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BREVET D'INVENTION "EMBRAYAGE PNEUMATIQUE OU HYDRAULIQUE"
La présente invention a pour objet un embrayage pneumatique ou hydraulique, dans lequel des pièces ou éléments solidaires des arbres a accoupler déterminent des chambres remplies de gaz ou de fluide,dont les sections différent dans différents plans radiaux, l'un des éléments étant muni d'un ou de plusieurs organes qui peuvent être actionnés de l'extérieur au moyen d'un ou de plusieurs ressorts, de manière a fermer ou ouvrir localement les chambres en question.
L'action d'un embrayage d'après l'invention est
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basée sur le fait que, lors de la rotation, l'une par rapport à l'autre, des parties fixées aux arbres, la capacité de chacun des espaces ou compartiments dans lesquels les chambres sont divisées par les organes déplacés vers l'extérieur varie, de sorte que la pression des gaz ou des liquides augmente dans l'une des capacités, baisse dans l'autre, et que, par suite, il est créé un couple qui réagit contre la rotation des parties l'une par rapport à l'autre, lorsque les organes occupent leurs positions intérieures, de sorte que les chambres ne sont pas divisées en compartiments clos l'une par rapport à l'autre, les arbres peuvent tourner librement l'un par rapport a l'autre.
Le dessin annexé représente, mais à titre d'exemple seulement, une forme d'exécution de l'objet de l'invention.
Dans ce dessin:
La fig. 1 est une vue partie en coupe suivant la ligne 1-1 de la fig. 2 et partie en élévation du nouveau dispositif en position d'embrayage.
La fig. 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la fige 1 avec parties en élévation du dispositif dans la position de débrayage.
1 désigne une boîte comprenant une partie en forme de tambour plat et une partie tronconique solidaires ensemble; cette boite est destinée à être fixée à l'un des arbres a accoupler, qui n'a pas été représenté.
Ladite boîte est de contour ovale à sa périphérie et elle contient un rotor cylindrique 2 claveté sur l'arbre 3 qui est coaxial avec le premier arbre. Les faces
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latérales plates du rotor 2 sont en contact avec les faces intérieures plates de la boîte 1 sur lesquelles elles peuvent glisser. Le diamètre extérieur du rotor 2 est égal ou un peu inférieur au petit diamètre intérieur de la botte 1. Par suite, la boite 1 et le rotor 2 déterminent deux chambres en forme de croissant, qui sont remplies de gaz ou de liquide et qui peuvent ou non communiquer l'une avec l'autre.
Le rotor 2 présente quatre fentes radiales 4 à 90 s'étendant dans toute son épaisseur. Dans chacune de ces fentes, est engagé un piston ou coulisseau 5 qui peut sry déplacer et qui, lorsqu'il occupe sa position extrême vers l'extérieur s'applique de manière étanche contre la face intérieure de la paroi circonférentielle de l'enveloppe ovale de façon à diviser les chambres en forme de croissant en quatre compartiments 6, 7, 8 et 9.
Les pistons 5 sont poussés élastiquement contre la face intérieure de la paroi 1 de façon à la suivre exactement quand l'enveloppe et le rotor prennent un mouvement de rotation relatif. Si, par exemple, le rotor 2 avec les pistons 5 tourne dans le sens des aiguilles d'une montre par rapport a l'enveloppe 1, les volumes des compartiments 5 et 8 diamétralement opposés augmentent, tandis que ceux des autres compartiments 7 et 8 diminuent. Par suite, la pression du gaz ou du liquide décroît dans les compartiments 7 et 9, de sorte qu'il se forme un couple qui s'oppose à et, finalement, empêche la rotation relative des parties 1 et 2.
Mais, si les pistons sont effacés complètement dans les fentes 4, les parties 1 et 2, et, par conséquent, les arbres auxquels ces parties sont fixées, sont libres de tourner l'une
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par rapport à l'autreo
Dans chaque piston 5, sont vissées deux tiges de guidage 10 entourées chacune par un ressort à boudin 11, les extrémités inférieures de ces ressorts portant sur une traverse perforée 12 disposée de manière à pouvoir être déplacée radialement vers l'extérieur dans la fente 4, malgré l'opposition d'un troisième ressort à boudin 13. Les tiges 10 passent à travers des orifices appropries de la traverse 12, dans lesquels elles peuvent glisser, et chaque tige est pourvue d'une tête élargie qui vient s'appuyer contre le dessous de la pièce 12.
Le ressort 13 entoure une troisième tige de guidage 14, dont le pied est vissé dans la paroi du rotor 2. La partie supérieure du ressort 13 porte contre une tête élargie de la tige 14; son extrémité inférieure s'appuie sur la traverse 12 par l'intermédiaire d'un manchon 15, dans lequel peut coulisser la tige 14; ce manchon est monté et fixé dans la dite traverse. L'extrémité inférieure 16 du manchon forme une fourche dont les fourchons passent a travers des ouvertures de la paroi du rotor 2 de façon a faire saillie à l'intérieur du moyeu du rotor.
Les extrémités des fourchons portent un galet 18 en contact avec un cône 19 pouvant coulisser longitudinalement sur l'arbre 3, mais empêche par une clavette 20 de tourner par rapport à celui-ci.
Si le cône 19 est déplacé vers la gauche, fig. 2, les traverses 12 sont repoussées radialement vers l'extérieur en comprimant leurs ressorts 15. En conséquence, les pistons 5 tendent a se mouvoir radialement vers l'extérieur sous l'action de leurs ressorts 11, jusqu'à ce
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que leurs faces extérieures s'engagent élastiquement avec la paroi intérieure de l'enveloppe 1. Le dispositif prend alors sa position d'embrayage.
Si le cône 19 est reculé, c'est-à-dire déplacé vers la droite, fig. 2, les pistons 5 avec les organes qui leur sont associés sont rappelés vers l'intérieur par les ressorts 13, de telle sorte que l'enveloppe 1 et le rotor 2 sont débrayés.
Pour que le cône 19 puisse être actionné comme il vient d'être décrit, un second cône 21 est disposé coaxialement dans un logement conique ménagé sur la droite du cône 19. Trois tiges 23, disposées à 120 les unes des autres, sont vissées dans le cône 21 et traversent un couvercle 22 de l'enveloppe 1. Les extrémités de droite de ces tiges sont fixées a un anneau 24 présentant une gorge 25 pour recevoir les dents d'une fourche (non représentée) au moyen de laquelle le dit anneau et les pièces qui l'accompagnent peuvent être déplacés vers la gauche et vers la droite à l'aide d'un levier de commande.
Les cônes 19 et 21 peuvent tourner l'un par rapport à l'autre. Une rondelle 26 fixée sur la face latérale annulaire de droite du cône 19 sert à retenir le cône 19 dans le cône 21. Les tiges 23 aussi bien qu l'arbre 3 traversent le chapeau 22 au moyen de presse-étoupe.
Si les chambres en forme de croissant déterminées par l'enveloppe 1 et le rotor 2 sont entièrement pleines de liquide, comme celui-ci est pratiquement incompressible, il se serait pas possible aux pistons 5 de s'y déplacer vers l'extérieur, à moins qu'une disposition spéciale ne permette au liquide de sortir. A cet effet, le rotor 2
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est pourvu de deux passages radiaux 27 diamétralement opposés réunissant les dites chambres avec un espace central 17. Comme ces passages sont diamétralement op- posés, les pressions qui se produisent à leurs extrémités extérieures sont égales dans toutes les conditions.
Dans l'exemple représenté, les passages débouchent dans les compartiments 6 et 8 et comme la capacité 17 communique aussie, à travers les pièces perforées 12, avec les fentes 4, les pistons 5 peuvent aisément être déplacés vers l'intérieur ou l'extérieur. Pendant leur mouvement vers l'extérieur, le liquide passe des chambres en forme de croissant dans l'espace central 17 et vice versa.
Pour la même raison que le liquide est Incompressi- ble, il serait impossible de déplacer à gauche le cône 19, puisque les tiges 23 ne peuvent être introduites dans l'espace central 17 qui est entièrement rempli de liquide.
Pour y remédier, on doit prévoir des moyens spéciaux, par exemple un piston chargé par un ressort et logé dans un cylindre communiquant avec le dit espace. Comme ces moyens ne font pas partie de l'invention, ils n'ont pas été représentés.
Aussie dans le cas ou le dispositif décrit est rempli d'air ou d'un gaz au lieu d'un liquide, les chambres en forme de croissant sont de préférence réunies avec l'espace central 17 par les passages 27, car cette communication facilite le mouvement vers l'extérieur des pistons 5.
Mais, il en résulterait une augmentation de l'espace nuisible. Pour éviter cet inconvénient, des registres 28 peuvent être prévus pour fermer les passages 27 quand les pistons sont repoussés vers l'extérieur. Quand le
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cône 19 est déplacé vers la gauche, la rondelle 26, très peu de temps avant d'atteindre sa position extrême vers la gauche, s'engage avec une projection 29 que présente chacun desdits registres, de sorte que ceux-ci sont fermés en comprimant des ressorts 30. Que and le cône 19 est ramené à droite, les ressorts 30 produisent l'ouverture des registres 28.
Avec un embrayage pneumatique, il est ainsi désirable que les parois latérales de l'enveloppe 1 soient munies de reniflards 31 permettant à l'air d'entrer dans les compartiments ou, en raison de l'augmentation de volume, la pression de l'air s'abaisserait au-dessous d'une valeur fixée. Sans cela, en raison de ce que l'air fuit peu à peu hors des compartiments de compression 6 et 8, au bout de peu de temps aucun des compartiments 6, 7, 8 et 9 ne contiendrait une quantité d'air suffisante pour produire un couple de la valeur requise et l'embrayage patinerait; le système serait inefficace. Les reniflards 31 ont pour fonction de maintenir l'embrayage rempli d'une quantité d'air suffiaante.
Bien entendu, le dispositif décrit peut être modifié de diverses manières sans sortir du cadre de l'invention. Au lieu d'une enveloppe ovale, on peut utiliser une enveloppe cylindrique, disposée excentriquement. D'autre part, les pièces solidaires des arbres peuvent entourer des chambres qui ont une section transversale variable en direction axiale, au lieu de radiale.
Le nombre des pistons est variable. Eventuellement, on peut n'employer qu'un seul piston. Les pistons peuvent être remplacés par des ailettes qui pourraient être articulées a l'une des parties décrites et seraient actionnées de l'extérieur.
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PATENT OF INVENTION "PNEUMATIC OR HYDRAULIC CLUTCH"
The present invention relates to a pneumatic or hydraulic clutch, in which parts or elements integral with the shafts to be coupled determine chambers filled with gas or fluid, the sections of which differ in different radial planes, one of the elements being provided with 'one or more members which can be actuated from the outside by means of one or more springs, so as to locally close or open the chambers in question.
The action of a clutch according to the invention is
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based on the fact that during the rotation, relative to each other, of the parts attached to the shafts, the capacity of each of the spaces or compartments in which the chambers are divided by the outwardly displaced members varies , so that the pressure of gases or liquids increases in one of the capacities, decreases in the other, and that, as a result, a torque is created which reacts against the rotation of the parts relative to each other. 'other, when the members occupy their internal positions, so that the chambers are not divided into compartments closed with respect to each other, the shafts can rotate freely with respect to each other.
The appended drawing represents, but by way of example only, one embodiment of the object of the invention.
In this drawing:
Fig. 1 is a view partly in section taken along line 1-1 of FIG. 2 and part in elevation of the new device in the clutch position.
Fig. 2 is a section taken along line II-II of fig 1 with parts in elevation of the device in the disengaged position.
1 denotes a box comprising a part in the form of a flat drum and a frustoconical part secured together; this box is intended to be fixed to one of the shafts to be coupled, which has not been shown.
Said box is oval in outline at its periphery and it contains a cylindrical rotor 2 keyed on the shaft 3 which is coaxial with the first shaft. The faces
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flat sides of the rotor 2 are in contact with the flat inner faces of the box 1 on which they can slide. The outer diameter of the rotor 2 is equal to or a little less than the small inner diameter of the boot 1. As a result, the box 1 and the rotor 2 determine two crescent-shaped chambers, which are filled with gas or liquid and which can or not communicate with each other.
The rotor 2 has four radial slots 4 to 90 extending throughout its thickness. In each of these slots, is engaged a piston or slide 5 which can sry move and which, when it occupies its extreme position towards the outside is applied in a sealed manner against the inner face of the circumferential wall of the oval casing. so as to divide the crescent-shaped chambers into four compartments 6, 7, 8 and 9.
The pistons 5 are elastically pushed against the inner face of the wall 1 so as to follow it exactly when the casing and the rotor take a relative rotational movement. If, for example, the rotor 2 with the pistons 5 rotates clockwise with respect to the casing 1, the volumes of the diametrically opposed compartments 5 and 8 increase, while those of the other compartments 7 and 8 decrease. As a result, the pressure of the gas or the liquid decreases in the compartments 7 and 9, so that a torque is formed which opposes and, ultimately, prevents the relative rotation of the parts 1 and 2.
But, if the pistons are completely cleared in slots 4, parts 1 and 2, and, therefore, the shafts to which these parts are attached, are free to turn either
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compared to the other
Two guide rods 10 are screwed into each piston 5, each surrounded by a coil spring 11, the lower ends of these springs bearing on a perforated cross member 12 arranged so as to be able to be moved radially outwards in the slot 4, despite the opposition of a third coil spring 13. The rods 10 pass through appropriate orifices of the cross member 12, in which they can slide, and each rod is provided with an enlarged head which comes to rest against the below part 12.
The spring 13 surrounds a third guide rod 14, the foot of which is screwed into the wall of the rotor 2. The upper part of the spring 13 bears against an enlarged head of the rod 14; its lower end rests on the cross member 12 by means of a sleeve 15, in which the rod 14 can slide; this sleeve is mounted and fixed in said cross member. The lower end 16 of the sleeve forms a fork whose prongs pass through openings in the wall of the rotor 2 so as to protrude inside the hub of the rotor.
The ends of the prongs carry a roller 18 in contact with a cone 19 which can slide longitudinally on the shaft 3, but prevents by a key 20 from rotating relative to the latter.
If the cone 19 is moved to the left, fig. 2, the cross members 12 are pushed radially outwards by compressing their springs 15. Consequently, the pistons 5 tend to move radially outwards under the action of their springs 11, until
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that their outer faces engage elastically with the inner wall of the casing 1. The device then assumes its clutch position.
If the cone 19 is moved back, that is to say moved to the right, fig. 2, the pistons 5 with the members associated with them are biased inwardly by the springs 13, such that the casing 1 and the rotor 2 are disengaged.
So that the cone 19 can be actuated as it has just been described, a second cone 21 is arranged coaxially in a conical housing formed on the right of the cone 19. Three rods 23, arranged 120 from each other, are screwed into the cone 21 and pass through a cover 22 of the casing 1. The right-hand ends of these rods are fixed to a ring 24 having a groove 25 to receive the teeth of a fork (not shown) by means of which said ring and the accompanying parts can be moved to the left and to the right using a control lever.
The cones 19 and 21 can rotate relative to each other. A washer 26 fixed to the right annular side face of the cone 19 serves to retain the cone 19 in the cone 21. The rods 23 as well as the shaft 3 pass through the cap 22 by means of a stuffing box.
If the crescent-shaped chambers determined by the casing 1 and the rotor 2 are entirely full of liquid, as this is practically incompressible, it would not be possible for the pistons 5 to move outward therein, to unless a special arrangement allows the liquid to escape. For this purpose, rotor 2
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is provided with two radial passages 27 diametrically opposed joining said chambers with a central space 17. As these passages are diametrically opposed, the pressures which occur at their outer ends are equal under all conditions.
In the example shown, the passages open into compartments 6 and 8 and as the capacity 17 also communicates, through the perforated parts 12, with the slots 4, the pistons 5 can easily be moved inwards or outwards. . During their outward movement, the liquid passes from the crescent-shaped chambers into the central space 17 and vice versa.
For the same reason that the liquid is incompressible, it would be impossible to move the cone 19 to the left, since the rods 23 cannot be introduced into the central space 17 which is completely filled with liquid.
To remedy this, special means must be provided, for example a piston loaded by a spring and housed in a cylinder communicating with said space. As these means do not form part of the invention, they have not been shown.
Also in the case where the device described is filled with air or a gas instead of a liquid, the crescent-shaped chambers are preferably joined with the central space 17 by the passages 27, since this communication facilitates the outward movement of the pistons 5.
But, this would result in an increase in harmful space. To avoid this drawback, registers 28 can be provided to close the passages 27 when the pistons are pushed outwards. When the
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cone 19 is moved to the left, the washer 26, very shortly before reaching its extreme position to the left, engages with a projection 29 presented by each of said registers, so that they are closed by compressing springs 30. That and the cone 19 is brought to the right, the springs 30 produce the opening of the registers 28.
With a pneumatic clutch, it is thus desirable that the side walls of the casing 1 be provided with breathers 31 allowing air to enter the compartments or, due to the increase in volume, the pressure of the casing. air would drop below a set value. Without this, due to the fact that the air gradually leaks out of the compression compartments 6 and 8, after a short time none of the compartments 6, 7, 8 and 9 would contain a sufficient quantity of air to produce torque of the required value and the clutch would slip; the system would be inefficient. The function of the breathers 31 is to keep the clutch filled with a sufficient quantity of air.
Of course, the device described can be modified in various ways without departing from the scope of the invention. Instead of an oval envelope, one can use a cylindrical envelope, arranged eccentrically. On the other hand, the parts integral with the shafts can surround chambers which have a variable cross section in the axial direction, instead of radial.
The number of pistons is variable. Optionally, only one piston can be used. The pistons can be replaced by fins which could be articulated to one of the parts described and would be actuated from the outside.