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La présente invention est relative à un embrayage rotatif à inversion rapide du sens de rotation de l'organe commandé par l'embrayage.
La présente invention est relative plus particulièrement à une forme de réalisation d'un embrayage électro-magnétique.. commandant un orga- ne rotatif susceptible d'avoir deux sens de rotation.
Une des caractéristiques de l'invention est d'obtenir une in- version rapide du sens de rotation de l'organe commandé.
Une autre caractéristique de l'invention est d'obtenir un mon- tage de l'organe commandé tel que celui-ci ne subisse aucun frottement., de telle sorte que l'inversion du sens de rotation est obtenue quasi-instanta- nément, aucune énergie n'étant à fournir pour obtenir le ralentissement et l'arrêt de l'organe commandé pendant la période de temps précédant l'inver- sion du sens de rotation, à l'intérieur même de l'embrayage.
Une autre caractéristique de l'invention est d'obtenir un ac- couplement mécanique automatique entre l'organe commandé et les oeganes moteurs, dans chaque sens de rotation, l'accouplement étant obtenu dès le renversement du sens de rotation.
D'autres caractéristiques et particularités de l'invention apparattront dans la description suivante d'une forme de réalisation d'un embrayage rotatif à inversion rapide., selon les caractéristiques fondamentales de l'invention et représenté sur le dessin annexé.
3 désigne un arbre fixe. non rotatif, qui peut être supporté à ses deux extrémitéspar tout moyen convenable. Cet arbre 3 supporte lui-même deux organes électro-magnétiques moteurs identiques qui sont séparés par un manchon cylindrique 2, concentrique à l'arbre 3; ces organes moteurs. décrits plus loin., sont animés d'un mouvement de rotation, l'un,, dans un sens et l'autre. dans l'autre mens.. inverse du premier. Entre les deux organes moteurs est placé l'organe commandé 1 qui est animé, selon la commande de l'embrayaged'un mouvement de rotation dans un sens ou dans l'autre.
Chacun des organes moteurs est constitué d'une poulie 101 (ou 201), munie, par exemple. d'une gorge trapézofdale destinée à recevoir une courroie d'entrafnement, et qui peut tourner librement autour de l'arbre 3, par l'intermédiaire de deux roulements à billes 105 (205) et 112 (212); ces roulements sont maintenus à l'écartement voulu par une bague cylindrique d'entretoise 104 (204),,intercalée entre les parties rotatives des cages des roulements.
La poulie 101 (201) comporte une surface cylindrique filetée qui supporte une armature magnétique 110 (210) ; une vis de blocage 116 (216) est prévue pour empêcher le desserrage de l'armature pendant le fonctionnement. L'armature magnétique 110 (210) constitue un circuit magnétique ouvert pour la bobine d'excitation 111 (211). reliée par un conducteur 113 (213) à une bague collectrice 103 (203). fixée sur la poulie 101 (201), avec interposition d'isolant 102 (202); par un système boulons-écrous 108-109 (208- 209). Le circuit de la bobine 111 (211) est d'autre part relié. par un conducteur 114 (214), à la masse de l'armature magnétique 110 (21Q)., à l'aide d'une vis teiminale 115 (215).
Le retour du courant est assuré par une rondelle collectrice 107 (207) appliquée contre la partie rotative de la cage du roulement à billes 105 (205) par l'intermédiaire d'une bague d'arrêt 106 (206).
De cette façon, l'alimentation des bobines d'excitation 111 et 211 peut être assurée par des balais convenables,,, non représentés$ en contact d'une part avec les bagues collectrices 103 et 203.. et d'autre part avec les ronlelles collectrices 107 et 207. Les rondelles collectrices empêchent le retour du courant à travers les roulements à billes.
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L'organe commandé 1, en matière ferromagnétique à faible ré- manence. est placé entre les deux armatures magnétiques 110 et 210 et est représenté sous la forme d'une poulie présentant une gorge trapézoïdale destinée à recevoir une courroie.
Par application des caractéristiques de l'invention, la poulie 1 présente, de chaque côté, un épaulement tronconique 5 et est montée, avec un jeu appréciable, sur le manchon cylindrique 2 entourant l'arbre 3 ; enoutrs, il existe un jeu appréciable entre la poulie 1 et chacune des arma- tures magnétiques 110 et 210. La poulie 1 peut donc se mouvoir librement, et sans aucun frottement sur le manchon 2. dans l'espace existant entre les deux armatures magnétiques 110 et 2100
Chacune des armatures magnétiques 110 et 210 présente un évidement tronconique 6, dont la pente, par rapport à l'axe de l'arbre 3, est identique à celle des épaulements tronconiques existant sur la poulie 1.
Lorsqu'une des bobines d'excitation 111 ou 211 est excitée (par exemple, la bobine 211 dans le cas du dessin annexé) la poulie 1. qui ferme le circuit magnétique de l'armature, est appliquée avec force contre cette armature. Par la coopération de l'épaulement tronconique de la poulie 1 et de l'évidement tronconique de l'armature en cause (coopération indiquée en 4 dans le cas illustré), épaulement et évidement ayant la même pente, on assure automatiquement un centrage de la poulie 1 par rapport à l'armature, et par suite par rapport à l'arbre 3.
La poulie 1 est ainsi entraînée tantôt dans un sens, tantôt dans l'autre.
On conçoit que, quelle que soit la rapidité avec laquelle on effectue le passage d'une bobine d'excitation à l'autre en ce qui concerne l'alimentation en énergie électrique, la poulie 1 peut passer d'une position à l'autre, c'est-à-dire de la position "attirée par l'armature 210" à la position "attirée par l'armature 110", sans aucun frottement demandant une consommation d'énergie complémentaire. et avec un centrage automatique sur l'une ou l'autre des armatures magnétiques.
Il en résulte que, en pratique, on peut ainsi réaliser des inversions de sens de rotation quasi-instantanées.
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The present invention relates to a rotary clutch with rapid reversal of the direction of rotation of the member controlled by the clutch.
The present invention relates more particularly to an embodiment of an electromagnetic clutch controlling a rotary member capable of having two directions of rotation.
One of the characteristics of the invention is to obtain a rapid reversal of the direction of rotation of the controlled member.
Another characteristic of the invention is to obtain an assembly of the controlled member such that the latter does not undergo any friction, so that the reversal of the direction of rotation is obtained almost instantaneously, no energy having to be supplied to obtain the slowing down and stopping of the controlled member during the period of time preceding the reversal of the direction of rotation, inside the clutch itself.
Another characteristic of the invention is to obtain an automatic mechanical coupling between the controlled member and the motor members, in each direction of rotation, the coupling being obtained as soon as the direction of rotation is reversed.
Other characteristics and particularities of the invention will become apparent from the following description of an embodiment of a rapid reversing rotary clutch., According to the fundamental characteristics of the invention and shown in the accompanying drawing.
3 designates a fixed shaft. non-rotating, which can be supported at both ends by any suitable means. This shaft 3 itself supports two identical electro-magnetic motor members which are separated by a cylindrical sleeve 2, concentric with the shaft 3; these motor organs. described later., are driven by a rotational movement, one, in one direction and the other. in the other mens .. inverse of the first. Between the two motor members is placed the controlled member 1 which is driven, according to the clutch command, a rotational movement in one direction or the other.
Each of the motor members consists of a pulley 101 (or 201), provided, for example. a trapezoidal groove intended to receive a driving belt, and which can rotate freely around the shaft 3, by means of two ball bearings 105 (205) and 112 (212); these bearings are maintained at the desired spacing by a cylindrical spacer ring 104 (204), interposed between the rotating parts of the bearing cages.
Pulley 101 (201) has a threaded cylindrical surface which supports a magnetic frame 110 (210); a set screw 116 (216) is provided to prevent the armature from loosening during operation. The magnetic armature 110 (210) constitutes an open magnetic circuit for the excitation coil 111 (211). connected by a conductor 113 (213) to a slip ring 103 (203). fixed on the pulley 101 (201), with the interposition of insulation 102 (202); by a bolt-nut system 108-109 (208-209). The circuit of coil 111 (211) is further connected. by a conductor 114 (214), to the ground of the magnetic armature 110 (21Q)., using a teiminale screw 115 (215).
The return of the current is ensured by a slip washer 107 (207) applied against the rotating part of the cage of the ball bearing 105 (205) by means of a stop ring 106 (206).
In this way, the supply of the excitation coils 111 and 211 can be ensured by suitable brushes ,,, not shown $ in contact on the one hand with the slip rings 103 and 203 ... and on the other hand with the Collector washers 107 and 207. The slip washers prevent the return of current through the ball bearings.
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The controlled member 1, made of low-persistence ferromagnetic material. is placed between the two magnetic frames 110 and 210 and is shown in the form of a pulley having a trapezoidal groove intended to receive a belt.
By application of the characteristics of the invention, the pulley 1 has, on each side, a frustoconical shoulder 5 and is mounted, with appreciable play, on the cylindrical sleeve 2 surrounding the shaft 3; in addition, there is an appreciable play between the pulley 1 and each of the magnetic armatures 110 and 210. The pulley 1 can therefore move freely, and without any friction on the sleeve 2. in the space existing between the two magnetic armatures 110 and 2100
Each of the magnetic reinforcements 110 and 210 has a frustoconical recess 6, the slope of which, with respect to the axis of the shaft 3, is identical to that of the frustoconical shoulders existing on the pulley 1.
When one of the excitation coils 111 or 211 is energized (for example, the coil 211 in the case of the appended drawing) the pulley 1. which closes the magnetic circuit of the armature, is applied with force against this armature. By the cooperation of the frustoconical shoulder of the pulley 1 and the frustoconical recess of the frame in question (cooperation indicated in 4 in the illustrated case), the shoulder and the recess having the same slope, one automatically ensures a centering of the pulley 1 with respect to the frame, and consequently with respect to the shaft 3.
Pulley 1 is thus driven sometimes in one direction, sometimes in the other.
It is understood that, regardless of the speed with which the passage from one excitation coil to another is effected with regard to the supply of electrical energy, the pulley 1 can move from one position to the other , that is to say from the position "attracted by the frame 210" to the position "attracted by the frame 110", without any friction requiring additional energy consumption. and with automatic centering on one or the other of the magnetic armatures.
It follows that, in practice, it is thus possible to achieve quasi-instantaneous reversals of the direction of rotation.