<Desc/Clms Page number 1>
,La présente invention concerne les dispositifs du genre comprenantdeux parties mobiles l'une par rapport à l'autre reliées par des cannelures hélicoïdales ou l'équivalent, de façon à permet- tre un déplacement longitudinal relatif combiné avec un déplacement rotatif autour de l'axe longitudinal, et un ressort de compression travaillant entre ces deux parties.
On utilise ce genre de dispositifs, par exemple, dans des embrayages à roue libre du type comprenant une paire d'organes à ac- coupler reliés respectivement aux arbres d'entrée et de sortie; les organes à accoupler comportant des dents qui s'engrènent mutuelle- ment et forment des rampes inclinées, et un des oganes au moins étant sollicité élastiquement vers l'autre organe(et étant relié à @
<Desc/Clms Page number 2>
son arbre par un accouplement à cannelures ou un accouplement analo- gue. Ces embrayages ont l'inconvénient que la force élastique peut avoir tendance à presser les bords ou flancs des cannelures les uns contre les autres ce qui offre une résistance de frottement élevée au déplacement de l'organe mobile de l'embrayage.
Il faut alors utiliser un ressort plus puissant, ce qui entraîne un accroissement du freinage par frottement lorsque l'embrayage tourne en roue libre.
La présente invention a pour but de réduire le freinage par frottement en roue libre, en réduisant la charge de frottement exercée sur l'accouplement à cannelures, ce qui permet d'utiliser une force élastique moindre.
Dans un dispositif conforme à la présente invention, le rayon principal de l'accouplement à cannelures hélicoïdales et le rayon principal du ressort hélicoïdal sont tels que R # r #1 + # où R est le rayon principal de l'accouplement à cannelures hélicoï- dales, r est le rayon principal des spires du ressort, et # est le rapport de Poisson pour le ressort.
L'invention a également pour objet un embrayage compor- tant deux organes à accoupler reliés à des arbres d'entrée et de sortie, un des organes étant relié à son arbre respectif par un dis- positif tel que décrit.
Le rapport entre le taux de compression (c'est-à-dire la charge nécessaire pour produire une déviation unitaire) et le taux de torsion (couple nécessaire pour produire une déviation angulaire. unitaire) d'un ressort hélicoïdal est de 1/(1 #)r 2 +#) r où# est le rapport de Poisson et r le rayon principal des spires.
Si on suppose qu'il existe un rapport constant entre la force de compression et le couple de torsion sur toute la course de travail, le rapport de la déviation axiale totale à la déviation an- gulaire totale est également constant et est égal à # /2# où p est le pas de l'hélice.
On en déduit aisément que l'état requis doit être : R = r #1 +#
<Desc/Clms Page number 3>
où R est le rayon d'une rainure hélicoïdale.
Ces données s'appliquent avec une certaine précision pour des déplacements relativement petits d'un ressort hélicoïdal ayant un petit angle d'hélice.
Dans les conditions spécifiées, la direction de la force résultante exercée sur l'organe mobile suit pratiquement les canne- lures et la résistance de frottement aux cannelures est fortement réduite. Il est intéressant de noter que ceci est indépendant du pas de l'hélice.
Il est important que le ressort soit en position libre lorsque les cannelures sont correctement alignées les unes par rap- port aux autres, puisque c'est vers cette position libre que la for- ce résultante agit. Cette position libre peut se présenter lorsque les cannelures sont réellement engagées, ou, si les cannelures sont très courtes, il peut être nécessaire de les aligner sur des saillie de leurs chemins hélicoïdaux, pendant l'assemblage, et après s'être assuré que le ressort est dans sa position libre, de déplacer les cannelures le long de ces chemins saillants de façon à les engager correctement.
Ainsi, suivant une particularité préférée de l'inven- tion, un réglage est prévu entre les deux organes cannelés ou entre une extrémité du ressort et l'organe associé de façon à pouvoir fai- re tourner le ressort et/ou un des organes, et/ou de les déplacer axialement d'une petite distance s'il le faut, jusqu'à ce que la po- sition libre du ressort coïncide avec l'engagement des cannelures.
En variante, si le réglage peut'être réalisé de façon que la position libre du ressort soit située sur le chemin d'avancement dicté par les cannelures, éventuellement en projection, on satisfait aux exigences de la présente invention. Ce réglage peut être réalisé en associant, éventuellement graphiquement, le déplacement axial au déplacement angulaire requis à- partir de la position libre pour obte-. nir l'engagement initial des cannelures.
L'état requis peut également être affecté dans une cer- taine mesure par le moment d'inertie de l'organe mobile. Si le
<Desc/Clms Page number 4>
rayon de giration est excessif,la composante rotative de l'acéléra- tion tendra à s'affaiblir et la direction de la résultante d'accélé- ration totale peut tendre à s'écarter de'la direction requise le long des cannelures.
Cela étant, le rayon de giration des parties mobiles qui tourne avec l'organe mobile est de préférence approximativement égal au rayon de l'accouplement à cannelures hélicoïdales.
L'invention peut être réalisée de différentes façons une forme d'exécution spécifique sera décrite ci-après, à titre d'exem- ple avec référence aux dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 est une coupe verticale d'un dispositif de transmission à roue libre ou à sens unique la figure 2 est une vue en élévation de côté des deux . organes à accoupler, les autres parties étant enlevées pour plus de clarté ; et, la figure 3 est une coupe de la partie 24 suivant la li- gne III - III de la figure 1.
Dans cet exemple, l'invention est appliquée à un embraya- ge à roue libre destiné à être utilisé pour entraîner un rotor d'hé- licoptère. L'embrayage comprend une paire d'organes à accoupler coaxiaux 10 et 11 montés de façon à pouvoir tourner sur un axe verti- cal et pourvus chacun de dents inclinées 12 et 13, espacées autour des bords de leurs faces adjacentes. L'organe à accoupler inférieur 11 qui est relié à l'arbre d'entraînement 14 , ne peut se déplacer verticalement, mais l'autre organe à accoupler mobile 10 est relié ,à un arbre de sortie creux 15 par un accouplement à cannelures héli coldales et peut se déplacer axialement.
L'accouplement à cannelures comprend une série de cannelures extérieures 16 sur un manchon 17 fixé à l'organe à accoupler 10, et une série correspondante de-canne-' lures intérieures 18 sur un manchon creux 19 fixé à l'arbre de sortie,
Un ressort de compression 20 ayant un petit angle d'héli- ce naturel est placé entre l'organe à accoupler mobile 10 et un épau= lement 21 fixé dans l'arbre de sortie creux 15.
Les extrém.ités 22 et
<Desc/Clms Page number 5>
23 du) ressort hélicoidal sont calées: dans des évidements ménagée respectivement. dans une partie creuse 24 fixée à l'organe à accou- pler mobile 10 et dans un épaulement 21 prévu sur l'arbre de sortie, et afin de'assurer le réglage nécessaire pour permettre au ressort d'être relâche dans son état libre,lorsque les cannelures sont en- gagées, une -série d'évidements angulairement espacés 25 sont prévus dans la partie 24, l'extrémité adjacente du ressort étant insérée dans l'évidement le plus avantageux.
On peut se rendre compte que puisque les cannelures 16 sont formées; sur' un manchon creux à paroi mince et que toutes les parties qui y sont fixées sont également creuses,, le rayon de gi- ration de ces parties mobiles 10 et 24 est approximativement égal au rayon principal de l'accouplement à cannelures.
REVENDICATIONS..
1.- Dispositif comprenant deux parties mo,biles l'une par rapport à 1''autre reliées par des cannelures hélicoïdales ou l'équi- valent de façon à permettre un déplacement longitudinal relatif com- biné avec un déplacement rotatif autour de l'axe longitudinal., ainsi qu'un ressort hélicoïdal dont les extrémités opposées sont reliées respectivement aux deux parties, le rayon de l'accouplement à canne- lures et le rayon principal du ressort hélicoïdal étant tels que R#r #1+# où R est le rayon principal de l'accouplement à cannelures hélicoidales, r le rayon principal des spires du ressort, et le rapport de Poisson pour le ressort.
<Desc / Clms Page number 1>
The present invention relates to devices of the kind comprising two parts movable relative to each other connected by helical splines or the like, so as to allow relative longitudinal displacement combined with rotary displacement around the body. longitudinal axis, and a compression spring working between these two parts.
This type of device is used, for example, in freewheel clutches of the type comprising a pair of coupling members connected respectively to the input and output shafts; the members to be coupled comprising teeth which mesh with each other and form inclined ramps, and at least one of the oganes being resiliently biased towards the other member (and being connected to @
<Desc / Clms Page number 2>
its shaft by a spline coupling or a similar coupling. These clutches have the drawback that the elastic force can tend to press the edges or flanks of the splines against each other, which offers high frictional resistance to the movement of the movable member of the clutch.
A more powerful spring must then be used, which results in increased frictional braking when the clutch coasts.
The object of the present invention is to reduce the frictional braking in freewheeling, by reducing the frictional load exerted on the spline coupling, which makes it possible to use less elastic force.
In a device according to the present invention, the main radius of the helical spline coupling and the main radius of the coil spring are such that R # r # 1 + # where R is the main radius of the helical spline coupling. dales, r is the principal radius of the turns of the spring, and # is the Poisson ratio for the spring.
The invention also relates to a clutch comprising two members to be coupled connected to input and output shafts, one of the members being connected to its respective shaft by a device as described.
The ratio of the compression ratio (i.e. the load required to produce a unit deflection) to the torque ratio (torque required to produce a unit angular deflection) of a coil spring is 1 / ( 1 #) r 2 + #) r where # is the Poisson ratio and r the principal radius of the turns.
Assuming that there is a constant ratio between the compressive force and the torque over the entire working stroke, the ratio of the total axial deviation to the total angular deviation is also constant and is equal to # / 2 # where p is the pitch of the helix.
We can easily deduce that the required state must be: R = r # 1 + #
<Desc / Clms Page number 3>
where R is the radius of a helical groove.
These data apply with some precision for relatively small displacements of a coil spring having a small helix angle.
Under the specified conditions, the direction of the resultant force exerted on the movable member substantially follows the splines and the frictional resistance to the splines is greatly reduced. It is interesting to note that this is independent of the pitch of the propeller.
It is important that the spring is in the free position when the splines are correctly aligned with each other, since it is towards this free position that the resulting force acts. This free position may occur when the splines are actually engaged, or, if the splines are very short, it may be necessary to align them with protrusions of their helical paths, during assembly, and after ensuring that the spring is in its free position, to move the splines along these protruding paths so as to engage them correctly.
Thus, according to a preferred feature of the invention, an adjustment is provided between the two splined members or between one end of the spring and the associated member so as to be able to rotate the spring and / or one of the members, and / or moving them axially a small distance if necessary, until the free position of the spring coincides with the engagement of the splines.
As a variant, if the adjustment can be carried out so that the free position of the spring is situated on the advance path dictated by the splines, possibly in projection, the requirements of the present invention are satisfied. This adjustment can be achieved by associating, optionally graphically, the axial displacement with the angular displacement required from the free position to obtain. end the initial engagement of the splines.
The required state can also be affected to some extent by the moment of inertia of the moving part. If the
<Desc / Clms Page number 4>
radius of gyration is excessive, the rotating component of the acceleration will tend to weaken and the direction of the total acceleration resultant may tend to deviate from the required direction along the splines.
However, the radius of gyration of the movable parts which rotate with the movable member is preferably approximately equal to the radius of the helical spline coupling.
The invention can be implemented in different ways, a specific embodiment will be described below, by way of example with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a vertical section of a transmission device freewheeling or one-way direction Figure 2 is a side elevational view of both. organs to be mated, the other parts being removed for clarity; and, FIG. 3 is a section of part 24 along line III - III of FIG. 1.
In this example the invention is applied to a freewheel clutch intended to be used to drive a helicopter rotor. The clutch comprises a pair of coaxial coupling members 10 and 11 rotatably mounted on a vertical axis and each provided with inclined teeth 12 and 13 spaced around the edges of their adjacent faces. The lower coupling member 11 which is connected to the drive shaft 14 cannot move vertically, but the other movable coupling member 10 is connected to a hollow output shaft 15 by a helical spline coupling. coldales and can move axially.
The spline coupling comprises a series of outer splines 16 on a sleeve 17 attached to the coupling member 10, and a corresponding series of inner grooves 18 on a hollow sleeve 19 attached to the output shaft,
A compression spring 20 having a small natural helical angle is placed between the movable coupling member 10 and a shoulder 21 fixed in the hollow output shaft 15.
Ends 22 and
<Desc / Clms Page number 5>
23 of the) coil spring are wedged: in recesses provided respectively. in a hollow part 24 fixed to the movable coupling member 10 and in a shoulder 21 provided on the output shaft, and in order to provide the necessary adjustment to allow the spring to be released in its free state, when the splines are engaged, a series of angularly spaced recesses 25 are provided in portion 24, the adjacent end of the spring being inserted into the most advantageous recess.
It can be seen that since the grooves 16 are formed; on a thin-walled hollow sleeve and all parts attached thereto are also hollow, the radius of rotation of these movable parts 10 and 24 is approximately equal to the main radius of the spline coupling.
CLAIMS ..
1.- Device comprising two movable parts relative to each other connected by helical splines or the equivalent so as to allow a relative longitudinal displacement combined with a rotary displacement around the body. longitudinal axis., as well as a coil spring, the opposite ends of which are connected to the two parts respectively, the radius of the spline coupling and the main radius of the coil spring being such that R # r # 1 + # where R is the principal radius of the helical spline coupling, r the principal radius of the coils of the spring, and the Poisson ratio for the spring.