Embrayage automatique. L'invention a pour objet un embrayage automatique qui peut être utilisé avantageu sement pour les voitures automobiles, canots, machines-outils, dynamos démarrant en charge, démarreurs pour moteurs quelconques et toutes autres applications industrielles.
Cet embrayage comporte une couronne extensible, par exemple, en matière plastique ou métallique, reliée à l'arbre moteur et dis posée à l'intérieur d'une cuvette qui entoure la couronne extensible et qui sert à l'entraî nement de l'arbre récepteur.
Cette couronne extensible formant l'or gane mâle de l'embrayage, peut être cons tituée, par exemple, par une série d'éléments radiaux, qui sous l'effet de la force centri fuge se déplacent vers l'extérieur pour venir agir dans la cuvette ou élément femelle, cette action pouvant encore être augmentée par l'élasticité même de la matière de la couronne extensible.
Lorsque l'arbre moteur tourne à faible vi tesse, aucun accouplement ne se produit ; mais, dès que cette vitesse a acquis une va leur déterminée et variable suivant l'appli- cation envisagée, la force centrifuge agissant sur les éléments de la couronne extensible, provoque l'application énergique de ces élé ments sur la paroi interne de la cuvette en réalisant ainsi un embrayage automatique fonctionnant seul sans l'emploi de pédales ni de leviers de commande.
Dans le cas de l'application à une voi ture automobile, la couronne extensible pourra avantageusement être fixée à un volant de l'arbre moteur, soit par des broches dans le cas du type plastique, soit par des boulons dans le cas du type métallique.
Les éléments de la couronne extensible devant venir au contact de l'intérieur de la cuvette pour réaliser l'embrayage seront avan tageusement pourvus d'une garniture de fric tion, telle que le ferrodo, pour réaliser une bonne adhérence entre la couronne motrice et la cuvette fixée à l'arbre récepteur.
Le dessin annexé montre, à titre d'exemples, plusieurs formes d'exécution de l'embrayage automatique objet de l'invention.
La fig. 1 de ce dessin est une coupe lon gitudinale d'un embrayage à couronne exten sible en matière plastique ; La fig. 2 est une vue de face de la cou ronne extensible seule ; La fig. 3 est une vue en plan ; La fig. 4 et 5 sont respectivement une coupe longitudinale et une vue de face d'une variante de l'embrayage, dans laquelle la cou ronne extensible est métallique-, La fig. 6 montre une variante dans laquelle l'embrayage comporte deux blocs pivotants; Les fig. 7 et 8 représentent la cuvette de l'embrayage montée librement sur l'arbre commandé portant un disque étoilé élastique avec lequel sont en prise des bras ou tocs solidaires de l'arbre commandé; Les fig. 9 et 10 montrent une variante du dispositif des fig. 7 et 8.
L'embrayage représenté sur les fig. 1 à 3 comprend une couronne en matière plastique, en caoutchouc par exemple, fendue radiale- ment sur la plus grande partie de sa longueur de manière à constituer des éléments exten sibles ou segments 1 ; les fentes s'étendent de a-a à b-b (voir fig. 1 et 3) et les seg ments découpés tiennent par leur extrémité intérieure, à une partie non fendue 2, s'éten dant de b en c. Le plan b-b où se ter minent les fentes radiales forme ainsi une sorte de charnière ou d'articulation pour les segments 1.
La couronne élastique ainsi formée est reliée au plateau ou volant moteur 3 par un moyen quelconque. Dans l'exemple représenté cette liaison est assurée par des broches 4 fixées au volant 3 et comportant une sur- épaisseur 4a qui s'encastre dans la partie non fendue de la couronne dans le but d'empêcher l'ensemble de cette dernière de se déplacer longitudinalement sur ces broches.
Afin de faciliter le déplacement radial des segments élastiques 1, ceux-ci sont percés d'ouvertures de section transversale allongée 5, dont la section transversale croît depuis le plan b-b jusqu'au plan a-a (voir fig. 1) ; les broches de fixation et d'entraînement cir culaire de la couronne extensible sont enga gées . dans ces ouvertures allongées. G1 ii roulement à billes 6, retenu dans la partie 2 de la couronne, sert à supporter et centrer dans cette couronne l'extrémité de l'arbre ré cepteur 7. Sur ce dernier est calée la cu vette d'entraînement 8 qui constitue l'élément femelle de l'embrayage et qui est ici de forme cylindrique. Cette cuvette pourrait également avoir toute autre forme, telle que sphérique ou ovoïde suivant les besoins.
La surface extérieure des segments élas tiques 1 sera avantageusement pourvue de garnitures de friction 9, par exemple en "fer- rodo", de manière à réaliser une bonne adhé- rance de ces segments sur la face intérieure de la cuvette 8; ces garnitures pourront être fixées à la matière élastique par un moyen quelconque, par exemple par des vis 10 dont la tête sera noyée dans la matière pour ne pas faire saillie à l'extérieur.
Le fonctionnement du dispositif ainsi établi est le suivant Le moteur étant mis en marche entraîne l'arbre 11 et, par suite le volant 3 et l'en semble de la couronne élastique par l'inter médiaire des broches 4. Lorsque la vitesse de rotation est faible ou telle qu'elle ne provoque qu'une très légère extension des segments 1, aucun entraînement de l'arbre conduit 7 ne se pro duit. Si cette vitesse croît et atteint une valeur préalablement déterminée, les segments 1 s'écartent radialement sous l'effet de la force centrifuge et les garnitures de ferrodo 9@ s'appliquent énergiquement sur la face in terne de la cuvette 8, ce qui réalise l'em brayage automatique entre les deux arbres.
Si la vitesse de l'arbre moteur vient à ra lentir au-dessous de la valeur fixée, les seg ments 1 se rapprochent du centre sous l'effet de leur élasticité, ce qui produit automati quement le débrayage de la cuvette R, et par suite de l'arbre conduit 7.
Dans la variante représentée sur les fig. 4 et 5, la couronne extensible est cons tituée par un disque métallique 2 fixé au volant 3 par des boulons 4 et qui est découpé de fentes radiales de manière à constituer les segments d'entraînement 1 garnis de bandes de ferrodo 9. Dans cette disposition les seg ments 1 seront avantageusement pourvus d'un ou de deux plis, tels que la destinés à aug menter leur élasticité et faciliter leur exten sion radiale sous l'effet de la force centrifuge.
Comme on le voit, le dispositif ainsi établi constitue un appareil d'embrayage et de dé brayage absolument automatique et fonction nant sans l'emploi d'aucune commande, sous la seule action de la force centrifuge. Il forme également un dispositif d'accouplement souple entre les deux arbres, moteur et conduit et évite, par suite, tout à-coups dans les trans missions, en particulier lors des démarrages.
Dans la variante de la fig. 6, la couronne est constituée par deux blocs séparés 1, 1 pou vant pivoter chacun sur une broche d'entraî nement 4 fixée au volant moteur, pour s'ap pliquer sous l'action de la force centrifuge dans l'intérieur de la cuvette d'entraînement.
Chacun des blocs 1, 1 sera de préférence percé de trous dans lesquels seront placés des disques de plomb 12 pour le lestage.
Comme dans le dispositif des fig. 1 à 3, la périphérie des blocs 1 sera avantageuse ment pourvue de garnitures de friction 9, les entourant entièrement ou partiellement.
L'embrayage représenté par la fig. 6 com prend deux blocs pivotants, mais il est évi dent qu'il pourra être constitué avec trois blocs ou davantage.
Le dispositif représenté fig. 7 et 8 est destiné à créer, lorsqu'on lâche la pédale d'ac célérateur, un temps neutre destiné à favo riser le passage des vitesses.
Ce dispositif est constitué par une plaque de caoutchouc ou autre matière élastique 13; fixée à la cuvette 8 de l'embrayage qui, dans ce cas est montée librement sur l'arbre com mandé 7. La plaque de caoutchouc 13 porte des bras 13a, en nombre quelconque contre lesquels viennent appuyer des tocs 14 soli daires d'un manchon 15 claveté sur l'arbre commandé 7.
Lorsque l'embrayage est en fonction, les blocs 1 entraînent la cuvette 8 dans le mou- vement de rotation de l'arbre moteur 11, et ce mouvement est transmis élastiquement à l'arbre commandé 7 par les bras 13a qui en traînent les tocs 14 solidaires de cet arbre commandé.
On comprend qu'avec un tel dispositif, lorsqu'on cesse d'appuyer sur la pédale d'ac célération, il se produit un certain flottement de la cuvette d'embrayage et, par suite un temps neutre entre le contact des bras 13a et des tocs 14, qui favorise le passage des vitesses.
Dans la variante montrée fig. 9 et 10, les bras élastiques 13a sont remplacés par des tampons élastiques 18b solidaires de la cu vette d'entraînement 8, et les tocs 14 sont ici constitués par des lames élastiques 14a fixées au manchon 15 solidaire de l'arbre commandé 7.
Au lieu d'utiliser des tocs pour la créa tion d'un temps neutre, on pourrait interposer un dispositif de roue libre entre la cuvette de l'embrayage et l'arbre commandé.
Les dispositifs décrits trouveront une ap plication avantageuse pour les voitures auto mobiles, soit .comme embrayage, auquel cas ils faciliteront les démarrages et le passage des vitesses, soit comme accouplement auto- rnatique pour les moteurs électriques de dé marrage. Ils sont susceptibles également de nombreuses autres applications et notamment comme embrayage pour les transmissions in dustrielles.
Automatic clutch. The subject of the invention is an automatic clutch which can be used advantageously for motor vehicles, boats, machine tools, dynamos starting under load, starters for any engine and all other industrial applications.
This clutch comprises an extensible crown, for example, of plastic or metal, connected to the motor shaft and placed inside a cup which surrounds the extensible crown and which is used to drive the shaft. receiver.
This extensible crown forming the male organ of the clutch, can be constituted, for example, by a series of radial elements which, under the effect of the centri fuge force, move outwards to act in the cup or female element, this action being able to be further increased by the very elasticity of the material of the extensible crown.
When the motor shaft rotates at low speed, no coupling occurs; but, as soon as this speed has acquired a determined and variable value depending on the application envisaged, the centrifugal force acting on the elements of the extensible ring, causes the energetic application of these elements on the internal wall of the bowl. thus achieving an automatic clutch functioning alone without the use of pedals or control levers.
In the case of application to a motor vehicle, the extensible crown wheel can advantageously be fixed to a flywheel of the motor shaft, either by pins in the case of the plastic type, or by bolts in the case of the metal type. .
The elements of the extensible ring gear which must come into contact with the inside of the cup to achieve the clutch will advantageously be provided with a friction lining, such as the ferrodo, to achieve good adhesion between the driving ring and the cup attached to the receiving shaft.
The appended drawing shows, by way of example, several embodiments of the automatic clutch which is the subject of the invention.
Fig. 1 of this drawing is a longitudinal section of an extensible crown clutch made of plastic material; Fig. 2 is a front view of the stretchable neck alone; Fig. 3 is a plan view; Fig. 4 and 5 are respectively a longitudinal section and a front view of a variant of the clutch, in which the extensible crown is metallic, FIG. 6 shows a variant in which the clutch comprises two pivoting blocks; Figs. 7 and 8 show the clutch cup freely mounted on the controlled shaft carrying an elastic star disc with which are engaged the arms or knobs integral with the controlled shaft; Figs. 9 and 10 show a variant of the device of FIGS. 7 and 8.
The clutch shown in fig. 1 to 3 comprises a crown made of plastic material, for example rubber, radially split over the greater part of its length so as to constitute extensible elements or segments 1; the slits extend from a-a to b-b (see fig. 1 and 3) and the cut segments hold at their inner end, to an unslit part 2, extending from b to c. The plane b-b where the radial slots end thus forms a sort of hinge or articulation for the segments 1.
The elastic ring thus formed is connected to the plate or engine flywheel 3 by any means. In the example shown, this connection is ensured by pins 4 fixed to the flywheel 3 and comprising an extra thickness 4a which fits into the non-split part of the crown in order to prevent the whole of the latter from falling. move longitudinally on these pins.
In order to facilitate the radial displacement of the elastic segments 1, these are pierced with openings of elongated cross section 5, the cross section of which increases from the plane b-b to the plane a-a (see fig. 1); the fixing and circular drive pins of the extendible crown are engaged. in these elongated openings. G1 ii ball bearing 6, retained in part 2 of the ring gear, serves to support and center in this ring the end of the receiver shaft 7. On the latter is wedged the drive bowl 8 which constitutes the 'female element of the clutch and which is here cylindrical. This bowl could also have any other shape, such as spherical or ovoid as required.
The outer surface of the elastic segments 1 will advantageously be provided with friction linings 9, for example made of "iron rod", so as to achieve good adhesion of these segments to the inner face of the cup 8; these linings can be fixed to the elastic material by any means, for example by screws 10, the head of which will be embedded in the material so as not to protrude outside.
The operation of the device thus established is as follows: The motor, being started, drives the shaft 11 and, consequently, the flywheel 3 and the elastic ring assembly via the pins 4. When the speed of rotation is weak or such that it causes only a very slight extension of the segments 1, no drive of the driven shaft 7 occurs. If this speed increases and reaches a predetermined value, the segments 1 move apart radially under the effect of the centrifugal force and the ferrodo packings 9 @ are applied energetically to the internal face of the bowl 8, which achieves the automatic clutch between the two shafts.
If the speed of the motor shaft slows down below the fixed value, the segments 1 move closer to the center under the effect of their elasticity, which automatically disengages the cup R, and by continuation of the driven shaft 7.
In the variant shown in FIGS. 4 and 5, the extensible ring gear is constituted by a metal disc 2 fixed to the flywheel 3 by bolts 4 and which is cut with radial slots so as to constitute the drive segments 1 furnished with ferrodo strips 9. In this arrangement the segments 1 will advantageously be provided with one or two folds, such as the intended to increase their elasticity and facilitate their radial extension under the effect of centrifugal force.
As can be seen, the device thus established constitutes an absolutely automatic clutching and disengaging apparatus and functioning without the use of any control, under the sole action of centrifugal force. It also forms a flexible coupling device between the two shafts, motor and conduit, and consequently prevents sudden shifts in transmissions, in particular when starting.
In the variant of FIG. 6, the ring gear is made up of two separate blocks 1, 1 which can each pivot on a drive spindle 4 fixed to the flywheel, to apply under the action of centrifugal force inside the bowl. training.
Each of the blocks 1, 1 will preferably be pierced with holes in which lead disks 12 will be placed for ballasting.
As in the device of FIGS. 1 to 3, the periphery of the blocks 1 will advantageously be provided with friction linings 9, surrounding them entirely or partially.
The clutch represented by FIG. 6 com takes two swivel blocks, but it is obvious that it could be made with three or more blocks.
The device shown in fig. 7 and 8 is intended to create, when the accelerator pedal is released, a neutral time intended to favor the change of gears.
This device consists of a rubber plate or other elastic material 13; fixed to the cup 8 of the clutch which, in this case is mounted freely on the driven shaft 7. The rubber plate 13 carries arms 13a, in any number against which come to press solid knobs 14 of a sleeve 15 keyed on the controlled shaft 7.
When the clutch is in operation, the blocks 1 drive the cup 8 in the rotational movement of the motor shaft 11, and this movement is elastically transmitted to the driven shaft 7 by the arms 13a which drag the knuckles. 14 integral with this ordered tree.
It will be understood that with such a device, when one stops pressing the accelerator pedal, there is a certain floating of the clutch cup and, consequently, a neutral time between the contact of the arms 13a and tocs 14, which promotes the change of gears.
In the variant shown in fig. 9 and 10, the elastic arms 13a are replaced by elastic buffers 18b integral with the drive bowl 8, and the tocs 14 are here formed by elastic blades 14a fixed to the sleeve 15 integral with the controlled shaft 7.
Instead of using knocks to create a neutral time, a freewheel device could be interposed between the clutch cup and the driven shaft.
The devices described will find an advantageous application for motor vehicles, either as a clutch, in which case they will facilitate starting and changing gears, or as a self-coupling for electric starting motors. They are also suitable for many other applications and in particular as a clutch for industrial transmissions.