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"Embrayage perfectionne"
Les embrayages électro-magnétiques, dont diverses réalisa- tions sont actuellement connues, possèdent tous l'inconvénient d'a- gir de manière brutale, aucun patinage n'ayant lieu au moment de la mise.en prise. Par contre, ces embrayages sont d'une très grand efficacité, en raison même de cette particularité.
D'autre part, les embrayages centrifuges ont une action ,progressive par construction, mais si l'arbre mené n'a pas une "coupure" (point mort dans le cas d'une botte à plusieurs vitesses) on ne peut pas "emballer" le moteur; autrement dit, on ne peut pas accélérer l'arbre menant au-dessus de la vitesse choisie pour la prise de l'embrayage et, en plus, si ledit embrayage ne possède pas un dispositif de déclenchement du système de masselottes au régime voulu, il y a une plus grande usure des garnitures. Cette usure est produite par le léger patinage dû au ralenti du moteur.
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Chacun de ces types d'embrayage possède donc ses avantages et ses inconvénients et ces derniers sont suffisamment marqués pour que les tentatives faites jusqu'ici pour employer, notamment sur les véhicules automobiles, soit les embrayages él@ctro-magné- tiques, soit les embrayages mécaniques centrifuges, n'aient pas donné de résultats satisfaisants.
La présente invention a pour objet un embrayage perfectionné essentiellement caractérisé par la combinaison d'un embraygge électro magnétique (non progressif, de par sa nature mené) et d'un embrayage mécanique centrifuge progressif. Grâce à cette combinaison, on réalise un ensemble nouveau qui procure les avantagea des deux systèmes sans en posséder les inconvénients.
Le nouvel embrayage est également caractérisé par les di- verses particularités qui seront indiquées ci-après.
Pour mieux faire comprendre l'objet et les caractéristiques de l'invention, on va en décrire maintenant de manière plus détail- lée, à titre d'exemple s@ulement, plusieurs modes de réalisation plus particulièrement étu@iés en vue de l'application de cet embra- yage eu cas d'un véhicule automobile, Mais il est expressément enten- du que la description qui va suivre n'a aucun caractère limitatif de la portée de l'invention et, de plus, que celle-oi peut recevoir toutes applications autres que celle, envisagée ici, de la transmis- sion dans une automobile.
Sur les dessins annexée, on a représenté, d'une manière schématique, plusieurs embrayages perfectionnés réalisés conformé- ment à l'invention :
La figure 1 est une coupe, par l'axe, d'un premier mode de réalisation de l'embrayage;
La figure 2 montre, en coupe, par II-II de la figure 1, le détail du montage d'une des masselottes;
La figure 3 est une coupe semblable à celle de la figure 1 et montre une variante du système de masselottes;
La figure % est une coupe,par IV-IV, de la figure 3 ;
La figure 5 est une eoupe, par V-V de la figure 3 ;
La figure 6 représente un détail du même embrayage;
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La figure 7 est une coupe partielle schématique d'une variante de la figure 1, variante comportant un dispositif de verrouillage des masselottes dans un but qui sera indiqué plus , loin;
La figure 8 est une coupe, par l'axe, d'une variante de réalisation dérivant du mode de réalisation de la figure 3;
La figure 9 représente schématiquement un dispositif de verrouillage de la partie mécanique de l'embrayage de la figure 8;
La figure 10 représente un détail du mécanisme;
La figure 11 est une vue à 90 de la figure 10.
Dans les différents modes de réalisation, le nouvel embra- yage, faisant l'objet de l'invention, comprend, d'une manière géné- rale, un embrayage électro-magnétique et un ambrayage mécanique cen- triguge logé dans le premier, ces deux embrayages étant désignés, dans leur .ensemble, par M et 0 respectivement sur les figures 1, 3, 7 et 8.
L'organisation de l'embrayage électro-magnétique est la même dans le cas des figures 1 et 3 ; ne la décrira donc en détail que pour la figure 1, les mêmes nombres de référence désignant, sur la figure 3, les mêmes organes.
Comme on le voit sur la figure 1, le volant 1 du moteur porte, fixé sur lui par tous moyens appropriés, l'électro-aimant 2 de l'embrayage électro-magnétique. L'excitation de la bobine 3 de l'électro-aimant est assurée par le câble 4 zaocordé à la bague collectrice 5 solidaire du volant 1 et recevant le courant par le balai 6 ; retour se fait par la masse.
L'armature 7 de l'électro-aimant 2, disposée en regard et à faible distance de celui-ci, est rendue solidaire, par un moyen approprié quelconque, de la cuvette 8, laquelle constitue un élément de l'embrayage centrifuge qui sera décrit plus loin.
L'ensemble qui vient d'être décrit constitue l'embrayage électro-magnétique qui se retrouve identiquement dans la variante de la figure 3. Toutefois, dans celle-ci, la cuvette 8' (qui corres- pond à la cuvette 8 de la figure 1) est de forme quelque peu diffé- rente, pour la raison qui sera indiquée ci-après-
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On va décrire maintenant l'embrayage mécanique centrifuge, tel qu'il est réalisé dans le mode d'exécution de la figure 1.
La cuvette 8, solidaire de l'armature 7, est montée, par son moyeu 9, de manière qu'elle puisse tourner et se déplacer para.- lèlement à son axe de rotation, sur un manchon solidaire du volant 1.
C'est sur la cuvette 8 que sont montées les masselottes centrifuges 10, lesquelles peuvent pivoter autour d'axes 11 portés par ladite cuvette, La forme particulière de ces masselottes est nettement visible sur la figure 1 ; comme on le voit également sur cette figure, dans ce premier mode de réalisation de l'invention,,le mouvement des masselottes se fait dans des plans passant par l'axe de l'embrayage : la figure montre en trait plein la position occupée par une masse- lotte au repos et, en traits mixtes, la position de la même masse- lotte lorsque l'embrayage est en prise.
Chaque masselotte 10 comprend une partie de masse importante ayant son centre de gravité en un point convenablement choisi pour l'obtention de l'effet centrifuge maximum, partie située vers l'ex- térieur du volant par rapport à l'axe de pivotement 11,et un prolon- gement 12, de faible masse, situé de l'autre coté de l'axe 11 et formant doigt de poussée.
En regard du doigt 12 de chacune des masselottes, la cuvette 8 est percée d'un trou parallèle à l'axe et dans lequel peut se mou- voir à frottement doux une tige 13 présentant un collet 13' par le- quel elle s'appuie sur le plateau 14 de l'embrayage. Le disque habi- tuel d'embrayage 15, portant les garnitures de friction 16 et soli- daire de l'arbre à commander 36 est placé, de manière connue, entre le.plateau 14 précité et un deuxième plateau 17 solidaire en rotation de la cuvette 8 par l'intermédiaire des encoches 8", Ce plateau, sou- mis à l'action des ressorts d'embrayage 18, bute longitudinalement en d,
Cette butée limite le jeu des garnitures du disque d'embra- yage. De son coté, le plateau 14 est souris à l'action du ressort de rappel 19 qui sert également au rappel des masselottes.
Lorsque la force centrifuge amène les masselottes de la position repréaentée en trait plein sur la figure 1 à la position,.
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représentée en trait mixte, elles poussent, par leurs doigts 12, les tiges 13 qui-, par leurs collets 13', agissent sur le plateau 14 pour produire la mise en prise de l'embrayage.
L'embrayage centrifuge ainsi réalisé est complété par un dispositif de frein électro-magnétique don l'utilité sera indi- quée dans l'exposé du fonctionnement du système. Ce frein comprend une armature 20, rendue solidaire de la cuvette 8 par l'intermé- diaire du plateau 21, et un électro-aimant 22-22' réglable longitu- dinalement et fixé au carter 22" par des boulons 23'.
La variante de réalisation que représentent les figures 3 à 6 ne diffère du mode d'exécution des figures 1 et 2 que par la disposition des masselottes centrifuges et par leur mode d'ac- tion sur le plateau de l'embrayage mécanique.
Comme on le voit sur les figures $. et 4, dans cette va- riante, les masselottes 10' pivotent dans un plan perpendiculaire à l'axe du volant autour des axes 11' portés par la cuvette 8' dont la forme est convenablement modifiée, à cet effet, par rap- port à celle cu premier mode d'exécution. Chaque masselotte se prolonge' ,par un bras 10" dont l'extrémité (voir figure 4) forme une fourche en prise aveo un doigt 23 fixé sur un disque 24 et pouvant se mouvoir dans un fente 25 en forme d'arc de cercle prà- tiquée dans la cuvette 8'.
Le disque 24 est solidaire d'une couronne 26 qui peut tour- ner librement autour du moyeu 9' de la cuvette 8', grâce au roule- ment à billes 27, mais qui ne peut pas se déplacer longitudinalement le roulement précité formant en même temps butée. En regard de la couronne 26 est montée une seconde couronne 28 solidaire du premier plateau d'embrayage 14'. Entre les couronnes 26 et 28 sont disposées des billes 29 en nombre convenable, billes maintenues, de préférence par une cage 30 (figure 6).
A l'endroit des billes 29, les couron- nes 26 et 28 présentent, sur leurs surfaces en regard, des cavités 31 formant rampes de profondeur décroissant en sens inverse pour les deux couronnes (figures 5 et 6), Grce à cette organisation, lorsque, sous l'aotion de la force centrifuge, les masselottes 10' passent de la position en trait plein de la figure 4 à la position ,
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en trait mixte et que, par suite, elles font tourner le disque 24 (et, avec lui, la couronne 26) de l'angle permis par les fentes 25 (voir figure 4), les billes 29 se trouvent entrainées dans le même mouvement de rotation.
Etant donné, que la couronne 26 est immobi- lisée dans le sens de l'axe de l'embrayage par la butée à billes 27, et en raison de la forme donnée aux cavités 31, c'est la couronne 28 qui se meut, parallèlement à l'axe précité, dans le sens de la flèche F (figure 6). Or, la. couronne 28 est solidaire du plateau 14': celai-ci se trouve donc poussé dans le sens de la flèche F (figure 3) et l'embrayage est mis en prise, à la manière habituelle, le disque 15' portant les garnitures de friction 16' se trouvant ainsi serré,' entre la plateau 14' et le plateau 17'. Ce dernier plateau est sou- mis à l'action des ressorts d'embrayage 18' et bute longitudinalement en d. Les ressorts 19' rappellent le plateau 14' et les masselottes.
Avec l'un et l'autre des modes de réalisation qui viennent d'être décrits, la réaction de, l'embrayage est interne à la cuvette 8 et de ce fait il n'existe aucune poussée sur le Volant moteur,
En raison de son organisation, l'embrayage, objet de l'in- vention, est nécessairement débrayé lorsque le moteur est à l'arrêt.
Par suite, il n'est pas possible de faire tourner le moteur en pous- sant la voiture (le changement de vitesse étant en prise sur l'une de ses combinaisons), ainsi qu'on le fait parfois pour mettre en marche le moteur en cas de panne de démarreur. Pour permettre cette manoeuvre, l'embrayage est complété, conformément à l'une des carac- téristiques de l'invention, par un dispositif d'ehcliquetage, ou de roue libre, dont les figures 1,3 et 5 montrent un mode de réalisa- tion donné à titre d'exemple.
Sur le manchon l' prolongeant le volant 1 sont montés deux cliquets 32 pivotant sur des axes 33 et soumis à l'action de ressorte 34 qui tendent à les mettre en prise avec des encoches pratiquées dans une douille 35 montée à cannelures sur l'arbre 36.
Lorsque le moteur est arrêté, les cliquets occupent la posi- tion de la figure 5 : par suite, la liaison est établie entre l'ar- bre 26 et le volant 1 et si l'on fait rouler la voiture en la pous- sant, le moteur se trouve entratné. Nais, dès que le moteur a été
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lancé, la force centrifuge chasse les cliqueta 32 vers l'extérieur, en comprimant les ressorts 34, et les becs des cliquets s'échappent des encoches. La liaison, entre l'arbre 36 et le volant 1, se trou- ve donc supprimée et le système se trouve débrayé. S'est cette der- nière position que les cliquets occupent en-marche normale.
Le fonctionnement de ces deux premiers exemples de réalisa- tion de l'embrayage, objet de l'invention, est le suivant (on suppo- se, pour la commodité de l'exposé, que l'embrayage est appliqué à une automobile, mais il est bien entendu que cet exemple n'est pris qu'à titre d'illustration, sans aucun caractère limitatif) :
Le moteur étant en marche, on peut l'accélérer sans que l'embrayage se mette à fonctionner, mais dès que l'on peut faire démarrer la voiture, on envoie le courant de la batterie dans la bobine 3 de l'électro-aimant 2 qui se trouve ainsi excité et qui attire aussitôt l'armature 7; les éléments 2 et 7 du système sont ainsi rendus solidaires, mais l'embrayage n'est pas encore'obtenu.
Pour qu'il y ait embrayage, il faut que la vitesse de rotation du moteur atteigne la vitesse, choisie par construction, pour laquelle les masselottes viennent, sous l'aotion de la force centrifuge, à fond de course de leur mouvement vers l'extérieur (position en traits mixtes sur la figure 1, pour le cas du premier mode d'exécution, et sur la figure 4, pour la variante).
Ainsi qu'on l'a exposé plus haut, ce mouvement des masselot- tes provoque, soit directement (cas des figures 1 et 2),soit par l'intermédiaire des billes 29 et des rampes 31 (cas des figures 3 à 6), le déplacement longitudinal du plateau 14 (ou 14') et, par con- séquent, la mise en prise de l'embrayage par serrage des garnitures de friotion 16 (ou 16') entre les plateaux 14 (ou 14') et 17 (ou 17'),
Lorsque les Masselottes viennent occuper leur position ex- trame vers l'extérieur, position correspondant à l'obtention de l'embrayage mécanique, il est essentiel qu'elles ne viennent pas buter contre le volant, ou oontre une partie solidaire de celui-ci, car il en résulterait un freinage tout à fait préjudiciable à la marche du système.
Pour éviter cet inconvénient, il a été prévu sur la cuvette 8 (ou 8') un rebord a (ou b) contre lequel les masse-
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lottes viennent s'appuyer à fond de course.
L'embrayage combiné que l'on vient de décrire permet, lorsqu'il est appliqué à une voiture automobile, la suppression de la pédale d'embrayage, les manoeuvres se faisant dans ce cas de la manière suivante t
Pour faire démarrer la voiture, le acteur étant en marche et le levier de changement de vitesse étant sur la combinaison dési- rée, il suffit, après avoir fermé le contact du circuit d'ei@ita-a- tion de l'électro-aimant 2-7, d'accélérer : des que le nombre de tours du moteur atteint la valeur pour laquelle l'embrayage centri- fuge a été réglé, l'embrayage se met en prise et la voiture démarre sans aucun à-coup.
Pour passer à la vitesse supérieure, il faut réduire le nombre de tours des masselottes afin de produire le débrayage du système centrifuge. C'est là le rôle du frein électromagnétique 20-22' décrit plus haut. La manoeuvre est la suivante :
Après avoir coupé le circuit d'excitation de l'électro- aimant d'embrayage 2-7, on produit, pendant un très court instant, l'excitation de la bobine 22 du frein électro-magnétique 20-22', ce qui a pour effet de ralentir le mouvement de rotation de la cuvette 8 (ou 8') et, par conséquent, de permettre le retour des masselottes à la position de repos correspondant au débrayage méca- nique. On passe alors la vitesse, on produit à nouveau l'excitation de 1'électro-aimant 2-7 et on accélère le moteur.
Les manoeuvrer d'ouverture et de fermeture des circuits d'excitation des électro- aimants 2-7 et 20-22' peuvent être conjuguées ou être exécutées au moyen d'une commande unique convenablement établie à cet effet.
Dans les deux exemples de réalisation susvisés, les masse- lottes ne fonctionnent pas tant que l'on n'envoie pas le courant dans l'électro-aimant de l'embrayage électro-magnétique ,et ceci, quel que soit le régime de marche du moteur. Il n'y a donc aucune usure des garnitures du disque d'embrayage.
Si, par exemple, l'embrayage est utilisé sur un véhicule, ou une machine, comportant plusieurs vitesses ou changements de mar-
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che, il faut pouvoir éviter le léger patinage des garnitures d'em- brayage (par conséquent, leur usure) et les possibilités de calage du moteur lorsque celui-ci tourne au ralenti, Même lorsque l'on a envo@yé le courant dans la bobine de l'él@ctro-aimant de l'ombra- yage électro-magnétique.
Pour mieux faire comprendre ce qui précède, on va supposer que l'embrayage est utilisé sur une voiture automo- bile, le levier ou manette de changement de vitesse se trouvant en position de première vitesse ou en position de marche arrière, le courant étant ainsi envoyé dans la bobine de l'embrayage électro- magnétique et le moteur tournant au ralenti. Dans ces conditions, il importe d'empêcher les masse lottes de fonctionner. Il faut donc les verrouiller et ne permettre leur déclenchement qu'à une vitesse de rotation légèrement inférieure à celle choisie pour la mise en prise de l'embrayage.
Conformément aux variantes de réalisation que l'on va dé- crire maintenant, on a prévu, pour les masselottes de l'embrayage mécanique centrifuge, un dispositif de verrouillage qui maintient lesdites masselottes en position inactive tant que l'embrayage tourne au-dessous d'une vitesse de'rotation choisie.
Dans l'exemple de réalisation que montre la figure 7, le dispositif de verrouillage empêchant l'action de chaque masselotte 10 sous l'action de la force contrifuge, avant que l'embrayage ait atteint une certaine vit@sse de rotation (fixée par construction), est constitué par une gorge circulaire 37, ménagée dans les tiges- poussoirs 13, soumises à l'action des doigts 12 des masselottes, la gorge 37 précitée coopérant avec une bille de verrouillage 38 soumise à l'action d'un reswort 39 disposé radialement dans un logement du corps de cuvette 8.
On voit immédiatement que, grâce à cette organisation, les masselottes 10 sont maintenues positivement dans leur position de repos tant que, sous l'action de la force centrifuge de la masse- lotte la, l'effort exercé par le doigt 12 sur la tige-poussoir 13 n'est pas suffisant pour refouler la bille 38 hors.de la gorge 37 de la tige-poussoir précitée.
On remarquera que le dispositif de verrouillage (37-38-39) précité n'a aucune action sur le retour, en position de repos,
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des différents organes, lors de l'arrêt du mécanisme, ce retour en position de repos étant assuré par le ressort de rappel (19), dont il est question précédemment.
Dans l'exemple de réalisation que représente la figure 8, le dispositif se différencie de l'ensemble de réalisation représen- té sur la figure 3 par les particularités suivantes : a) L'armature 7' est rendue solidaire du volant 1 du moteur et l'électro-aimant 2' (avec la bobine 3') est rendu solidaire de la cuvette 8' de l'embrayage mécanique centrifuge, le courant étant amené à la bobine 3' par le câble 4' aboutissant à la bague collec- trice 5' qui coopère avec le balai-frotteur 6', tandis que le retour s'effectue par la masse; b) Le balai-frotteur est supporté par le carter même de l'embrayage; on évite ainsi l'obligation d'apporter une modifica- tion quelconque au moteur, soit pour fixer sur le volaht la bague collectrice et ses isolants, soit pour faire supporter, par le car- ter du moteur, le balai-frotteur.
L'usure du balai 6' se trouve réduite par le fait de la possibilité que l'on a de diminuer le diamètre de la bague collec- trice 5' et par le fait que celle-ci ne tourne pas tant que le cou- rant n'est pas envoyé dans la bobine 3'; c) L'armature 20 est remplacez par l'électro-aimant 2' qui fait office, soit d'électro-aimant pour l'armature 7' (solidaire du volant 1 du moteur), soit d'armature pour la partie 20' de l'électro- aimant 22'; d) La plateau 21' (qui lest de forme différente du plateau 21 des figures 1 et 3) porte, fixé sur lui par l'intermédiaire de vis 46, un disque 47 qui sert de butée longitudinale (par l'intermédiaire de la collerette d') pour le plateau 17', lequel est rendu solidaire, en rotation, du disque 47 par l'intermédiaire de cannelures 48.
Le dispositif assurant le verrouillage des masselottes, dans le mode de réalisation de la figure 8, est formé par un évide- ment 40 (figure 9) ménagé dans la partie la plus profonde de chaque cavité 31 en forme de rampe.
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Des ressorts 19' maintiennent les billes dans les évidements 40 précités. Ces ressorts sont tarés de façon à ne permettre aux billes 29 de rouler de l'angle et de ne s'engager sur les rampes 31 que lorqque le mécanisme tourne à la vitesse de rotation choisie par construction.
Grâce à cette organisation, on peut,-comme dans l'exemple précédent, mettre en action l'embrayage électro-magnétique sans provoquer la mise en action de l'embrayage mécanique centrifuge tant que la vitesse de rotation du dispositif est inférieure à une certaine valeur ,fixée par construction.
Le rappel, en position de verrouillage, du disque 24, par rapport au plateau 14', est assuré par quelques ressorts 41 accrochés chaoun, d'une part, à un ergot 42 solidaire du disque 24 et, d'autre part, à un ergot 43 solidaire du plateau 14'. Pour em- pêcher la déformation des ressorts 41 sous l'action de la force een- trifuge, on a prévu, vers l'extérieur, des équerres'de retenue 45 fixées sur le disque 24.
On peut admettre une pression légèrement variable sur les garnitures du disque d'embrayage, ce qui permet de ne procéder à aucun réglage du jeu existant entre les plateaux 14' et 17', d'une part, et les garnitures du disque 15', d'autre part. Ce jeu est délimité par la collerette d', formant butée.
On a vu précédemment que les masselottes de l'embrayage cen- trifuge ont une course constante; elles butent ici également en a, dans le cas de la figure 7, et en b, dans le cas de lafigure 8.
La couse du plateau 14' étant donc constante, lorsque les garnitu- res 16' du disque 15' sont usées c'est le plateau 17' qui se déplace longitudinalement en comprimant les ressorts 18' d'une quantité suffisante pour entraîner l'arbre .mené 36. C'est le oontraire qui se produit, lorsque les garnitures 16' du disque 15' sont neuves et, par conséquent, plus épaisses. Dans ce cas, les ressorts 18' sont comprimés d'une quantité supérieure à la normale et la pression sur les faces des garnitures 16', se trouve simplement être légère- ment supérieure à la pression normale.
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Pour Pour mieux faire comprendre le mode particulier du fonc- tionnement de l'embrayage représenté sur la figure 8, on a repré- senté sur cette figure un schéma de la manoeuvre à exécuter en supposant l'embrayage appliqué à une machine ou à un véhicule com- portant une ou plusieurs vitesses, étant entendu que ce qui est exposé pour une vitesse est Valable pour n'importe quelle autre vitesse..
Le balai 6', amenant le courant à 1'électro-aimant 2', et la bobine 22, de l'électro-aimant fixe de freinage 22', sont reliés, par l'intermédiaire de conducteurs t et f, aux plots du commutateur A, qui est, en l'occurrence, le levier ou la manette de changement de vitesse, commutateur dont le point mort est indiqué par 0. Le fonotionnement de l'appareil est la suivant :
Le moteur étant en marche et au ralenti, on déplace le levier A de la position 0 à la position 0', course pendant laquelle on a changé de vitesse. Lorsque le levier est en 0', le courant est envoyé, grâce au conducteur f, de la batterie B dans 1électro-aimant de freinage 22'. On supprime ainsi toute manifestation intempestive de la rémanence possible que peut présenter l'électro-aimant 2' et s' l'on assure, par ce moyen, de l'immobilité de l'embrayage centrifuge.
On-amène ensuite le levier A, dela position 0' à la position 0", ce qui fait que le courant est envoyé, par l'intermédiaire du conducteur t, dans l'électro-aimant 2'.
Il y a lieu de remarquer qu'en raison du fait qu'on est tou- jours obligé de revenir au point mort pour passer une vitesse quel- conque, le risque d'entraînement intempestif, par rémanence de l'électro-aimant 3', se trouve supprimé puisque c'est l'électro- aimant de freinage 22' qui se trouve être le dernier mis en action lorsque l'on retient au point mort.
Il est évident que les exemples de réalisation du dispositif perfectionné conformément à l'invention, exemples décrits ci-dessus et représentés sur le dessin annexé, ne sont donné qu'à titre indica- tif et non limitatif et que l'embrayage perfectionné peut subir toutes modifications de détail sans que l'on s'écarte de l'esprit de l'in- vention.
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"Perfect clutch"
Electromagnetic clutches, of which various embodiments are presently known, all have the drawback of acting suddenly, no slippage taking place at the time of engagement. On the other hand, these clutches are very efficient, because of this peculiarity.
On the other hand, the centrifugal clutches have an action, progressive by construction, but if the driven shaft does not have a "cut" (neutral point in the case of a boot with several speeds) one cannot "race. " engine; in other words, it is not possible to accelerate the driving shaft above the speed chosen for the engagement of the clutch and, in addition, if said clutch does not have a device for triggering the weight system at the desired speed, it there is more wear on the linings. This wear is produced by the slight slip due to engine idling.
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Each of these types of clutch therefore has its advantages and disadvantages and the latter are sufficiently marked for the attempts made so far to use, in particular on motor vehicles, either electro-magnetic clutches or centrifugal mechanical clutches have not given satisfactory results.
The present invention relates to an improved clutch essentially characterized by the combination of an electromagnetic clutch (non-progressive, by its driven nature) and a progressive centrifugal mechanical clutch. Thanks to this combination, a new assembly is produced which provides the advantages of the two systems without having the disadvantages thereof.
The new clutch is also characterized by the various peculiarities which will be indicated below.
In order to better understand the object and the characteristics of the invention, we will now describe in more detail, by way of example only, several embodiments more particularly studied with a view to the application of this clutch in the case of a motor vehicle, But it is expressly understood that the following description is in no way limiting the scope of the invention and, moreover, that the latter can receive all applications other than that envisaged here of transmission in an automobile.
In the accompanying drawings, there is shown, in a schematic manner, several improved clutches produced in accordance with the invention:
Figure 1 is a sectional view, along the axis, of a first embodiment of the clutch;
FIG. 2 shows, in section, through II-II of FIG. 1, the detail of the assembly of one of the weights;
FIG. 3 is a section similar to that of FIG. 1 and shows a variant of the weight system;
Figure% is a section, through IV-IV, of Figure 3;
FIG. 5 is a section through V-V of FIG. 3;
Figure 6 shows a detail of the same clutch;
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FIG. 7 is a schematic partial section of a variant of FIG. 1, a variant comprising a device for locking the weights for a purpose which will be indicated later;
FIG. 8 is a section, along the axis, of an alternative embodiment deriving from the embodiment of FIG. 3;
FIG. 9 diagrammatically represents a device for locking the mechanical part of the clutch of FIG. 8;
Figure 10 shows a detail of the mechanism;
FIG. 11 is a view at 90 of FIG. 10.
In the various embodiments, the new clutch, which is the object of the invention, comprises, in general, an electromagnetic clutch and a centigugal mechanical clutch housed in the first, these two clutches being designated, as a whole, by M and 0 respectively in Figures 1, 3, 7 and 8.
The organization of the electromagnetic clutch is the same in the case of Figures 1 and 3; It will therefore only be described in detail for FIG. 1, the same reference numbers designating, in FIG. 3, the same members.
As can be seen in FIG. 1, the flywheel 1 of the engine carries, fixed to it by any suitable means, the electromagnet 2 of the electromagnetic clutch. The excitation of the coil 3 of the electromagnet is ensured by the cable 4 zaocorded to the slip ring 5 integral with the flywheel 1 and receiving the current by the brush 6; return is done by the mass.
The armature 7 of the electromagnet 2, arranged opposite and at a short distance from the latter, is made integral, by any suitable means, with the cup 8, which constitutes an element of the centrifugal clutch which will be described later.
The assembly which has just been described constitutes the electromagnetic clutch which is found identically in the variant of FIG. 3. However, in the latter, the cup 8 '(which corresponds to the cup 8 of the figure 1) is somewhat different in shape, for the reason which will be indicated below-
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We will now describe the centrifugal mechanical clutch, as it is produced in the embodiment of Figure 1.
The cup 8, integral with the frame 7, is mounted, by its hub 9, so that it can rotate and move parallel to its axis of rotation, on a sleeve integral with the flywheel 1.
It is on the bowl 8 that the centrifugal weights 10 are mounted, which can pivot around axes 11 carried by said bowl. The particular shape of these weights is clearly visible in FIG. 1; as can also be seen in this figure, in this first embodiment of the invention, the movement of the weights takes place in planes passing through the axis of the clutch: the figure shows in solid lines the position occupied by a burbot at rest and, in phantom lines, the position of the same burbot when the clutch is engaged.
Each weight 10 comprises a part of significant mass having its center of gravity at a point suitably chosen for obtaining the maximum centrifugal effect, part located towards the outside of the flywheel relative to the pivot axis 11, and an extension 12, of low mass, located on the other side of the axis 11 and forming a thrust finger.
Opposite the finger 12 of each of the weights, the bowl 8 is pierced with a hole parallel to the axis and in which can move with gentle friction a rod 13 having a collar 13 'through which it s' presses on the plate 14 of the clutch. The usual clutch disc 15, carrying the friction linings 16 and integral with the shaft to be controlled 36 is placed, in a known manner, between the aforementioned plate 14 and a second plate 17 integral in rotation with the shaft. cup 8 via the notches 8 ", This plate, subjected to the action of the clutch springs 18, stops longitudinally at d,
This stop limit the play of the linings of the clutch disc. For its part, the plate 14 is affected by the action of the return spring 19 which also serves to return the weights.
When the centrifugal force brings the weights from the position shown in solid lines in FIG. 1 to the position ,.
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shown in phantom, they push, by their fingers 12, the rods 13 which, by their collars 13 ', act on the plate 14 to produce the engagement of the clutch.
The centrifugal clutch thus produced is completed by an electromagnetic brake device, the usefulness of which will be indicated in the description of the operation of the system. This brake comprises an armature 20, made integral with the cup 8 by the intermediary of the plate 21, and an electromagnet 22-22 'adjustable longitudinally and fixed to the casing 22 "by bolts 23'.
The variant embodiment shown in FIGS. 3 to 6 differs from the embodiment of FIGS. 1 and 2 only by the arrangement of the centrifugal weights and by their mode of action on the plate of the mechanical clutch.
As seen in the figures $. and 4, in this variant, the weights 10 'pivot in a plane perpendicular to the axis of the flywheel about the axes 11' carried by the cup 8 ', the shape of which is suitably modified, for this purpose, with respect to to that of the first mode of execution. Each weight is extended ', by an arm 10 ", the end of which (see FIG. 4) forms a fork engaged with a finger 23 fixed on a disc 24 and able to move in a slot 25 in the form of an arc of a circle. - ticked in the 8 'bowl.
The disc 24 is integral with a ring 26 which can rotate freely around the hub 9 'of the cup 8', thanks to the ball bearing 27, but which cannot move longitudinally the aforementioned bearing forming at the same time. stop time. Opposite the crown 26 is mounted a second crown 28 integral with the first clutch plate 14 '. Between the rings 26 and 28 are arranged balls 29 in suitable number, balls maintained, preferably by a cage 30 (Figure 6).
At the location of the balls 29, the rings 26 and 28 have, on their facing surfaces, cavities 31 forming ramps of decreasing depth in the opposite direction for the two rings (figures 5 and 6), thanks to this organization, when, under the aotion of the centrifugal force, the weights 10 'pass from the solid line position of FIG. 4 to the position,
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in phantom line and that, as a result, they rotate the disc 24 (and, with it, the crown 26) of the angle allowed by the slots 25 (see figure 4), the balls 29 are entrained in the same movement of rotation.
Given that the crown 26 is immobilized in the direction of the axis of the clutch by the thrust ball 27, and because of the shape given to the cavities 31, it is the crown 28 which moves, parallel to the aforementioned axis, in the direction of arrow F (Figure 6). However, the. crown 28 is integral with the plate 14 ': the latter is therefore pushed in the direction of arrow F (figure 3) and the clutch is engaged, in the usual way, the disc 15' carrying the friction linings 16 'being thus clamped,' between the plate 14 'and the plate 17'. The latter plate is subjected to the action of the clutch springs 18 'and abuts longitudinally at d. The springs 19 'recall the plate 14' and the weights.
With both of the embodiments which have just been described, the reaction of the clutch is internal to the cup 8 and therefore there is no thrust on the flywheel,
Because of its organization, the clutch, object of the invention, is necessarily disengaged when the engine is stopped.
Consequently, it is not possible to run the engine by pushing the car (the gear change being in gear on one of its combinations), as is sometimes done to start the engine. in the event of starter failure. To allow this maneuver, the clutch is completed, in accordance with one of the features of the invention, by a ratchet or freewheel device, of which Figures 1, 3 and 5 show an embodiment. - tion given by way of example.
On the sleeve extending the flywheel 1 are mounted two pawls 32 pivoting on pins 33 and subjected to the spring action 34 which tend to engage them with notches made in a socket 35 mounted with splines on the shaft. 36.
When the engine is stopped, the pawls occupy the position of figure 5: as a result, the connection is established between the shaft 26 and the steering wheel 1 and if the car is driven by pushing it. , the engine is driven. Born, as soon as the engine was
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launched, the centrifugal force drives the clicks 32 outward, compressing the springs 34, and the pawls of the pawls escape from the notches. The connection between the shaft 36 and the flywheel 1 is therefore removed and the system is disengaged. It is this last position that the pawls occupy during normal operation.
The operation of these first two exemplary embodiments of the clutch, object of the invention, is as follows (it is assumed, for convenience of the description, that the clutch is applied to an automobile, but it is understood that this example is taken only by way of illustration, without any limiting nature):
With the engine running, it can be accelerated without the clutch starting to operate, but as soon as the car can be started, the current from the battery is sent to coil 3 of the electromagnet. 2 which is thus excited and which immediately attracts the armature 7; elements 2 and 7 of the system are thus made integral, but the clutch has not yet been obtained.
For there to be a clutch, the speed of rotation of the engine must reach the speed, chosen by construction, for which the weights come, under the aotion of centrifugal force, to the full stroke of their movement towards the exterior (position in phantom in FIG. 1, for the case of the first embodiment, and in FIG. 4, for the variant).
As explained above, this movement of the weights causes, either directly (case of Figures 1 and 2), or via the balls 29 and ramps 31 (case of Figures 3 to 6) , the longitudinal displacement of the plate 14 (or 14 ') and, consequently, the engagement of the clutch by tightening the linings 16 (or 16') between the plates 14 (or 14 ') and 17 (or 17 '),
When the weights come to occupy their extended position towards the outside, a position corresponding to obtaining the mechanical clutch, it is essential that they do not abut against the flywheel, or against a part integral with the latter. , because this would result in braking which would be completely detrimental to the operation of the system.
To avoid this drawback, a rim a (or b) has been provided on the bowl 8 (or 8 ') against which the mass-
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monkfish come to rely on the race.
The combined clutch which has just been described allows, when it is applied to a motor car, the elimination of the clutch pedal, the maneuvers being done in this case in the following manner t
To start the car, with the actuator running and the gearshift lever in the desired combination, it suffices, after having closed the contact of the electro-ei @ ita- tion circuit. magnet 2-7, to accelerate: as soon as the number of engine revolutions reaches the value for which the centrifugal clutch has been set, the clutch engages and the car starts smoothly.
To move up a gear, it is necessary to reduce the number of revolutions of the weights in order to produce the clutch of the centrifugal system. This is the role of the electromagnetic brake 20-22 'described above. The maneuver is as follows:
After having cut off the excitation circuit of the clutch electromagnet 2-7, the excitation of the coil 22 of the electromagnetic brake 20-22 'is produced for a very short time, which has the effect of slowing down the rotational movement of the bowl 8 (or 8 ') and, consequently, of allowing the return of the weights to the rest position corresponding to the mechanical disengagement. The gear is then increased, again the excitation of the electromagnet 2-7 is produced and the motor is accelerated.
The opening and closing maneuvers of the excitation circuits of the electromagnets 2-7 and 20-22 'can be combined or be carried out by means of a single command suitably established for this purpose.
In the two aforementioned embodiments, the mass-monkfish do not work as long as the current is not sent to the electromagnet of the electromagnetic clutch, and this, whatever the operating speed. of the motor. There is therefore no wear of the linings of the clutch disc.
If, for example, the clutch is used on a vehicle, or machine, with several gears or gear changes
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che, it is necessary to be able to avoid the slight slipping of the clutch linings (consequently their wear) and the possibilities of stalling the engine when the latter is idling, even when the current has been sent through the coil of the electro-magnet of the electro-magnetic shading.
To better understand the above, we will assume that the clutch is used on a motor vehicle, the gearshift lever or lever being in the first gear position or in the reverse position, the current being thus sent to the coil of the electromagnetic clutch and the engine running at idle. Under these conditions, it is important to prevent the burbot masses from functioning. They must therefore be locked and only allowed to be released at a speed of rotation slightly lower than that chosen for engaging the clutch.
In accordance with the variant embodiments which will now be described, a locking device has been provided for the weights of the centrifugal mechanical clutch which maintains said weights in the inactive position as long as the clutch rotates below it. 'a chosen rotation speed.
In the embodiment shown in Figure 7, the locking device preventing the action of each weight 10 under the action of the contrifugal force, before the clutch has reached a certain speed of rotation (fixed by construction), consists of a circular groove 37, formed in the push rods 13, subjected to the action of the fingers 12 of the weights, the aforementioned groove 37 cooperating with a locking ball 38 subjected to the action of a spring 39 disposed radially in a housing of the bowl body 8.
It can be seen immediately that, thanks to this organization, the weights 10 are positively maintained in their rest position as long as, under the action of the centrifugal force of the mass-burbot 1a, the force exerted by the finger 12 on the rod -pusher 13 is not sufficient to force the ball 38 out of the groove 37 of the aforementioned push rod.
It will be noted that the aforementioned locking device (37-38-39) has no action on the return, in the rest position,
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of the various components, when the mechanism is stopped, this return to the rest position being ensured by the return spring (19), which is discussed above.
In the exemplary embodiment shown in FIG. 8, the device differs from the embodiment assembly shown in FIG. 3 by the following features: a) The frame 7 'is made integral with the flywheel 1 of the engine and the electromagnet 2 '(with the coil 3') is made integral with the cup 8 'of the centrifugal mechanical clutch, the current being supplied to the coil 3' by the cable 4 'ending in the collector ring 5 'which cooperates with the brush 6', while the return is effected by the mass; b) The brush is supported by the clutch housing itself; this avoids the obligation to make any modification whatsoever to the motor, either to fix the slip ring and its insulators on the volaht, or to make the motor housing support the scrubber.
The wear of the brush 6 'is reduced by the fact of the possibility that one has to reduce the diameter of the collector ring 5' and by the fact that the latter does not rotate as long as the current is not sent to the 3 'coil; c) The armature 20 is replaced by the electromagnet 2 'which acts either as an electromagnet for the armature 7' (secured to the flywheel 1 of the motor), or as an armature for part 20 ' of the electromagnet 22 '; d) The plate 21 '(which has a different shape from the plate 21 of Figures 1 and 3) carries, fixed to it by means of screws 46, a disc 47 which serves as a longitudinal stop (by means of the collar d ') for the plate 17', which is made integral, in rotation, with the disc 47 by means of grooves 48.
The device ensuring the locking of the weights, in the embodiment of FIG. 8, is formed by a recess 40 (FIG. 9) made in the deepest part of each cavity 31 in the form of a ramp.
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Springs 19 'hold the balls in the aforementioned recesses 40. These springs are calibrated so as not to allow the balls 29 to roll from the angle and to engage on the ramps 31 only when the mechanism rotates at the rotational speed chosen by construction.
Thanks to this organization, it is possible, -as in the previous example, to activate the electromagnetic clutch without causing the activation of the centrifugal mechanical clutch as long as the speed of rotation of the device is less than a certain value, fixed by construction.
The return, in the locked position, of the disc 24, relative to the plate 14 ', is provided by a few springs 41 attached chaoun, on the one hand, to a lug 42 integral with the disc 24 and, on the other hand, to a lug 43 integral with the plate 14 '. To prevent the deformation of the springs 41 under the action of the centrifugal force, retaining brackets 45 fixed to the disc 24 are provided on the outside.
It is possible to admit a slightly variable pressure on the linings of the clutch disc, which makes it possible to carry out no adjustment of the play existing between the plates 14 'and 17', on the one hand, and the linings of the disc 15 ', on the other hand. This clearance is delimited by the collar d ', forming a stop.
We have seen previously that the centrifugal clutch weights have a constant stroke; they also abut here at a, in the case of FIG. 7, and at b, in the case of lafigure 8.
The thread of the plate 14 'therefore being constant, when the linings 16' of the disc 15 'are worn, the plate 17' moves longitudinally, compressing the springs 18 'by a sufficient amount to drive the shaft. .driven 36. The opposite occurs when the linings 16 'of the disc 15' are new and, therefore, thicker. In this case, the springs 18 'are compressed by an amount greater than normal and the pressure on the faces of the linings 16', just happens to be slightly greater than the normal pressure.
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In order to better understand the particular mode of operation of the clutch shown in FIG. 8, there is shown in this figure a diagram of the maneuver to be performed assuming the clutch applied to a machine or to a vehicle. comprising one or more speeds, it being understood that what is stated for one speed is valid for any other speed.
The brush 6 ', bringing the current to the electromagnet 2', and the coil 22, of the fixed braking electromagnet 22 ', are connected, by means of conductors t and f, to the pads of the brake. switch A, which is, in this case, the gearshift lever or stalk, switch whose neutral point is indicated by 0. The operation of the device is as follows:
With the engine running and at idle speed, the lever A is moved from position 0 to position 0 ′, during which the speed has been changed. When the lever is in 0 ', the current is sent, thanks to the conductor f, from the battery B in the braking electromagnet 22'. This eliminates any untimely manifestation of the possible remanence that the electromagnet 2 'may have and ensures, by this means, the immobility of the centrifugal clutch.
The lever A is then brought from position 0 ′ to position 0 ″, which causes the current to be sent, through the intermediary of the conductor t, to the electromagnet 2 ′.
It should be noted that due to the fact that one is always obliged to return to neutral to shift to any speed, the risk of inadvertent drive, by remanence of the electromagnet 3 ' , is deleted since it is the braking electromagnet 22 'which happens to be the last to be put into action when holding in neutral.
It is obvious that the embodiments of the improved device in accordance with the invention, examples described above and shown in the appended drawing, are given only as an indication and are not limiting and that the improved clutch can be subjected to. any modifications of detail without departing from the spirit of the invention.