Embrayage à<B>poudre</B> L'invention a pour objet un embrayage uti lisant comme élément de liaison et de transmis sion du couple entre un organe moteur et un or gane entraîné, une matière granuleuse ou pul vérulente appelée poudre dans la suite. Ces poudres peuvent être des matières minérales, telles que des métaux, ou des matières organi ques végétales ou synthétiques.
On sait que de tels embrayages sont desti nés à assurer un couplage progressif entre ces deux organes, l'embrayage glissant totalement au démarrage et le glissement se réduisant pro gressivement jusqu'à être nul.
On sait aussi que, pour conserver la poudre entre ces deux organes, l'un est creux (boîtier) et l'autre (rotor) est contenu dans le premier.
Dans de nombreux embrayages à poudre connus, l'entraînement de l'un des organes par l'autre est assuré essentiellement par la friction de ces deux organes sur une couche de poudre interposée, maintenue à la périphérie interne du boîtier par la force centrifuge. Ces embrayages ont l'inconvénient, soit de glisser sous les for tes puissances, soit, au contraire, de se coincer ou de se coller en fonctionnement, ce qui laisse la machine entraînée embrayée à l'arrêt. Dans ce dernier cas, la puissance transmise peut être considérable mais, outre le coincement à l'ar rêt, l'embrayage n'est ni régulier, ni progressif.
La présente invention a pour objet un em- brayage à poudre destiné à remédier à ces in convénients.
L'embrayage à poudre selon l'invention comprend un rotor enfermé dans un boîtier et, entre deux faces en regard de ces organes, au moins un espace de forme générale annulaire dans lequel est disposée une certaine quantité de poudre servant d'élément de liaison et de transmission de la puissance, et est caractérisé en ce que la face du rotor présente des saillies régulièrement espacées angulairement, dont au moins un des flancs forme rampe, saillies telles que la distance entre lesdites faces, le long de chaque rampe, diminue progressivement dans un des sens de rotation.
Lorsqu'on met en rotation l'organe moteur, la poudre, entraînée par contact, se répartit à la périphérie de l'espace annulaire et se trouve maintenue dans cette position par la force cen trifuge. Les rampes des saillies du rotor provo quent alors le glissement des couches de pou dre et le tassement de celles-ci dans les espaces où la distance entre les faces du rotor et du boîtier est la plus réduite. On obtient ainsi le coincement, dans ces parties rétrécies, d'autant d'amas de poudre qui se comportent alors comme des masses solides plus ou moins en forme de coins et qui solidarisent l'un avec l'autre, le rotor et le boîtier. Les saillies peuvent être de forme symétri que ou dissymétrique.
Lorsque l'embrayage est arrêté, les forces centrifuges qui maintiennent la cohésion des amas de poudre disparaissent. La stabilité des amas de poudre accumulés dans les parties ré trécies ne dépend plus alors que de la cohésion propre de cette poudre qui peut être très faible. De proche en proche, à l'arrêt, ces amas de poudre s'effondrent et cet effondrement est d'autant plus rapide que la surface de base des amas de poudre est plus faible en comparaison de leur hauteur.
En conséquence, il est avantageux de ré duire la surface de base des saillies, par exem ple en pratiquant dans celles-ci des rainures, ou bien de multiplier le nombre des saillies en ré duisant la surface.
En définitive, alors que le coincement de la poudre est, dans les embrayages connus, un in convénient que l'on a cherché à éviter de fa çon incertaine, dans les embrayages selon l'in vention, ce coincement, judicieusement limité, est organisé et utilisé avec profit.
Dans une forme d'exécution de l'invention, le rotor est constitué par un disque présentant des ondulations dont les creux et les reliefs sont orientés radialement.
Enfin, le rotor peut présenter des saillies dis posées suivant des cercles concentriques, les quelles délimitent avec le boîtier des zones con centriques dans lesquelles l'intervalle entre le boîtier et le rotor est rétréci.
Le dessin annexé représente, à titre d'exem ple, quelques formes d'exécution de l'invention. La fig. 1 est une coupe axiale d'un em brayage à poudre, suivant la ligne<I>1-I</I> de la fig. 2.
La fig. 2 est la coupe par II-11 de la fig. 1 de ce même embrayage.
La fig. 3 est une vue en perspective d'un ro tor.
Les fig. 4 et 5 sont des vues partielles dé veloppées de la périphérie de variantes de ro tors. La fi-. 6 représente partiellement en coupe axiale une variante d'embrayage à poudre à deux sens de marche.
Les fig. 7 et 8 sont des coupes schémati ques, en coupe perpendiculaire à l'axe, de deux embrayages à deux sens de marche.
La fig. 9 est une coupe axiale d'une variante. La fig. 10 est une coupe partielle par X-X de la fig. 9.
La fig. 11 est une coupe d'une autre va riante.
La fig. 12 est une coupe partielle par XII- XII de la fig. 11.
La fi-. 13 représente développée une partie de la périphérie du rotor de ce dernier em brayage.
La fig. 14 est une élévation d'un autre sec teur de rotor.
La fig. 15 est une coupe développée selon <I>X</I> V-XV de la fig. 14.
La fig. 16 est une coupe par XVI-XVI de la fig. 15.
La fig. 17 est une coupe analogue à celle de la fig. 15 d'une variante.
Les fig. 18 et 19 sont des demi-coupes, par l'axe de deux autres formes d'exécution. L'embrayage représenté sur les fig 1 et 2 comprend un boîtier cylindrique 1 muni d'un moyeu creux 2 destiné à son couplage sur un arbre. Ce boîtier est fermé par un couvercle 3 maintenu par des vis 4. A l'intérieur de ce boî tier et coaxialement à celui-ci, est placé un ro tor 5 dont la forme générale, comme on peut le voir sur la fig. 2, est celle d'une roue à ro chet. Ce rotor est calé sur un moyeu creux 6 destiné à être couplé à un second arbre que l'on désire, en fonctionnement normal, rendre pro gressivement solidaire du premier.
L'espace annulaire laissé libre à l'intérieur du boîtier par le rotor contient une certaine quan tité de poudre, par exemple de la poudre de fonte graphitée, destinée à solidariser en rota tion le boîtier et le rotor. Cette poudre peut être introduite à l'intérieur du boîtier par une ouver ture de remplissage 7. En l'absence de poudre, ces deux parties de l'embrayage peuvent tourner librement l'une par rapport à l'autre grâce à un roulement à billes 8 interposé entre elles. La poudre est empêchée de sortir du boîtier par des bagues de feutre 9, formant joint entre les deux parties de l'em brayage; une rondelle 10 en tôle empêche les grains de poudre de s'introduire dans le roule ment 8.
Le fonctionnement de l'embrayage qui vient d'être décrit est le suivant Si l'on suppose le boîtier 1 rendu solidaire d'un moteur et entraîné dans le sens de la flè che Fl, la poudre, contenue dans la chambre annulaire comprise entre ce boîtier et le rotor 5, est progressivement mise en rotation et tend à se répartir à la périphérie du boîtier en une couche d'épaisseur régulière. Etant donné la présence des rampes 11, formées par les flancs à faible inclinaison des dents du rotor, lequel est encore immobile, des amas de poudre se trouvent progressivement accumulés et coincés entre les sommets desdites rampes et la paroi intérieure du boîtier, dans les zones rétrécies 12 de la chambre annulaire.
A un certain moment, ces amas de poudre se trouvent fortement com primés et assurent l'entraînement du rotor par l'effort moteur transmis du boîtier.
Si le boîtier, tournant toujours dans le sens de la flèche FI, ralentit par rapport au rotor, ces amas de poudre se trouvent automatiquement décoincés et le rotor continue à tourner en roue libre. A l'arrêt, la force centrifuge ne mainte nant plus la poudre appliquée à la périphérie du boîtier, ces amas de poudre s'effondrent et les deux parties de l'embrayage sont désolidarisées. Pour favoriser cet effondrement, le rotor pré sente une rainure circulaire centrale 22 dont le fond est, de préférence, plus large que l'ou verture, de sorte qu'en fonctionnement, la pou dre ne peut s'y trouver comprimée. En fonction nement, la surface de base de chacun des amas de poudre est réduite par cette rainure et, à l'arrêt, la poudre peut s'y écouler.
On peut remarquer que le fonctionnement de cet embrayage est le même si le rotor cons titue la partie motrice et tourne, dans ce cas, dans le sens de la flèche F_ Après une certaine période de glissement, total puis partiel, les deux parties de l'embrayage sont solidarisées.
L'effet de coincement obtenu entre les faces périphériques du boîtier et du rotor peut avan tageusement être complété par un effet analogue entre les parois latérales de ces organes. Dans ce cas, comme le montre la fig. 3, chacune des dents 13 présente latéralement des faces obli ques 13a formant également rampes et fonc tionnant dans les mêmes conditions que les rampes 11. Le rotor présente, en outre, des trous 23 parallèles à l'axe, qui assurent la ré partition de la poudre en permettant son pas sage d'un côté à l'autre de ce rotor. Pour ac croître le coincement des amas de poudre, les parois en regard du boîtier et du rotor peuvent être rendues rugueuses par des procédés con nus, en particulier par métallisation.
Pour obtenir une bonne répartition de la poudre à la périphérie du boîtier, les dents du rotor peuvent présenter des moyens de guidage de la poudre qui assurent sa propagation cen trifuge, en même temps qu'ils répartissent cette poudre à la périphérie.
Parmi les moyens d'assurer l'amenée de la poudre à la périphérie du boîtier, on peut, en particulier, comme le montre la fig. 4, utiliser des rainures 14 creusées dans les faces latéra les des dents et des rainures 14' creusées dans le flanc moins incliné des dents et destinées à gui der la poudre vers le sommet de chacune de celles-ci.
Comme les rainures 22, ces rainures présen tent l'avantage complémentaire de partager la rampe au sommet de chaque dent, en petites surfaces sur chacune desquelles se forme un pe tit amas de poudre. Ainsi, dans la variante de la fig. 4, au lieu d'un amas unique sur tout le sommet de la dent, on obtient trois petits amas dont les bases 15 sont représentées par des sur faces pointillées. Ces amas ont une faible sur face de base par rapport à leur hauteur qui est le plus petit intervalle qui sépare le rotor du boîtier, si bien qu'à l'arrêt de l'embrayage, ils s'effondrent facilement.
Le même résultat peut être obtenu, comme le montre la fig. 5, en utilisant des dents 13 dont le sommet est en ligne brisée. Dans ce cas, les amas se forment sur les parties saillan tes des dents et ont pour base les triangles 15'.
Comme le montre la fig. 6, on peut caler sur un même moyeu 6 deux rotors 5a et 5b, en forme de roues à rochet dont les dents sont orientées en des sens opposés et présentent cha cune des rainures 22a et 22b. On peut ainsi transmettre indifféremment au boîtier 1 un mouvement de rotation dans un sens ou dans l'autre à partir du moyeu 6 ou, inversement, à partir du boîtier 1 fonctionnant comme organe moteur, entraîner indifféremment, dans un sens ou dans l'autre, le moyeu 6 et donc le rotor.
Dans le cas où les dents des rotors 5a et 5b ne comportent pas de rampes sur leurs faces latérales, le boîtier 1 n'a pas besoin d'être com partimenté. Au contraire, si, comme représenté sur la fig. 6, les dents présentent des rampes la térales, le boîtier comprend à l'intérieur une cloison de séparation 16 afin de neutraliser les poussées axiales provoquées par ces rampes la térales.
Pour obtenir un embrayage susceptible d'être opérant dans les deux sens de rotation, on peut également, comme le montrent les fig. 7 et 8, utiliser un rotor et un boîtier unique.
Dans ce cas, le rotor 5 est pourvu à sa péri phérie de dents symétriques 20 dont les som mets délimitent, avec la face cylindrique du boîtier, des espaces rétrécis 21.
L'embrayage représenté sur les fig. 9 et 10 comprend un rotor 22, torique à sa périphérie 22a, enfermé dans un boîtier 23 de forme géné rale également torique. Le rotor 22 est solidaire d'un arbre menant ou mené 24, tandis que le boîtier est fixé à un arbre respectivement mené ou menant 25. Sur chaque côté de la périphé rie 22a du .rotor sont pratiquées des rainures 26 de section en arc de cercle, qui sont orien tées obliquement par rapport à l'axe de ce ro tor et qui se rencontrent deux à deux pour for mer une sorte de V. On obtient ainsi des saillies 27 dont les flancs sont égaux et ont un profil en arc de cercle.
Comme on peut le remarquer sur la fig. 9, la face périphérique interne du boîtier et la phériphérie du rotor présentent, en section axiale, des courbures telles que l'intervalle com- pris entre la périphérie du rotor et celle du boî tier augmente progressivement de chaque côté du plan de symétrie commun à ce rotor et à ce boîtier et perpendiculaire à l'axe. Le rotor pré sente des trous 28 pour permettre une réparti tion uniforme de la poudre dans chaque moitié de boîtier.
Le fonctionnnement de l'embrayage qui vient d'être décrit est le suivant Quel que soit le sens de rotation et que ce soit le rotor ou le boîtier qui soit relié à l'arbre moteur, la poudre mise en rotation par l'organe en mouvement tend à s'accumuler à la périphé rie du boîtier. Les rainures 26 favorisent, en premier lieu, ce mouvement radial de la pou dre puis, les parois de ces rainures formant rampes, guident la poudre vers les espaces ré trécis compris entre les saillies 27 et la paroi du boîtier. Des amas de poudre comprimés, tels que 29, se forment donc sur ces saillies. Le coincement de ces amas de poudre ainsi for més entre les deux parties de l'embrayage est favorisé, en outre, par le rétrécissement progres sif, dans des plans axiaux, de l'intervalle com pris entre le rotor et le boîtier.
La poudre ayant été guidée, par les rampes que forment les parois des rainures 26, vers les intervalles rétrécis, la quantité de poudre sub sistant dans ces rainures est relativement ré duite. De plus, l'espace libre dans ces rainures étant relativement grand, cette poudre n'est pra tiquement pas comprimée dans ces rainures. Lorsque, par l'effet de la rotation, les amas de poudre sont bien coincés, les deux parties de l'embrayage sont solidarisées et la puissance peut être transmise de l'une à l'autre de ces parties. On remarquera que le nombre des sail lies périphériques étant considérable, cette puis sance peut être importante, même dans le cas d'un embrayage d'encombrement assez réduit.
Au moment de l'arrêt, les bords des amas de poudre, limités par les arêtes qui séparent les rainures 26 des saillies 27, s'éboulent et, si la longueur de la surface de base de ces amas de poudre, comptée suivant la périphérie du ro tor, n'est pas trop grande par rapport à la hau teur de ces amas, ceux-ci, qui ne sont plus sou- tenus par la force centrifuge, s'effondrent com plètement et les deux parties de l'embrayage sont découplées.
Dans la forme d'exécution représentée par les fig. 11 à 13, le rotor 22 est constitué par un disque dont le bord est épaissi et chanfreiné en 30. Ce disque présente des rainures 31 pra tiquées à intervalles angulaires réguliers dans sa face périphérique et des rainures 32 prati quées sur les deux faces latérales de son bord épaissi.
Les rainures 31 et 32 alternent à la péri phérie du disque et sont de profondeur relati vement faible. On délimite ainsi, au bord du disque, des saillies périphériques 33 et latéra les 34, par lesquelles la poudre est coincée en tre le boîtier et le rotor. Le coincement de cette poudre est limité aux espaces correspondant aux sommets des saillies car, comme on peut le re marquer sur la fig. 11, la paroi interne du boî tier 23 est, en 35, relativement éloignée des chanfreins 30, de telle sorte que la poudre ne peut se coincer dans l'intervalle compris en tre ces chanfreins et la paroi du boîtier. Cet espace permet toutefois de loger une certaine masse de poudre susceptible d'absorber une par tie de la chaleur se produisant au moment du démarrage.
Comme dans l'exemple d'exécution repré senté par les fig. 9 et 10, les parois des rainu res forment des rampes qui conduisent la pou dre vers les intervalles rétrécis et, en même temps, les rainures 32, par leur orientation ra diale, assurent le guidage centrifuge de la pou dre. Dans les deux cas, les trous 28 permet tent la répartition, en quantités à peu près éga les, de la poudre de chaque côté du rotor.
Dans la variante d'exécution représentée par les fig. 14 à 16, le rotor 36 est un disque présentant des ondulations dont les creux 36b et les reliefs 36a sont orientés radialement.
Ainsi, les reliefs de l'une des faces du dis que correspondent aux creux de l'autre. Sur chaque face du disque, ces reliefs 36a délimi tent, avec les faces latérales planes 37 et 38 du boîtier, des intervalles rétrécis, tandis que les flancs <B>36e</B> des creux 36b forment les rampes d'amenée de poudre vers les intervalles rétré- cis. La surface de base de_ s amas de poudre coincés 29 se formant sur chacun des reliefs . est limitée par les creux qui l'encadrent, si bien que ces amas s'effondrent spontanément à l'ar rêt.
Si, comme le montre la fig. 15, les pentes des flancs<B>36e</B> sont égales dans les deux sens, l'embrayage se comporte de manière identique dans les deux sens de rotation. On peut toute fois donner à ces flancs des pentes différentes, comme montrées sur la fig. 17. Les flancs 36b' sont assez faiblement inclinés des deux côtés du rotor, tandis que les flancs 36b" des deux cô tés également sont plus fortement inclinés.
Dans ce cas, si le rotor 36 est entraîné dans le sens de la flèche G', la faible pente des flancs 36b' assure l'entraînement progressif et assez lent d'une forte quantité de poudre dans les in tervalles rétrécis ; l'embrayage glisse pendant un certain temps, mais les amas de poudre 29 fortement tassés pouvent transmettre une grande puissance. Au contraire, si le rotor 36 est en traîné dans le sens de la flèche G", une quantité de poudre plus faible que dans le premier cas est rapidement coincée dans les intervalles ré trécis ; l'embrayage est obtenu très rapidement mais la puissance pouvant être transmise est pe tite.
En conséquence, l'embrayage représenté à la fig. 17 permet les courses en charge d'une machine (sens G') avec prise progressive de la charge et embrayage puissant et des retours à vide de cette machine (sens G") avec embrayage presque immédiat.
Dans la forme d'exécution représentée par la fig. 18, le rotor 39, solidaire de l'arbre 24, est en forme générale de tore. I1 présente, à sa périphérie, des rainures inclinées 40 de section curviligne qui se correspondent deux à deux de chaque côté du rotor et forment, entre elles, une sorte de V. Sur son bord interne, le tore présente des rainures analogues 41 dont l'in clinaison est en sens opposé de celle des rai nures 40. De chaque côté du rotor, les rainu res 40 et 41 peuvent se correspondre ou être, disposées en chicane. Le boîtier 42 qui enve loppe ce rotor est de forme telle qu'il délimite deux intervalles rétrécis 43 au niveau de la partie la plus épaisse du rotor et un intervalle rétréci 45 vers la périphérie de ce rotor.
La par tie centrale 46 du boîtier contient une réserve de poudre, tandis que le rotor est percé de trous 28 qui permettent le passage de cette pou dre d'un côté à l'autre du rotor.
Le fonctionnement de l'embrayage qui vient d'être décrit est le suivant Lorsque l'un des deux organes de l'em brayage est mis en rotation, la poudre, dépla cée par la force centrifuge, vient d'abord s'ac cumuler dans les espaces rétrécis 43 et les rampes, formées par les flancs des rainures 41, tendent à coincer cette poudre en petits amas 47 entre le rotor et les faces latérales du boîtier. On obtient ainsi, en quelque sorte, une pre mière solidarisation du rotor et du boîtier, si bien que les deux organes de l'embrayage se mettent à tourner simultanément, ce qui sou met toute la poudre à la force centrifuge.
Néan moins, un glissement reste possible car, d'une part, le coincement se produit à distance relati vement faible de l'axe de l'embrayage et, d'au tre part, la poudre tend à s'échapper des espa ces rétrécis 43 pour gagner la périphérie du boîtier où elle vient s'accumuler dans l'espace rétréci 45 ; les rainures 40 provoquent le coin cement de cette poudre dans ce dernier inter valle rétréci. Lorsque le coincement est obtenu, les deux organes de l'embrayage sont solidarisés et une grande puissance peut être transmise, sans glissement, par cet embrayage.
On remarquera que, dans cette forme d'exé cution, le coincement de la poudre résulte, d'une part, de la présence des rainures 40 et 41 et, d'autre part, de la forme des espaces rétrécis dont la largeur va en diminuant au fur et à me sure que l'on s'écarte de l'axe de l'embrayage.
Un effet analogue peut être obtenu, comme le montre la fig. 19, au moyen d'un embrayage dont le rotor est un disque 48 présentant des ondulations dont les creux et les reliefs sont orientés en partie radialement et en partie sui vant des cercles concentriques.
Comme on peut s'en rendre compte sur la fig. 19, l'intervalle compris entre le boîtier 49 et le disque 48 comporte ainsi les espaces rétré- cis 51 et 52, 53 et 54. La poudre, chassée par la force centrifuge, tend à s'accumuler d'abord dans les espaces rétrécis 51 et 52. Des inter valles rétrécis 51 et 52, cette poudre s'échappe vers les intervalles 53 et 54 dont le comporte ment est analogue à celui des intervalles rétré cis de l'embrayage que représentent les fig. <B>15</B> à 17. Les poussées axiales, développées par le coincement de la poudre dans les intervalles 51 et 52, s'équilibrent approximativement ; il en est de même des poussées dans les intervalles 53 et 54.
Grâce à la solidarisation en plusieurs étapes du boîtier et du rotor, les formes d'exécution re présentées sur les fig. 18 et 19 permettent d'ob tenir des embrayages extrêmement progressifs.
<B> Powder </B> Clutch The invention relates to a clutch using as a connecting element and transmission of torque between a driving member and a driven organ, a granular or verulent material called powder in the after. These powders can be inorganic materials, such as metals, or organic plant or synthetic materials.
It is known that such clutches are intended to ensure progressive coupling between these two members, the clutch sliding completely on starting and the sliding gradually reducing to zero.
It is also known that, in order to keep the powder between these two members, one is hollow (housing) and the other (rotor) is contained in the first.
In many known powder clutches, the driving of one of the members by the other is ensured essentially by the friction of these two members on an interposed layer of powder, held at the internal periphery of the housing by centrifugal force. These clutches have the drawback either of slipping under the strong powers, or, on the contrary, of getting stuck or sticking in operation, which leaves the driven machine engaged when stationary. In the latter case, the power transmitted may be considerable but, in addition to the jamming when stationary, the clutch is neither regular nor progressive.
The present invention relates to a powder clutch intended to remedy these disadvantages.
The powder clutch according to the invention comprises a rotor enclosed in a housing and, between two faces facing these members, at least one space of generally annular shape in which is placed a certain quantity of powder serving as a connecting element. and power transmission, and is characterized in that the face of the rotor has projections regularly spaced angularly, of which at least one of the sides forms a ramp, projections such that the distance between said faces, along each ramp, gradually decreases. in one of the directions of rotation.
When the motor member is set in rotation, the powder, driven by contact, is distributed around the periphery of the annular space and is held in this position by the cen trifugal force. The ramps of the protrusions of the rotor then cause the layers of powder to slide and settle in the spaces where the distance between the faces of the rotor and the housing is the smallest. This results in the jamming, in these narrowed parts, of as many clusters of powder which then behave like solid masses more or less in the form of wedges and which secure one with the other, the rotor and the housing. . The projections can be of symmetrical or asymmetrical shape.
When the clutch is stopped, the centrifugal forces which keep the powder clusters together disappear. The stability of the powder clusters accumulated in the shrunken parts then only depends on the inherent cohesion of this powder, which can be very low. Gradually, when stationary, these powder clusters collapse and this collapse is all the more rapid as the base surface of the powder clusters is lower in comparison with their height.
Consequently, it is advantageous to reduce the base surface of the projections, for example by making grooves therein, or to multiply the number of the projections by reducing the area.
Ultimately, while the jamming of the powder is, in known clutches, an inconvenient which one sought to avoid in an uncertain way, in the clutches according to the invention, this jamming, judiciously limited, is organized. and used with profit.
In one embodiment of the invention, the rotor consists of a disc having corrugations, the hollows and the reliefs of which are oriented radially.
Finally, the rotor may have protrusions arranged in concentric circles, which together with the housing delimit concentric zones in which the gap between the housing and the rotor is narrowed.
The appended drawing represents, by way of example, some embodiments of the invention. Fig. 1 is an axial section of a powder clutch, taken along the line <I> 1-I </I> of FIG. 2.
Fig. 2 is the section through II-11 of FIG. 1 of this same clutch.
Fig. 3 is a perspective view of a ro tor.
Figs. 4 and 5 are partial developed views of the periphery of variant ro tors. The fi-. 6 partially shows in axial section a variant of a two-way powder clutch.
Figs. 7 and 8 are schematic cross-sections, in cross-section perpendicular to the axis, of two two-way clutches.
Fig. 9 is an axial section of a variant. Fig. 10 is a partial section through X-X of FIG. 9.
Fig. It is a cup of another laughing variety.
Fig. 12 is a partial section through XII-XII of FIG. 11.
The fi-. 13 shows developed part of the periphery of the rotor of the latter clutch.
Fig. 14 is an elevation of another rotor section.
Fig. 15 is a section developed according to <I> X </I> V-XV of FIG. 14.
Fig. 16 is a section through XVI-XVI of fig. 15.
Fig. 17 is a section similar to that of FIG. 15 of a variant.
Figs. 18 and 19 are half-sections, by the axis of two other embodiments. The clutch shown in Figures 1 and 2 comprises a cylindrical housing 1 provided with a hollow hub 2 intended for its coupling to a shaft. This housing is closed by a cover 3 held by screws 4. Inside this housing and coaxially with it, is placed a ro tor 5, the general shape of which, as can be seen in FIG. 2, is that of a rock wheel. This rotor is wedged on a hollow hub 6 intended to be coupled to a second shaft which it is desired, in normal operation, to make progressively integral with the first.
The annular space left free inside the housing by the rotor contains a certain quantity of powder, for example graphitized cast iron powder, intended to make the housing and the rotor integral in rotation. This powder can be introduced inside the housing through a filling opening 7. In the absence of powder, these two parts of the clutch can rotate freely with respect to each other by means of a ball bearing. balls 8 interposed between them. The powder is prevented from leaving the housing by felt rings 9, forming a seal between the two parts of the clutch; a sheet metal washer 10 prevents the grains of powder from entering the bearing 8.
The operation of the clutch which has just been described is as follows If we assume the housing 1 made integral with a motor and driven in the direction of arrow Fl, the powder, contained in the annular chamber between this housing and the rotor 5 is gradually rotated and tends to be distributed around the periphery of the housing in a layer of regular thickness. Given the presence of the ramps 11, formed by the low-inclination flanks of the teeth of the rotor, which is still stationary, clusters of powder are gradually accumulated and stuck between the tops of said ramps and the inner wall of the housing, in the areas narrowed 12 of the annular chamber.
At a certain moment, these powder clusters are strongly compressed and ensure the drive of the rotor by the motor force transmitted from the housing.
If the housing, still rotating in the direction of arrow FI, slows down relative to the rotor, these powder clusters are automatically released and the rotor continues to freewheel. When stopped, the centrifugal force no longer maintains the powder applied to the periphery of the casing, these powder clusters collapse and the two parts of the clutch are separated. To promote this collapse, the rotor has a central circular groove 22, the bottom of which is preferably wider than the opening, so that, in operation, the powder cannot be compressed therein. In operation, the base surface of each of the powder clusters is reduced by this groove and, when stopped, the powder can flow therein.
It can be noted that the operation of this clutch is the same if the rotor constitutes the driving part and turns, in this case, in the direction of the arrow F_ After a certain period of sliding, total then partial, the two parts of the 'clutch are secured.
The wedging effect obtained between the peripheral faces of the housing and of the rotor can advantageously be supplemented by a similar effect between the side walls of these members. In this case, as shown in fig. 3, each of the teeth 13 laterally has oblique faces 13a also forming ramps and operating under the same conditions as the ramps 11. The rotor also has holes 23 parallel to the axis, which ensure the distribution of the powder by allowing its wise step from one side of this rotor to the other. In order to increase the jamming of the powder clusters, the facing walls of the casing and of the rotor can be roughened by known methods, in particular by metallization.
To obtain a good distribution of the powder at the periphery of the housing, the teeth of the rotor can have means for guiding the powder which ensure its cen trifuge propagation, at the same time as they distribute this powder at the periphery.
Among the means of ensuring the supply of the powder to the periphery of the case, it is possible, in particular, as shown in FIG. 4, use grooves 14 hollowed out in the lateral faces of the teeth and grooves 14 'hollowed out in the less inclined side of the teeth and intended to guide the powder towards the top of each of these.
Like the grooves 22, these grooves have the additional advantage of dividing the ramp at the top of each tooth into small surfaces on each of which a small mass of powder forms. Thus, in the variant of FIG. 4, instead of a single cluster over the entire top of the tooth, three small clusters are obtained, the bases of which are represented by dotted surfaces. These clusters have a low base face compared to their height which is the smallest gap between the rotor and the housing, so that when the clutch is stopped, they easily collapse.
The same result can be obtained, as shown in fig. 5, using teeth 13, the top of which is in a broken line. In this case, the clusters form on the protruding parts of the teeth and are based on the triangles 15 '.
As shown in fig. 6, two rotors 5a and 5b, in the form of ratchet wheels, the teeth of which are oriented in opposite directions and each have grooves 22a and 22b, can be wedged on the same hub 6. It is thus possible to transmit indifferently to the housing 1 a rotational movement in one direction or the other from the hub 6 or, conversely, from the housing 1 functioning as a motor member, drive indifferently, in one direction or the other , the hub 6 and therefore the rotor.
In the case where the teeth of the rotors 5a and 5b do not have ramps on their side faces, the housing 1 does not need to be partitioned. On the contrary, if, as shown in FIG. 6, the teeth have la teral ramps, the housing comprises inside a partition wall 16 in order to neutralize the axial thrusts caused by these la teral ramps.
To obtain a clutch capable of operating in both directions of rotation, it is also possible, as shown in FIGS. 7 and 8, use a single rotor and housing.
In this case, the rotor 5 is provided at its periphery with symmetrical teeth 20, the tops of which define, with the cylindrical face of the casing, narrow spaces 21.
The clutch shown in fig. 9 and 10 comprises a rotor 22, toric at its periphery 22a, enclosed in a housing 23 of generally toric shape. The rotor 22 is integral with a driving or driven shaft 24, while the housing is fixed to a respectively driven or driving shaft 25. On each side of the periphery 22a of the rotor are formed grooves 26 of arcuate section of circle, which are oriented obliquely with respect to the axis of this ro tor and which meet two by two to form a kind of V. We thus obtain projections 27 whose sides are equal and have an arcuate profile of circle.
As can be seen in fig. 9, the internal peripheral face of the housing and the periphery of the rotor exhibit, in axial section, curvatures such that the interval between the periphery of the rotor and that of the housing increases progressively on each side of the plane of symmetry common to this rotor and this housing and perpendicular to the axis. The rotor has holes 28 to allow uniform distribution of the powder in each housing half.
The operation of the clutch which has just been described is as follows Whatever the direction of rotation and whether it is the rotor or the housing which is connected to the motor shaft, the powder put into rotation by the member in movement tends to accumulate at the periphery of the case. The grooves 26 promote, in the first place, this radial movement of the powder then, the walls of these grooves forming ramps, guide the powder towards the narrow spaces between the projections 27 and the wall of the housing. Compressed powder clusters, such as 29, therefore form on these projections. The wedging of these powder clusters thus formed between the two parts of the clutch is further promoted by the progressive narrowing, in axial planes, of the gap between the rotor and the housing.
The powder having been guided, by the ramps formed by the walls of the grooves 26, towards the narrowed intervals, the quantity of powder subsisting in these grooves is relatively small. In addition, the free space in these grooves being relatively large, this powder is practically not compressed in these grooves. When, by the effect of the rotation, the powder clusters are well stuck, the two parts of the clutch are joined and the power can be transmitted from one of these parts to the other. It will be noted that the number of peripheral sail lies being considerable, this power can be significant, even in the case of a clutch of fairly small size.
When stopping, the edges of the powder clusters, limited by the ridges which separate the grooves 26 from the protrusions 27, crumble and, if the length of the base surface of these powder clusters, counted along the periphery of the rotor, is not too large in relation to the height of these clusters, these, which are no longer supported by the centrifugal force, completely collapse and the two parts of the clutch are decoupled.
In the embodiment shown in FIGS. 11 to 13, the rotor 22 consists of a disc whose edge is thickened and chamfered at 30. This disc has grooves 31 made at regular angular intervals in its peripheral face and grooves 32 made on the two side faces of its thickened edge.
The grooves 31 and 32 alternate at the periphery of the disc and are relatively shallow in depth. Peripheral projections 33 and laterally 34 are thus defined at the edge of the disc, by which the powder is wedged between the casing and the rotor. The jamming of this powder is limited to the spaces corresponding to the tops of the projections because, as can be seen in FIG. 11, the internal wall of the casing 23 is, at 35, relatively far from the chamfers 30, so that the powder cannot get stuck in the gap comprised between these chamfers and the wall of the casing. However, this space makes it possible to accommodate a certain mass of powder capable of absorbing part of the heat produced at the time of start-up.
As in the example of execution represented by FIGS. 9 and 10, the walls of the grooves form ramps which lead the powder towards the narrowed intervals and, at the same time, the grooves 32, by their radial orientation, ensure the centrifugal guidance of the powder. In both cases, the holes 28 allow the distribution, in approximately equal quantities, of the powder on each side of the rotor.
In the variant embodiment represented by FIGS. 14 to 16, the rotor 36 is a disc having corrugations, the hollows 36b and the reliefs 36a of which are oriented radially.
Thus, the reliefs of one of the faces of the dis that correspond to the hollows of the other. On each face of the disc, these reliefs 36a delimit, with the flat side faces 37 and 38 of the case, narrowed intervals, while the sides <B> 36e </B> of the hollows 36b form the powder feed ramps towards the narrowed intervals. The base surface of the jammed powder clusters 29 forming on each of the reliefs. is limited by the hollows that surround it, so that these clusters spontaneously collapse when stopped.
If, as shown in fig. 15, the slopes of the <B> 36e </B> sidewalls are equal in both directions, the clutch behaves identically in both directions of rotation. However, it is possible to give these sides different slopes, as shown in FIG. 17. The flanks 36b 'are quite slightly inclined on both sides of the rotor, while the flanks 36b "on both sides also are more steeply inclined.
In this case, if the rotor 36 is driven in the direction of the arrow G ', the slight slope of the flanks 36b' ensures the progressive and fairly slow driving of a large quantity of powder in the narrow intervals; the clutch slips for a while, but the tightly packed piles of powder 29 can transmit a lot of power. On the contrary, if the rotor 36 is dragged in the direction of the arrow G ", a smaller quantity of powder than in the first case is quickly stuck in the restricted intervals; the clutch is obtained very quickly but the power can to be transmitted is small.
Consequently, the clutch shown in FIG. 17 allows the races under load of a machine (direction G ') with progressive taking of the load and powerful clutch and returns to empty of this machine (direction G ") with almost immediate engagement.
In the embodiment shown in FIG. 18, the rotor 39, integral with the shaft 24, is in the general shape of a torus. I1 has, at its periphery, inclined grooves 40 of curvilinear section which correspond two by two on each side of the rotor and form, between them, a kind of V. On its inner edge, the torus has similar grooves 41 of which the 'Clinaison is in the opposite direction to that of the grooves 40. On each side of the rotor, the grooves 40 and 41 may correspond or be arranged in a baffle. The housing 42 which surrounds this rotor is of such shape that it defines two narrow gaps 43 at the level of the thickest part of the rotor and a narrow gap 45 towards the periphery of this rotor.
The central part 46 of the housing contains a reserve of powder, while the rotor is pierced with holes 28 which allow the passage of this powder from one side of the rotor to the other.
The operation of the clutch which has just been described is as follows When one of the two clutch members is set in rotation, the powder, displaced by centrifugal force, first accumulates in the narrow spaces 43 and the ramps, formed by the sides of the grooves 41, tend to wedge this powder in small clusters 47 between the rotor and the side faces of the housing. Thus, in a way, a first securing of the rotor and the housing is obtained, so that the two clutch members start to rotate simultaneously, which submits all the powder to centrifugal force.
Nevertheless, a slip remains possible because, on the one hand, the jamming occurs at a relatively small distance from the axis of the clutch and, on the other hand, the powder tends to escape from the narrow spaces. 43 to reach the periphery of the case where it accumulates in the constricted space 45; the grooves 40 cause the wedge cement of this powder in this last narrowed interval. When the jamming is obtained, the two clutch components are joined together and a great power can be transmitted, without slipping, by this clutch.
It will be noted that, in this form of execution, the jamming of the powder results, on the one hand, from the presence of the grooves 40 and 41 and, on the other hand, from the shape of the narrowed spaces, the width of which varies. decreasing as you move away from the clutch axis.
A similar effect can be obtained, as shown in fig. 19, by means of a clutch, the rotor of which is a disc 48 having corrugations, the hollows and reliefs of which are oriented partly radially and partly following concentric circles.
As can be seen from FIG. 19, the gap between the housing 49 and the disc 48 thus includes the constricted spaces 51 and 52, 53 and 54. The powder, driven out by centrifugal force, tends to accumulate first in the constricted spaces. 51 and 52. From the narrowed intervals 51 and 52, this powder escapes towards the intervals 53 and 54, the behavior of which is similar to that of the retracted intervals of the clutch shown in FIGS. <B> 15 </B> to 17. The axial thrusts, developed by the jamming of the powder in the intervals 51 and 52, are approximately balanced; the same is true of the thrusts in the intervals 53 and 54.
Thanks to the joining in several stages of the housing and the rotor, the embodiments shown in FIGS. 18 and 19 make it possible to obtain extremely progressive clutches.