<Desc/Clms Page number 1>
Mécanisme d'entraînement à sens unique
La présente invention se rapporte aux mécanismes d'entraînement à sens unique (roues libres) et plus spécialement à ceux appelés sélecteurs et qui sont destinés à transmettre des couples importants à des fréquences variables et élevées.
Pour la réalisation de tels mécanismes, il est connu d'utiliser des organes de coincement qui s'interposent entre l'élément menant et l'élément mené de telle sorte que dans un sens, ils viennent se coincer contre une surface de frottement de manière à créer par une pressionradiale un effort de frotte- ment supérieur ou égal au couple à transmettre.
Par suite de la faible valeur du coefficient de frot- tement des pièces en contact, l'angle suivant lequel les organes de coincement susdits prennent appui sur les surfaces de frottement est relativement petit et il en résulte un mouvement ou glisse- ment de mise en prise qui est plus ou moins important suivant le @
<Desc/Clms Page number 2>
type d'organes de coincement utilisé. Cela provoque non seule- ment un retard dans la prise, inconvénient grave surtout dans le cas des sélecteurs, lorsque la fréquence des alternances de prise est élevée, mais peut également amener un grippage ou une usure rapide lorsque les couples transmis acquièrent une certaine im- portance.
Le but de la présente invention est de réaliser un mécanisme qui réponde mieux que ceux existant actuellement, aux divers desiderata de la pratique, particulièrement en ce qui concerne l'instantanéité de prise et la répartition des efforts.
L'invention a pour objet un mécanisme d'entraînement à sens unique comportant: un élément menant et un élément mené susceptibles de tourner autour d'un axe commun l'un par rapport à l'autre, l'élément mené possédant deux surfaces concentriques audit axe de rotation ; organe de coincement angulairement dé- plaçable par l'élément menant par rapport à l'élément mené de façon à être serré contre les dites surfaces concentriques et à entraîner, l'élément mené, ainsi qu'un ressort assurant le con- tact permanent entre l'organe de coincement et l'élément mené, mécanisme dans lequel l'organe de coincement est relié à l'élé- ment menant par l'intermédiaire d'un organe d'appui articulé d'une part à l'élément menant et d'autre part à l'organe de coin- cement,
de manière que le déplacement de l'élément menant dans un sens provoque le coincement de l'organe d'appui contre l'une des surfaces concentriques et, par réaction de l'organe d'appui sur l'organe de coincement, le coincement de celui-ci contre les deux surfaces concentriques, tandis que le déplacement de l'élé- ment menant dans l'autre sens provoque le desserrage des organes d'appui et de coincement et la libération de l'élément mené.
Dans un mécanisme d'entraînement ainsi conçu l'accou- plement direct des organes d'appui et de coincement l'un à l'au-
<Desc/Clms Page number 3>
tre a pour conséquence que la mise en prise de l'un d'eux (n'im- porte lequel) amène par réaction directe la mise en prise de l'autre.
En effet, par leur action conjuguée, ces deux organes s'opposent mutuellement l'un au mouvement relatif de l'autre, la disposition de ces organes étant choisie telle que le glissement ou mouvement de mise en prise de l'un d'eux aurait pour effet d'augmenter le coincement de l'autre, le sens du coincement étant opposé au sens de glissement ou de mouvement de prise.
De plus, l'effort moteur est automatiquement équilibré sur les deux organes et réparti sur chacun d'eux au prorata de leur coincement.
De préférence l'organe d'appui, qui peut affecter la. forme d'une came, s'appuie sur une des surfaces concentriques de l'élément mené, en un point situé, de même que le point d'arti- culation de la came à l'élément menant, sur une ligne droite qui forme avec le rayon passant par ledit point d'articulation un an- gle pour lequel la came se coince sur ladite surface concentrique lorsque l'élément menant se meut dans un sens, la came et l'organe de coincement étant reliés l'un à l'autre directement et sans jeu par une articulation assurant que ces deux organes réagissent tou- jours mutuellement l'un sur l'autre.
L'effet antagoniste de l'action conjuguée de l'organe d'appui, ou de la came, et de l'organe de coincement peut encore être accru en déterminant la disposition des articulations et des points d'appui de façon que les directions des mouvements relatifs pris individuellement sont divergentes, c'est-à-dire telles que, pendant le fonctionnement, l'organe d'appui, ou la came, et l'or- gane de coincement se sollicitent mutuellement dans des direc- tions opposées à celles de leurs mouvements respectifs de mise en prise.
@
<Desc/Clms Page number 4>
Les points d'appui des organes de coincement peuvent être constitués- d'une manière connue en soi par des sabots arti- culés de manière à répartir les efforts sur une surface convenable.
De même, pour répartir et diviser les efforts sur l'élé- ment conduit, plusieurs systèmes de coincement tels que décrits ci- dessus peuvent être montés dans la même unité, soit circonféren- tiellement, soit parallèlement.
Les dessins annexés représentent schématiquement et à titre d'exemples non limitatifs :
Figure 1, une coupe suivant I-I (fig. 2) dans un méca- nisme réalisé suivant le principe général de l'invention.
Figure 2, une coupe suivant la ligne brisée II-II (fig.l) dans le même mécanisme.
Les figures 3, 4 et 5 représentent trois autres formes d'exécution de l'objet de l'invention.
Dans ces figures les mêmes chiffres et lettres de ré- férence désignent les mêmes éléments.
Suivant l'invention, pour réaliser un mécanisme d'en- traînement qui solidarise dans un seul sens de rotation un élé- ment moteur constitué par exemple par un levier 1, avec l'élé- ment conduit constitué par exemple par un boîtier 2, sur le moyeu 3 duquel pivote librement le levier 1, on procède comme suit ou de façon analogue : sur un pivot 4, solidaire du levier 1 et excentré par rapport à l'axe de ce levier, est articulée librement une came 5 quiprend appui en A sur une surface de frottement de l'élément conduit, par exemple la surface S2 constituée suivant les figures 1 à 4 par la face interne et suivant la figure 5 par la face externe de la jante du boîtier 2, cette face étant concen- trique au moyeu 3.
L'angle que forme la direction d'appui avec la surface S2 est tel que la came se coince positivement sous l'action d'une force F exercée sur le levier 1. La came 5 porte -en outre un pivot @
<Desc/Clms Page number 5>
6 sur lequel est articulé un levier 7 et qui prend appui sur deux surfaces concentriques de diamètre différent de l'élément conduit 2, par exemple les surfaces S1 et S2. de manière à ce que ses points d'appui B et de réaction C soient opposés et se trouvent d'un même côté de l'articulation 6, et que la ligne qui les joint forme avec le rayon passant par l'un d'eux un angle tel que le levier se coince suivant}¯les figures 1 à 4, dans la gorge formée par les surfaces S1 et S2, et suivant la figure 5 sur les surfaces S1 et S2- de la jante du boîtier 2,
lorsqu'un effort est appliqué au pivot 6 suivant une direction qui forme approximativement un angle droit ou plus petit avec l'axe reliant le pivot 6 à l'un des points d'appui B ou C.
Il est connu que des mécanismes de coincement sembla- bles tels qu'une came ou un levier pris individuellement peuvent provoquer un blocage lorsque l'angle de coincement est convena- blement choisi. Toutefois, la pratique a montré que par suite de la faible valeur de cet angle ou de la disposition angulaire du système articulé formant l'organe de coincement, la mise en prise ne s'effectue pas instantanément mais nécessite un mouve- ment relatif des éléments moteur, de coincement et conduit, dû à l'élasticité de ces organes et qui devient d'autant plussensi- ble que le couple transmis est plus élevé.
Cet inconvénient se double d'un autre qui, dans certaines applications, affecte grandement le rendement du mécanisme, et réside en ce que le coincenement élastique ainsi survenu nécessite un décoincement qui ne peut se faire instantanément ni sans absorption de puissance.
Le mécanisme qui fait l'objet de la présente invention élimine ces inconvénients comme il apparaîtra de la description suivante :
Toute force appliquée par le levier 1 et l'intermédiaire du pivot 4 sur la came 5 tend à faire pivoter celle-ci autour
<Desc/Clms Page number 6>
de son point d'appui A et réagit par conséquent sur le levier 7 dont l'action de coincement s'ajoute donc à celle de la came 5 de manière à ce que l'ensemble des résultantes agissant sur les surfaces de frottement S1 et S2 crée un frottement supérieur ou au moins égal à l'effort tangentiel résultant de l'action motrice.
Le raisonnement inverse peut être appliqué à l'ensemble des deux organes de coincement 5 et 7, notamment une force trans- mise directement par les axes 4-6 au levier 7 tend à coincer celui-ci, suivant les figures 1à 4, dans la gorge formée par les surfaces S1 et S2 du boîtier 2, et suivant la figure 5 sur les surfaces S1 et S2 de la jante du boîtier 2, mais la mise en prise du levier 7 réagit par 1-'intermédiaire*du pivot 6 sur la came 5 qui se coince en A contre la surface S2.
En réalité il se produit donc une action conjuguée des deux organes de coincement qui s'opposent mutuellement à tout mouvement relatif de l'un d'eux d'autant plus que la disposition des articulations et des points d'appui est choisie telle que les directions des mouvements relatifs pris individuellement sont divergentes dans le sens indiqué plus haut.
Pour maintenir un contact permanent entre les surfaces de frottement et les points d'appui des organes d'appi et de .coincement, un ressort 8 exerce une action constante sur ces der- niers. Une disposition avantageuse consiste à solidariser ce ressort du levier moteur 1 par un doigt 9, l'autre extrémité du ressort agissant sur le levier 7 de manière à ce que l'axe de pous- sée passe entre les ppints d'appui B et de réaction C de ce levier et soit en sens opposé à celui de l'effort F.
Cette disposition n'est toutefois nullement limitative et il est par exemple possible d'intercaler entre le ressort 8 et le levier 7 un cliquet, un culbuteur ou tout autre dispositif mécanique ayant le même effet.
@
<Desc/Clms Page number 7>
Une autre disposition avantageuse consiste à interposer entre les points d'appui des organes d'appui et de coincement et les surfaces de frottement des sabots 10 destinés à répartir les pressions s'exerçant en ces points sur des surfaces convenablement dimensionnées. De plus, ces sabots peuvent être en une matière différente de celle des organes de coincement de façon à s'adapter mieux aux conditions de frottement lorsque le mécanisme est en roue-libre.
On peut également concevoir un mode de réalisation où plusieurs éléments d'appui et de concernent conjugués, tels que décrits ci-dessus, sont montés dans une même unité. Ce montage peut être effectué comme représenté sur la fig.l où deux jeux de ces éléments sont montés circulairement dans le même boîtier, soit en- core parallèlement dans un boîtier double, le pivot 4 attaquant deux éléments situés de part et d'autre du levier 1.
Bien entendu les mécanismes décrits ci-dessus sont ré- versibles et il est évident que si l'on imprimait au boîtier 2 un mouvement dans le sens de la flèche M, l'ensemble serait blo- qué et le levier 1 entraîné.
Par contre si le boîtier 2 était mû dans le sens de la flèche L le levier 1 ne serait pas entraîné et l'ensemble serait en roue-libre.
Le mécanisme d'entraînement en sens unique faisant l'objet de la présente invention offre vis-à-vis des systèmes connus de nombreux avantages, notamment : celui de rendre la prise dans le sens d'entraînement de l'élément conduit vraiment positive et instantanée, celui de ne provoquer aucun coincement élastique sensi- ble qui nécessiterait une force de décoinçage lors de l'inversion du mouvement, delui de répartir et de déconcentrer les efforts de pressions internes du mécanismes, @
<Desc/Clms Page number 8>
et enfin celui d'augmenter ainsi la puissance spécifique de ces mécanismes de manière à permettre la réalisation pratique de la transmission de couples élevés quelle que soit le fréquence des prises.
L'invention se prête à de nombreuses variantes d'exé- cution autres que celles décrites ci-dessus et représentées dans les dessins annexés, sans que l'on s'écarte de l'esprit de l'in- vention.
REVENDICATIONS
1.- Mécanisme d'entraînement à sens unique comportant un élément menant et un élément mené susceptibles de tourner autour d'un axe commun l'un par 'rapport à l'autre, l'élément mené possé- dant deux surfaces concentriques audit axe de rotation; un organe de coincement angulairement déplaçable par l'élément menant par rapport à l'élément mené de façon à être serré contre les dites - surfaces concentriques et à entraîner l'élément mené, ainsi qu'un ressort assurant le contact permanent entre l'organe de coincement et l'élément mené, caractérisé en ce que l'organe de coincement est relié à l'élément menant par l'intermédiaire d'un organe d'ap- pui articulé d'une part à l'élément menant et d'autre part à l'or- gane de coincement,
de manière que le déplacement de l'élément menant dans un sens provoque le coincement de l'organe d'appui contre l'une des surfaces concentriques et par réaction de l'or- gane d'appui sur l'organe de coincement, le coincement de celui-ci contre les deux surfaces concentriques, tandis que le déplacement de l'élément menant dans l'autre sens provoque le desserrage des organes d'appui et de coincement et la libération de l'élément mené.
<Desc / Clms Page number 1>
One-way drive mechanism
The present invention relates to one-way drive mechanisms (freewheels) and more especially to those called selectors and which are intended to transmit large torques at variable and high frequencies.
For the realization of such mechanisms, it is known to use wedging members which are interposed between the driving element and the driven element such that in one direction, they come to wedge against a friction surface in such a way. creating by radial pressure a friction force greater than or equal to the torque to be transmitted.
As a result of the low value of the coefficient of friction of the parts in contact, the angle at which the aforesaid clamping members bear on the friction surfaces is relatively small and the result of this is a movement or slippage. take which is more or less important according to the @
<Desc / Clms Page number 2>
type of clamping device used. This not only causes a delay in setting, a serious drawback especially in the case of selector switches, when the frequency of the tap alternations is high, but can also lead to seizing or rapid wear when the transmitted torques acquire a certain im- lift.
The object of the present invention is to provide a mechanism which responds better than those currently existing to the various desiderata of the practice, particularly as regards the instantaneity of the grip and the distribution of the forces.
The invention relates to a one-way drive mechanism comprising: a driving element and a driven element capable of rotating about a common axis with respect to each other, the driven element having two concentric surfaces said axis of rotation; wedging member angularly movable by the driving element with respect to the driven element so as to be clamped against said concentric surfaces and to drive, the driven element, as well as a spring ensuring the permanent contact between the wedging member and the driven element, mechanism in which the wedging member is connected to the driving element by means of a support member articulated on the one hand to the driving element and on the other hand to the locking device,
so that the movement of the leading element in one direction causes the wedging of the support member against one of the concentric surfaces and, by reaction of the support member on the wedging member, the wedging of the latter against the two concentric surfaces, while the movement of the driving element in the other direction causes the release of the bearing and wedging members and the release of the driven element.
In a drive mechanism thus designed, the direct coupling of the bearing and wedging members one to the other.
<Desc / Clms Page number 3>
The consequence of this is that the engagement of one of them (which does not matter which) brings about by direct reaction the engagement of the other.
Indeed, by their combined action, these two organs mutually oppose one to the relative movement of the other, the arrangement of these organs being chosen such as the sliding or engagement movement of one of them. would have the effect of increasing the jamming of the other, the direction of the jam being opposite to the direction of sliding or gripping movement.
In addition, the motor force is automatically balanced on the two components and distributed over each of them in proportion to their jamming.
Preferably the support member, which can affect the. form of a cam, rests on one of the concentric surfaces of the driven element, at a point situated, as well as the point of articulation of the cam to the driving element, on a straight line which forms with the radius passing through said point of articulation an angle for which the cam gets stuck on said concentric surface when the driving element moves in one direction, the cam and the clamping member being connected to one another. 'the other directly and without play by a joint ensuring that these two organs always react mutually on one another.
The antagonistic effect of the combined action of the support member, or of the cam, and of the wedging member can be further increased by determining the arrangement of the joints and the support points so that the directions individual relative movements are divergent, that is to say such that, during operation, the support member, or the cam, and the wedging member urge each other in opposite directions to those of their respective engagement movements.
@
<Desc / Clms Page number 4>
The support points of the wedging members can be constituted in a manner known per se by articulated shoes so as to distribute the forces over a suitable surface.
Likewise, in order to distribute and divide the forces on the duct element, several clamping systems as described above can be mounted in the same unit, either circumferentially or in parallel.
The accompanying drawings represent schematically and by way of non-limiting examples:
Figure 1, a section along I-I (fig. 2) in a mechanism produced according to the general principle of the invention.
Figure 2, a section along the broken line II-II (fig.l) in the same mechanism.
Figures 3, 4 and 5 show three other embodiments of the object of the invention.
In these figures the same numbers and reference letters designate the same elements.
According to the invention, in order to produce a drive mechanism which joins together in a single direction of rotation a motor element consisting for example of a lever 1, with the driven element consisting for example of a housing 2, on the hub 3 of which the lever 1 freely pivots, the procedure is as follows or in a similar manner: on a pivot 4, integral with the lever 1 and eccentric with respect to the axis of this lever, a cam 5 is freely articulated which bears in A on a friction surface of the driven element, for example the surface S2 formed according to Figures 1 to 4 by the internal face and according to Figure 5 by the external face of the rim of the housing 2, this face being concentric at hub 3.
The angle formed by the bearing direction with the surface S2 is such that the cam is positively jammed under the action of a force F exerted on the lever 1. The cam 5 also carries a pivot @
<Desc / Clms Page number 5>
6 on which a lever 7 is articulated and which bears on two concentric surfaces of different diameter of the duct element 2, for example the surfaces S1 and S2. so that its points of support B and reaction C are opposite and are on the same side of the joint 6, and that the line which joins them forms with the radius passing through one of them an angle such that the lever gets stuck according to} ¯ Figures 1 to 4, in the groove formed by the surfaces S1 and S2, and according to Figure 5 on the surfaces S1 and S2- of the rim of the housing 2,
when a force is applied to the pivot 6 in a direction which forms approximately a right angle or less with the axis connecting the pivot 6 to one of the support points B or C.
It is known that similar wedging mechanisms such as an individual cam or lever can cause jamming when the wedging angle is properly chosen. However, practice has shown that due to the low value of this angle or the angular arrangement of the articulated system forming the wedging member, the engagement does not take place instantaneously but requires a relative movement of the elements. engine, jamming and driven, due to the elasticity of these components and which becomes all the more sensitive as the torque transmitted is higher.
This drawback is doubled by another which, in certain applications, greatly affects the efficiency of the mechanism, and resides in that the elastic jamming thus produced requires unstacking which cannot be done instantaneously or without absorption of power.
The mechanism which is the object of the present invention eliminates these drawbacks as will appear from the following description:
Any force applied by lever 1 and through pivot 4 on cam 5 tends to cause the latter to pivot around
<Desc / Clms Page number 6>
of its fulcrum A and therefore reacts on the lever 7, the wedging action of which is therefore added to that of the cam 5 so that all the resultants acting on the friction surfaces S1 and S2 creates a friction greater than or at least equal to the tangential force resulting from the driving action.
The opposite reasoning can be applied to all of the two clamping members 5 and 7, in particular a force transmitted directly by the axes 4-6 to the lever 7 tends to clamp the latter, according to Figures 1 to 4, in the groove formed by the surfaces S1 and S2 of the housing 2, and according to Figure 5 on the surfaces S1 and S2 of the rim of the housing 2, but the engagement of the lever 7 reacts through 1-'intermediate * of the pivot 6 on the cam 5 which wedges at A against the surface S2.
In reality, therefore, there is a combined action of the two wedging members which mutually oppose any relative movement of one of them, all the more so as the arrangement of the joints and of the support points is chosen such that the directions of the relative movements taken individually are divergent in the direction indicated above.
In order to maintain permanent contact between the friction surfaces and the bearing points of the bearing and jamming members, a spring 8 exerts a constant action on the latter. An advantageous arrangement consists in securing this spring to the motor lever 1 by a finger 9, the other end of the spring acting on the lever 7 so that the thrust axis passes between the bearing points B and of reaction C of this lever and in the opposite direction to that of the force F.
This arrangement is however in no way limiting and it is for example possible to interpose between the spring 8 and the lever 7 a pawl, a rocker arm or any other mechanical device having the same effect.
@
<Desc / Clms Page number 7>
Another advantageous arrangement consists in interposing between the bearing points of the bearing and wedging members and the friction surfaces of the shoes 10 intended to distribute the pressures exerted at these points on suitably dimensioned surfaces. In addition, these shoes may be of a material different from that of the wedging members so as to better adapt to the friction conditions when the mechanism is in freewheeling mode.
It is also possible to conceive of an embodiment where several support elements and conjugate concerns, as described above, are mounted in the same unit. This assembly can be carried out as shown in fig.l where two sets of these elements are mounted circularly in the same housing, that is still parallel in a double housing, the pivot 4 attacking two elements located on either side of the housing. lever 1.
Of course, the mechanisms described above are reversible and it is obvious that if the housing 2 were moved in the direction of the arrow M, the assembly would be blocked and the lever 1 driven.
On the other hand, if the housing 2 was moved in the direction of arrow L, the lever 1 would not be driven and the assembly would be freewheeling.
The one-way drive mechanism which is the object of the present invention offers, over the known systems, numerous advantages, in particular: that of making the engagement in the direction of drive of the driven element really positive and instantaneous, that of not causing any appreciable elastic jamming which would require an unstacking force during the reversal of the movement, to distribute and de-focus the internal pressure forces of the mechanisms, @
<Desc / Clms Page number 8>
and finally that of thus increasing the specific power of these mechanisms so as to allow the practical realization of the transmission of high torques whatever the frequency of the taps.
The invention lends itself to numerous variant embodiments other than those described above and shown in the accompanying drawings, without departing from the spirit of the invention.
CLAIMS
1.- One-way drive mechanism comprising a driving element and a driven element capable of rotating about a common axis with respect to each other, the driven element having two surfaces concentric with said axis of rotation; a locking member angularly movable by the driving element relative to the driven element so as to be clamped against said concentric surfaces and to drive the driven element, as well as a spring ensuring permanent contact between the element clamping member and the driven element, characterized in that the clamping member is connected to the leading element by means of a support member articulated on the one hand to the driving element and elsewhere to the jamming organ,
so that the displacement of the leading element in one direction causes the wedging of the support member against one of the concentric surfaces and by reaction of the bearing member on the wedging member, the wedging of the latter against the two concentric surfaces, while the displacement of the driving element in the other direction causes the release of the support and wedging members and the release of the driven element.