CH646232A5 - Dispositif pour accoupler selectivement a un arbre a entrainer deux organes entraineurs distincts. - Google Patents

Description

L'invention est relative aux dispositifs pour accoupler sélectivement à un arbre à entraîner deux organes entraîneurs distincts dont l'un est l'arbre de sortie d'un moteur et dont l'autre est un organe de manœuvre entraînable à la main tel qu'une manivelle ou un volant.

La permutation des deux modes d'entraînement de l'arbre entraîné, que rendent possible ces dispositifs d'accouplement sélectif, constitue une mesure de secours permettant de suppléer à une défaillance éventuelle du moteur.

L'invention vise plus particulièrement, parmi ces dispositifs d'accouplement sélectif, ceux pour lesquels l'arbre entraîné est lié en rotation à une chaîne cinématique destinée à commander avec sécurité des déplacements irréversibles, par exemple l'orientation des pales d'une hélice de bateau, en commandant les déplacements axiaux relatifs d'une barre attelée à ces pales et logée dans l'arbre d'entraînement creux de cette hélice, ces déplacements axiaux étant eux-mêmes liés à ceux d'un équipage mobile le long de tiges filetées immobilisées axialement et liées en rotation à l'arbre entraîné ci-dessus, notamment par l'intermédiaire d'ensembles chaînes-roues dentées, conformément aux enseignements du brevet FR N° 2169456 du 25 janvier 1972.

Sur le plan constructif, l'invention se rapporte plus spécialement aux dispositifs d'accouplement sélectif considérés comprenant deux couronnes cannelées intérieurement coaxiales et axialement contiguës, respectivement solidaires, la première, de l'arbre de sortie du moteur et, la seconde, de l'arbre à entraîner, un noyau cannelé extérieurement propre à coagir avec les deux couronnes cannelées et des moyens propres à déplacer axialement ce noyau, lequel demeure toujours en prise avec la seconde couronne, de façon à l'accoupler à la première couronne ou, au contraire, à la désaccoupler de celle-ci.

Dans les modes de réalisation connus de ces derniers dispositifs, les déplacements axiaux du noyau cannelé sont directement commandés à la main et l'organe de manœuvre manuel n'est autre qu'une manivelle adaptable directement sur un prolongement à section carrée dudit noyau, lorsque ce dernier se trouve en sa position axiale pour laquelle il est désaccouplé de la première couronne.

Les efforts nécessaires pour commander aussi bien les coulissements axiaux du noyau que ses rotations en position désaccouplée sont relativement importants, ce qui rend pénibles les manœuvres de secours qui sont pourtant la raison d'être des dispositifs d'accouplement sélectif considérés.

Cet inconvénient peut se révéler particulièrement fâcheux pour l'application préférée indiquée ci-dessus, notamment lorsque les manœuvres de secours visant le réglage de l'orientation des pales du bateau doivent être exécutées et fréquemment renouvelées par gros temps.

Par ailleurs, et encore pour la même application préférée, la réversibilité relative de la commande manuelle peut poser certains problèmes, en particulier du fait que les contacts au niveau des tiges filetées sont de préférence réalisés avec roulements.

L'invention a pour but, surtout, de remédier aux inconvénients ci-dessus en rendant plus faciles les manœuvres manuelles concernant aussi bien la permutation du mode d'accouplement que l'entraînement de l'arbre entraîné, tout en conférant à ce dernier entraînement une irréversibilité totale.

A cet effet, le dispositif d'accouplement sélectif du genre ci-dessus conforme à l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend une troisième couronne cannelée intérieurement semblable aux deux premières couronnes, montée rotative dans un bâti en une position axialement contiguë à la deuxième couronne, du côté de celle-ci opposé à la première couronne, une roue tangente solidaire de cette troisième couronne, une vis sans fin coagissant avec la roue tangente et actionnable par un premier organe manuel de commande rotatif,

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

646 232

et des moyens à vis pour commander, à partir d'un second organe manuel de commande rotatif, les coulissements axiaux du noyau cannelé de façon à le faire coagir soit avec la première couronne, soit avec la troisième.

Dans des modes de réalisation préférés, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes:

— les moyens à vis pour commander les coulissements axiaux du noyau comprennent un manchon fileté intérieurement solidaire du bâti, une pièce filetée extérieurement coagissant avec ce manchon et se terminant à l'extérieur du bâti par une tête adaptée à la réception d'efforts manuels rotatifs, et des moyens pour rendre la pièce filetée solidaire axialement, mais non angulairement, du noyau,

— les moyens pour rendre la pièce filetée extérieurement solidaire axialement, mais non angulairement, du noyau, comprennent une collerette transversale solidaire de ce noyau et un étui prolongeant ladite pièce filetée extérieurement et propre avec elle à envelopper la collerette avec jeu radialement et sans jeu en direction axiale, de préférence avec interposition axiale de butées à roulement,

— des moyens élastiques sont interposés axialement entre les portées transversales axialement en regard comprises respectivement par la collerette et par les pièces qui l'enveloppent et, plus spécialement, entre chaque butée à roulement et l'une des deux portées qui encadrent axialement cette butée, si une telle butée est prévue,

— les moyens élastiques sont constitués par une couronne de ressorts hélicoïdaux de compression logés dans des alvéoles appropriés, et

— la pièce filetée comprend une rampe annulaire tronconique ou analogue propre à coagir, lors des déplacements axiaux de cette pièce, avec un microrupteur monté dans un circuit électrique lui-même associé à des moyens de sécurité propres à neutraliser le moteur tant que le noyau ne se trouve pas en sa position axiale correspondant à son accouplement total avec l'arbre de sortie de ce moteur.

Dans ce qui suit, on va décrire un mode de réalisation préféré de l'invention en se référant au dessin ci-annexé d'une manière bien entendu non limitative.

La figure unique de ce dessin montre en coupe axiale un dispositif d'accouplement sélectif établi selon l'invention.

Il s'agit d'accoupler à volonté un arbre à entraîner 2 soit à l'arbre de sortie 1 d'un moteur, soit à un autre organe rotatif 3 entraînable en rotation à la main, aux fins de suppléer aux défaillances éventuelles du moteur.

Dans l'application préférée ici considérée, l'arbre à entraîner 2 se présente sous la forme d'un fourreau solidaire de deux roues dentées 4 et 5, fourreau monté de façon pivotante sur le bâti 6 du moteur par l'intermédiaire de roulements appropriés 7.

Les roues dentées 4 et 5 coagissent avec des chaînes 8 et 9 de façon à entraîner en rotation deux tiges filetées parallèles immobilisées axialement et disposées de part et d'autre de l'arbre d'entraînement creux d'une hélice de bateau, en vue de déplacer axialement une barre disposée selon l'axe de cet arbre, ladite barre étant attelée aux racines des pales de l'hélice de façon à pouvoir régler les orientations de ces pales; à cet effet, il est prévu un équipage à écrous et butées à roulement monté sur les tiges filetées de façon à pouvoir se déplacer axialement, mais non angulairement, et solidaire axialement, mais non angulairement, de la barre.

Un tel montage a été décrit dans le brevet français cité ci-dessus.

La portion de l'arbre moteur 1 qui est accouplée au fourreau 2 se présente elle-même sous la forme d'un embout 10 sur lequel est calée angulairement, par une clavette 11, une douille 12 logée à frottement doux dans ledit fourreau.

La douille 12 et le fourreau 2 comprennent tous les deux des prolongements axiaux êvidés respectivement par deux couronnes cannelées intérieurement 13 et 14. Ces couronnes sont pratiquement identiques et juxtaposées axialement avec un léger jeu.

Leur accouplement mutuel en rotation est assuré à l'aide d'un noyau 15 cannelé extérieurement en correspondance et monté axialement coulissant.

Ce noyau 15 comprend constamment une portion de ses cannelures en prise avec la seconde couronne 14 mais, selon sa position axiale, ses cannelures sont ou bien partiellement engagées dans la première couronne 13, ce qui assure l'accouplement angulaire de l'arbre moteur 1 et de l'arbre à entraîner 2, ou bien totalement dégagées de cette première couronne 13, ce qui assure le désaccouplement mutuel entre les deux arbres 1 et 2.

Pour commander les accouplements et désaccouplements entre ces deux arbres 1 et 2, il suffit donc de faire coulisser axialement le noyau cannelé 15.

Pour l'état désaccouplé du mécanisme, il convient de prévoir des moyens pour entraîner à la main l'arbre 2 ou, ce qui revient au même, le noyau 15, lequel demeure constamment solidaire en rotation de cet arbre.

L'invention concerne essentiellement les moyens d'entraînement de ce noyau 15, aussi bien axialement pour assurer les accouplements et désaccouplements ci-dessus qu'angulairement pour assurer la commande manuelle de secours de l'arbre à entraîner.

On fait comprendre à cet effet à l'organe 3 une troisième couronne cannelée intérieurement 16, identique aux deux autres 13 et 14 et juxtaposée axialement à la deuxième couronne 14 du côté de celle-ci opposé à la première couronne 13.

La longueur axiale des cannelures extérieures du noyau 15 est sensiblement égale au double de la longueur axiale d'une couronne cannelée 13,14 ou 16.

Une moitié axiale de ces cannelures extérieures se trouve constamment en prise avec la seconde couronne cannelée ou couronne cannelée centrale 14, et la seconde moitié axiale de ces cannelures se trouve selon la position axiale dudit noyau 15 soit totalement engagée dans la première couronne 13 (position extrême gauche sur la figure), soit totalement engagée dans la trosième couronne 16 (position extrême droite sur la figure), soit partiellement engagée à la fois dans chacune des deux couronnes 13 et 16.

Le premier cas correspond à l'accouplement précédemment décrit entre les arbres 1 et 2, le second cas correspond à l'accouplement entre l'organe 3 et l'arbre 2 et le troisième cas correspond aux phases de manœuvre intermédiaire.

L'organe 3, qui comprend la troisième couronne cannelée 16, est monté pivotant, par l'intermédiaire de roulements à billes 17 et 18,

dans un bâti auxiliaire 19 rapporté sur le bâti 6, notamment par vissage.

Cet organe 3 se présente sous la forme générale d'une chemise cylindrique traversée axialement de part en part par un prolongement axial 20 du noyau cannelé 15, prolongement guidé j ointive-ment dans une extrémité alésée 21 de ladite chemise, opposée à la couronne 16.

La chemise en question constitue un moyeu pour une roue tangente extérieure 22.

Une vis sans fin 23 coopérant avec cette roue tangente est montée rotative sur le bâti 19 et se termine à l'extérieur de ce bâti par un organe de commande manuelle M (non représenté) tel qu'une manivelle ou un volant.

Ce montage à vis sans fin 23 et roue tangente 22 permet une commande manuelle démultipliée et irréversible des rotations de l'organe 3 et donc de l'arbre entraîné 2 lorsque le noyau 15 se trouve en sa position extrême droite sur la figure.

Pour commander les déplacements axiaux du noyau 15, on procède par vissage en ayant recours à des moyens pour transformer en ces déplacements axiaux les rotations d'un deuxième organe de commande manuelle rotatif N (non représenté), qui peut d'ailleurs être le même que le premier organe M, si celui-ci est prévu facilement amovible de son arbre, vu que les deux commandes concernées ne sont pas simultanées.

A cet effet,

— on prévoit à l'extrémité du prolongement 20 une collerette transversale 24 délimitée axialement par deux portées annulaires planes,

— on rapporte sur le bâti 19, notamment par boulonnage, un manchon fileté intérieurement, coaxial au noyau 15, et

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

646 232

4

— on monte dans ce manchon une pièce 26 filetée extérieurement en correspondance, pièce prolongée à l'une de ses extrémités axiales par un étui 27 propre à chevaucher avec cette pièce la collerette 24 de façon à être solidaire axialement, mais non angulairement, de cette collerette, et à son autre extrémité axiale par une tête extérieure 28 adaptée à la réception d'efforts rotatifs manuels.

Dans la pratique, l'ensemble de la pièce 26 filetée extérieurement et de l'étui 27 sont avantageusement constitués, d'une part, par un embout cylindrique dont l'embase élargie est délimitée extérieurement par une surface cylindrique filetée et, d'autre part, par une douille présentant un col cylindrique fileté intérieurement et extérieurement, ce col étant vissé autour de l'embase élargie ci-dessus et étant calé angulairement sur cette embase à l'aide d'une petite vis excentrée 39, le filetage externe propre à coopérer avec le manchon 25 fileté intérieurement étant alors celui dudit col.

La collerette transversale 24 peut être constituée par une pastille ou galette débordante vissée axialement au bout du prolongement 20.

La pièce filetée extérieurement 26 est guidée transversalement par •logement jointif de deux plages cylindriques qu'elle comporte dans des alésages complémentaires 29, 30 du bâti 19 et du manchon 25.

L'ensemble 26, 27 comprend deux portées transversales 31 propres à encadrer axialement la collerette 24 par l'intermédiaire de deux butées à roulement 32, notamment à aiguilles.

La tête 28 est ici délimitée extérieurement par un prisme à six pans propre à être coiffé par l'organe N évidé en correspondance.

Dans ces conditions, chaque rotation de cet organe N se traduit par des coulissements axiaux du noyau 15 dans un sens qui dépend du sens de ladite rotation.

En effet, cette rotation fait tourner la pièce filetée 26 dans le manchon fixe 25, ce qui la déplace axialement, ainsi que l'étui 27 qui en est solidaire, que la collerette 24 encadrée axialement par cet étui et par cette pièce et que le noyau 15 dont le prolongement 20 est terminé par cette collerette.

Pour permuter les deux modes d'accouplement de l'arbre à entraîner 2 avec respectivement l'arbre du moteur 1 et l'organe 3, il suffit donc de faire tourner l'organe N dans un sens ou dans l'autre.

On interpose des moyens élastiques entre chaque butée à roulement 32 et la portée correspondante 31.

Dans le mode de réalisation illustré, ces moyens élastiques sont constitués par une couronne de petits ressorts hélicoïdaux de compression 33, par exemple au nombre de 9, logés dans autant d'alvéoles 34 d'axes parallèles.

Pour répartir les efforts de ces ressorts 33 sur la butée à roulement 32 correspondante, on intercale entre eux une rondelle 35 et, pour éviter les rotations de cette rondelle, on prévoit sur celle-ci au moins un pion de guidage 36 propre à coagir avec le fond alésé en correspondance d'un alvéole 34.

L'intérêt de ce perfectionnement réside en ce qu'il facilite les débuts d'introduction axiale des cannelures externes du noyau 15 dans les cannelures internes correspondantes de la couronne 13 ou 16 lors de chaque manœuvre.

Si, en effet, les positions angulaires des deux cannelures à introduire l'une dans l'autre ne présentent pas le décalage exact nécessaire, leur introduction relative nécessite un ajustage angulaire mutuel précoce, lequel est difficile à assurer du fait même que l'introduction n'est pas encore amorcée; il en résulte un risque d'usure des extrémités axiales des cannelures en contact mutuel.

Au contraire, le perfectionnement ci-dessus permet de commencer le déplacement axial de la pièce filetée, même si aucune introduction axiale mutuelle des cannelures n'est possible, ce qui se traduit simplement par la compression de l'un des jeux de ressorts 33, compression sollicitant élastiquement les cannelures considérées au contact axial mutuel.

Dans ces conditions, l'ajustage angulaire mutuel subséquent de ces deux cannelures se traduit, dès que leur positionnement angulaire correct est assuré, par une détente élastique introduisant axialement les deux cannelures l'une dans l'autre d'une manière tout à fait nette.

Cette disposition permet donc de réduire l'usure des extrémités axiales des cannelures tout en facilitant le début de chaque manœuvre.

Il convient par ailleurs que l'arbre 1 du moteur soit immobilisé tant que le noyau 15 se trouve dans une autre position axiale que sa position extrême gauche sur la figure: il n'est en effet pas possible de faire entraîner l'organe 3 par ce moteur, vu l'irréversibilité du mécanisme à roue tangente et vis sans fin lié audit organe.

A cet effet, on prévoit avantageusement des moyens de sécurité comprenant:

— une rampe tronconique 37 prévue sur le corps de la pièce filetée extérieurement 26,

— un microrupteur 38 dont l'élément mobile est placé sur la trajectoire axiale de la rampe tronconique 37 de façon à être actionné par cette rampe dès le début du déplacement axial de celle-ci vers la droite à partir de sa position extrême gauche représentée sur la figure, et

— un circuit électrique commandé par ce microrupteur et associé à des moyens de neutralisation du moteur.

Ensuite de quoi, et quel que soit le mode de réalisation adopté, on obtient finalement un dispositif d'accouplement sélectif dont la constitution et le fonctionnement résultent suffisamment de ce qui précède.

Ce dispositif présente de nombreux avantages par rapport à ceux antérieurement connus, notamment en ce qui concerne la facilité d'exécution des diverses commandes manuelles, due en particulier à la démultiplication des efforts, la longévité du mécanisme, la sécurité des commandes assurées, due en particulier à l'irréversibilité de l'ensemble roue tangente 22 et vis sans fin 23.

A ce sujet, on peut noter que, dans le mode d'application préféré signalé ci-dessus, il est possible de permuter le mode d'accouplement de l'arbre entraîné 2, même lorsque l'hélice est entraînée en rotation, vu qu'à aucun instant le noyau 15 et donc ledit arbre 2 ne sont désaccouplés à la fois de l'arbre 1 et de l'ensemble irréversible 22, 23. Par conséquent, à aucun instant une modification indésirable d'orientation de pale ne peut se produire, vu l'irréversibilité de la chaîne cinématique remontant de cette pale aux organes moteurs par l'intermédiaire du susdit arbre 2.

Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés;

elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes, notamment:

— celles où la liaison entre la pièce filetée 26 et le prolongement 20 du noyau 15 serait assurée en prévoyant non pas la collerette 24 sur ce prolongement et l'étui 27 sur cette pièce, mais au contraire une collerette sur ladite pièce et un étui sur ledit prolongement,

— celles où la collerette serait encadrée axialement par l'étui avec contact jointif à frottement doux, sans interposition de butées de roulement, et

— celles où les ressorts hélicoïdaux de compression 33 seraient remplacés par d'autres moyens élastiques conduisant au même résultat, par exemple par des rondelles élastiques du type Belleville, ou encore par des plots en caoutchouc, etc.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

R

1 feuille dessin

Claims (9)

646 232

1. Dispositif pour accoupler sélectivement à un arbre à entraîner deux organes entraîneurs distincts dont l'un est l'arbre de sortie d'un moteur et dont l'autre est un organe de manœuvre entraînable à la main, comprenant deux couronnes cannelées intérieurement coaxia-les et axialement contiguës, respectivement solidaires, la première, de l'arbre de sortie du moteur et, la seconde, de l'arbre à entraîner, un noyau cannelé extérieurement propre à coagir avec les deux couronnes cannelées et des moyens propres à déplacer axialement ce noyau, lequel demeure toujours en prise avec la seconde couronne, de façon à l'accoupler à la première couronne ou au contraire à la désaccou-pler de celle-ci, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une troisième couronne cannelée intérieurement (16) semblable aux deux premières couronnes (13,14), montée rotative dans un bâti (19) en une position axialement contiguë à la deuxième couronne (14), du côté de celle-ci opposé à la première couronne (13), une roue tangente (22) solidaire de cette troisième couronne, une vis sans fin (23) coagissant avec la roue tangente et actionnable par un premier organe manuel de commande rotatif, et des moyens à vis pour commander, à partir d'un second organe manuel de commande rotatif, les coulissements axiaux du noyau cannelé (15) de façon à le faire coagir soit avec la première couronne, soit avec la troisième.

2. Dispositif d'accouplement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens à vis pour commander les coulissements du noyau (15) comprennent un manchon fileté intérieurement (25) solidaire du bâti (19), une pièce filetée extérieurement (26) coagissant avec ce manchon et se terminant à l'extérieur du bâti par une tête (28) adaptée à la réception d'efforts manuels rotatifs, et des moyens pour rendre la pièce filetée (26) solidaire axialement, mais non angu-lairement, du noyau.

2

REVENDICATIONS

3. Dispositif d'accouplement selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens pour rendre la pièce filetée extérieurement (26) solidaire axialement, mais non angulairement, du noyau (15) comprennent une collerette transversale (24) solidaire de ce noyau et un étui (27) prolongeant ladite pièce filetée extérieurement et propre avec elle à envelopper la collerette avec jeu radialement et sans jeu en direction axiale.

4. Dispositif d'accouplement selon la revendication 3, caractérisé en ce que les butées à roulement (32) sont interposées axialement entre la collerette (24) et les portées transversales axialement en regard de l'étui (27) et de la pièce filetée extérieurement (26).

5. Dispositif d'accouplement selon la revendication 3, caractérisé en ce que des moyens élastiques sont interposés axialement entre les portées transversales axialement en regard comprises respectivement par la collerette (24) et par les pièces (26,27) qui l'enveloppent.

6. Dispositif d'accouplement selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que les moyens élastiques sont interposés entre chaque butée à roulement (32) et l'une des deux portées de la collerette et de l'ensemble qui l'encadre axialement.

7. Dispositif d'accouplement selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens élastiques sont constitués par une couronne de ressorts hélicoïdaux de compression (33) logés dans des alvéoles (34).

8. Dispositif d'accouplement selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que la pièce filetée (26) comprend une rampe annulaire (37) tronconique ou analogue propre à coagir, lors des déplacements axiaux de cette pièce, avec un microrupteur (38) monté dans un circuit électrique lui-même associé à des moyens de sécurité propres à neutraliser le moteur tant que le noyau (15) ne se trouve pas en sa position axiale correspondant à son accouplement total avec l'arbre de sortie (1) de ce moteur.

9. Dispositif de propulsion comprenant le dispositif d'accouplement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre à entraîner (2) sert à régler l'orientation des pales d'une hélice de bateau en commandant les déplacements axiaux relatifs d'une barre attelée à ces pales et logée dans l'arbre d'entraînement creux de cette hélice, ces déplacements axiaux étant eux-mêmes liés à ceux d'un équipage mobile le long de tiges filetées immobilisées axialement et liées en rotation à l'arbre entraîné ci-dessus.