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ACCOUPLEMENT MUNI D'UNE SAILLIE DE VERROUILLAGE ROTATIVE A INTRODUCTION
TRANSVERSALE,
La présente invention est relative à un accouplement muni d'une saillie de verrouillage rotative à pénétration transversale pour l'embrayage ou le débrayage de deux éléments de machines tournant autour du même axe construit de manière à lui donner de petites dimensions en longueur et en diamè- tre et à lui faire transmettre des couples de rotation élevéso
Bien que l'accouplement considéré puisse être utilisé dans différentes applications, il est conçu en premier lieu pour des commandes , vitesse variable et à renversement de marche pour la propulsion de navires. Des commandes de ce genre exigent des arbres courts et rigides supportés - si possible - uniquement entre des paliers extrêmes.
Les roues d'engrenages pour les différentes vitesses qui y sont montées doivent être étroites et disposées à proximité les unes à côté des autres. Leur diamètre doit être faible dans le but de réduire les dimensions transversales de la commande à un minimum. Pour toutes ces raisons, le mécanisme d'embrayage doit être resserré et, si possible trouver sa place à l'intérieur des roues d'engrenages ou des pignons.
En outre, il ne doit pas se produire de choc brusque quand on met en prise l'un avec l'autre l'élément de commande et l'élément commandé de l'accouplement, bien qu'on puisse prévoir d'effectuer un changement des rapports de vitesse sans appliquer de charges sur les éléments à accouplera Enfin le fonctionnement de l'accouplement doit pouvoir être con- trôlé de l'extérieur de la commande.
Les figures 1 2 et 3 du dessin en annexe représentent à titre d'exemple deux dispositions différentes d9accouplement conformes à la présente invention et conçus pour répondre aux exigences mentionnéeso
La figure 1 est une coupe longitudinale suivant l'axe d'un arbre et à travers le mécanisme de l'accouplement disposé à l'intérieur d'une roue d'accouplement montée de manière à tourner librement sur cet arbre.
La figure 2 est une coupe transversale à travers l'arbre, l'accou=
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plement et la roue d'engrenage représentés sur la figure 1.
La figure 3 représente la coupe longitudinale à travers une construction dans laquelle 1'accouplement est disposé sur le côté d'un pignon ayant un diamètre exceptionnellement petit et formant un tout avec ce dernier.
Les chiffres de référence des figures 1 et 2 indiquent des pièces composantes identiques.
La référence 1 indique l'arbre; 2 est un noyau monté de façon rigide sur cet arbre et fixé par une cale 20. 3 est une couronne dentée d'un pignon ou d'une roue d'engrenage, dont le diamètre intérieur est un peu plus élevé que le diamètre extérieur du moyeu 2. 4 et 5 sont des disques portant la couronne 3. 6 indique des paliers à billes permettant au pignon de tourner librement autour de l'arbre 1. Des faces latérales annulaires à la périphérie du moyeu 2 s'adaptent sur les disques 4 et 5 en permettant un glissement.
Des alésages cylindriques 7 forés dans le moyeu 2 sur le côté et transversalement par rapport à l'arbre 1, se terminent à l'intérieur du moyeu tandis que leurs ouvertures libres sont fermées par des couvercles 8. Des pistons 9 coulissent dans ces alésages 7. Les tiges de piston 10 traversent le fond des alésages et sont raccordées de façon rigide à des coins 11 à saillie de verrouillage dont les mouvements transversaux sont guidés par des encoches longitudinales taillées dans la périphérie du moyeu 2. Les coins de verrouil- lage à saillie et leurs encoches ont une longueur qui correspond à peu près à la distance entre les disques 4 et 5.
Des rainures longitudinales de réception munies de faces 12, 13 et 14 taillées sur la face intérieure de la couronne 3 correspondent à la position périphérique et à la forme de la section transversale de l'extrémité extérieure des coins 11. La face 13 constitue le côté d'une butée 15 qui pénètre quelque peu dans l'espace libre 25 en forme d'anneau compris entre le moyeu 2 et la couronne 3 pour absorber la pression du coin de verrouillage à saillie.
Pour embrayer l'accouplement, des agents de pression liquides ou gazeux - d'ordinaire de l'huile sous pression - passent de l'extérieur de l'engrenage par une conduite longitudinale 16 disposée à l'intérieur de l'arbre et par le conduit radial 17 dans l'espace compris entre le piston 9 et la tête du cylindre 8. Par la pression de l'huile, les pistons et les tiges de pistons poussent les coins 11 de verrouillage à saillie contre la périphérie intérieure de la couronne 3 le long de laquelle ils glissent jusqu'à ce qu'ils rencontrent leurs encoches 12, 13 et 14 et mettent ainsi en prise l'arbre 1 et le pignon 3.
Dans le but d'éviter un choc brusque lorsque les coins de verrouillage à saillie 11 rencontrent leurs encoches 12,13, 14 ou bien la face 13, l'espace libre annulaire entre le moyeu 2 et la couronne 3 est rempli d'huile qui y pénètre par le petit trou 18 des couvercles 8. Par le mouvement de coulissement des coins de verrouillage à saillie 11, l'huile est refoulée circu- lairement dans l'espace en forme d'anneau 26 ; sonécoulement aisé est cepen- dant contrarié par les fentes ou passages étroits 27 existant entre la butée 15 et la périphérie du moyeu 2. Par suite de l'adaptation permettant un coulissement du moyeu 2 avec les disques 4 et 5, l'huile ne peut s'échapper sur les cotés de l'espace annulaire rempli d'huile.
Ces passages agissent ainsi comme frein pour ralentir le mouvement de glissement des coins de verrouillage à saillies avant qu'ils ne pénètrent dans les rainures 12, 13, 14. De petits trous 19 forés entre le fond des cylindres 7 et les côtés du moyeu 2 servent à éliminer toute quantité d'huile quelconque pouvant s'échapper éventuellement le long du piston de son sommet à son fond.
Pour débrayer l'accouplement, on relâche la pression d'huile au- dessus des pistons 9 de façon à leur permettre d'être repoussés à leurs positions initiales, soit en introduisant de l'huile sous pression dans le fond de l'alésage 7, soit au moyen de ressorts à boudins 21 faisant rentrer les coins de verrouillage à saillies 11 dans le moyeu 2.
L'accouplement représenté sur la figure 3 agit suivant le même principe que celui décrit sur les figures 1 et 2. La disposition à l'intérieur du moyeu 22 correspond exactement au moyeu 2 avec toutes les pièces qui le
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composento Toutefois, le pignon ou la couronne 3 est remplacé par une boîte en forme de tambour 23 disposée sur le côté et formant un tout avec le petit pignon 24 monté de manière à tourner librement autour de l'arbre 1 sur son palier 25.
Pour embrayer ou débrayer le coin de verrouillage, on peut au lieu du dispositif décrit utiliser aussi d'autres moyens par exemple des mo- yens commandés électriquement.
Ayant à présente décrit les arrangements et le fonctionnement de l'accouplement conforme à la présente invention, on peut expliquer les raisons pour lesquelles cet accouplement - contrôlé de l'extérieur de l'embrayage - peut avoir des dimensions extraordinairement petites en diamètre et en lar- geur et la raison pour laquelle il peut néanmoins transmettre des couples re- lativement grands-. a) le diamètre du moyeu 2 est supérieur au diamètre de l'arbre 1. Le couple maximum à transmettre par ce dernier dépend de son diamètre et de la résis- tance de sa liaison au moyeu 2 (par exemple la résistance au cisaillement de la cale 20).
Puisque les coins de verrouillage à saillies 11 pénètrent à l'extérieur du moyeu 2 et ont pratiquement la même longueur que la cale 20 ils sont en mesure de résister à des couples considérablement plus grands que pour la cale 20. b) par suite de la forme et de la disposition décrite, des coins de verrouil- lage à saillies 11, ils peuvent transmettre des couples élevés et être néanmoins juste aussi petits que le moyeu. L'accouplement permet par conséquent l'emploi de roues de faible diamètre. c) la disposition de l'engrenage de commande des coins de verrouillage à saillies Il transversalement et latéralement à l'arbre 1 - comme on le montre sur la figure 2 - permet de donner à cet engrenage de commande la longueur nécessaire pour qu'il remplisse son rôle et qu'il maintienne cependant la largeur du moyeu relativement petite.
En donnant au moyeu un diamètre suffisam- ment grand, il est du reste possible également de disposer les alésages cylindriques forés 7 du piston radialement dans la direction de l'axe de l'arbre.
REVENDICATIONS.
1. - Accouplement d'embrayage entre deux pièces de machine tournant autour d'un même axe consistant en un arbre sur lequel est fixé un moyeu formant un des éléments de l'accouplement et comme deuxième élément un tambour ou une roue dentée entourant le moyeu et tournant librement sur lui, ca- ractérisé en ce que la liaison entre les deux pièces est réalisée par au moins un coin de verrouillage en forme de tringle qui se déplace parallèlement et transversalement par rapport à l'axe de rotation, est poussé hors du moyeu contre la surface intérieure de la pièce d'accouplement qui l'entoure et y pénètre.
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COUPLING EQUIPPED WITH A ROTARY LOCKING LOCKING PROTECTION WITH INTRODUCTION
TRANSVERSE,
The present invention relates to a coupling provided with a rotary locking projection with transverse penetration for the engagement or disengagement of two machine elements rotating around the same axis constructed so as to give it small dimensions in length and in diameter. - be and make it transmit high torques o
Although the considered coupling can be used in different applications, it is primarily designed for control, variable speed and reverse gear for the propulsion of ships. Such drives require short, stiff shafts supported - if possible - only between end bearings.
The gear wheels for the different gears mounted on them should be narrow and arranged close to each other. Their diameter must be small in order to reduce the transverse dimensions of the control to a minimum. For all these reasons, the clutch mechanism must be tightened and, if possible, find its place inside the gears or pinions.
In addition, a sudden shock should not occur when engaging the control element and the controlled element of the coupling with each other, although provision may be made to effect a change. speed ratios without applying loads to the elements to be coupled. Finally, the operation of the coupling must be able to be controlled from outside the control.
Figures 1, 2 and 3 of the accompanying drawing show by way of example two different coupling arrangements in accordance with the present invention and designed to meet the requirements mentioned.
FIG. 1 is a longitudinal section along the axis of a shaft and through the coupling mechanism arranged inside a coupling wheel mounted so as to rotate freely on this shaft.
Figure 2 is a cross section through the shaft, the coupling =
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plement and the gear wheel shown in Figure 1.
Figure 3 shows the longitudinal section through a construction in which the coupling is disposed on the side of a pinion having an unusually small diameter and forming an integral therewith.
Reference numerals in Figures 1 and 2 indicate identical component parts.
Reference 1 indicates the tree; 2 is a core rigidly mounted on this shaft and fixed by a wedge 20. 3 is a ring gear of a pinion or a gear wheel, the internal diameter of which is a little larger than the external diameter of the gear. hub 2. 4 and 5 are discs carrying the crown 3. 6 indicates ball bearings allowing the pinion to rotate freely around the shaft 1. Annular side faces at the periphery of the hub 2 fit on the discs 4 and 5 by allowing sliding.
Cylindrical bores 7 drilled in the hub 2 on the side and transversely with respect to the shaft 1, terminate inside the hub while their free openings are closed by covers 8. Pistons 9 slide in these bores 7 The piston rods 10 pass through the bottom of the bores and are rigidly connected to locking protrusion wedges 11 whose transverse movements are guided by longitudinal notches cut into the periphery of the hub 2. The locking wedges 11 protrusion and their notches have a length which corresponds approximately to the distance between the discs 4 and 5.
Longitudinal receiving grooves provided with faces 12, 13 and 14 cut on the inner face of the crown 3 correspond to the peripheral position and to the shape of the cross section of the outer end of the corners 11. The face 13 constitutes the side. a stop 15 which penetrates somewhat into the free space 25 in the form of a ring between the hub 2 and the crown 3 in order to absorb the pressure of the protruding locking wedge.
To engage the coupling, liquid or gaseous pressure agents - usually pressurized oil - pass from the outside of the gear through a longitudinal pipe 16 disposed inside the shaft and through the shaft. radial duct 17 in the space between the piston 9 and the cylinder head 8. By the pressure of the oil, the pistons and the piston rods push the locking wedges 11 projecting against the inner periphery of the crown 3 along which they slide until they meet their notches 12, 13 and 14 and thereby engage shaft 1 and pinion 3.
In order to avoid a sudden shock when the protruding locking wedges 11 meet their notches 12, 13, 14 or else the face 13, the annular free space between the hub 2 and the crown 3 is filled with oil which enters it through the small hole 18 of the covers 8. By the sliding movement of the protruding locking wedges 11, the oil is circulated back into the ring-shaped space 26; its easy flow is however hampered by the slits or narrow passages 27 existing between the stop 15 and the periphery of the hub 2. As a result of the adaptation allowing a sliding of the hub 2 with the discs 4 and 5, the oil cannot escape on the sides of the annular space filled with oil.
These passages thus act as a brake to slow the sliding movement of the protruding locking wedges before they enter the grooves 12, 13, 14. Small holes 19 drilled between the bottom of the cylinders 7 and the sides of the hub 2 are used to remove any quantity of oil which may possibly escape along the piston from its top to its bottom.
To disengage the coupling, the oil pressure above the pistons 9 is released so as to allow them to be pushed back to their initial positions, either by introducing pressurized oil into the bottom of the bore 7 , or by means of coil springs 21 bringing in the projection locking wedges 11 in the hub 2.
The coupling shown in FIG. 3 acts according to the same principle as that described in FIGS. 1 and 2. The arrangement inside the hub 22 corresponds exactly to the hub 2 with all the parts which make it.
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composento However, the pinion or crown 3 is replaced by a drum-shaped box 23 arranged on the side and forming a whole with the small pinion 24 mounted so as to rotate freely around the shaft 1 on its bearing 25.
In order to engage or disengage the locking wedge, instead of the device described, it is also possible to use other means, for example electrically controlled means.
Having now described the arrangements and operation of the coupling according to the present invention, it can be explained why this coupling - controlled from outside the clutch - can have extraordinarily small dimensions in diameter and width. - size and the reason why it can nevertheless transmit relatively large torques. a) the diameter of hub 2 is greater than the diameter of shaft 1. The maximum torque to be transmitted by the latter depends on its diameter and on the strength of its connection to hub 2 (for example the shear strength of the wedge 20).
Since the protruding locking wedges 11 penetrate the outside of the hub 2 and have practically the same length as the wedge 20 they are able to withstand considerably larger torques than for the wedge 20. b) as a result of the In the form and arrangement described, of the protruding locking wedges 11, they can transmit high torques and yet be just as small as the hub. The coupling therefore allows the use of small diameter wheels. c) the arrangement of the control gear of the protruding locking wedges II transversely and laterally to the shaft 1 - as shown in FIG. 2 - makes it possible to give this control gear the necessary length so that it fulfills its role and yet keeps the hub width relatively small.
By giving the hub a sufficiently large diameter, it is moreover also possible to arrange the drilled cylindrical bores 7 of the piston radially in the direction of the axis of the shaft.
CLAIMS.
1. - Clutch coupling between two machine parts rotating around the same axis consisting of a shaft on which is fixed a hub forming one of the elements of the coupling and as a second element a drum or a toothed wheel surrounding the hub and rotating freely on it, charac- terized in that the connection between the two parts is made by at least one rod-shaped locking wedge which moves parallel and transversely to the axis of rotation, is pushed out of the hub against the inner surface of the coupling part that surrounds and enters it.