CH390632A - One-way coupling - Google Patents

One-way coupling

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CH390632A
CH390632A CH1365161A CH1365161A CH390632A CH 390632 A CH390632 A CH 390632A CH 1365161 A CH1365161 A CH 1365161A CH 1365161 A CH1365161 A CH 1365161A CH 390632 A CH390632 A CH 390632A
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friction
wedges
sub
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CH1365161A
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Dossier Michel
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Dossier Michel
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chairs For Special Purposes, Such As Reclining Chairs (AREA)
  • Friction Gearing (AREA)

Description

  

  Accouplement unidirectionnel         L'invention    a pour objet un     accouplement        uni-          directionnel,        notamment    une roue libre,     comprenant     deux parties mobiles l'une par     rapport    à l'autre avec       interposition    de     cales    s'appuyant     respectivement    sur  une     glissière    et sur des rampes.  



  L'accouplement selon l'invention est caractérisé  par le     fait    que, d'une     part,    l'angle de     coin        c.    de la  cale est supérieur à l'angle     limite    de     frottement        yp     des cales sur les rampes et, d'autre part, l'angle de       frottement        cp    sur la     glissière        est    assez élevé pour que,  pour un     glissement    fortuit, le frottement soit plus  élevé au contact de la glissière qu'au contact des  rampes.  



  Le dessin     annexé    représente, à titre d'exemple,  quelques formes d'exécution de     l'objet    de l'invention.  Les     fig.    1 et 2 illustrent schématiquement, respec  tivement en     élévation        partielle    et en     coupe,    l'accou  plement de deux     corps    capables de     déplacements    rela  tifs     rectilignes,        cet        accouplement    assurant l'irréversi  bilité des     déplacements.     



  Les     fig.    3 et 4 montrent schématiquement, en  élévation, dans deux positions différentes, portions       arrachées,    et la     fig.    5 en     coupe        partielle,    un méca  nisme de roue     libre        appliquant    le principe illustré  sur les     fig.    1 et 2.  



  La     fig.    6 montre, en coupe, une semblable roue  libre avec plus de détails.  



  La     fig.    7 montre, en coupe schématique axiale,  un mécanisme de roue     libre        établi    selon une variante.  La     fig.    8 montre     séparément,    en élévation, l'un  des éléments du     mécanisme    de la     fig.    7.  



  La     fig.    9,     enfin,        montre    une variante de la forme  d'exécution de la     fig.    8.  



  On va d'abord     considérer    le cas du mouvement       rectiligne,        comme        illustré    sur les     fig.    1 et 2.  



  Le corps 1 est     conçu    comme une coulisse dans       laquelle    se déplace le coulisseau 2.    Les corps 1 et 2 sont donc assujettis à     n'avoir     l'un par rapport à l'autre que des     déplacements    de  translation     rectiligne        parallèles    à la     direction    de la  coulisse.

   Entre les deux     corps    1 et 2 sont     interposés     des     coins    3 et 4 s'appuyant chacun     respectivement     sur une glissière g parallèle à ladite .direction et  appartenant au corps 1, et sur une rampe r appar  tenant au     corps    2.

   Chaque coin est soumis à une  action de rappel,     notamment        élastique,    par exemple  l'action de légers ressorts 9, 10 qui, comme     connu,          servent    à amorcer     l'arc-boutement        (étant        entendu     que     cette        action    de rappel pourrait     éventuellement     être une action     magnétique,    ou celle de da pesanteur,  etc.).

       Ainsi        disposé,    chaque coin     constitue,    entre les  deux     corps    1 et 2, un     accouplement    dont la fonc  tion est d'interdire les déplacements     de    2 par rap  port à 1     dans    le sens de la flèche T et de les auto  riser dans le sens contraire.

   L'angle a que forme  avec la     direction    de     glissière    le plan de contact du  coin et de la rampe, qui est aussi     l'angle    du     coin,     est un angle     caractéristique    qui doit être supérieur  à     l'angle-limite    de     frottement        yp    du coin sur ladite  rampe afin d'éviter toute     résistance    due au coince  ment lorsque le mouvement de 2 par rapport à 1  tend à s'établir dans le sens autorisé.  



  Pour la     bonne        compréhension    de ce qui suit, il  faut évoquer la définition connue de l'angle-limite  de frottement entre deux corps en     contact.     



  Soient, par exemple, sur la     fig.    1,     les    deux     corps     considérés 3 et 1, en     contact    par la surface g, soit  M la normale à     cette    surface de     contact,    et soit y  l'angle entre     cette    normale M et la résultante Q des  forces de contact     exercées    par 1 sur 3 (à laquelle  doit faire     équilibre    une     farce    de réaction P).

   Il existe  une valeur     limite    de     l'angle    y, soit     cp,    telle que si  y  <      cp    les corps 3 t 1     sont    arc-boutés l'un contre  l'autre, tandis que si y >     cp,        apparaît    un     glissement.              Cet        angle-limite    ne dépend pas de la grandeur de  la     force    Q, mais seulement des caractéristiques des       corps    en contact.

   Il est appelé angle-limite de frotte  ment et sa tangente trigonométrique,     tg        (p,    est dite  coefficient de frottement entre les corps 1 et 3.  



  Il existe de même, entre le coin 3 et la rampe r  du     coulisseau    2, un     angle    limite de frottement, soit     ip,     illustré sur la     fig.    1 de part et d'autre de la nor  male N à la rampe r.  



  Cela étant, le principe fondamental est d'assi  gner à l'angle de coin a une valeur supérieure à  l'angle limite de frottement     V.    Cette disposition ga  rantit, en effet, qu'au moment du débrayage,     c'est-          à-dire    lorsque la force T     s'exerçant    sur 2 tend à  s'inverser et, par     conséquent,    à produire le mouve  ment dans le sens     autorisé,    aucun effet résiduel de  coincement     n'entrave        ce    mouvement.

   On     conçoit          sans    doute que, pendant l'arc-boutement quia pré  cédé     ce    débrayage, lorsque la force T     exercée    sur 2  a le sens indiqué     sur    la     fig.    1, les trois corps 1, 2, 3  subissent des     déformations    élastiques et que, par  suite,     l'annulation    de la force T au moment de son  changement de sens n'est pas obligatoirement accom  pagnée par l'annulation des efforts au     contact    entre  ces pièces, ni par conséquent des résistances corré  latives     s'opposant    au glissement,

   auquel cas     il    y  aurait donc effet de coincement. Toutefois, si a est  plus grand que     ip,    la résultante S des forces élasti  ques éventuellement rémanentes s'exerçant de 2 sur 3  a     obligatoirement    une composante tangentielle dirigée  dans le     sens    de la     flèche    T, ce qui     signifie    que tout  coincement est     exclu.     



  Telle est la     disposition    principale mais encore  faut-il     montrer    que, la     condition    a >     ip    étant rem  plie, il reste possible d'assurer l'arc-boutement dès  que la force T tend à     s'établir    dans le sens de la       flèche    de la     fig.    1.  



  Pour cela,     cp    étant     l'angle@limite    de frottement  entre 1 et 3, et la force du ressort 9 étant négligée,  la condition est    tg     cp    > tg     (ip        +    a) (1)  ou, pour des angles faibles         cp>y,+a     relation qui exprime que, pour un     déplacement    vir  tuel du coin dans le sens opposé à T, le     travail    des  forces de     contact    sur la     glissière    g serait supérieur  au travail des     forces    de     contact    sur la rampe r.  



  Or, on suppose a >     ip,          l'arc-boutement    exige donc       cp    > 2     ii,    (2)  étant entendu que, cette relation satisfaite, on choi  sira     a,    tel que         1,Gût        G < p-ip    (3)  Pour     satisfaire    à la relation (2), il faut, d'une       part,    que le frottement entre 3 et 2 soit assez petit,  et, d'autre part, qu'entre 3 et 1, il soit assez grand,  et pour     cela    différents moyens peuvent être utilisés.

      Pour, d'une part,     diminuer    le frottement entre  3 et 2,     c'est-à-dire    entre coin et rampe, on aura  soin, par exemple  - ou bien de polir finement les surfaces de contact<B>;</B>  - ou bien de choisir pour les     matières    en     contact     des couples de     matières    à faible frottement, par  exemple acier sur nylon, acier sur bronze, acier  sur   téflon   (marque déposée), etc. ;

    - ou bien de prévoir tous traitements de surface  appropriés, par exemple chromage dur, ou     sul-          finization    avec     application    de     bisulfure    de mo  lybdène,     etc.    ;  - ou bien de     recourir    concurremment à ces     mêmes     moyens.  



  Pour, d'autre part, augmenter le     frottement    entre  3 et 1 sur la glissière g, on pourra, par exemple  - soit choisir des matières appropriées pour assurer  le     coincement    ;    - soit     prévoir    des garnitures analogues à des garni  tures de freins, par exemple sur la     surface    du  coin 3 en regard de g ;  - soit     modifier    le profil des     surfaces    en regard, par  exemple donner aux     glissières    un profil creux en  forme de V et aux     coins    un profil     saillant    réci  proque, ou inversement, etc. ;

    Dans     ce    dernier cas, qui     est    illustré sur la coupe  de la     fig.    2, on obtient une augmentation de l'angle       apparent    de     frottement    dans le sens des     déplacements          relatifs,    car si a     est        l'angle-@limite    de     frottement    des  matières en contact et     (3    le demi-angle au sommet  du V, on a  
EMI0002.0097     
         (1    étant par exemple de l'ordre de 15 à     45o.     



  On peut aussi recourir concurremment aux divers  moyens précédents.  



  On peut de     telle        sorte,    et assez facilement, satis  faire aux conditions     susindiquées,    c'est-à-dire à la       relation    (2)       q>    >2 c,  compte tenu, en outre, de ce que a doit     répondre    à  la condition (3).

      Le principe qu'on vient d'expliquer sur l'exemple  d'un     coulisseau    à     déplacement        irréversible    s'adapte  aisément à une     roue    libre,     ainsi    que l'illustrent sché  matiquement les     fig.    3, 4 et 5, où les deux corps 1,  2 tournent concentriquement autour d'un axe com  mun 0, en     combinaison    avec des coins 3 du type sus  visé, mais à     profils        curvilignes.     



  Avantageusement, mais non     nécessairement,    on  fait en sorte que, dans cette application aux roues  libres, les rampes r soient portées, comme indiqué  en variante aux     fig.    4 et 5, par des sortes de sabots  6     auto-orientables,    étant     entendu    que tous autres  moyens cinématiques de liaison     pourraient    être       adoptés.    On voit ainsi que, par leur     possibilité    de      tourner dans leur logement circulaire ou     cylindrique     par rapport à 2,

   lesdits sabots peuvent s'orienter de  façon que les coins 3 soient pleinement appliqués  à la fois contre la     surface    2     correspondante    et contre  la gorge g de 1, et cela quelle que soit l'usure du  mécanisme ou     l'excentrement    possible de 1     par    rap  port à 2. Lesdits sabots ou rampes 6 seront, par  exemple, en     téflon,    tandis que les autres pièces seront  en acier.  



  La     face    d'appui d'un coin 3 sur sa rampe r est  de révolution autour d'un axe tel que D, l'angle  
EMI0003.0008  
       déterminant    l'angle a moyen du coin et devant,  par conséquent,     être    ajusté pour que les deux prin  cipes soient     satisfaits    : assez     grand    pour qu'il n'y ait  pas de     résistance    au débrayage, assez petit pour  qu'il y ait blocage immédiat à l'embrayage.  



  Le rayon de     courbure    DC de .la rampe r sera  sensiblement du même ordre que le rayon OC, mené  de 0 au milieu de la rampe r. Plus précisément       (fig.    3), l'angle pourra être choisi très     voisin     de     90o,    disposition
EMI0003.0018  
   qui autorise une assez sensible  excentricité     de    1 par rapport à 2 sans qu'il soit néces  saire de prévoir de sabots 6. On assignera à     OD    une  longueur     telle    que l'angle
EMI0003.0022  
   soit supérieur à  l'angle-limite de frottement     ip    quelle que soit la posi  tion du point C sur la surface r.  



  Enfin, si     1a    roue libre doit     fonctionner    en mouve  ment alternatif rapide, on aura intérêt à réduire à  un minimum le jeu de     recul    j du coin     par    rapport  à2.

      De nombreuses     variantes    sont évidemment     pos-          sibles    : le nombre de     coins    peut être     différent    de celui  de trois indiqué sur le     dessin    ; les rôles     respectifs     des corps 1 et 2     peuvent    être échangés, 1 portant les  rampes et 2 la glissière ; de même, des sabots tels  que 6 peuvent     tourillonner    dans les coins 3 plutôt  que sur le corps 2.

   Généralement, tous les moyens  évoqués dans l'exposé ci-dessus peuvent     être        utilisés          tant    pour diminuer le frottement du     coin    sur les  rampes que pour l'augmenter sur la glissière.  



  On a illustré, à titre d'exemple, sur la     fig.    6, une  roue libre interposée entre un arbre 5 et un manchon       d'accouplement    6, avec interposition de     roulements     7, 8. Les     rampes    r sont portées par des sabots 2  montés de la manière     susindiquée    dans un corps  central 51 solidaire de l'arbre 5. Les     surfaces    conti  nues g, au profil en forme de V, sont constituées par  deux anneaux 10, 11, fixés l'un dans l'autre, au  montage, et rendus solidaires, en 12, du corps ou  manchon 6.

      Toujours à titre     indicatif,    on pourrait, dans une  telle roue libre, prévoir toutes les pièces en acier  (sabots 2, coins 3, pièces 10,<B>11),</B> mais adopter pour  les sabots 2 ou les rampes r un acier de cémentation       sulfinizé    recouvert de     bisulfure    de molybdène.

   Dans  ces conditions, et en adoptant pour l'angle     (3    une    valeur de     30 ,    les divers     paramètres    ont les valeurs  suivantes  
EMI0003.0053     
    tg     J)        (bisulfure    de molybdène sur     acier)    = 0,04  Il s'ensuit que<B>:</B>     cp    = 11020'     -tp    =     2o20'    et,     cp    -     ip    =     9o.     



  Pour que la     relation    (3) soit satisfaite, il faut       choisir,    par exemple, pour a une valeur de     6,1,    soit  pour tg a, une valeur de l'ordre de 0,10  
EMI0003.0066     
    La relation (3) est bien satisfaite         2o20'     <  60  <  90    Bien d'autres solutions sont possibles. C'est ainsi  que les     sabots    6     pourraient    être en   téflon  , le  frottement       téflon      sur acier (tg     J#    étant     encore     dans ce cas de l'ordre de 0,04)     permettant    de satis  faire aussi aux conditions susvisées.  



  On a représenté schématiquement en coupe       axiale,    sur les     fig.    7 et 8, une autre forme d'exécu  tion, selon     laquelle    les     rampes    r sont     hélicoïdales,     en utilisant cette fois,     comme    coins, des plateaux de  frottement 3 en     contact    avec des     surfaces    g annu  laires et coniques     portées        par    un corps 1,

   tandis que  l'autre corps 2 est     constitué    par un arbre traversant  le corps 1 et portant une came dont     les    faces latérales       ont    la     forme    de rampes hélicoïdales sur lesquelles  les plateaux 3 s'appuient par     des        surfaces    récipro  ques     (étant    entendu que les rôles des corps 1 et 2  pourraient être inversés).

      Le pas de ces     surfaces        hélicoïdales,    qui consti  tuent ici les rampes, est choisi tel que l'angle a de  ces     surfaces    avec un plan perpendiculaire à l'axe       respecte    en tout \point la condition de     non-coince-          ment       a >     Ji    (4)    Sur la     fig.    7, H est le rayon moyen des hélicoïdes,  R celui des     glissières    coniques g, et     (3    est le demi  angle au sommet de     ces    surfaces coniques,

   ce qui  permet d'écrire la condition d'arc-boutement comme  <B>suit</B>  
EMI0003.0102     
    Les plateaux 3 sont appuyés sur le manchon 1  par des ressorts 9 qui tendent à les visser sur les  rampes r dans le sens qui les applique sur 1.  



  Dans cette forme d'exécution, il est acceptable  que les coefficients de frottement tg     cp,        tg        ,#p,    soient  égaux, ou même que tg     ip    soit plus grand que tg     cp,     le choix du rapport
EMI0003.0108  
   permettant à lui seul de  rendre possibles les deux     formules    ci-dessus 4 et 5,  qui     traduisent    les deux     principes    fondamentaux.

   Mais,      bien entendu, pour rendre le mécanisme plus com  pact, il est parfaitement possible de     combiner    avec  un choix judicieux de
EMI0004.0002  
   tous procédés qui, comme  indiqué plus haut, permettent de     diminuer    tg     ip    et  d'augmenter tg     (p.     



  En particulier, pour     augmenter    le travail de frot  tement sur la     glissière,    on peut,     comme    le montre la       variante    de la     fig.    9, multiplier le frottement grâce  à des disques d'embrayage 12, 13 interposés entre  les     corps    intermédiaires 3 et ,le corps 1 :

       comme     connu sur les embrayages à disques, des cannelures  seront     pratiquées    sur les     corps    3 et 1 afin de laisser  aux disques intermédiaires la     possibilité    de transla  tions axiales, les disques empilés étant rendus soli  daires en rotation, par     ces    cannelures, alternative  ment du     corps    1 (disque 12) ou du corps 3  (disque 13).  



  La formule (5) d'arc-boutement, si chaque corps  3     porte    n disques d'embrayage, s'écrit alors         (2n+1)Rtgqp>Htg(a+q,)    (6)    tout se passant     comme    si le nombre des glissières  était multiplié par (2 n + 1).  



  Ce type de roue libre à rampes     hélicoïdales    a  l'avantage de pouvoir être rendu insensible à l'action  de la force     centrifuge,    les plateaux 3 pouvant être       équilibrés    contre tout     balourd        dynamique.    Il peut       également    être     agencé    de façon à permettre un fonc  tionnement à haute fréquence, grâce par exemple à  des clavettes 11 interposées entre les     plateaux    3  et l'axe 2 et dont le rôle est de n'autoriser qu'un  léger recul en rotation     auxdits    plateaux 3.  



  Ces clavettes 11 laissent aux plateaux 3 une  liberté de rotation sur     l'arbre    2 juste suffisante pour  assurer l'appui de     ces    plateaux sur le     corps    1 et sur  les rampes r, afin de limiter le     recul    de ces plateaux  en cas de fonctionnement de la roue libre en mou  vement     alternatif    à haute fréquence. Un réglage est  prévu à l'aide, par exemple, d'une cale d'épaisseur K,  qui peut être changée à condition de dévisser des  vis     telles    que X.  



  Comme sur d'autres types de roues libres, le  déblocage du     mécanisme    arc-bouté, ou l'inversion du  sens de     fonctionnement,    peuvent être réalisés par des  mécanismes     complémentaires.  



  Unidirectional coupling The subject of the invention is a unidirectional coupling, in particular a free wheel, comprising two parts movable relative to each other with the interposition of wedges resting respectively on a slide and on ramps.



  The coupling according to the invention is characterized in that, on the one hand, the wedge angle c. of the wedge is greater than the limiting friction angle yp of the wedges on the ramps and, on the other hand, the friction angle cp on the slide is high enough so that, for a fortuitous slip, the friction is higher in contact with the slide than in contact with the ramps.



  The appended drawing represents, by way of example, some embodiments of the object of the invention. Figs. 1 and 2 illustrate schematically, respec tively in partial elevation and in section, the coupling of two bodies capable of rela tives rectilinear movements, this coupling ensuring the irreversibility of the movements.



  Figs. 3 and 4 show schematically, in elevation, in two different positions, portions broken away, and FIG. 5 in partial section, a freewheel mechanism applying the principle illustrated in FIGS. 1 and 2.



  Fig. 6 shows, in section, a similar freewheel in more detail.



  Fig. 7 shows, in schematic axial section, a freewheel mechanism established according to a variant. Fig. 8 shows separately, in elevation, one of the elements of the mechanism of FIG. 7.



  Fig. 9, finally, shows a variant of the embodiment of FIG. 8.



  We will first consider the case of rectilinear movement, as illustrated in FIGS. 1 and 2.



  The body 1 is designed as a slide in which the slide 2 moves. The bodies 1 and 2 are therefore subject to having relative to each other only rectilinear translational movements parallel to the direction of the slide. .

   Between the two bodies 1 and 2 are interposed wedges 3 and 4 each resting respectively on a slide g parallel to said direction and belonging to body 1, and on a ramp r belonging to body 2.

   Each corner is subjected to a return action, in particular elastic, for example the action of light springs 9, 10 which, as known, serve to initiate the bracing (it being understood that this return action could possibly be an action magnetic, or that of gravity, etc.).

       Thus arranged, each wedge constitutes, between the two bodies 1 and 2, a coupling whose function is to prohibit the movements of 2 with respect to 1 in the direction of the arrow T and to allow them in the opposite direction. .

   The angle a that forms with the direction of slide the contact plane of the wedge and the ramp, which is also the angle of the wedge, is a characteristic angle which must be greater than the limit angle of friction yp of the wedge on said ramp in order to avoid any resistance due to jamming when the movement of 2 with respect to 1 tends to be established in the authorized direction.



  For a good understanding of what follows, it is necessary to evoke the known definition of the limit angle of friction between two bodies in contact.



  Consider, for example, in fig. 1, the two bodies considered 3 and 1, in contact by the surface g, let M be the normal to this contact surface, and let y be the angle between this normal M and the resultant Q of the contact forces exerted by 1 on 3 (which must be balanced by a reaction prank P).

   There is a limit value of the angle y, that is, cp, such that if y <cp the bodies 3 t 1 are butted against each other, while if y> cp, a slip occurs. This limit angle does not depend on the magnitude of the force Q, but only on the characteristics of the bodies in contact.

   It is called the friction limit angle and its trigonometric tangent, tg (p, is called the coefficient of friction between bodies 1 and 3.



  Likewise, between the corner 3 and the ramp r of the slide 2, there is a limiting friction angle, ie ip, illustrated in FIG. 1 on either side of normal N at ramp r.



  This being the case, the fundamental principle is to assign the wedge angle to a value greater than the limit angle of friction V. This arrangement guarantees, in fact, that when the clutch is released, that is to say ie when the force T exerted on 2 tends to be reversed and, consequently, to produce the movement in the authorized direction, no residual jamming effect hinders this movement.

   It will no doubt be understood that, during the bracing which preceded this disengagement, when the force T exerted on 2 has the direction indicated in FIG. 1, the three bodies 1, 2, 3 undergo elastic deformations and that, consequently, the cancellation of the force T at the time of its change of direction is not necessarily accompanied by the cancellation of the forces in contact between these parts, nor consequently of the corre lative resistances opposing the sliding,

   in which case there would therefore be a jamming effect. However, if a is greater than ip, the resultant S of possibly residual elastic forces exerted by 2 out of 3 necessarily has a tangential component directed in the direction of the arrow T, which means that any jamming is excluded.



  This is the main arrangement, but it is still necessary to show that, the condition a> ip being fulfilled, it remains possible to ensure the bracing as soon as the force T tends to be established in the direction of the arrow of fig. 1.



  For this, cp being the angle @ limit of friction between 1 and 3, and the force of the spring 9 being neglected, the condition is tg cp> tg (ip + a) (1) or, for small angles cp> y , + a relation which expresses that, for a virtual displacement of the corner in the direction opposite to T, the work of the contact forces on the slide g would be greater than the work of the contact forces on the ramp r.



  Now, we suppose a> ip, the bracing therefore requires cp> 2 ii, (2) it being understood that, this relation satisfied, we will choose a, such that 1, Gût G <p-ip (3) For to satisfy relation (2), it is necessary, on the one hand, that the friction between 3 and 2 is small enough, and, on the other hand, that between 3 and 1, it is large enough, and for that different means can be used.

      To, on the one hand, reduce the friction between 3 and 2, that is to say between wedge and ramp, care will be taken, for example - or else to finely polish the contact surfaces <B>; </ B > - or choose for the materials in contact pairs of materials with low friction, for example steel on nylon, steel on bronze, steel on Teflon (registered trademark), etc. ;

    - or else to provide all appropriate surface treatments, for example hard chromium plating, or sulfurization with the application of lybdenum disulphide, etc. ; - or else to use these same means concurrently.



  In order, on the other hand, to increase the friction between 3 and 1 on the slide g, it is possible, for example - either to choose suitable materials to ensure the jamming; - Either provide linings similar to brake linings, for example on the surface of the wedge 3 facing g; - or modify the profile of the facing surfaces, for example giving the slides a hollow V-shaped profile and the corners a reciprocating projecting profile, or vice versa, etc. ;

    In the latter case, which is illustrated in the section of FIG. 2, we obtain an increase in the apparent angle of friction in the direction of relative displacements, because if a is the angle- @ limit of friction of the materials in contact and (3 the half-angle at the top of V, we have
EMI0002.0097
         (1 being for example of the order of 15 to 45o.



  The various above means can also be used concurrently.



  We can in such a way, and quite easily, satisfy the above-mentioned conditions, i.e. with the relation (2) q>> 2 c, taking into account, moreover, that a must meet the condition (3).

      The principle just explained on the example of a slide with irreversible displacement easily adapts to a freewheel, as illustrated in FIGS. 3, 4 and 5, where the two bodies 1, 2 rotate concentrically around a common axis 0, in combination with wedges 3 of the type referred to above, but with curvilinear profiles.



  Advantageously, but not necessarily, it is ensured that, in this application to free wheels, the ramps r are carried, as indicated in a variant in FIGS. 4 and 5, by kinds of self-orientable shoes 6, it being understood that all other kinematic connecting means could be adopted. It can thus be seen that, by their possibility of turning in their circular or cylindrical housing with respect to 2,

   said shoes can be oriented so that the wedges 3 are fully applied both against the corresponding surface 2 and against the groove g of 1, and this regardless of the wear of the mechanism or the possible eccentricity of 1 with respect to port to 2. Said shoes or ramps 6 will be, for example, made of Teflon, while the other parts will be made of steel.



  The bearing face of a wedge 3 on its ramp r is of revolution about an axis such that D, the angle
EMI0003.0008
       determining the average angle of the wedge and the front, therefore, be adjusted so that both principles are satisfied: large enough so that there is no resistance to disengagement, small enough that there is blockage immediately to the clutch.



  The radius of curvature DC of the ramp r will be substantially of the same order as the radius OC, taken from 0 to the middle of the ramp r. More precisely (fig. 3), the angle could be chosen very close to 90o, arrangement
EMI0003.0018
   which allows a fairly significant eccentricity of 1 with respect to 2 without it being necessary to provide shoes 6. We will assign to OD a length such as the angle
EMI0003.0022
   be greater than the friction limit angle ip whatever the position of point C on the surface r.



  Finally, if the freewheel is to operate in rapid reciprocating motion, it will be beneficial to minimize the backlash j of the wedge with respect to 2.

      Many variations are obviously possible: the number of corners may be different from that of three shown in the drawing; the respective roles of bodies 1 and 2 can be exchanged, 1 carrying the ramps and 2 the slide; similarly, shoes such as 6 may journal in corners 3 rather than on body 2.

   Generally, all the means mentioned in the description above can be used both to reduce the friction of the wedge on the ramps and to increase it on the slide.



  It is illustrated, by way of example, in FIG. 6, a free wheel interposed between a shaft 5 and a coupling sleeve 6, with the interposition of bearings 7, 8. The ramps r are carried by shoes 2 mounted in the above-mentioned manner in a central body 51 integral with the shaft 5. The continuous surfaces g, with a V-shaped profile, are formed by two rings 10, 11, fixed one inside the other, during assembly, and made integral, at 12, with the body or sleeve 6.

      Still as an indication, we could, in such a freewheel, provide all the steel parts (shoes 2, wedges 3, parts 10, <B> 11), </B> but adopt for the shoes 2 or the ramps r a sulfinized case-hardening steel coated with molybdenum disulphide.

   Under these conditions, and adopting for the angle (3 a value of 30, the various parameters have the following values
EMI0003.0053
    tg J) (molybdenum disulphide on steel) = 0,04 It follows that <B>: </B> cp = 11020 '-tp = 2o20' and, cp - ip = 9o.



  For relation (3) to be satisfied, we must choose, for example, for a a value of 6.1, or for tg a, a value of the order of 0.10
EMI0003.0066
    The relation (3) is well satisfied 2o20 '<60 <90 Many other solutions are possible. This is how the shoes 6 could be made of Teflon, the Teflon friction on steel (tg J # still being in this case of the order of 0.04) making it possible to also satisfy the aforementioned conditions.



  There is shown schematically in axial section, in FIGS. 7 and 8, another form of execution, according to which the ramps r are helical, this time using, as wedges, friction plates 3 in contact with annular and conical surfaces carried by a body 1,

   while the other body 2 is constituted by a shaft passing through the body 1 and carrying a cam whose side faces have the form of helical ramps on which the plates 3 are supported by reciprocal surfaces (it being understood that the roles of the body 1 and 2 could be reversed).

      The pitch of these helical surfaces, which here constitute the ramps, is chosen such that the angle a of these surfaces with a plane perpendicular to the axis respects at all points the non-jamming condition a> Ji ( 4) In fig. 7, H is the mean radius of the helicoids, R that of the conical slides g, and (3 is the half angle at the top of these conical surfaces,

   which allows to write the bracing condition as <B> follows </B>
EMI0003.0102
    The plates 3 are supported on the sleeve 1 by springs 9 which tend to screw them onto the ramps r in the direction which applies them to 1.



  In this embodiment, it is acceptable that the coefficients of friction tg cp, tg, # p, are equal, or even that tg ip is greater than tg cp, the choice of the ratio
EMI0003.0108
   allowing alone to make possible the two above formulas 4 and 5, which reflect the two fundamental principles.

   But, of course, to make the mechanism more compact, it is perfectly possible to combine with a judicious choice of
EMI0004.0002
   all processes which, as indicated above, make it possible to decrease tg ip and increase tg (p.



  In particular, to increase the friction work on the slide, it is possible, as shown by the variant of FIG. 9, increase the friction thanks to clutch discs 12, 13 interposed between the intermediate bodies 3 and, the body 1:

       as known on disc clutches, splines will be made on bodies 3 and 1 in order to leave the intermediate discs the possibility of axial transla tions, the stacked discs being made solid in rotation, by these splines, alternative to body 1 (disc 12) or body 3 (disc 13).



  The bracing formula (5), if each body 3 carries n clutch discs, is then written (2n + 1) Rtgqp> Htg (a + q,) (6) all happening as if the number of the slides was multiplied by (2 n + 1).



  This type of freewheel with helical ramps has the advantage of being able to be made insensitive to the action of centrifugal force, the plates 3 being able to be balanced against any dynamic unbalance. It can also be arranged so as to allow high frequency operation, for example by means of keys 11 interposed between the plates 3 and the axis 2 and whose role is to allow only a slight decline in rotation to said trays 3.



  These keys 11 leave the plates 3 a freedom of rotation on the shaft 2 just sufficient to ensure the support of these plates on the body 1 and on the ramps r, in order to limit the retreat of these plates in the event of operation of the High frequency freewheel in reciprocating motion. An adjustment is provided using, for example, a thickness shim K, which can be changed on condition that screws such as X are unscrewed.



  As on other types of freewheels, the release of the braced mechanism, or the reversal of the direction of operation, can be achieved by additional mechanisms.

 

Claims (1)

REVENDICATION Accouplement unidirectionnel, notamment roue libre, comprenant deux parties mobiles l'une par rapport à l'autre avec interposition de cales s'ap puyant respectivement sur une glissière et sur des rampes, caractérisé par le fait que, d'une part, l'angle de coin a de la cale est supérieur à l'angle limite de frottement ip des cales sur les rampes et, d'autre part, l'angle de frottement cp sur la glissière est assez élevé pour que, CLAIM Unidirectional coupling, in particular freewheel, comprising two parts movable relative to each other with the interposition of wedges based respectively on a slide and on ramps, characterized in that, on the one hand, the The wedge angle a of the wedge is greater than the limiting friction angle ip of the wedges on the ramps and, on the other hand, the friction angle cp on the slide is high enough so that, pour un glissement fortuit, le frottement soit plus élevé au contact de la glissière qu'au contact des rampes. SOUS-REVENDICATIONS 1. Accouplement selon la revendication, carac térisé en ce que les angles sont choisis de façon que ip < a < y-ip. 2. Accouplement selon la revendication, caracté risé par le fait que, pour augmenter le frottement sur la glissière, les cales ont un profil en V. 3. for a fortuitous slip, the friction is higher in contact with the slide than in contact with the ramps. SUB-CLAIMS 1. Coupling according to claim, characterized in that the angles are chosen such that ip <a <y-ip. 2. Coupling according to claim, characterized in that, to increase the friction on the slide, the wedges have a V-profile. 3. Accouplement selon la revendication, caracté risé par le fait que les cales sont reliées, à la pièce que les entraîne, par des sabots orientables suscepti bles de tourner dans des logements cylindriques de ladite pièce. 4. Accouplement selon la revendication, caracté risé par le fait que les cales sont en matière plasti que et les autres pièces en acier. 5. Accouplement selon la revendication, caracté risé par .le fait que les cales sont en acier de cémen tation sulfinisé recouvert de bisulfure de molybdène, les autres pièces étant en acier. 6. Coupling according to claim, characterized in that the wedges are connected to the part which drives them by orientable shoes capable of rotating in cylindrical housings of said part. 4. Coupling according to claim, characterized in that the wedges are made of plastic and the other parts of steel. 5. Coupling according to claim, character ized by the fact that the wedges are made of sulfinized cementation steel covered with molybdenum disulphide, the other parts being made of steel. 6. Accouplement selon la revendication et la sous- revendication 1, caractérisé par le fait que l'angle de coin est d'environ 6o, tandis que les angles de frot tement respectifs ip et cp sont d'environ 21, et llo. 7. Accouplement selon la revendication, caracté risé par des disques d'embrayage. 8. Coupling according to claim and sub-claim 1, characterized in that the wedge angle is approximately 6o, while the respective friction angles ip and cp are approximately 21, and llo. 7. Coupling according to claim, characterized by clutch discs. 8. Accouplement selon la revendication, inter posé entre un arbre et un organe en rotation coaxial à cet arbre, caractérisé par le fait que l'arbre com porte une came à rampes hélicoïdales assurant dans le sens axial un contact libre avec les surfaces cor respondantes de deux cales constituées par des man chons symétriques montés sur ledit arbre avec une liberté restreinte de mouvement relatif en : Coupling according to claim, interposed between a shaft and a rotating member coaxial with this shaft, characterized in that the shaft comprises a cam with helical ramps ensuring in the axial direction free contact with the corresponding surfaces of two Wedges formed by symmetrical sleeves mounted on said shaft with restricted freedom of relative movement by: rotation, manchons propres à s'appuyer eux-mêmes, par des surfaces de glissement de rayon moyen supérieur au rayon moyen des rampes (r), sur l'organe en rotation extérieur, le tout agencé de façon telle que l'entraînement par coincement ait lieu dans un sens de rotation, tandis que la roue libre est assurée dans l'autre sens. 9. Accouplement selon .la revendication et la sous- revendication 8, caractérisé par le fait que la came comporte deux profils hélicoïdaux opposés à 1800. rotation, sleeves suitable for resting themselves, by sliding surfaces with an average radius greater than the average radius of the ramps (r), on the external rotating member, the whole arranged in such a way that the drive by jamming takes place in one direction of rotation, while freewheeling is provided in the other direction. 9. Coupling according to claim and sub-claim 8, characterized in that the cam comprises two helical profiles opposite 1800. 10. Accouplement selon la revendication et la sous-revendication 1, caractérisé par le fait que les glissières sont des surfaces coniques, de conicité p et que l'on s'arrange, compte tenu de l'obliquité a des rampes (r), pour observer la relation EMI0004.0093 où V et (p sont respectivement les coefficients de frottement des rampes et des glissières. 11. 10. Coupling according to claim and sub-claim 1, characterized in that the slides are conical surfaces, of taper p and that one arranges, given the obliquity of the ramps (r), to observe the relationship EMI0004.0093 where V and (p are respectively the coefficients of friction of the ramps and the slides. 11. Accouplement selon la revendication et la sous-revendication 7, caractérisé par le fait que les glissières sont constituées par n disques, et que l'on s'arrange pour observer la relation (2n + 1) R tg cp H (tg a -i- V) . Coupling according to claim and sub-claim 7, characterized in that the slides are formed by n discs, and that one arranges to observe the relation (2n + 1) R tg cp H (tg a -i - V). 12. Accouplement selon la revendication et la sous-revendication 8, caractérisé par le fait que le coefficient de frottement ip des rampes est au moins égal à celui des glissières. 13. Accouplement selon la revendication et la sous-revendication 8, caractérisé par le fait que la liberté restreinte en rotation des manchons est obte nue par des clavettes laissant un jeu en rotation. 12. Coupling according to claim and sub-claim 8, characterized in that the coefficient of friction ip of the ramps is at least equal to that of the slides. 13. Coupling according to claim and sub-claim 8, characterized in that the restricted freedom in rotation of the sleeves is obtained by keys leaving a play in rotation.
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