Embrayage à ressorts avec collet de butée réglable
La présente invention a pour objet un embrayage comprenant un carter, des moyeux d'entrée et de sortie pouvant tourner par rapport au carter et l'un par rapport à l'autre, un moyeu de frein fixé au carter, ces moyeux étant coaxiaux et placés de façon que le moyeu de sortie soit placé sur l'axe contre le moyeu d'entrée et le moyeu de frein, un ressort d'embrayage hélicoïdal entourant au moins le moyeu d'entrée, et fixé à une extrémité au moyeu de sortie, un ressort de frein hélicoïdal entourant au moins le moyeu de frein, et fixé à une extrémité du moyeu de sortie, et un collet de butée s'engageant avec l'extrémité opposée des ressorts de frein et d'embrayage, de manière que le mouvement relatif entre le collet de butée et le moyeu de sortie dans un sens libère le ressort d'embrayage du moyeu d'entrée,
et engage le ressort de frein avec le moyeu de frein, et le mouvement relatif dans l'autre sens inverse ce fonctionnement.
Un tel embrayage présente l'avantage primordial que sa sortie peut être arrêtée en une position déterminée.
Cependant, la construction est compliquée, car deux ressorts hélicoïdaux sont utilisés, qui doivent être fixés au moyeu extérieur, ainsi qu'au collet de butée. Pour pouvoir avoir accès à ce moyeu extérieur, et permettre le réglage du point de fixation du ressort de frein, le collet de butée est en deux pièces. Ceci, car une extrémité des ressorts hélicoïdaux doit être réglable sur la circonférence. Dans ce but le frein d'embrayage comporte un anneau de réglage séparé sur le moyeu extérieur, pour que le réglage soit possible, et le collet en deux pièces est séparé, pour pouvoir avoir accès à cet anneau.
Si les ressorts ont exactement la même longueur, les extrémités des ressorts d'embrayage et de frein fixées au moyeu extérieur, doivent être fixées en des positions déterminées, de manière que le moyeu et les autres extrémités puissent être fixés en des positions déterminées à un collet en une seule pièce.
Cependant, d'un point de vue pratique, étant donné les conditions de tolérance, les ressorts ont des longueurs différentes, et un réglage doit être effectué par un réglage de la position de fixation du ressort de frein au moyeu extérieur, jusqu'à ce que le mouvement nécessaire à la libération de l'embrayage et au déclenchement du frein soit effectué. La quantité de mouvement sélectionnée est telle, de préférence, que le frein et l'embrayage fonctionnent avec une quantité de mouvement relative et minimum entre le collet et le moyeu extérieur. Lorsque le mouvement de rotation relatif du collet de butée et du moyeu extérieur dans un sens est convenablement réglé, l'embrayage est libéré et le frein est engagé, et la même quantité de mouvement dans le sens opposé libérera le frein et engagera l'embrayage.
Le but de l'invention est une solution simplifiée au problème de compensation, pour des ressorts de longueurs différentes.
A cet effet, l'embrayage selon l'invention est caractérisé en ce que le collet de butée comporte un nombre déterminé de points de fixation pour le ressort d'embrayage répartis autour d'une circonférence du collet, et un nombre différent de points de fixation pour le ressort de frein, répartis autour d'une autre circonférence du collet, de façon qu'une variation de rotation de la position du collet permette la sélection des espacements angulaires approximatifs entre les extrémités des ressorts et la fixation du collet à partir d'un certain nombre de combinaisons de points de fixation, pour obtenir l'espacement optimum des extrémités de ressorts, et accomplir la fonction d'engagement d'embrayage et de frein.
De préférence, les circonférences sélectionnées sont les bords des extrémités opposées du collet, et les points de fixation sont de simples fentes dans le bord qui reçoit les extrémités saillantes radialement des ressorts. Pendant l'assemblage, le collet est placé dans une position située entre les extrémités respectives des ressorts d'embrayage et de frein, et l'élasticité de ces ressorts dans le sens axial tend à attirer les extrémités dans le collet. La position optimum des extrémités est déterminée, et le collet tourne jusuq'à ce que les fentes soient situées en des espacements angulaires tels qu'elles puissent recevoir les extrémités.
Une forme d'exécution de l'embrayage objet de l'invention sera décrite, à titre d'exemple, en référence au dessin annexé dans lequel:
la fig. 1 est une vue d'extrémité de l'embrayage,
la fig. 2 est une vue en coupe le long de la ligne 2 -2 de la fig. 1,
la fig. 3 est une vue en coupe selon la ligne 3-3 de la fig. 2,
la fig. 4 est une vue en coupe selon la ligne 4-4 de la fig. 2,
la fig. 5 est une vue en perspective du collet de butée tubulaire en une pièce, et
la fig. 6 est une vue schématique représentant les positions relatives des points de fixation du ressort à l'extrémité opposée du collet en une pièce de la fig. 5.
Sur la fig. 2, un carter 10 peut être fixé sur une machine ou un appareil dans lesquels l'embrayage est utilisé. Un moyeu 12 est fixé au carter 10 et comprend une surface interne de support, qui permet un bon ajustage de rotation de l'arbre tubulaire 14, qui tourne par rapport au carter. Un moyeu de sortie 16 est fixé àl'arbre 14.
Le moyeu 16 est fixé à l'arbre 14 à l'aide d'une broche 17, mais il peut être fixé à cet arbre par tout autre moyen. Un moyeu d'entrée 18 tourne également sur l'arbre 14.
Le moyeu 12 et le moyeu de sortie 16 sont percés de trous, comprenant des surfaces internes cylindriques 12a et 16a. Un ressort hélicoïdal de retenue 20 est poussé vers l'extérieur par son élasticité, dans les surfaces 12a et 16a, et permet le mouvement du moyeu de sortie 16 par rapport au moyeu 12, uniquement dans le sens de marche normale, et non dans le sens inverse. La rotation dans le sens de marche normale est telle que le ressort 20 se comprime, tandis que la rotation dans le sens inverse tend à détendre extérieurement le ressort 20, et le bandage qui en résulte empêche le mouvement relatif du moyeu de sortie 16 par rapport au moyeu de chassis 12.
La nature du carter de référence et de sa fonction par rapport à l'arbre rotatif tubulaire sont décrites plus en détail dans le brevet des E.U.A. no 3 373 851.
Le moyeu d'entrée 18 est un élément tubulaire, possédant une bride radiale extérieure 22, qui est vissée, ou fixée de toute autre façon à une poulie, un engrenage ou autre dispositif d'entrée à partir duquel le mouvement de rotation est transmis au moyeu d'entrée. La surface extérieure de la partie tubulaire du moyeu d'entrée 18, et l'autre surface du moyeu de sortie 16 ont le même diamètre et constituent des surfaces d'embrayage cylindriques. Le ressort d'embrayage hélicoïdal 24 relie le moyeu d'entrée au moyeu de sortie. L'élasticité du ressort 24 pousse ce ressort vers l'intérieur, en contact avec les surfaces cylindriques extérieures des moyeux d'entrée et de sortie.
Le ressort d'embrayage 24 est fixé au moyeu extérieur, à l'aide d'une extrémité dirigée radialement vers l'intérieur 24a, qui s'adapte étroitement dans la fente radiale intérieure du moyeu de sortie 16, prévue à cette fin. Le ressort d'embrayage 24 doit s'enrouler autour du moyeu d'entrée 18, et s'enrouler également autour du moyeu de sortie. Le pas du ressort 24 est ici à gauche, mais est déterminé de façon que la rotation dans le sens direct du moyeu d'entrée fasse enrouler le ressort plus étroitement sur les moyeux d'entrée et de sortie. Une extrémité 24b dirigée radialement vers l'extérieur du ressort d'embrayage, s'engage avec une de plusieurs fentes axiales 26a, dans un bord du collet de butée tubulaire 26. Le ressort d'embrayage tendant à s'enrouler étant donné son élasticité, l'embrayage est engagé normalement.
Le collet est tiré dans une position dans laquelle l'embrayage s'engage avec les surfaces cylindriques des moyeux d'entrée 18 et de sortie 16. La libération de l'embrayage est obtenue par un mouvement relatif du collet de butée 26 par rapport au moyeu de sortie, qui tend à dérouler le ressort d'embrayage 24. Ceci est effectué en arrêtant le collet 26 par rapport au carter 10. Le moyeu de sortie étant relié au moyeu d'entrée, continue de fonctionner jusqu'à ce que le ressort soit libéré du moyeu d'entrée.
Un ressort de frein hélicoïdal 30 est également fixé entre le moyeu de sortie 16 et le collet de butée 26. Le ressort 30, ainsi que le ressort 24, est fixé directement au moyeu de sortie 16, par l'extrémité radiale interne 30a, qui s'adapte aisément dans une fente radiale interne du moyeu de sortie. L'autre extrémité du ressort 30 se termine par une extrémité radiale dirigée vers l'extérieur 30b, qui s'engage avec l'une de plusieurs fentes 26b, au bord opposé du collet de butée 26, par rapport à celui dans lequel les fentes 26a sont formées. Le ressort hélicoïdal 30 se trouve dans le sens opposé par rapport au ressort 24, et est de même pas. Cependant, il est normalement libéré des surfaces cylindriques du moyeu 12, qu'il entoure. Le moyeu 12 est adjacent axialement au moyeu de sortie 16, et de même diamètre.
Le ressort de frein entoure également et s'engage avec le moyeu de sortie 16, comme il sera décrit plus loin. Le ressort de frein 30 est fixé au collet 26, en un point tel que lorsque le collet est arrêté et que l'embrayage 24 est libéré du moyeu d'entrée, le ressort de frein 30 s'enroule sur le moyeu 12, retenant ainsi le moyeu de sortie 16 dans une position fixe par rapport au carter 10. Le pas du ressort sélectionné est tel que, lorsque celui-ci s'enroule, toute tendance du moyeu de sortie à continuer de tourner dans le sens direct de rotation du moyeu d'entrée, entraînera un enroulement du ressort de frein 30, plus serré sur le moyeu.
Le mécanisme qui arrête la rotation du collet de butée consiste en un levier 32 pivotant sur le carter 10 à l'aide d'un pivot 34. Le levier 32 est actionné par un solénoïde 36, dont le support d'enroulement est fixé au carter 10. Ce solénoïde possède un noyau mobile 38, qui pivote par rapport au levier 32 à l'extrémité opposée à la butée 32 a. Le noyau 38 est attiré vers l'extérieur par un ressort 40, qui pousse le levier autour du pivot 34, dans la position représentée sur la figure 1 où la butée 32a est en contact avec la butée d'épaulement 26c. Cette butée 26c se trouve sur une partie agrandie 26d du collet de butée, qui constitue un trajet sur lequel l'extrémité du levier 32 constituant la butée 32a peut se diriger.
Par conséquent, lorsque la butée 32a est normalement dans sa condition de non-excitation, elle s'engage avec l'épaulement de butée '6c, pour maintenir l'embrayage libéré, et le frein engagé.
Le dispositif tel que représenté est un embrayage à révolution unique dans lequel le solénoïde 36 peut être excité momentanément pour tirer son noyau 38 dans le bobinage, contre l'action du ressort, et déplacer le levier 32 et l'extrémité de butée 32a de l'épaulement d'arrêt 26c sur le collet 26. La libération du collet 26 permet à celui-ci de tourner après que le ressort d'embrayage 24 étant donné son élasticité s'est fermé sur le moyeu d'entrée rotatif 18, et a commencé à entraîner le moyeu de sortie 16 et l'arbre 14, auquel il est fixé. Cette même rotation du collet libère le frein, et permet la rotation. Une révolution complète du collet, en supposant que le solénoïde a été désexcité pour pousser la butée de levier 32a contre le trajet 26d, arrêtera le collet dans la position originale.
Les dessins représentent le frein d'embrayage dans une position dans laquelle l'embrayage 24 est engagé, et le frein 30 est libéré, juste avant que la butée 32a s'engage avec l'épaulement 26c. Lorsque la butée 32a est en contact avec l'épaulement 26c, le collet 26 s'arrête, et le ressort d'embrayage 24 commence à se dérouler, libérant le moyeu d'entrée 18, et en même temps, permettant au ressort de frein 30 de se fermer autour du moyeu 12, et de maintenir le moyeu de sortie 16 dans une position sélectionnée. A cet instant, le ressort de retenue 20 agit entre le moyeu 12 et le moyeu de sortie, pour empêcher une rotation en sens inverse de l'arbre, sous la force d'élasticité du ressort d'embrayage 24. Cette rotation en sens inverse permet le réengagement de l'embrayage, et la libération du ressort de frein 20.
Toute tendance de mouvement vers l'arrière détend le ressort, pour empêcher ce mouvement arrière. Cependant, le déplacement se fait dans une direction telle que le ressort se comprime, et par conséquent, le ressort 20 n'a aucun effet sur le mouvement avant.
On se référera maintenant tout particulièrement au collet de butée 26 représenté sur les figures 3, 4, 5 et 6. n faut remarquer que dans la fig. 3 il y a dix fentes 26a à une extrémité du collet tubulaire, chacune étant destinée à recevoir l'extrémité 24b du ressort d'embrayage 24. Comme il apparaît sur la fig. 4, l'autre extrémité du collet de butée comporte neuf fentes 26b, destinées chacune à recevoir l'extrémité 30b du ressort de frein 30. Dans la fig. 6, les fentes 26a sont représentées par des lettres A, B, C,
D, E, F, G, H, I, J, et les fentes 26b sont représentées par des lettres A, B, C, D, E, F, G, H et I, accompagnant leurs références respectives.
A la fig. 6 les fentes 26a-A et 26b-A sont superposées, et progressent dans le sens des aiguilles d'une montre autour du schéma, augmentant ainsi la distance comprise entre les fentes de même référence. Il existe donc un petit espace entre les fentes 26a-B et 26b-B. Un espace plus grand existe entre les fentes 26a-C et 26b-C. La distance angulaire croît entre les fentes, dont les lettres majuscules sont similaires, lorsqu'elles progressent dans le sens des aiguilles d'une montre autour du collet. L'espace compris entre 26d-J et 26b-A est quelque peu supérieur à l'espace compris entre les fentes 26a-I et 26b-I. Si la rotation continue, l'espace compris entre les fentes continue d'augmenter.
Il est possible de poursuivre ce mouvement dix fois sans que les combinaisons se répétent, jusqu'à ce que la combinaison de 26b-A et 26b-H se répète, et chaque tour successif montre des espacements accrus. Il apparaît lors de l'analyse qu'il y a quatre-vingt dix combinaisons de fentes, destinées à recevoir les extrémités des ressorts, et elles sont réparties de manière que les combinaisons se produisent tous les 4 , et il est possible de régler l'espacement compris entre les extrémités des ressorts de frein et d'embrayage dans une gamme comprise entre (+20) de tolérance angulaire. Le tableau suivant représente l'espacement angulaire compris entre chaque combinaison possible de fentes, aux extrémités opposées du collet.
26b-A 26b-B 26b-C 26b-D 26b-E ZIY 26b-G 26b-H 26b-I
Extrémité 26a-A 0 40 80 120 160 200 240 280 320
" 26a-B 36 76 116 156 196 236 276 316 356
26a-C 72 112 152 192 232 272 312 352 32
26a-D 108 148 188 228 268 308 348 28 68
" 26a-E 144 184 224 264 304 344 24 64 104
" 26a-F 180 220 260 300 340 20 60 100 140
26a-G 216 256 296 336 16 56 96 136 176
26a-H 252 292 332 12 52 92 132 172 212
2Qa:
:I 288 328 8 48 88 128 168 208 248
26a-J 324 4 44 84 124 164 204 244 V
Tandis que le cas décrit utilise neuf fentes à une extrémité et dix à l'autre, le réglage est prévu tous les 4 de rotation, et dans d'autres cas, des nombres de fentes différents peuvent être utilisés pour les ressorts de frein d'embrayage (c'est-à-dire x et y).
Dans chaque cas où la différence du nombre de fentes utilisées est égale à 1 (x--y = 1), les combinaisons possibles sont égales au produit des deux nombres (x y) et, lorsqu'elles sont régulièrement espacées, les combinaisons de fentes sont répétées tous les 3600
xy
Il ne semble pas nécessaire d'utiliser une différence uniquement égale à 1 (x y = 1) bien que ceci donne un nombre maximum de combinaisons possibles pour un nombre donné de fentes.