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Perfectionnements aux embrayages destinés à transmettre des mouvements rotatifs.
La présente invnetion a trait à des embrayages à dents à mors destinés à transmettre un mouvement rotatif, ces embrayages étant du type synchrone à auto-déplacement selon les brevets britanniques n 354.711 et 410.083, où les jeux de dents 'coopérantes..d'embrayage à mors sont res- pectivement présentes sur un premier organe d'embrayage et sur un organe intermédiaire, ce dernier étant contraint à se déplacer hélicoïdalement sur un second organe, par exemple au moyen de clavettes hélicoïdales, afin d'amener les dents d'engrenage à mors de l'organe intermédiaire en prise et hors de prise avec les dents d'embrayage à mors dudit premier organe.
Dans les embrayages synchrones à auto-déplacement de ce type, le dispositif le plus communément employé pour amorcer l'embrayage de l' embrayage comprend des cliquets
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qui sont portés par l'organe intermédiaire ou ce premier organe et qui sont agencés de manière que, lorsque l'em- brayage est débraye, les becs des cliquets cliquet tent, avec un mouvement sensiblement radial, sur ou sous les dents ou d'autres saillies de l'autre de ces organes lors- qu'il y a un mouvement angulaire relatif dans le sens de marche à roue libre entre les organes premier et second, et de manière que, lorsqu'il y a tendance au mouvement an- gulaire relatif dans l'autre sens entre les premier et second organes,
un cliquet est accroché par une dent ou autre une/saillie de l'organe d'embrayage coopérant, par suite de quoi, l'organe intermédiaire est déplacé axialement le long des-clavettes hélicoïdales du second organe pour assurer la venue en prise nette des dents des organes pre- mier et intermédiaire.
Le mécanisme synchronisateur à cliquets susnommé fonctionne très bien en pratique, sauf dans les conditions sous lesquelles la pièce qui porte les cliquets doit fonc- tionner à dès-vitesses angulaires très élevées, telles que les cliquets ne peuvent se déplacer librement sur leurs pivots par suite de grandes charges centrifuges s'exerçant sur les cliquets.
Il est indésirable, du fait de l'usure, que les cliquets' soient amenés à cliqueter pendant de longues périodes à des vitesses moyennes ouéLevées et il s'ensuit que, pour les cas où l'embrayage doit fonctionner en marche libre, pendant de longues périodes, à des vites- ses angulaires relatives moyennes ou élevées des organes premier et intermédiaire, il est préférable qu'un organe auxiliaire soit prévu pour déplacer les cliquets hors de prise de cliquetage avec les dents coopérantes d'embrayage à mors.
D'autres dispositifs destinés à amorcer la venue en prise de l'embrayage ont été proposée par exemple, des dispositifs à frottement, bien que ces dispositifs soient
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quelque peu incertains pendant leur fonctionnement et ne connaissent pas la faveur dans les conditions où il y a de longues périodes de fonctionnement et une rotation relative à de grandes vitesses angulaires, ou pour de grands taux d'accélération au moment de l'embrayage.
Le but de la présente invention est de vaincre les difficultés susmentionnées associées à la prise de l'embrayage.
Selon l'invention, on propose un embrayage à marche en roue libre, comprenant un 'premier organe d'embrayage
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pourvu de dents d'embrayage"?, mors,- un second organe d' em.- brayage coaxial à ce premier organe d'embrayage, et un organe intermédiaire pourvu de dents d'embrayage à mors et contraint de se déplacer hélicoïdalement sur ce second organe afin d'amener les dents d'embrayage à mors de l'or-
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gane.intermédiaire en rig 1e et hors de prise avec les dents d'embrayage à mors de ce-premier organe d'embrayage, l'em- brayage étant pourvu ,d'un! dispositif par quoi la 'venue en
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pris.e''desj'eux coopérants.'e dents d''embrayage mors prl.s vdes p n dents dl'embxlalyàge mors ces!,
organes'premier et intermédiaire est amorcée par la . force magnétique,'
La force magnétique peut être de préférence créée ' ' par entre un anneau d'aimants portes/le premier organe, et une armature ayant la, forme ',d'un anneau, montée sur l'or- gane intermédiaire. Cette armature peut être une bague complète ou elle peut être façonnée de manière à présenter des pôles destinés à coopérer avec cet anneau d'aimants.
Dans une variante, les aimants peuvent être portés par l'organe intermédiaire et l'armature, par le premier or- gane d'embrayage.
Des aimants permanents et/ou des électro-aimants peuvent être employés et l'ajustement des forces magnéti- rues requises pour amorcer la prise de l'embrayage peut être effectué, par exemple, en faisant var.ier la distance
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comprise entre les pôles des aimants et 1';
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Dans un tel agencement la force tendant à aligner les dents d'embrayage en prise mutuelle par suite de l'at- traction magnétique entre les aimants et l'armature dans la direction axiale par rapport aux organes d'embrayage est plus petite dans le cas où la vitesse relative angu- laire entre les organes d'embrayage est élevée, que dans le cas où leur vitesse angulaire relative est faible, pour cette raison qu'il y a une force de trainance tangente créé par des effets de courants de Foucault lorsqu'il y a une rotation relative entre les aimants etl'armature ou d'au- tres parties convenables de l'organe d'embrayage portant l'armature, force de trainance qui agit en opposition avec la force axiale tendant à amener les dents d'embrayage en prise.
Cette force de trainance tangente, qui peut être augmentée par la présence d'une bague à courants de Fou- cault, agit sur l'organe intermédiaire qui est contraint de se déplacer hélicoldalement sur le second organe et tend dès lors à le déplacer à l'écart des dents d'embrayage coopérantes du premier organe, diminuant ainsi (ou même annulant)-la force axiale agissant entre les organes pre- mier et intermédiaire dans le cas où la vitesse relative de rotation est élevée, et vice-versa. Cette force de frai-* nance tangente, qui est créée par les chutes à zéro du mou- vement relatif, lorsque la rotation relative cesse et que le synchronisme se trouve atteint,' après quoi elle n'a pas d'effet -sur cette force magnétique axiale tendant à provoquer la-venue en prise initiale des jeux coopérants de dents d'engrenage à mors.
Ladite force magnétique axiale peut être ajustée de manière à amener les jeux de dents du premier organe d'embrayage et de l'organe intermédiaire, respectivement, en contact de glissement ou de frôlement doux avant le synchronisme jusqu'à ce que la rotation re- lative devienne sensiblement nulle avant l'inversion de la rotation relative, après quoi, l'organe d'embrayage inter-
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médiaire est libre de se déplacer axialement et la venue en prise mutuelle initiale se produit comme les jeux de dents du premier organe d'embrayage viennent en face des intervalles entre les dents de l'organe intermédiaire;
cette inversion de la rotation amené alors l'organe inter- médiaire à se déplacer hélicoîdalement sur le second organe d'embrayage de manière à amener les dents de l'organe in- termédiaire en prise complète avec les dents d'embrayage du premier organe d'embrayage.
Une variante de dispositif peut être employée pour augmenter cette force de traînance tangente désirable, par exemple, un dispositif qui fait usage de l'effet de traînance d'un liquide, qui peut être de préférence l'huile lubrifiante entre des parties voisines du premier organe d'embrayage ou porté par ce dernier et de l'organe inter- médiaire, de manière à faire en fait décroître ou même à annuler cette force magnétique axiale, tendnat a amener les dents d'embrayage en.prise lorsque la Vitesse relative de rotation est élevée. Comme cette vitesse relative décroît et s'approche du zéro,, cette force de traînance disparaît et la force magnétique axiale, tendant à mettre en prise les dents d'embrayage,devient pleinement active.
En faisant les extrémités coopérantes des jeux des dents d'embrayage d'acier trempé poli lisse, et en les lubrifiant pour réduire l'usure, un embrayage selon l'in- vention peut être rendu apte à de longues périodes de fonc- tionnement avec les jeux de dents en contact frôlant. L'em- brayage convient aux grandes vitesses de rotation d'une quelconque de ses pièces, car le dispositif d'actionnement d'embrayage, contrairement aux dispositifs antérieurement connus, par exemple les cliquets, n'est pas affecté par la force centrifuge, les vibrations ou l'usure.
Pour que linvention puisse être clairement comprise et aisécent mise en oeuvre, elle va maintenant être décrite
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plus en détail en se référant aux dessins annexés.
La figure 1 est une section longitudinale d'un embrayage selon l'invention, comportant une armature an- nulaire, et une bague à courants de Foucault destiné à établir une force de traînance.
La figure 2 est une vue dans la'direction de la flèche A de la figure 1.
La figure 3 représente un embrayage pourvu,d'une armature à encoches, et une bague à courants de Foucault.
La figure 4 est une vue dans la direction de la flèche B de la figure 3.
La figure 5 représente un embrayage où il est pour- vu à la présence d'un anneau d'huile destiné à amplifier les forces de trainance tangentes.
Il est maintenant fait référence aux figures 1 et 2 ; l'embrayage représenté comprend un premier organe d'em- brayage ayant- la forme d'une bague 1, fixée à l'extrémité d'un arbre 2 et comportant un"anneau de dents internes d'embrayage à mors 3. L'arbre 2 porte aussi une bague 4 à laquelle sont vissés des aimants 5, disposés en rang circulaire de manière que lés pôles pareils d'aimants voisins soient en contact (voir figure 2).
Le second or- gane d'embrayage est formé par l'arbre 6 dont une extrémi- té est tourillonnée comme le montre la figure dans l'ex- trémité de l'arbre 2, et comporte des clavettes hélicoïda- les externes 7 avec lesquelles viennent en prise des cla- vettes internes hélicoïdales d'un organe intermédiaire 8, qui est de ce fait contraint à se déplacer hélicoldale- ment sur l'arbre 6 entre des arrêts axiaux 9 et 10 de l'arbre 6. L'organe intermèdiaire 8 comporte un anneau de dents externes d'embrayage à mors 11, qui peuvent venir en prise avec les dents d'embrayage à mors 3, et s'en dé- gager, d'après le sens dans lequel l'organe intermédiaire 8 se déplace hélicoïdalement par rapport à l'arbre 6.
Dans la partie supérieure de la figure 1, les dents 11
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SanC reprisant(--'es complètement hors de prise des de.n 'r 3, l'organe intermédiaire 8 étant en contact avec l'arrêt axial 9. La partie inférieure de la figure représente les jeux de dents d'embrayage en prise complète, l'organe inter- médiaire 8 étant en contact avec l'arrêt axial 10. Sur l'organe intermédiaire 8 est fixée une armature ayant la forme d'une bague 12, dans laquelle est enchâssée une bague 13 de cuivre. Dans l'état débrayé de l'embrayage, le plan médian de la bague de cuivre 13 coïncide sensiblement avec le plan médian des aimants 5, comme le représente la par- tie supérieure de la figure 1.
Le fonctionnement a lieu comme suit : en supposant que l'embrayage se'trouve à l'état débrayé, que, initiale- ment, l'arbre 2 tourne dans le sens contraire aux aiguil- les d'une montre, les choses étant vues de'l'extrémité gauche de la figure 1, et que l'arbre 6 est immobile, l'ar- bre 6 est alors amené à tourner dans le même sens que l'ar- bre 2 et sa vitesse est augmentée jusqu'à ce qu'il atteigne le synchronisme avec l'arbre 2 et tend à dépasser celui-ci.
Les aimants 5 coopèrent avec l'armature 12 pour exercer sur l'organe intermédiaire 8 une force axiale (di- rigée vers la gauche, figure 1) qui tend à attirer l'orga- ne intermédiaire vers l'organe d'embrayage 1, et, lorsque l'arbre 2 continue'à tourner relativement quelque peu plus vite que l'arbre 6, les dents 11 sont en contact doux à glissement ou à frôlement avec les dents 3.
L'action mutuel- le des aimants 5 et de la bague de cuivre 13, produit des courants de Foucault, par suite de quoi un couple de traî- nance tangente s'exerce sur l'armature 12, ce couple tendant à faire tourner l'organe intermédiaire 8 dans le même sens que l'arbre 2 ; il est ici entendu que le couple est dû à l'effet combiné des forces tangentes établies entre l'orga- ne d'embrayage 1 et l'organe intermédiaire 8 par l'interac- tion des aimants individuels 5 et de l'armature 12 et
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aussi de la bague de cuivre 13.
Ce couple de trainance tend à visser l'organe intermédiaire le long de l'arbre 6 (vers la droite, figure 1) c'est-à-dire, oin de l'or- gane d'embrayage 1, et le couple de tratnance est plus granc lorsque la vitesse relative entre les arbres 2 et 6 est plus élevée. Du fait que le couple de trainance tangent s'oppose à la force magnétique tendant à tirer l'organe intermédiaire 8 vers l'organe d'embrayage 1, à de grandes vitesses angulaires, la pression des dents 11 sur.les' dents 5 est faible et peut même être nulle, ou les dents 3. et 11 peuvent être hors de contact, comme 1,:.montre la figure 1.
Le couple de traînance décroît comme la vitesse relative'de rotation. décroît, et, tombera zéro au'moment , du' synchronisme, sibienque 'la force ,magnétique' axiale est alors devenue pleinement active pour amorcer la venue
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Lorsque le sens dela rotation relative s'inverse de nouveau, par exemple du fait du .retard de l'arbre 6, l'organe intermédiaire se visse le long des clavettes héli- coïdales 7 vers la droite jusqu'à ce que ses dents 11 se dégagent des dents 3, l'arrêt axial 9 empêchant l'organe intermédiaire de se déplacer vers la droite au point de rendre les aimants inaptes à amorcer la venue en prise sub-
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séquente de l'embrayage.
L'embrayage représenté figures 3 et 4 est semblable à celui qui vient d'être décrit. Toutefois, au lieu de l'armature annulaire de la figure 1 et de la figure 2, on fait usage d'une armature à encochess 15, représentée clai- rement figure 4, et le dispositif destiné à augmenter le couple de traînance à courants de Foucault s'exerçant sur l'organe intermédiaire comprend une bague de cuivre 16 bloquée entre l'armature 15 et la bride 17 sur laquelle les dents 11 de l'organe intermédiaire sont formées. Si on le désire, l'armature 15 peut être réglable dans la di- rection angulaire par rapport à l'organe intermédiaire, de manière à modifier la position angulaire des encoches par rapport aux dents. 11.
La figure 5 représente un embrayage selon l'inventior. où, au lieu d'employer une bague à courants de Foucault pour amplifier le couple de trainance tangent, l'effet re- quis est obtenu par l'effet de trainance du liquide situé entre l'organe d'embrayage 1 et l'organe intermédiaire 8.
Un'alésage axial 18 prévu dans l'arbre 2 sert de conduit d'alimentation en huile lubrifiante, qui passe de l'alésage 18 par le palier à galets et vers l'espace qui entoure l'extrémité de'l'arbre 6 qui est tourillonnée dans l'arbre 2. Un couvercle annulaire de retenue d'huile 19 est fixé à la bague 4, par suite de quoi, pendant la rota- tion de l'arbre 2, un anneau d'huile se forme comme 1!indi- que la figure, l'effet de traînance sur l'organe intermé- diaire 8 étant élevé pour des vitesses élevées de l'arbre 2 par rapport à l'arbre 6.
Au moment du synchronisme, le couple de traînance dû. à l'huile est minimum et la force axiale entre les ai@nants 5 et l'armature 12 est alors sen- siblement pleinement efficace pour amorcer l'embrayage de l'embrayage.