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Embrayage à disques de friction fonctionnant comme embrayage de démarrage.
Les embrayages à disques de friction dans lesquels la pression axiale nécessaire à l'application des disques les uns contre les autres est produite par la force centrifuge d'une masse liquide lourde, entraînée dans le mouvement de rotation d'une façon progressive, à savoir par du mercure, sont connus. Ce type d'embrayage présente l'avantage de déterminer un embrayage retardé, qui ne se produit que lorsque le liquide entraîné simplement d'une façon progressive dans le mouvement de rotation par le frottement est parvenu à la pleine vitesse de rotation. Ce type d'embrayage est en même temps d'une construction simple.
Au point de vue de la construction, il présente l'inconvénient de nécessiter par contre la fermeture étanche de la chambre du liquide au moyen d'une membrane flexible, car cette dernière est d'une durée limitée, ainsi que l'inconvénient de l'utilisation du mercure, matière première venant de l'étranger, et d'une façon générale l'utilisation d'un liquide qui impose des conditions difficiles au point de vue de l'étanchéité, de l'entretien et de son remplacement, ces conditions étant plus sévères que ce qui est souhaitable et avantageux en moyenne dans les organes de machine de ce genre.
On connaît d'autre part des embrayages à disque de friction fonc-
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tionnant comme embrayages de démarrage dans lesquels on utilise, pour produire la pression d'application, et en dehors de la force cantrifuge de poids montés sur des leviers, la force centrifuge de billes qui sont disposées entra des surfaces qui se rapprochent les unes des autres vers l'extérieur (brevets américains n 1.929.112 et n 2.010.925). Dans ces embrayages, les billes cont tontefois guidess en outre dans la cens radial de manière à être obligées de tourner à la vitesse de rotation de l'arbre moteur.
Avec ce typa de chambres à billes, on ne peut donc pas obtenir, lorsqu'on en est réduit à ce seul dispositif, un retardement de l'embrayais, et il fallait au contraire, pour obtenir ce résultat, utiliser des moyens auxiliaires supplémentaires spéciaux. Sans ces derniers, il serait impossible de faire démarrer le moteur' à vide et de lui faire atteindre sa vitesse de rotation et le couple maximum développé à la suite du demarrage.
Au moyen de la présente invention, on réali.se par des moyens très simples un embrayage de démarrage comportant un retard et dont la sécurité de fonctionnement peut difficilement être dépassée, pour la production de la pression d'application des disques de friction, on utilise dans cet embrayage, et d'une manière connue, la force centrifuge de masses lourdes (poids soumis à la force centrifuge) et:traînées progressivement dans le mouvement de rotation.
Toutefois, conformément à la présente invention et à un principe nouveau, ces masses lourdes ont la forme de pièces libres à mouvement de roulement qui sont mobiles librement dans la sens de la rotation, comme dans un roulement à billes normal, ces pièces à mouvement de roulement étant disposées entre les portées de roulement qui se rapprochent l'une de l'autre vers l'extérieur et qui sont prévues sur deux pla- teaux annulaires qu'on peut deplacer l'un par rapport à l'autre dans le sens de l'axe,de telle sorte qu'ils ne sont entraînés dans le mouvament de rotation par .Le frottement que d'une manière progressive.
Le nombre et -Les dimensions des pièces à mouvement de roulement, l'obliquité des portées de roulement des plateaux et le nombre des disques de friction dépendent du couple qu'on peut obtenir en charge.
Aux vitesses de rotation habituelles des moteurs, on obtient alors
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pour l'embrayage des d.imensions remarquablement réduites. Le retard à l'entrée en prise de l'embrayage provoqué par l'inertie naturelle des pièces à mouvement de roulement est largement suffisant pour permettre au moteur de parvenir, lorsqu'il est à vide, jusqu'à sa vitesse de rotation à vide, de sorte qua d'une part on réduit au mi- nimum l'intensité du courant de démarrage du moteur, et que d'autre part ce moteur est en mesure de fournir son couple maximum en charge.
Il est d'une importance essentielle à cet égard que pour la production de l'effort d'embrayage, on n'utilise qu'un organe de machine qui, dans sa disposition, ressemble d'une façon presque parfaite à un roulement à billes, donc à un organe de machine qu'on peut considérer comme techniquement parfait, étant donné, qu'il peut être utilisé dans des conditions remarquables pour des applications innombrables. Il ne demande pratiquement aucun entretien et n'est sujet à peu près à aucune usure. La disposition, de l'embrayage de la présente invention présente par conséquent également ces avantages, etant donné que les disques de friction satisfont, au point de vue de la simplicité, de la durée et de la sécurité de. fonctionnement, aux conditions les plus sévères qu'on puisse poser à cet égard.
Sur le dessin joint sont représentés deux exemples d'exécution de la présente invention. Les figures 1 et 2 représentent chacune une coupe axiale da ces exemples. La figure 3 est une coupe suivant la ligne III-III des figures 1 et 2.
Dans l'exemple d'exécution de la figura 1 (poulie à force centrifuge),la partie motrice se compose du moyeu 1, claveté sur l'arbre du moteur et portant les dents 2, et des uisques de friction intérieurs à lamelles intérieures 3, cas disques de friction entrant en prise dans ces dents. La partie réceptrice se compose des lamelles extérieures 4 qui s'engagent dans la denture 5 de la poulie 6. Cette dernière est montée folle par les portées 7 sur la moyeu 1.
Cas portées ont été représentées, pour simplifier le dessin, sous la for- me d'un palier lisse, mais il est avantageux de les exécuter sous la forme de roulements, car dans ce cas, le jeu du palier devient négligeable et reste petit, ce qui a pour effet que le paquet. des disques de friction ne peut pas s'user par frottement dans la denture, pour permettra 1'assemblage, on a logé l'un des deux paliers dans la flasque rapporté 8 qui est assemblé avec la jante 6 de la poulie par
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un goujon d'entraînement 9 et par une bague élastique le. Les vis 13 servent à réjler le paquet des disques de friction lors de l'assemblage ou après une certaine usure des disques de friction, et à rattraper ce réglage.
Tant que les disques de friction de subissent pas de compres- sion axiale, la partie motrice ne peut pas entraîner la partie réceptrice, si on fait abstraction du frottement dans les paliers,
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La partie qui produit l'effort d'e,nbraJag'3 et qui constitue l'élément principal de la nouveauté de la présente invention consiste an rien d'autre qu'un roulement à billes droit d'une forme appropriée (chambre de roulaient) avec un jeu de billes en acier 11 qui roulent entre les deux plateaux annulaires 12, Les portées de roulement la
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do'ces ceux plateaux se rapprocimnt l'une de l'autre vers l'extérieur en forme de cône ou d'une manière analor.u3,
Jans le cens oe le rotatio:.; 18S plâtra'-: 1'2 sont. libres, cornue le mom.re 18 dessin, ou bien ils peuvent être accouplée avec le moyeu 1 par une ou plusieurs dents
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d'entraînement. Les pistaaux Lé peuvent aussi âtre appliques, par des ressorts non représentes, dans le sens axial contre les pièces de roulement lorsque le dispositif est au repos.
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Cet t GI,-])1'8Y8L"? .'vuc Lionne de la manière suivante :
Lorsque la partie motrice démarre, les plateaux 12 sont entraî- nes dans le mouvement de rotation par le frottement ou par des dents d'entraînement, petit a petit, les billes se mettent à tourner égale-
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ment, par suite de la L'orce c rzrißue, elles tSl.G(':lt a so déplacer V21'S l'extérieur et vers l'espace de section réduite '3t écartent les plateaux 12 axialemant l'un de l'autre 011 las appliquant c0ntro le ..L2iuGll,;2. ^'est da -.L'a,on :5 que prend naissance la force de frottement nécessaire a l' einDrayaée et qui permet a l'embrayai ù'1ü"Cr8:- ner la partie réceptrice.
Grâce à la forme aonnée à la cnambre de roulement, on peut influencer la progressivité et la durée du retard a l'embrayage antre des limites étendues.
La figure 2 représente un exemple d'exécution pour l'accouplement de deux arbres.
14 désigne l'arbre moteur, et 15 l'arbre récepteur, -sur l'arbre 14 est monté l'embrayage à force centrifuge dont le tambour extérieur
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16 ne sert pas, dans ce cas, de poulie, mais entraîne l'arbre 15 à l'aide de prisonniers d'entraînement 17 par l'intermédiaire d'une bague élastique d'accouplement 12
On pourrait également supprimer ce dernier élément si on laissait le tambour 16 se terminer à droite en un moyeu monté de l'aon fixa directement sur l'arbre récepteur 15. Dans une exécution de ce genre, on pourrait supprimer les paliers 7 du tambour. L'exécution qui vient d'être décrits et qui de comporta pas d'accouplement élastique nécessite toutefois un alignement rigoureusement précis des axes géométriques des arbres.
Un défaut de précision dans le montage ou des vibrations réciproques des arbres entraîneraient dans ce cas des conséquences désagréables, et si on conservait alors les paliers 7, les arbres et leurs paliers subiraient des fatigues supplémentaires importantes, tandis que d'autre part, lorsqu'on supprime les paliers 7, auquel cas l'embrayage ne reposerait que sur l'arbre récepteur et pourrait exécuter des mouvements dans le sens radial et dans le sens de l'axe par rapport au moyeu d'entraînement 1 de l'arbre moteur 14, la denture 2 du moyeu 1 et des lamelles intérieures 3 serait exposée à une forte usure.
Dans l'accouplement des arbres, il est très avantageux pour ces raisons d'utiliser en outre un accouplement élastique, pour'absorber le mouvement réciproque des deux arbres.
L'invention ne se borne pas aux exemples représentés sur les figures, mais comprend, par adaptation aux conditions de fonctionne- ment qui se présentent, tOLltes les formes d'exécution possibles dans la mesure où on peut les ranger simplement parmi les dispositifs défiLis au début cornue faisant partie de la présente invention, C' est ainsi en particulier qu'il n'est pas nécessaire par exemple que la chambre de roulement (11,12) soit disposée, comne le montre le dessin, dans le milieu entre les paquets de disques de friction, et on peut au contraire, la disposer de n'importe quelle autre manière quelconque.
REVENDICATIONS.
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Friction disc clutch functioning as a starter clutch.
Friction disc clutches in which the axial pressure necessary for the application of the discs against each other is produced by the centrifugal force of a heavy liquid mass, entrained in the rotational movement in a progressive manner, namely by mercury, are known. This type of clutch has the advantage of providing a delayed clutch, which occurs only when the liquid simply gradually entrained in the rotational movement by friction has reached full rotational speed. This type of clutch is at the same time of a simple construction.
From the point of view of construction, it has the drawback of requiring, on the other hand, the tight closing of the liquid chamber by means of a flexible membrane, since the latter is of limited duration, as well as the drawback of the 'use of mercury, a raw material coming from abroad, and in general the use of a liquid which imposes difficult conditions from the point of view of sealing, maintenance and replacement, these conditions being more severe than what is desirable and advantageous on average in machine parts of this kind.
On the other hand, friction disc clutches are known which operate
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operating as starting clutches in which one uses, to produce the application pressure, and apart from the cantrifugal force of weights mounted on levers, the centrifugal force of balls which are arranged between surfaces which approach each other outwardly (U.S. Patents 1,929,112 and 2,010,925). In these clutches, the balls cont tont however further guided in the radial cens so as to be forced to rotate at the speed of rotation of the motor shaft.
With this type of ball chambers, it is therefore not possible to obtain, when reduced to this single device, a delay of the clutch, and on the contrary, to obtain this result, it was necessary to use special additional auxiliary means. . Without these, it would be impossible to start the engine with no load and to make it reach its rotational speed and the maximum torque developed after starting.
By means of the present invention, a starter clutch comprising a delay and whose operating safety can hardly be exceeded is realized by very simple means, for the production of the application pressure of the friction discs, it is used in this clutch, and in a known manner, the centrifugal force of heavy masses (weight subjected to centrifugal force) and: progressively dragged in the rotational movement.
However, in accordance with the present invention and a new principle, these heavy masses have the form of free parts with rolling motion which are freely movable in the direction of rotation, as in a normal ball bearing, these moving parts. bearing being arranged between the bearing seats which approach each other towards the outside and which are provided on two annular plates which can be moved relative to each other in the direction of the axis, so that they are only entrained in the rotational movement by the friction in a progressive manner.
The number and -The dimensions of the rolling motion parts, the obliquity of the bearing surfaces of the plates and the number of friction discs depend on the torque that can be obtained under load.
At the usual engine rotation speeds, we then obtain
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for the clutch of remarkably small dimensions. The delay in clutch engagement caused by the natural inertia of the rolling moving parts is largely sufficient to allow the engine to reach, when empty, up to its empty speed. , so that on the one hand the intensity of the starting current of the motor is reduced to a minimum, and on the other hand this motor is able to provide its maximum torque under load.
It is of essential importance in this regard that for the production of the clutch force only one machine member is used which in its arrangement almost perfectly resembles a ball bearing. , therefore to a machine member that can be considered technically perfect, given that it can be used under remarkable conditions for innumerable applications. It is virtually maintenance free and subject to virtually no wear. The arrangement of the clutch of the present invention therefore also has these advantages, since the friction discs satisfy, from the point of view of simplicity, durability and safety. operation, under the most severe conditions that can be posed in this regard.
In the accompanying drawing are shown two exemplary embodiments of the present invention. Figures 1 and 2 each show an axial section of these examples. Figure 3 is a section along the line III-III of Figures 1 and 2.
In the execution example of figure 1 (centrifugal force pulley), the driving part consists of the hub 1, keyed on the motor shaft and carrying the teeth 2, and the internal friction uisks with internal lamellae 3 , case friction discs engaging in these teeth. The receiving part is made up of the outer slats 4 which engage in the teeth 5 of the pulley 6. The latter is mounted loose by the bearing surfaces 7 on the hub 1.
Carried cases have been shown, for the sake of simplicity in the drawing, in the form of a sliding bearing, but it is advantageous to execute them in the form of bearings, since in this case the bearing clearance becomes negligible and remains small, which has the effect that the package. friction discs cannot wear out by friction in the toothing, to allow assembly, one of the two bearings has been housed in the insert flange 8 which is assembled with the rim 6 of the pulley by
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a drive pin 9 and by an elastic ring le. The screws 13 serve to readjust the package of friction discs during assembly or after a certain wear of the friction discs, and to make up for this adjustment.
As long as the friction discs do not undergo axial compression, the driving part cannot drive the receiving part, leaving aside the friction in the bearings,
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The part which produces the force of e, nbraJag'3 and which constitutes the main element of the novelty of the present invention consists of nothing more than a straight ball bearing of a suitable shape (rolling chamber ) with a set of steel balls 11 which roll between the two annular plates 12, the bearing seats
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where these trays approach each other outwardly in the shape of a cone or in a similar manner,
Jans le cens oe le rotatio:.; 18S plâtra'-: 1'2 are. free, retort the mom.re 18 drawing, or they can be coupled with the hub 1 by one or more teeth
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training. The tracks Lé can also hearth applied, by springs not shown, in the axial direction against the rolling parts when the device is at rest.
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This t GI, -]) 1'8Y8L "? .'Vuc Lioness as follows:
When the driving part starts, the plates 12 are driven in the rotational movement by friction or by driving teeth, little by little the balls start to rotate equally.
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ment, as a result of the rzrißue kerf, they tSl.G (': lt a so move V21'S outside and towards the space of reduced section' 3t move the plates 12 axially apart from each other 011 las applying c0ntro the ..L2iuGll,; 2. ^ 'is da -.L'a, one: 5 that arises the force of friction necessary to the input and which allows the clutch ù'1ü "Cr8: - ner the receiving party.
Thanks to the shape of the bearing cnambre, the progressiveness and the duration of the delay in the clutch can be influenced within wide limits.
FIG. 2 represents an example of execution for the coupling of two shafts.
14 designates the motor shaft, and 15 the receiver shaft, on the shaft 14 is mounted the centrifugal clutch whose outer drum
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16 does not serve, in this case, as a pulley, but drives the shaft 15 with the aid of drive prisoners 17 by means of an elastic coupling ring 12
The latter element could also be omitted if the drum 16 was allowed to end on the right in a mounted hub of the aon fixed directly on the receiving shaft 15. In an embodiment of this kind, the bearings 7 of the drum could be omitted. The execution which has just been described and which has no elastic coupling however requires a rigorously precise alignment of the geometric axes of the shafts.
A lack of precision in the assembly or reciprocal vibrations of the shafts would in this case lead to unpleasant consequences, and if we then kept the bearings 7, the shafts and their bearings would suffer significant additional fatigue, while on the other hand, when the bearings 7 are removed, in which case the clutch would rest only on the receiving shaft and could perform movements in the radial direction and in the direction of the axis with respect to the drive hub 1 of the motor shaft 14 , the toothing 2 of the hub 1 and of the internal lamellae 3 would be exposed to strong wear.
In the coupling of shafts, it is very advantageous for these reasons to further use an elastic coupling, to absorb the reciprocal movement of the two shafts.
The invention is not limited to the examples shown in the figures, but comprises, by adaptation to the operating conditions which arise, all the possible embodiments insofar as they can be placed simply among the devices defined in retort beginning forming part of the present invention, It is thus in particular that it is not necessary, for example, for the rolling chamber (11,12) to be arranged, as shown in the drawing, in the middle between the packages friction discs, and on the contrary, it can be disposed of in any other way.
CLAIMS.
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