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Perfectionnements aux dispositifs libérateurs de surcharge.
Cette invention concerne des perfectionnements à des dispositifs libérateurs de surcharge tels que ceux qui sont placés entre un moteur primaire, par exemple un moteur électri- que, et un organe ou machine commandé de sorte que, quand la charge du moteur primaire atteint une valeur critique, la liai- son de commande entre le moteur primaire et la machine soit brisée.
Suivant la présente invention, il est réalisé un dispositif libérateur de surcharge sous l'effet d'un couple com- prenant deux organes coopérant pour transmettre le couple mais influencés par l'effort pour se dégager l'une de l'autre de fa- çon à rompre la transmission de ce couple et des moyens élasti- ques résistant au dégagement de ces organes.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, il est réalisé un dispositif libérateur de surcharge sous l'effet d'un couple comprenant des éléments d'embrayage à griffes opé- rant pour transmettre un couple d'un organe de commande à un organe commandé et ayant des faces embrayantes inclinées opé-
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rant sur d'autres sous l'influence d u couple transmis pour provoquer le mouvement de dégagement d'un des éléments d'em- brayage à griffes par rapport à. l'autre, et des moyens élasti- ques résistant à ce mouvement de dégagement d'un des éléments d'embrayage.
Deux dispositifs spécifiques des dispositifs libérateurs de suraharge conformes à l'invention vont maintenant être dé- crits comme exemples avec référence aux dessins annexés.
Dans ces dessins :
La figure 1 est une vue en section longitudinale d'une disposition de l'invention, la coupe étant faite sui- vant la ligne 1-1 de la figure 2.
La figure 2 est une section transversale suivant la ligne II-II de la figure 1.
La figure 3 est une vue de détail en coupe longitu- dinale de deux éléments d'embrayage formant partie du diso- sitif libérateur d'effort montré aux figures 1 et 2.
La figure 4 est une vue de face d'un des éléments d'embrayage montrés dans la figure 3.
La figure 5 est une vue de face de l'autre des élé- ments d'embrayage montés dans la figure 3.
La figure 6 est une coupe en plan d'une autre dis- position de l'invention incorporée dans un train d'engrenages réducteur pour un transporteur à chaine.
La figure 7 est une vue fragmentaire en coupe à grande échelle du dispositif' libérateur desurcharge montré à la figure 6, mais avec les parties dans la position de débrayage.
La figure 8 est une vue fragmentaire en coupe suivant la ligne VIII-VIII de la figure 7, et
Les figures 9 et 10 montrent une disposition de l'in- vention appliquée à uneppulie de moteur, respectivement dans la position d'embrayage et de débrayage.
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Le dispositiflibérateur de surcharge montre aux figu- res 1 à 5 inclus comprend un arbre d'attaque 5 muni à une de ses extrémités d'un plateau ou analogue 11 pour le coupla- ge à un arbre de commande, par exemple l'arbre d'un moteur électrique ou de tout autre.moteur primaire. L'arbre 10 est supporté, pour la rotation, dans un carter 12, par des pa- liers à billes ou à rouleaux 13. Un élément d'embrayage à disque 14 fixé pour la rotation avec l'arbre 10 est également maintenu contre tout mouvement axial sur l'arbre par un écrou 15 forçait l'élément d'embrayage sur une partie tronconique 10a de l'arbre 10. Un autre élément d'embrayage 16 pouvant tourner librement autour de l'arbre 10 peut également se dé- placer axialement sur cet arbre dans certaines conditions ci-après définies.
L'élément d'embrayage 16 est intégralement formé par un pignon denté 17. Les éléments d'embrayage à griffes, qui sont montrés en détail dans les figures 3,4 et 5 coopèrent, quand ils sont engrenés, pour transmettre le mouvement de l'arbre 10 au pignon 17. Le dernier engrène, comme on le comprendra aisément, avec un train d'engrenage (non représenté), associé à l'appareil '-- commander par l'ar- bre 10 par l'intermédiaire du dispositif libérateur d'effort.
Les éléments d'embrayage il+ et 16 ont des faces em- brayantes coopérantes 18 (voir figures 3,4 et 5) qui sont inclinées comme indiqué, de sorte que la transmission du cou- ple par l'embrayage tend à dégager l'élément 16 de l'élément 14, le premier tendant à se déplacer vers la gauche le long de l'arbre 10, comme indiqué par la flèche à la figure 1.
En d'autres mots, l'élément d'embrayage 16 a tendance à se déplacer de la position d'attaque montrée à la figure 1 vers la position de repos de la figure 3. Cette tendance au dépla- cement de l'élément d'embrayage 1,6 vers la position de dé- brayage sous l'action du couple transmis est contrecarrée par des billes 19 logées dans des trous radiaux 20 dans @
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l'arbre 10 et pressée vers l'extérieur en engagement avec une rainure 21, dans un organe de couplage 22, par une bille 23 chargée par un ressort. La bille 23 et son ressort de charge 23a sont logés dans un trou axial 24- dans l'arbre 10. La pression du ressort sur la bille peut être préajustée par une vis de réglage 25 vissée dans l'extrémité du trou 24.
L'élément d'embrayage 16 est couplé à l'organe de couplage 22 et maintenu contre tout mouvement axial par rapport à ce der- nier par un support à billes 26 permettant la libre rotation de l'élément d'embrayage autour de l'élément de couplage.
Le fonctionnement du dispositif libérateur de surcharge ci-dessus décrit est le suivant :
Quand la charge sur le pignon 17 augmente et que le couple transmis croit, l'élément d'embrayage 16 tend de plus en plus à se déplacer de la position de commande de la figure 1 à la position de débrayage de la figure 3. Quand les condi- tions de charge tendent à devenir critiques, c'est à dire quand il se produit une surcharge, la force de répulsion entre les éléments d'embrayage dépasse la pression du ressort sur les billes 19 et la partie 27 de l'organe de couplage 22 s'échappe ou glisse rapidement au-dessus des billes, l'élé- ment d'embrayage 16 et le pignon 17 se déplaçant vers la gau- che avec l'organe de couplage, de sorte que la liaison entre l'arbre 10 et le pignon 17 est rompue.
L'embrayage 14,16 reste dans la position de débrayage jusqu'au moment où il est réembrayé à la main. Cette opération est réalisée par un levier à main 28 (voir figure 2) qui ac- tionne une manivelle 29 dont l'arbre est placé en face d'un collier 31 sur l'élément d'embrayage 16. L'action sur le le- vier de commande provoque l'action de l'arbre de manivelle sur le collier 31 et le déplacement de l'élément d'embrayage 16 vers la droite, comme montré à la figure 1.
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Le train d'engrenages réducteur montré à la figure 6 est logé dans un carter 32 et comprend un arbre d'attaque principal 33 supporté par despaliers à billesappropriés pour être couplés, par exemple, à un moteur électrique. L'arbre 33 porte un élément 35 d'un embrayage à griffes, l'autre élément 36 de cet embrayage formant partie du dispositif libérateur de surcharge, indiqué généralement en 37, par lequel le mou- vement de l'arbre 33 est transmis à un arbre de changement de vitesse 38 par un pignon 39 sur l'élément d'embrayage 36 et un engrenage 40 sur l'arbre 38. L'arbre 38 pore un groupe de pignons 41, 42,43 pouvant coulisser le long de l'arbre, mais entraînant ce dernier.
Le mouvement des pignons le long de l'arbre 38 est effectué par un volant de changement de vitesse 44 et un arbre fileté 45 engageant un écrou (non représenté) connecté mécaniquement avec le groupe de pignons. Chacun des pignons 41,42,43 est adapté pour engrener avec l'un des en- grenages d'une série d'engrenages 46,47 et 48 placés sur un arbre intermédiaire 49 supporté dans le carter par des paliers.
Par la disposition ci-dessus décrite, l'arbre 38 conduit l'ar- bre 49 à une vitesse prédéterminée par la position du volant de changement de vitesse 44 et l'engrènement d'un des pignons 41,42 ou 43 avec la roue dentée appropriée 46, 47 ou 48.
Sur l'arbre 49 est également calé un pignon d'attaque 50 en- grenant avec une roue dentée de diamètre relativement grand 51 calée sur un manchon 52 concentrique à l'arbre d'attaque principal 33 dans les paliers à billes 53. Le manchon 52 est intégralement muni d'un pignon d'attaque 54 qui engrène avec une roue dentée relativement grande 55 sur un arbre 56. L'ar- bre 56 entraîne avec lui deux pignons d'attaque 57 et 58 pla- cés de chaque coté de la roue dentée 55. Le pignon 57 engrène avec une roue dentée 59 sur un bout d'arbre 60 tandis que le pignon 58 engrène avec une roue dentée 61 sur un bout d'arbre 62.
Les bouts d'arbre 60 et 62 sont supportés dans des paliers à bille 63 sur le carter et par l'extrémité intérieure 64 du @
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bout d'arbre 60 tournant dans un support à bille 65 logé dans une partie creuse 66 du bout d'arbre 62. Les bouts d'arbre 60 et 62, qui sont de construction robuste, portent::. des roues à chaine 67 qui pontent et commandent le transpor- teur à chaîne.
Les éléments d'embrayage 35 et 36 du dispositif libérateur de surcharge 37 ont des surfaces d'embrayage in- diquées en 37a et similaires à celles qui sont montrées aux figures 3,4 et 5, inclinées de façon que la transmission du couple par l'embrayage tend à dégager l'élément 36 de l'élé- ment 35, c'est à dire tend à déplacer cet élément de sa po- sition de travail de la figure 6 à sa position de débrayage de la figure 7. Ce mouvement de dégagement des éléments d'embrayage 36 est contrecarré';par une ou des billes 68 pressées en engagement avec une rainure 69 (voir figure 7) dans l'élément 36 par une bille chargée par ressort 70 com- me montré- à la figure 6. La pression du ressort sur les billes peut être pré-ajustée par une vis de réglage 71.
Quand la charge sur le transporteur augmente et que le couple transmis par l'embrayage 35,36 croît, les éléments d' em- brayage tendent de plus en plus à se déplacer de la position de la figure 6 vers la position de la figure 7. Dès que les conditions de charge tendent à devenir critiques (c'est à -ire quand le moteur est en danger) la force de repulsion entre les éléments d'embrayage dépasse la charge du ressort sur les billes et la partie 72 (voir fig.7) de l'élément d'embrayage 36 s'échappe ou glisse rapidement au-dessus des billes 68 de sorte que l'embrayage est dégagé et la liaison entre l'arbre 36 et le reste du train d'engrenage brisée.
L'embrayage reste dans sa position de dégagement jusqu'à ce qu'il soit réengagé à la main. Ceci est effectué par un bouton-poussoir 73 (voir fig.7 et 8) relié mécaniquement par un levier 74 à un organe coulissant 75 ayant une extré-
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mité coudée 76 s'engageant sous un rebord 77 de l'élément d'em- brayage 36. Quand le bouton 73 est enfoncé, l'organe 75 est le- vé et amène l'élément d'embrayage 36 dans sa position d'em- brayage .
On notera que la disposition des billes(19 et 23 dans la figure 1 et 68 et 70 dans les figures 6 et 7) et de la rai- nure (21, dans la figure 1 et 69 dans les fig.6 et 7) dans les deux dispositions spécifiques de l'invention décrites ci-des- sus, est telle que la résistance au mouvement de l'élément d'em- brage (16 ou 36) due à la pression du ressort diminue quand cet élément se déplace dans la direction de débrayage. Ceci assure un mouvement rapide ou échappement de cet élément d'em- brayage de la position d'embrayage à la position de débrayage.
Les figuras 9 et 10 montrent une disposition de l'in- vention très semblable à celle qui est décrite avec référen- ce aux figures 6 et 7 mais construite dans une poulie de mo- teur, un tambour tournant ou analogue.
Dans les figures 9 et 10: 78 est la poulie de moteur ou analogue à laquelle est fixé un élément 79 de l'embrayage à griffes qui a des griffes d'embrayage 80. Lautre élément d'embrayage 81 est calé pour être entrainé par l'arbre moteur 82 . L'élément d'embrayage 81 a des griffes d'embrayage 83 et les griffes 80 et 83 sont inclinées comme décrit dans les dispositions précédentes de l'invention, de sorte qu'elles ten- dent à se dégager sous l'action du couple et à rompre la liai- son entre l'arbre moteur 82 et la poulie 78. Ce mouvement de l'élément d'embrayage 79 est contrecarré par des ressorts de contrôle 84 agissant par l'intermédiaire d'ure bille 85 et de trois billes 86.
Dans les conditions de surcharge , la rai- nure 87 dans l'élément d'embrayage 79 s'échappe au-dessus des billes 86 dans l'élément d'embrayage 81 et cet élément d'embrayage 79 est ainsi dans sa position de dégagement de la figure 10. Dans cette position, une petite saillie ou mar-
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que de poinçonnage empêche 1'échappement des trois billes 86 hors de leurs logements. On notera que, dans la disposi- tion de cette invention décrite ici, l'élément d'embrayage 81 peut être disposé pour 'coulisser sur l'arbre 82, au lieu de l'élément 79, pour dégager l'embrayage.
On notera que l'expression "dispositif libérateur de surcharge sous l'effet d'un couple" , utilisé dans cette description, est censée inclure un dispositif qui agit lors d'une surcharge ou d'un arrêt brusque pour déconnecter-- un moteur d'une machine et le dispositif conforma à l'invention agit de cette manière.
Revendications.
1.- Dispositif libérateur de surcharge sous l'effet d'un couple ou d'une charge comprenant deux organes coopérant pour transmettre un couple, mais sollicités par le couple ou la charge à se dégager l'un de l'autre, pour cesser la pransaission du couple et des moyens élastiques contrecarrant le dégagement de ces organes.
2. - Dispositif libérateur de surcharge sous l'effet ci.'un couple ou d'une charge comprenant des éléments d'embrayage à griffes coopérant pour transmettre un couple d'un organe de commande à un organe commandé et ayant des faces de con- tact inclinées agissant l'une sur l'autre sous l'influence du couple ou de la charge transmis pour provoquer un mouve- ment de dégagement d'au moins un des éléments d'embrayage par rapport à l'autre, et des moyens élastiques contrecarrant ce mouvement de dégagement d'un des éléments d'embrayage.
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Improvements to overload releasing devices.
This invention relates to improvements to overload relief devices such as those placed between a primary motor, for example an electric motor, and a member or machine controlled so that when the primary motor load reaches a critical value , the control link between the primary motor and the machine is broken.
According to the present invention, there is provided a device for releasing an overload under the effect of a torque comprising two members cooperating to transmit the torque but influenced by the force to disengage from one another easily. lesson to break the transmission of this torque and resilient means resisting the release of these members.
According to another characteristic of the invention, there is provided a device for releasing an overload under the effect of a torque comprising claw clutch elements operating to transmit a torque from a control member to a controlled member. and having inclined engagement faces operated
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rant on others under the influence of the torque transmitted to cause the disengagement movement of one of the claw clutch elements with respect to. the other, and resilient means resisting this disengaging movement of one of the clutch elements.
Two specific devices of the overload release devices in accordance with the invention will now be described as examples with reference to the accompanying drawings.
In these drawings:
Figure 1 is a longitudinal sectional view of an arrangement of the invention, the section taken along line 1-1 of Figure 2.
Figure 2 is a cross section taken on line II-II of Figure 1.
FIG. 3 is a detail view in longitudinal section of two clutch elements forming part of the force releasing device shown in FIGS. 1 and 2.
Figure 4 is a front view of one of the clutch elements shown in Figure 3.
Figure 5 is a front view of the other of the clutch elements mounted in Figure 3.
Figure 6 is a plan sectional view of another arrangement of the invention incorporated into a reduction gear train for a chain conveyor.
Figure 7 is an enlarged, fragmentary, sectional view of the overload release device shown in Figure 6, but with the parts in the disengaged position.
Figure 8 is a fragmentary sectional view taken along the line VIII-VIII of Figure 7, and
Figures 9 and 10 show an arrangement of the invention applied to an engine power, respectively in the clutch and disengaged position.
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The overload release device shown in Figures 1 to 5 inclusive comprises a drive shaft 5 provided at one of its ends with a plate or the like 11 for coupling to a drive shaft, for example the drive shaft. 'an electric motor or any other primary motor. The shaft 10 is supported for rotation in a housing 12 by ball or roller bearings 13. A disc clutch member 14 fixed for rotation with the shaft 10 is also held against it. axial movement on the shaft by a nut 15 forced the clutch element on a frustoconical part 10a of the shaft 10. Another clutch element 16 which can rotate freely around the shaft 10 can also move. axially on this shaft under certain conditions defined below.
The clutch element 16 is integrally formed by a toothed pinion 17. The claw clutch elements, which are shown in detail in Figures 3, 4 and 5, cooperate, when meshed, to transmit the movement of the clutch. 'shaft 10 to pinion 17. The last meshes, as will easily be understood, with a gear train (not shown), associated with the apparatus' - controlled by shaft 10 via the device effort liberator.
The clutch elements 11 + and 16 have cooperating clutch faces 18 (see Figures 3, 4 and 5) which are inclined as shown, so that the transmission of torque by the clutch tends to disengage the element. 16 of element 14, the first tending to move to the left along shaft 10, as indicated by the arrow in FIG. 1.
In other words, the clutch member 16 has a tendency to move from the engagement position shown in Figure 1 to the rest position of Figure 3. This tendency to move the member d The clutch 1.6 towards the disengaged position under the action of the transmitted torque is counteracted by balls 19 housed in radial holes 20 in @
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shaft 10 and pressed outwardly into engagement with a groove 21, in a coupling member 22, by a ball 23 loaded by a spring. The ball 23 and its load spring 23a are housed in an axial hole 24 in the shaft 10. The pressure of the spring on the ball can be pre-adjusted by a set screw 25 screwed into the end of the hole 24.
The clutch member 16 is coupled to the coupling member 22 and held against axial movement with respect to the latter by a ball carrier 26 allowing free rotation of the clutch member around the clutch member. coupling element.
The operation of the overload release device described above is as follows:
As the load on the pinion 17 increases and the transmitted torque increases, the clutch member 16 increasingly tends to move from the control position of Figure 1 to the disengaged position of Figure 3. When the load conditions tend to become critical, i.e. when an overload occurs, the repulsive force between the clutch elements exceeds the spring pressure on the balls 19 and part 27 of the member coupling 22 escapes or slides rapidly over the balls, the clutch element 16 and pinion 17 moving to the left with the coupling member, so that the connection between the shaft 10 and pinion 17 is broken.
The clutch 14, 16 remains in the disengaged position until it is re-engaged by hand. This operation is carried out by a hand lever 28 (see FIG. 2) which actuates a crank 29 whose shaft is placed opposite a collar 31 on the clutch element 16. The action on the - Control lever causes the action of the crank shaft on the collar 31 and the displacement of the clutch element 16 to the right, as shown in Figure 1.
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The reduction gear train shown in Figure 6 is housed in a housing 32 and includes a main drive shaft 33 supported by ball bearings suitable for coupling, for example, to an electric motor. The shaft 33 carries an element 35 of a claw clutch, the other element 36 of this clutch forming part of the overload release device, generally indicated at 37, by which the movement of the shaft 33 is transmitted to a gearshift shaft 38 by a pinion 39 on the clutch element 36 and a gear 40 on the shaft 38. The shaft 38 pores a group of pinions 41, 42,43 which can slide along the shaft. tree, but causing the latter.
Movement of the pinions along shaft 38 is effected by a gearshift wheel 44 and a threaded shaft 45 engaging a nut (not shown) mechanically connected with the group of pinions. Each of the pinions 41,42,43 is adapted to mesh with one of the gears of a series of gears 46, 47 and 48 placed on an intermediate shaft 49 supported in the housing by bearings.
By the arrangement described above, the shaft 38 drives the shaft 49 at a speed predetermined by the position of the gearshift wheel 44 and the meshing of one of the pinions 41, 42 or 43 with the wheel. suitable toothed 46, 47 or 48.
On the shaft 49 is also wedged a drive pinion 50 meshing with a relatively large diameter toothed wheel 51 wedged on a sleeve 52 concentric with the main drive shaft 33 in the ball bearings 53. The sleeve 52 is fully provided with a pinion gear 54 which meshes with a relatively large toothed wheel 55 on a shaft 56. The shaft 56 drives with it two pinions 57 and 58 placed on each side of the shaft. the toothed wheel 55. The pinion 57 meshes with a toothed wheel 59 on a shaft end 60 while the pinion 58 meshes with a toothed wheel 61 on a shaft end 62.
The shaft ends 60 and 62 are supported in ball bearings 63 on the housing and by the inner end 64 of the @
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shaft end 60 rotating in a ball support 65 housed in a hollow portion 66 of the shaft end 62. The shaft ends 60 and 62, which are of robust construction, carry ::. chain wheels 67 which bridge and control the chain conveyor.
The clutch elements 35 and 36 of the overload release device 37 have clutch surfaces indicated at 37a and similar to those shown in Figures 3, 4 and 5, inclined so that the transmission of torque through the The clutch tends to disengage element 36 from element 35, that is to say tends to move this element from its working position in FIG. 6 to its disengaged position in FIG. 7. This movement clutch element 36 is counteracted by one or more balls 68 pressed into engagement with a groove 69 (see figure 7) in the element 36 by a spring loaded ball 70 as shown in figure 6. The spring pressure on the balls can be pre-adjusted by adjusting screw 71.
As the load on the conveyor increases and the torque transmitted by the clutch 35,36 increases, the clutch elements increasingly tend to move from the position of Figure 6 to the position of Figure 7. As soon as the load conditions tend to become critical (i.e. when the engine is in danger) the repulsion force between the clutch elements exceeds the spring load on the balls and part 72 (see fig. .7) of the clutch element 36 escapes or slides rapidly over the balls 68 so that the clutch is disengaged and the connection between the shaft 36 and the rest of the gear train broken.
The clutch will stay in its disengaged position until it is manually re-engaged. This is done by a push button 73 (see Figs. 7 and 8) mechanically connected by a lever 74 to a sliding member 75 having an end.
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angled butt 76 engaging under a flange 77 of the clutch member 36. When the button 73 is depressed, the member 75 is raised and moves the clutch member 36 into its position of. clutch .
It will be noted that the arrangement of the balls (19 and 23 in figure 1 and 68 and 70 in figures 6 and 7) and of the groove (21, in figure 1 and 69 in figures 6 and 7) in the two specific arrangements of the invention described above, is such that the resistance to movement of the housing element (16 or 36) due to the pressure of the spring decreases when this element moves in the clutch direction. This ensures rapid movement or escape of this clutch element from the clutch position to the disengaged position.
Figures 9 and 10 show an arrangement of the invention very similar to that described with reference to Figures 6 and 7 but constructed in a motor pulley, rotating drum or the like.
In Figures 9 and 10: 78 is the engine pulley or the like to which is attached a member 79 of the claw clutch which has clutch claws 80. The other clutch member 81 is wedged to be driven by the claw. 'motor shaft 82. The clutch element 81 has clutch claws 83 and the claws 80 and 83 are inclined as described in the preceding arrangements of the invention, so that they tend to disengage under the action of the torque. and breaking the connection between the drive shaft 82 and the pulley 78. This movement of the clutch element 79 is counteracted by control springs 84 acting through a ball 85 and three balls. 86.
Under overload conditions, the groove 87 in the clutch element 79 escapes above the balls 86 in the clutch element 81 and this clutch element 79 is thus in its disengaged position. of Figure 10. In this position, a small protrusion or mar-
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that punching prevents the escape of the three balls 86 out of their housings. It will be appreciated that in the arrangement of this invention described herein, the clutch member 81 may be arranged to slide on the shaft 82, instead of the member 79, to disengage the clutch.
Note that the term "torque overload release device" used in this specification is intended to include a device which acts upon overload or abrupt stop to disconnect a motor. of a machine and the device according to the invention acts in this way.
Claims.
1.- Overload release device under the effect of a torque or a load comprising two members cooperating to transmit a torque, but requested by the torque or the load to be released from each other, to stop the pransaission of the couple and elastic means counteracting the release of these organs.
2. - Overload release device under the effect of a torque or a load comprising claw clutch elements cooperating to transmit a torque from a control member to a controlled member and having cone faces. - inclined tact acting on each other under the influence of the torque or the load transmitted to cause a disengaging movement of at least one of the clutch elements with respect to the other, and the means rubber bands counteracting this disengagement movement of one of the clutch elements.
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