Accouplement limiteur de couple à débrayage automatique La présente invention a pour objet un accouple ment à débrayage automatique comprenant deux plateaux coaxiaux meneur et mené mobiles axiale- ment l'un par rapport à l'autre, et des billes serrées élastiquement entre ces plateaux, ces billes engagées partiellement dans des cavités des plateaux rendant ces derniers solidaires en rotation tant que les ca vités des deux plateaux sont en regard et des moyens de guidage, solidaires en rotation de l'un des plateaux,
déplaçant radialement les billes dégagées des cavités pour les amener à rouler sur une zone continue de l'autre plateau lors du déclenchement de l'accouplement.
L'accouplement objet de l'invention est caracté risé en ce qu'en position enclenchée de l'accouple ment, chaque bille est serrée entre deux sièges cir culaires d'un diamètre plus petit que celui de la bille, et en ce que les fentes de guidage dans leurs parties en regard des sièges du plateau solidaire des moyens de guidage, sont agencées de façon que les billes basculant hors de leurs sièges en écartant les pla teaux soient libres de rouler pendant leur bascule- ment, chacune uniquement au contact de points de ces sièges diamétralement opposés par rapport au centre de la bille.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'accouplement objet de l'invention, ainsi qu'une variante de cette forme d'exécution.
La fig. 1 est une coupe axiale de l'accouplement, en position enclenchée.
Les fig. 2 et 3 sont des vues partielles identiques à la fig. 1, montrant l'accouplement en position dé clenchée.
Les fig. 4, 5 et 6 sont des vues représentant iso lément différents éléments de l'accouplement. La fig. 7 est une vue en élévation, avec coupe partielle, d'une variante de l'accouplement.
L'accouplement représenté aux figures 1 à 6, comprend un plateau menant 10, constitué par le disque d'une poulie à gorge 11, et un plateau mené 12 monté sur une extrémité d'un manchon 13 dont il est angulairement solidaire. Le manchon 13 est calé sur un arbre de sortie 14, tandis que la poulie 11 constitue l'organe d'entrée de l'accouplement.
Le plateau 10 peut coulisser axialement sur le manchon 13 et un ressort hélicoïdal 15 exerce une pression élastique sur une plaque de poussée 16, portant axialement sur la face latérale du plateau 10, par l'intermédiaire d'une butée à billes.
Les plateaux 10 et 12 sont percés chacun de trois trous 17, 18, placés à 1200 sur des cercles de mêmes diamètres. Ces trous cylindriques sont d'un même diamètre et servent à loger partiellement trois billes d'accouplement 19 formant une liaison entre les deux plateaux (fig. 1).
Les billes 19 ont un diamètre un peu plus grand que celui des trous 17 et 18, par exemple 12,7 mm alors que le diamètre des trous est de 8,75 mm. De la sorte, les bords d'entrée 17a et 18a des trous constituent des sièges annulaires d'un diamètre plus petit que celui des billes, qui ne portent sur ces siè ges que par une zone sphérique réduite à un cercle (fig. 1).
Une plaque de guidage 20 solidaire du manchon 13 présente des fentes 21 formant des cages de gui dage pour les billes 19 (fig. 4).
Les fentes 21, identiques, sont régulièrement ré parties et présentent une largeur un peu plus grande que le diamètre des billes 19. Elles sont inclinées par rapport à la trajectoire circulaire des trous 17, 18, une extrémité 21a de chaque fente se trouvant plus près de l'axe de rotation que l'autre extrémité 21b: Les extrémités des fentes 21 sont de forme semi- circulaire et les centres des extrémités internes 21a des fentes coïncident avec les axes des trous 18 du plateau mené 12.
Les fentes 21 sont inclinées, de manière que l'extrémité interne 21a d'une fente se trouve en ar rière de son extrémité externe 21b, par rapport au sens de rotation de l'accouplement indiqué par la flèche A (fig. 4). L'extrémité externe 21b des fentes se trouve à l'extérieur d'un cercle circonscrit aux trous 17, 18, trous qui sont représentés en traits mixtes, à la figure 4.
La plaque de guidage 20 a une épaisseur axiale suffisamment réduite pour que les billes 19 puissent être engagées simultanément sur les bords circulaires 17a et 18a des trous 17, 18, pour assurer l'accouple ment angulaire des plateaux menant et mené dans la position enclenchée de l'accouplement représenté à la fig. 1, dans laquelle les billes se trouvent à l'ex trémité interne 21a des fentes 21. Dans la position enclenchée, le couple est trans mis par les billes 19 d'un plateau à l'autre, sans que les billes plaquées sur les sièges 17a, 18a ne tournent sur elles-mêmes.
Les forces opposées exercées par les plateaux sur chaque bille 19 sont proportionnelles au couple transmis par l'accouplement et forment un couple qui, pour une valeur déterminée peut faire basculer la bille hors des trous 17, 18 correspondants, écar tant les plateaux contre l'action du ressort 15. Dès ce moment, d'une part, le plateau menant 10 peut prendre de l'avance par rapport au plateau mené 12, et d'autre part, ce mouvement relatif des plateaux provoque l'entraînement de la bille 19 le long de la fente de guidage 21, dans le sens de la flèche fi gurant à la fig. 4, qui est celui de rotation du pla teau 10. Les billes 19 sont alors amenées à venir occuper les extrémités externes 21b des fentes 21.
Le dégagement des billes oblige les plateaux 10 et 12 à s'écarter l'un de l'autre et ces plateaux vien nent alors occuper la position axiale relative repré sentée à la figure 2, l'écartement des faces conti guës des plateaux étant égal au diamètre des billes 19.
Le mouvement des billes 19 le long des fentes 21, de la position représentée à la fig. 2 à celle re présentée à la fig. 3, dans le sens de la flèche de la figure 4, résulte, d'une part, de l'inertie des billes qui tendent à poursuivre leur mouvement général avec le plateau 10, et d'autre part, de leur rotation propre due à leur contact avec la face du plateau 10, en 23 à la fig. 3. La fig. 2 représente la position prise par les éléments alors que la bille 19 vient de sortir du trou 18, le trou 17 n'étant déjà plus vi sible par suite de l'avance prise par le plateau 10.
La fig. 3 montre la position relative des éléments alors que la bille 19 a atteint l'extrémité extérieure 21b de la fente. Tant que le plateau 10 augmente ou mantient son avance par rapport au plateau 12, les billes restent dans la position extrême montrée à la fig. 3.
Les billes 19 restent dans la position de la fig. 3 jusqu'à l'arrêt du plateau 10, le réenclenchement de l'accouplement étant obtenu en faisant tourner en arrière le plateau 10, pour faire reculer chacune des billes jusqu'à l'extrémité interne 21a de sa fente respective pour la ramener en regard d'un trou 18 du plateau 12, puis pour amener un trou 17 du pla teau 10 en regard de la bille.
La plaque de guidage 20 est fixée sur le pla teau 12 à l'aide d'un boulon non représenté et peut coulisser facilement sur le manchon 13, en vue de son démontage, une clavette l'empêchant de tourner par rapport à ce manchon. On peut donc facilement inverser la plaque de guidage 20, pour permettre de faire travailler l'accouplement dans le sens opposé à celui mentionné.
Le dégagement des billes 19 provoque un recul de la plaque de poussée 16 qui vient alors actionner l'organe de commande 27, pourvu d'un galet 28, d'un interrupteur 26.
L'actionnement de cet interrupteur 26 peut ser vir à interrompre l'entraînement du plateau menant de l'accouplement.
Dans une variante représentée à la fig. 7, l'ac couplement comporte des moyens permettant de modifier en marche la pression exercée sur la pla que de poussée 16, pour modifier le couple de dé clenchement de l'accouplement.
Ces moyens comprennent un levier de blocage 29 placé latéralement, l'extrémité de gauche de ce levier étant pivotée en 30, sur une console 31 et son extrémité de droite portant un galet 32 destiné à rouler sur la face postérieure 16a de la plaque 16.
Le bras 29 peut occuper une position active re présentée en traits pleins à la fig. 7, dans laquelle le galet 32 porte sur la plaque 16. Il peut également occuper une position dégagée représentée en pointil lés, le passage d'une position à l'autre étant com mandé par un solénoïde 33 comprenant une arma ture mobile 34 fixée sur une tige 35 articulée en 36 sur le bras 29. La pression additionnelle exercée par le galet 32 augmente la valeur du couple de déclen chement et ce dispositif peut être utilisé pour re mettre une surcharge momentanée, au départ de la machine par exemple, le dispositif pouvant être appliqué ou dégagé pendant la marche de l'accou plement.
Dans la position active du dispositif additionnel le plateau 10 est pratiquement empêché de reculer, mais le cas où toute rotation du plateau mené 12 serait empêchée, la console 31 est pivotée sur un bâti 38 et un ressort 39 soutenant la console peut fléchir en cas de surcharge.
Les avantages du dispositif représenté et décrit sont les suivants a) Les sièges 17a et 18a, constitués par l'em bouchure de trous cylindriques, sont faciles à exé- cuter. Ces sièges sont en principe linéaires ; ils peuvent toutefois présenter une petite largeur cor respondant à l'angle brisé courant en mécanique.
b) Les sièges 17a et 18a ont un diamètre plus petit que celui des billes et ces dernières restent im mobiles dans ces sièges tant que le couple de dé brayage n'est pas atteint, même si le couple trans mis varie. Il n'y a donc aucun frottement et aucune usure en marche normale de l'accouplement.
c) Lors du déclenchement de l'accouplement, alors que les billes basculent hors des sièges 17a et 18a en écartant les plateaux, chaque bille roule uni quement au contact de points diamétralement oppo sés des deux sièges correspondants. Le contact entre la bille et les sièges devient ponctuel dès le mouve ment de bascule de la bille amorcé et reste ponctuel pendant ce mouvement qui correspond pratiquement à une rotation de la bille autour de ces points de contact.
d) Les sièges 17a et 18a sont contenus, pour chaque organe, dans une même face plane facile à usiner. Pour le plateau 12, cette face constitue une surface de roulement plane sur laquelle les billes parcourant les fentes de guidage roulent pratique ment sans frottement.
On voit que les frottements, et partant l'usure, sont réduits dans une forte mesure. Pendant le bas- culement des billes hors des sièges et lors de leur déplacement le long des fentes, les billes roulent pra tiquement sans frottement, n'étant en contact avec les sièges des cavités et les surfaces de roulement planes des plateaux que par une zone ponctuelle. Une fois parvenues à l'extrémité externe des fentes, les billes continuent à porter en direction axiale sur des surfaces planes, donc faciles à usiner avec pré cision et qui seront lisses.
The present invention relates to an automatic clutch release coupling comprising two coaxial lead and driven plates movable axially with respect to one another, and balls elastically clamped between these plates, these plates. balls partially engaged in cavities of the plates making the latter integral in rotation as long as the cavities of the two plates are facing each other and guide means, integral in rotation with one of the plates,
radially moving the balls released from the cavities to cause them to roll on a continuous zone of the other plate when the coupling is triggered.
The coupling object of the invention is characterized in that in the engaged position of the coupling, each ball is clamped between two circular seats of a diameter smaller than that of the ball, and in that the Guide slots in their parts facing the seats of the plate integral with the guide means, are arranged so that the balls tilting out of their seats by separating the plates are free to roll during their tilting, each only in contact with points of these seats diametrically opposed with respect to the center of the ball.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the coupling object of the invention, as well as a variant of this embodiment.
Fig. 1 is an axial section of the coupling, in the engaged position.
Figs. 2 and 3 are partial views identical to FIG. 1, showing the coupling in the engaged position.
Figs. 4, 5 and 6 are views showing individually different elements of the coupling. Fig. 7 is an elevational view, in partial section, of a variant of the coupling.
The coupling shown in Figures 1 to 6 comprises a driving plate 10, formed by the disc of a grooved pulley 11, and a driven plate 12 mounted on one end of a sleeve 13 of which it is angularly integral. The sleeve 13 is wedged on an output shaft 14, while the pulley 11 constitutes the input member of the coupling.
The plate 10 can slide axially on the sleeve 13 and a helical spring 15 exerts an elastic pressure on a thrust plate 16, bearing axially on the lateral face of the plate 10, by means of a ball stop.
The plates 10 and 12 are each drilled with three holes 17, 18, placed at 1200 on circles of the same diameters. These cylindrical holes are of the same diameter and serve to partially accommodate three coupling balls 19 forming a connection between the two plates (FIG. 1).
The balls 19 have a slightly larger diameter than that of the holes 17 and 18, for example 12.7 mm while the diameter of the holes is 8.75 mm. In this way, the inlet edges 17a and 18a of the holes constitute annular seats with a diameter smaller than that of the balls, which bear on these seats only by a spherical zone reduced to a circle (fig. 1). .
A guide plate 20 integral with the sleeve 13 has slots 21 forming guide cages for the balls 19 (FIG. 4).
The slots 21, which are identical, are regularly re parts and have a width which is slightly greater than the diameter of the balls 19. They are inclined with respect to the circular path of the holes 17, 18, one end 21a of each slot being closer. of the axis of rotation than the other end 21b: The ends of the slots 21 are semicircular in shape and the centers of the inner ends 21a of the slots coincide with the axes of the holes 18 of the driven plate 12.
The slots 21 are inclined so that the internal end 21a of a slot is located behind its external end 21b, with respect to the direction of rotation of the coupling indicated by the arrow A (FIG. 4). The outer end 21b of the slits is located outside a circle circumscribed by the holes 17, 18, which holes are shown in phantom in Figure 4.
The guide plate 20 has an axial thickness sufficiently reduced so that the balls 19 can be engaged simultaneously on the circular edges 17a and 18a of the holes 17, 18, to ensure the angular coupling of the leading and driven plates in the engaged position of the coupling shown in fig. 1, in which the balls are located at the internal end 21a of the slots 21. In the engaged position, the torque is transmitted by the balls 19 from one plate to the other, without the balls pressed against the seats. 17a, 18a do not turn on themselves.
The opposing forces exerted by the plates on each ball 19 are proportional to the torque transmitted by the coupling and form a torque which, for a determined value can cause the ball to swing out of the corresponding holes 17, 18, moving the plates against the action of the spring 15. From this moment, on the one hand, the driving plate 10 can advance relative to the driven plate 12, and on the other hand, this relative movement of the plates causes the drive of the ball 19. along the guide slot 21, in the direction of the arrow in FIG. 4, which is that of rotation of the plate 10. The balls 19 are then brought to occupy the outer ends 21b of the slots 21.
The release of the balls forces the plates 10 and 12 to move away from each other and these plates then come to occupy the relative axial position shown in Figure 2, the spacing of the contiguous faces of the plates being equal to the diameter of the balls 19.
The movement of the balls 19 along the slots 21, from the position shown in FIG. 2 to that shown in FIG. 3, in the direction of the arrow in FIG. 4, results, on the one hand, from the inertia of the balls which tend to continue their general movement with the plate 10, and on the other hand, from their own rotation due to their contact with the face of the plate 10, at 23 in FIG. 3. Fig. 2 shows the position taken by the elements when the ball 19 has just come out of the hole 18, the hole 17 no longer being visible as a result of the advance taken by the plate 10.
Fig. 3 shows the relative position of the elements while the ball 19 has reached the outer end 21b of the slot. As long as the plate 10 increases or maintains its advance relative to the plate 12, the balls remain in the extreme position shown in FIG. 3.
The balls 19 remain in the position of FIG. 3 until the plate 10 stops, the re-engagement of the coupling being obtained by rotating the plate 10 backwards, to move each of the balls back to the internal end 21a of its respective slot to bring it back. sight of a hole 18 of the plate 12, then to bring a hole 17 of the plate 10 opposite the ball.
The guide plate 20 is fixed to the plate 12 by means of a bolt (not shown) and can slide easily on the sleeve 13, with a view to its removal, a key preventing it from rotating relative to this sleeve. It is therefore easy to reverse the guide plate 20, to allow the coupling to work in the opposite direction to that mentioned.
The release of the balls 19 causes a retraction of the thrust plate 16 which then actuates the control member 27, provided with a roller 28, a switch 26.
The actuation of this switch 26 can be used to interrupt the drive of the drive plate of the coupling.
In a variant shown in FIG. 7, the coupling comprises means making it possible to modify the pressure exerted on the thrust plate 16, in order to modify the tripping torque of the coupling.
These means comprise a locking lever 29 placed laterally, the left end of this lever being pivoted at 30, on a console 31 and its right end carrying a roller 32 intended to roll on the rear face 16a of the plate 16.
The arm 29 can occupy an active position shown in solid lines in FIG. 7, in which the roller 32 bears on the plate 16. It can also occupy a disengaged position shown in dotted lines, the passage from one position to the other being controlled by a solenoid 33 comprising a movable armature 34 fixed on a rod 35 articulated at 36 on the arm 29. The additional pressure exerted by the roller 32 increases the value of the tripping torque and this device can be used to restore a momentary overload, at the start of the machine for example, the device can be applied or released during the mating process.
In the active position of the additional device the plate 10 is practically prevented from moving back, but in the event that any rotation of the driven plate 12 is prevented, the console 31 is pivoted on a frame 38 and a spring 39 supporting the console can flex in the event of overload.
The advantages of the device shown and described are as follows: a) The seats 17a and 18a, formed by the opening of cylindrical holes, are easy to perform. These seats are in principle linear; however, they may have a small width corresponding to the broken angle common in mechanics.
b) The seats 17a and 18a have a smaller diameter than that of the balls and the latter remain immobile in these seats as long as the release torque is not reached, even if the torque transmitted varies. There is therefore no friction and no wear during normal operation of the coupling.
c) When the coupling is triggered, while the balls tilt out of the seats 17a and 18a by separating the plates, each ball rolls only in contact with diametrically opposed points of the two corresponding seats. The contact between the ball and the seats becomes punctual as soon as the rocking movement of the ball is initiated and remains punctual during this movement which practically corresponds to a rotation of the ball around these points of contact.
d) The seats 17a and 18a are contained, for each member, in the same plane face which is easy to machine. For the plate 12, this face constitutes a flat rolling surface on which the balls passing through the guide slots roll practically without friction.
It can be seen that friction, and hence wear, is greatly reduced. During the tilting of the balls out of the seats and as they move along the slots, the balls roll virtually frictionless, contacting the seats of the cavities and the flat rolling surfaces of the platens by only one area. punctual. Once they have reached the outer end of the slots, the balls continue to bear in the axial direction on flat surfaces, which are therefore easy to machine with precision and which will be smooth.