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Mécanisme d'entraînement à sens unique
La présente invention se rapporte aux mécanismes d'entraînement à sens unique (roues libres) et plus spécialement à ceux appelés sélecteurs et qui sont destinés à transmettre des couples importants à des fréquences variables et élevées.
Pour la réalisation de tels mécanismes, il est connu d'utiliser des organes de coincement qui s'interposent entre l'élément menant et l'élément mené de telle sorte que dans un sens, ils viennent se coincer contre une surface de frottement de manière à créer par une pressionradiale un effort de frotte- ment supérieur ou égal au couple à transmettre.
Par suite de la faible valeur du coefficient de frot- tement des pièces en contact, l'angle suivant lequel les organes de coincement susdits prennent appui sur les surfaces de frottement est relativement petit et il en résulte un mouvement ou glisse- ment de mise en prise qui est plus ou moins important suivant le @
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type d'organes de coincement utilisé. Cela provoque non seule- ment un retard dans la prise, inconvénient grave surtout dans le cas des sélecteurs, lorsque la fréquence des alternances de prise est élevée, mais peut également amener un grippage ou une usure rapide lorsque les couples transmis acquièrent une certaine im- portance.
Le but de la présente invention est de réaliser un mécanisme qui réponde mieux que ceux existant actuellement, aux divers desiderata de la pratique, particulièrement en ce qui concerne l'instantanéité de prise et la répartition des efforts.
L'invention a pour objet un mécanisme d'entraînement à sens unique comportant: un élément menant et un élément mené susceptibles de tourner autour d'un axe commun l'un par rapport à l'autre, l'élément mené possédant deux surfaces concentriques audit axe de rotation ; organe de coincement angulairement dé- plaçable par l'élément menant par rapport à l'élément mené de façon à être serré contre les dites surfaces concentriques et à entraîner, l'élément mené, ainsi qu'un ressort assurant le con- tact permanent entre l'organe de coincement et l'élément mené, mécanisme dans lequel l'organe de coincement est relié à l'élé- ment menant par l'intermédiaire d'un organe d'appui articulé d'une part à l'élément menant et d'autre part à l'organe de coin- cement,
de manière que le déplacement de l'élément menant dans un sens provoque le coincement de l'organe d'appui contre l'une des surfaces concentriques et, par réaction de l'organe d'appui sur l'organe de coincement, le coincement de celui-ci contre les deux surfaces concentriques, tandis que le déplacement de l'élé- ment menant dans l'autre sens provoque le desserrage des organes d'appui et de coincement et la libération de l'élément mené.
Dans un mécanisme d'entraînement ainsi conçu l'accou- plement direct des organes d'appui et de coincement l'un à l'au-
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tre a pour conséquence que la mise en prise de l'un d'eux (n'im- porte lequel) amène par réaction directe la mise en prise de l'autre.
En effet, par leur action conjuguée, ces deux organes s'opposent mutuellement l'un au mouvement relatif de l'autre, la disposition de ces organes étant choisie telle que le glissement ou mouvement de mise en prise de l'un d'eux aurait pour effet d'augmenter le coincement de l'autre, le sens du coincement étant opposé au sens de glissement ou de mouvement de prise.
De plus, l'effort moteur est automatiquement équilibré sur les deux organes et réparti sur chacun d'eux au prorata de leur coincement.
De préférence l'organe d'appui, qui peut affecter la. forme d'une came, s'appuie sur une des surfaces concentriques de l'élément mené, en un point situé, de même que le point d'arti- culation de la came à l'élément menant, sur une ligne droite qui forme avec le rayon passant par ledit point d'articulation un an- gle pour lequel la came se coince sur ladite surface concentrique lorsque l'élément menant se meut dans un sens, la came et l'organe de coincement étant reliés l'un à l'autre directement et sans jeu par une articulation assurant que ces deux organes réagissent tou- jours mutuellement l'un sur l'autre.
L'effet antagoniste de l'action conjuguée de l'organe d'appui, ou de la came, et de l'organe de coincement peut encore être accru en déterminant la disposition des articulations et des points d'appui de façon que les directions des mouvements relatifs pris individuellement sont divergentes, c'est-à-dire telles que, pendant le fonctionnement, l'organe d'appui, ou la came, et l'or- gane de coincement se sollicitent mutuellement dans des direc- tions opposées à celles de leurs mouvements respectifs de mise en prise.
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Les points d'appui des organes de coincement peuvent être constitués- d'une manière connue en soi par des sabots arti- culés de manière à répartir les efforts sur une surface convenable.
De même, pour répartir et diviser les efforts sur l'élé- ment conduit, plusieurs systèmes de coincement tels que décrits ci- dessus peuvent être montés dans la même unité, soit circonféren- tiellement, soit parallèlement.
Les dessins annexés représentent schématiquement et à titre d'exemples non limitatifs :
Figure 1, une coupe suivant I-I (fig. 2) dans un méca- nisme réalisé suivant le principe général de l'invention.
Figure 2, une coupe suivant la ligne brisée II-II (fig.l) dans le même mécanisme.
Les figures 3, 4 et 5 représentent trois autres formes d'exécution de l'objet de l'invention.
Dans ces figures les mêmes chiffres et lettres de ré- férence désignent les mêmes éléments.
Suivant l'invention, pour réaliser un mécanisme d'en- traînement qui solidarise dans un seul sens de rotation un élé- ment moteur constitué par exemple par un levier 1, avec l'élé- ment conduit constitué par exemple par un boîtier 2, sur le moyeu 3 duquel pivote librement le levier 1, on procède comme suit ou de façon analogue : sur un pivot 4, solidaire du levier 1 et excentré par rapport à l'axe de ce levier, est articulée librement une came 5 quiprend appui en A sur une surface de frottement de l'élément conduit, par exemple la surface S2 constituée suivant les figures 1 à 4 par la face interne et suivant la figure 5 par la face externe de la jante du boîtier 2, cette face étant concen- trique au moyeu 3.
L'angle que forme la direction d'appui avec la surface S2 est tel que la came se coince positivement sous l'action d'une force F exercée sur le levier 1. La came 5 porte -en outre un pivot @
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6 sur lequel est articulé un levier 7 et qui prend appui sur deux surfaces concentriques de diamètre différent de l'élément conduit 2, par exemple les surfaces S1 et S2. de manière à ce que ses points d'appui B et de réaction C soient opposés et se trouvent d'un même côté de l'articulation 6, et que la ligne qui les joint forme avec le rayon passant par l'un d'eux un angle tel que le levier se coince suivant}¯les figures 1 à 4, dans la gorge formée par les surfaces S1 et S2, et suivant la figure 5 sur les surfaces S1 et S2- de la jante du boîtier 2,
lorsqu'un effort est appliqué au pivot 6 suivant une direction qui forme approximativement un angle droit ou plus petit avec l'axe reliant le pivot 6 à l'un des points d'appui B ou C.
Il est connu que des mécanismes de coincement sembla- bles tels qu'une came ou un levier pris individuellement peuvent provoquer un blocage lorsque l'angle de coincement est convena- blement choisi. Toutefois, la pratique a montré que par suite de la faible valeur de cet angle ou de la disposition angulaire du système articulé formant l'organe de coincement, la mise en prise ne s'effectue pas instantanément mais nécessite un mouve- ment relatif des éléments moteur, de coincement et conduit, dû à l'élasticité de ces organes et qui devient d'autant plussensi- ble que le couple transmis est plus élevé.
Cet inconvénient se double d'un autre qui, dans certaines applications, affecte grandement le rendement du mécanisme, et réside en ce que le coincenement élastique ainsi survenu nécessite un décoincement qui ne peut se faire instantanément ni sans absorption de puissance.
Le mécanisme qui fait l'objet de la présente invention élimine ces inconvénients comme il apparaîtra de la description suivante :
Toute force appliquée par le levier 1 et l'intermédiaire du pivot 4 sur la came 5 tend à faire pivoter celle-ci autour
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de son point d'appui A et réagit par conséquent sur le levier 7 dont l'action de coincement s'ajoute donc à celle de la came 5 de manière à ce que l'ensemble des résultantes agissant sur les surfaces de frottement S1 et S2 crée un frottement supérieur ou au moins égal à l'effort tangentiel résultant de l'action motrice.
Le raisonnement inverse peut être appliqué à l'ensemble des deux organes de coincement 5 et 7, notamment une force trans- mise directement par les axes 4-6 au levier 7 tend à coincer celui-ci, suivant les figures 1à 4, dans la gorge formée par les surfaces S1 et S2 du boîtier 2, et suivant la figure 5 sur les surfaces S1 et S2 de la jante du boîtier 2, mais la mise en prise du levier 7 réagit par 1-'intermédiaire*du pivot 6 sur la came 5 qui se coince en A contre la surface S2.
En réalité il se produit donc une action conjuguée des deux organes de coincement qui s'opposent mutuellement à tout mouvement relatif de l'un d'eux d'autant plus que la disposition des articulations et des points d'appui est choisie telle que les directions des mouvements relatifs pris individuellement sont divergentes dans le sens indiqué plus haut.
Pour maintenir un contact permanent entre les surfaces de frottement et les points d'appui des organes d'appi et de .coincement, un ressort 8 exerce une action constante sur ces der- niers. Une disposition avantageuse consiste à solidariser ce ressort du levier moteur 1 par un doigt 9, l'autre extrémité du ressort agissant sur le levier 7 de manière à ce que l'axe de pous- sée passe entre les ppints d'appui B et de réaction C de ce levier et soit en sens opposé à celui de l'effort F.
Cette disposition n'est toutefois nullement limitative et il est par exemple possible d'intercaler entre le ressort 8 et le levier 7 un cliquet, un culbuteur ou tout autre dispositif mécanique ayant le même effet.
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Une autre disposition avantageuse consiste à interposer entre les points d'appui des organes d'appui et de coincement et les surfaces de frottement des sabots 10 destinés à répartir les pressions s'exerçant en ces points sur des surfaces convenablement dimensionnées. De plus, ces sabots peuvent être en une matière différente de celle des organes de coincement de façon à s'adapter mieux aux conditions de frottement lorsque le mécanisme est en roue-libre.
On peut également concevoir un mode de réalisation où plusieurs éléments d'appui et de concernent conjugués, tels que décrits ci-dessus, sont montés dans une même unité. Ce montage peut être effectué comme représenté sur la fig.l où deux jeux de ces éléments sont montés circulairement dans le même boîtier, soit en- core parallèlement dans un boîtier double, le pivot 4 attaquant deux éléments situés de part et d'autre du levier 1.
Bien entendu les mécanismes décrits ci-dessus sont ré- versibles et il est évident que si l'on imprimait au boîtier 2 un mouvement dans le sens de la flèche M, l'ensemble serait blo- qué et le levier 1 entraîné.
Par contre si le boîtier 2 était mû dans le sens de la flèche L le levier 1 ne serait pas entraîné et l'ensemble serait en roue-libre.
Le mécanisme d'entraînement en sens unique faisant l'objet de la présente invention offre vis-à-vis des systèmes connus de nombreux avantages, notamment : celui de rendre la prise dans le sens d'entraînement de l'élément conduit vraiment positive et instantanée, celui de ne provoquer aucun coincement élastique sensi- ble qui nécessiterait une force de décoinçage lors de l'inversion du mouvement, delui de répartir et de déconcentrer les efforts de pressions internes du mécanismes, @
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et enfin celui d'augmenter ainsi la puissance spécifique de ces mécanismes de manière à permettre la réalisation pratique de la transmission de couples élevés quelle que soit le fréquence des prises.
L'invention se prête à de nombreuses variantes d'exé- cution autres que celles décrites ci-dessus et représentées dans les dessins annexés, sans que l'on s'écarte de l'esprit de l'in- vention.
REVENDICATIONS
1.- Mécanisme d'entraînement à sens unique comportant un élément menant et un élément mené susceptibles de tourner autour d'un axe commun l'un par 'rapport à l'autre, l'élément mené possé- dant deux surfaces concentriques audit axe de rotation; un organe de coincement angulairement déplaçable par l'élément menant par rapport à l'élément mené de façon à être serré contre les dites - surfaces concentriques et à entraîner l'élément mené, ainsi qu'un ressort assurant le contact permanent entre l'organe de coincement et l'élément mené, caractérisé en ce que l'organe de coincement est relié à l'élément menant par l'intermédiaire d'un organe d'ap- pui articulé d'une part à l'élément menant et d'autre part à l'or- gane de coincement,
de manière que le déplacement de l'élément menant dans un sens provoque le coincement de l'organe d'appui contre l'une des surfaces concentriques et par réaction de l'or- gane d'appui sur l'organe de coincement, le coincement de celui-ci contre les deux surfaces concentriques, tandis que le déplacement de l'élément menant dans l'autre sens provoque le desserrage des organes d'appui et de coincement et la libération de l'élément mené.