre 85.
De? petits ressorts 1 -.3, placés (ians des trous 96 pratiques sur -, arbre 85 et sur 1e bossage 87 Lendent, l'un 94
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à fLire tourner le disque 91, autour du centre 0 , du bossage 87 et 'l'autre 95 à reprendre le jeu po ;ible du bossage 8'7 dans le logement 93 du dique 91.
Enfin ce disque 91 comporte extérieure-
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men'.. une partie dt.,agée 97, suivant im angle de valeur convenable, disposé de manier, que l'axe x - x c,, soit la bissectrice. d is ces conditions, si nous supposons la boite 88 fixe, et l'arb 85 entraîné dans le sens de la flèche f', tou- te iorce telle que F, appliquée en C, ,exercée par le bossage sur le disque et obligatoirement dirigée suivant x'- x', parallè-
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le x - x, donne naissance sur le dl Jque à un couple d'entraîne- ment, i F, de valeur F' x 00, et la f 'ce F égale à F, donne deux composantes ôgnlex ,>'j et I^'3 suivant ioo directions 0 y et 0 iL!.., des efforts moyens d'appui du disque dans l'intérieur de la boite.
La théorie déjà exposée s'applique encore à ce dispositif.
Lorsque l'arbre 85 est entraîne dans le sans de la
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flèche f, tout effot f4 du bossage sur le disque donne naissan- ce à un couple d'entraînement f4, f4 de valeur v4 x 00, La force f4 égale à f4 orée l'appui normal du disque 91 dans l'intérieur de la boite 88 et un couple résistant de très fai- ble valeur, si bien que,. la rotation de l'arbre 85, dans le sens de la flèche f, peut être considéré comme libre.
Réciproquement si l'arbre 85 est fixe, la boite 88 pourra tourner librement dans le sens de la flèche f' et sera instantanément arrêtée': si elle tend à,être entraînée. dans le sent de la flèche f.
Dans la figure 15, l'arbre 85 du dispositif est blo- qué dans des'supporta'fixes. L'extérieur de la boite 88 comporte 'une denture 98'qui s'engrène avec un pignon 99, solidaire d'un arbre 100', pouvant tourner'autour de son centre o dans des paliers supports. L'arbre 100 reçoit par un dispositif quelcon- que tel par exemple que celui faisant l'objet du brevet déposé ce même jour, l'action des couples alternés. ,Il est en outre lié par un accouplement élastique avec l'appareil d'utilisation de puissance.
Dès lors, tous les couples agissant sur l'arbre 100, dans le sens de rotation f4 , entraîneront chaque fois cet arbre avec une vitesse variable, allant de zéro à zéro en pas- snat par un maximum, puisque la boite 88 peut tourner dans le .sens'correspondant f2 L'accouplement élastique régularisera la vitesse du récepteur. Mais tous les couples agissant sur .l'arbre 100 dans le sens de rotation f4 -, ne pourront produire aucun entraînement de l'arbre, la boite 88 étant bloquée dans le sens f2 Si les fréquences des couples alternativement posi- ,tifs et négatifs, sont rapides, l'ensemble pourra donner une vitesse de rotation pratiquement uniforme au récepteur.
Dans la figure 16, l'arbre 85 du dispositif est lié avec l'appareil d'utilisation de puissance et peut tourner autour de son centre o3, dans des paliers supports. La boite
88 qui comporte un.bossage avec un'oeil 101, est liée par une bielle 102 avec un bouton excentré 103 entrainé par l'arbre 104,
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solidaire du moteur. Lorsque l'arbre 104 tourne dans un sens ou dans l'autre, la boite 88 reçoit un mouvement oscillatoire d'amplitude variable, suivant l'excentrae du bouton 103. Dès lors, la boite 88 entraînera l'arbre 85 dans le sens de la flè- che f3 avec 'La vitesse angulaire maximum, dans ce sens, que prendra la boit,: 88. Lorsque cette vitesse sera moindre ou opposée à celle de l'arbre 85, la boite 88 et l'arbre 85 devien- dront indépendants.
Si les oscillations sont rapides et si l'ar- bre 85 comporte un volant, sa vitesse de rotation sera pratique- ment uniforme, Cette vitesse pourra se régler à volonté, par un dispositif quelconque, permettant de faire varier l'excentrage du bouton 103.