Accouplement limiteur de couple à débrayage automatique La présente invention a pour objet un accou plement limiteur de couple à débrayage automatique, dans lequel le couple est transmis entre deux orga nes rotatifs coaxiaux meneur et mené par le moyen d'au moins un élément d'entrainement pincé entre deux éléments de butée solidaires, l'un, de l'organe meneur et, l'autre, de l'organe mené, l'un desdits élé ments de butée étant articulé pour pivoter sur l'organe qui le porte et maintenu dans une position d'engagement avancée par des moyens de retenue élastiques exerçant sur lui une force antagoniste,
tout en permettant le recul de cet élément en vue de 'libé rer l'élément d'entraînement lorsque la poussée qu'il reçoit dudit élément d'entraînement dépasse une valeur déterminée.
L'accouplement objet de l'invention est carac térisé en ce que l'élément d'entraînement comporte un corps présentant une forme de révolution prenant appui sur les éléments de butée par des génératrices ou points situés approximativement dans un même plan diamétral de ce corps, et en ce que l'ensemble est agencé de manière que la force exercée par ce corps sur l'élément de butée mobile a une ligne d'action passant plus près du point de pivotement dudit élément de butée mobile que la ligne d'action de la force antagoniste exercée sur cet élément par les moyens de retenue élastiques.
Le dessin représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'accouplement objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue de profil de la première forme d'exécution, avec coupe axiale dans la moitié supérieure. La fig. 2 est une vue en bout selon les flèches 2-2 de la fig. 1, à plus petite échelle, l'accouplement étant enclenché.
La fig: 2a est une vue partielle du mécanisme visible à la fig. 2, à plus grande échelle et dans une autre position de fonctionnement.
La fig. 3 est une coupe selon la ligne 3-3 de la- fig. 2.
La fig. 4 est une coupe selon la ligne 4-4 de la fig. 2, à plus grande échelle.
La fig. 5 est une vue analogue à la fig. -2 repré sentant l'accouplement et en position déclenchée. La fig. 6 est une coupe selon la ligne 6-6 de la fig. 2, à plus grande échelle.
Les fig. 6a et 6b sont des vues du mécanisme représenté à la fig. 6, dans différentes positions de fonctionnement.
La fig. 7 est une coupe axiale de la seconde forme d'exécution. La fig. 8 est une coupe selon la ligne 8-8 de la fig. 7, à plus grande échelle.
Les fig. 8a, 9 et 10, sont des vues analogues à la fig. 8 montrant différentes positions du méca nisme. La fig. 11 est une vue de détail à plus grande échelle.
Dans la première forme d'exécution représentée aux fig. 1 à 6b l'accouplement 20 comprend un organe meneur 21, en formé générale de disque, monté sur un arbre 22. Un organe mené 23, de forme annulaire et entourant l'organe meneur 21, est solidaire d'un manchon 24 coaxial à l'arbre 22.
L'organe meneur 21 comporte trois butées 25 régulièrement réparties sur son pourtour. Chacune des butées 25 est constituée par un cylindre logé dans une encoche creusée dans un support 26, les axes des butées cylindriques 25 étant parallèles à l'axe de rotation 19 de l'accouplement.
Les supports 26, occupant des positions tangen tielles, sont logés dans des encoches 28 de l'organe 21. L'accouplement tourne dans le sens indiqué par la flèche 29 (fig. 2) et l'extrémité arrière de chaque support 26 est articulé par un pivot 30, 31 sur le bord arrière 32 de l'encoche 28 correspondante.
L'organe mené 23 porte trois butées 33 placées à 120 . Ces butées 33 sont constituées par des cylin dres logés dans des encochas 34. Les axes des butées cylindriques 33 sont parallèles à l'axe de rotation 19 de l'accouplement. Les butées 33 font saillie sur la face intérieure annulaire de l'organe 23.
L'organe meneur 21 comporte trois éléments d'entramement comportant chacun un rouleau 36. Les rouleaux ont un diamètre plus grand que l'écart radial existant entre deux butées 25 et 33. En posi tion enclenchée, ces trois rouleaux 36 sont pincés entre des parties en saillie 27 et 35 des butées 25 et 33, les organes meneur et mené occupant la posi tion relative représentée à la fig. 2.
Les butées 25 et 33 sont fixées dans leurs enco ches de manière à ne pouvoir tourner dans ces der nières. En revanche, les rouleaux 36 peuvent tourner librement sur des axes dont les extrémités sont sup- portées par deux bras 38 (fig. 3) adjacents aux faces latérales 39 de l'organe meneur 21 et qui sont pivotés en 40 sur ce dernier. Chaque rouleau 36 peut ainsi passer d'une position active représentée à la fig. 2 à une position inactive représentée à la fig. 5.
Dans cette dernière position, le rouleau 36 est logé dans une encoche 41 de l'organe 21.
Les pivots 40 sont excentrés par rapport à l'axe 19 de sorte que lorsque un rouleau 36 occupe sa position inactive (fig. 5); sa distance de l'axe 19 est moindre que lorsqu'il occupe sa position active, et l'organe entraîneur 21 peut alors tourner librement, sans que les rouleaux 36 touchent les butées 33 de l':orrgane mené 23.
Les supports 26 sont repoussés vers l'extérieur par des ressorts 42 logés dans des cavités 43 de l'organe 21. L'extrémité externe de ces ressorts porte sur un écrou 44 dans lequel est vissé un ergot régla ble en longueur dont l'extrémité prend appui sur la face adjacente du support 26 (fig. 2a et 3). Le dépla cement vers d'extérieur de chaque support 26 est limité par deux biellettes 46 dont les extrémités inter nes sont articulées, en 47, sur l'organe 21. Les extré mités externes des biellettes 46 sont reliées par une tige 48 logée dans un trou oblong 49 du support 26 correspondant (fig. 4).
En position enclenchée (fig. 2), l'organe meneur 21 tournant dans le sens de la flèche 29, chaque butée 25 transmet une poussée, par sa face convexe 27; au rouleau 36 adjacent butant à son tour contre la face convexe 35 de la butée 33 correspondante. L'axe du rouleau 36 et les axes des butées 25 et 33 sont alors dans un même plan 50 (fig. 2), le rouleau 36 étant en contact par deux génératrices situées dans ce plan avec les faces convexes 27 et 35 des butées. Les forces s'exerçant de part et d'autre sur un rou leau 36, dans le plan 50, passent par l'axe de rotation du rouleau et s'équilibrent.
Comme visible à la fig. 2, le plan 50 dans lequel est située la réaction que le rouleau 36 exerce sur la butée 25, passe à proximité immédiate de l'axe 51 du pivot du support 26, légèrement en avant de cet axe. Cette réaction tend à faire tourner le support 26 dans le sens des aiguilles d'une montre, mais le plan 50 étant proche de l'axe de rotation 51 du support, le bras de levier de la force, indiqué en b à la fig. 2, est petit de sorte que même si la force est élevée, le moment reste modéré et peut aisément être équilibré par le ressort 42 agissant sur le support 26 avec un bras de levier beaucoup plus grand.
Dans l'accouplement représenté, le ressort 42 d'un diamètre extérieur de l'ordre de 25 mm par exemple peut être formé d'un fil d'un diamètre de 6,3 mm environ, son bras de levier, en position en clenchée étant environ huit fois plus grand que la distance b qui vaut par exemple 5 mm.
Lorsque le moment de la réaction exercée par le rouleau 36 dépasse le moment de la force antago niste exercée par 1e ressort 42, le support 26 com mence à s'effacer, ce qui a aussitôt pour effet d'ame ner le plan de la réaction du rouleau 36 à se dépla cer vers la droite (fig. 2a), en 50a pour la position représentée à cette figure. Pour cette position, le bras de levier indiqué en b1 est beaucoup plus, grand. On voit que le moment exercé sur le support 26 croît rapidement de sorte que le déclenchement de l'accouplement qui résulte de l'effacement du support 26 se fait d'une manière extrêmement rapide.
L'or gane meneur 21 peut alors dépasser l'organe mené 23, les butées 25 et les rouleaux 36 passant en avant des butées 33 de l'organe mené et le dégagement des rouleaux 36 étant facilité par des chanfreins 52 des butées 33.
Au cours de ce mouvement, dès que les rouleaux 36 ont dépassé la génératrice la plus rapprochée de l'axe 19 de- la butée 33, ils sont soumis à une force de réaction dirigée vers l'avant, de sorte que les rou leaux 36 et leurs bras de support 38 sont brusque ment poussés vers l'avant, par rapport à l'organe meneur 21.
Le mouvement en avant des rouleaux 36 est limité par le bord antérieur 41a des encoches 41 ainsi que par des butées 53 (fig. 2) placées sur la tra jectoire des bras 38.
L'axe 40 supportant une paire de bras 38 portant un rouleau 36 comporte un manchon 54 entouré par deux cames annulaires 56 et 57 (fig. 6 et 6a). La came 56 est fixée sur le manchon 54 qui tourne avec les bras 38. La came 57, pouvant coulisser axia- lement dans une cavité 55 de l'organe 21, est repous sée vers la came 56 par un ressort hélicoïdal 5.8. Le pourtour de la came 57 et la section droite de la cavité 55 présentent des formes complémentaires non circulaires, de sorte que la came 57 ne peut tourner dans la cavité 55.
La came 56 comporte deux plages en palier 59 et 60, de niveaux différents, reliées par une rampe 63. La came 59 comporte deux plages correspondantes 61 et 62 reliées par une rampe 64. En position enclenchée du rouleau, les cames 56 et 57 occupent la position représentée à la fig. 6a. Lors du dégage ment, la came 56 tourne dans le sens de la flèche A (fig. 6a) ce qui amène les cames dans la position représentée à la fig. 6b, pour laquelle les deux pla ges 61 et 62 de da came 57 sont en contact avec les deux plages 59, 60 de la came 56.
Ainsi le contact d'une partie seulement de la plage 59 avec une partie seulement de la plage 62 (fig. 6a), est remplacé par un contact des deux pla ges 59, 60 avec les deux plages @61, @62 sur une lon- gueur beaucoup plus grande. Il en résulte une action de freinage plus marquée quand le rouleau 36 appro che du bord 41a, pour amortir le choc sur ce bord 41a et sur la butée 53.
Par suite de l'engagement des rampes 63 et 64, la came 56 et les bras 38 portant le rouleau ne peu vent revenir en arrière que d'une petite distance et ce petit mouvement de retour autorisé permet aux rou leaux 36 de rebondir quelque peu sur le bord 41a, les rampes 63 et 64 étant légèrement écartées, comme visible à la fig. 6b, lorsque le rouleau bute sur le bord 41a.
Les deux rampes 63 et 64 sont inclinées d'envi ron 601, et par suite de la présence de ces rampes, les rouleaux 36 sont maintenus dans leur position dégagée (fig. 5), dans laquelle ils sont nettement écartés des butées 33. Dès les rouleaux 36 déga gés vers l'avant, les supports 26 reprennent leur po sition extérieure par suite de la pression des ressorts 42 (fig. 5).
Le réenclenchement de l'accouplement est effec tué à l'arrêt, en ramenant à la main les bras 38 dans la position angulaire représentée à la fig. 2. La came 56 tournant alors par ,rapport à la came 57 revient dans la position représentée à la fig. 6a, dans laquelle la plage 59 de la came 56 est appliquée sur la plage 62 de la came 57, les rouleaux 36 étant ainsi main tenus dans leur position active. L'inclinaison des rampes 63 et 64 permet d'effectuer à la main ce mouvement de retour.
Les organes meneur et mené sont alors tournés l'un par rapport à l'autre pour revenir dans la position enclenchée représentée à la fig. 2.
On note que lors du réenclenchement, il suffit de ramener les rouleaux 36 à proximité des butées 25, sans avoir même à bander les ressorts 42, pour que l'enclenchement soit obtenu lors d'un nouveau départ.
Dans une seconde forme d'exécution représentée aux fig. 7 à 11, les organes meneur 21 et mené 23 comportent chacun une seule butée, 25 et 33, cons tituée par un tronçon de barre ronde. La butée 25 est montée sur une semelle mobile de support 26, de forme approximativement trian- gulaire (fig. 8), au sommet de cette semelle. La semelle 26 comporte deux rotules 30a et 30b cons tituées par -les extrémités arrondies- de sa base 26a. Elle est logée dans une encoche 28 de l'organe 21.
Cette encoche comporte, à son fond, deux angles arrondis 28a et 28b (fig. 8) formant des sièges pour les rotules 30a et 30b.
La butée 25 de l'organe meneur 21 se trouve derrière la butée 33 de l'organe mené 23 pour le sens de rotation indiqué par la flèche 29 (fig. 8), et un rouleau mobile 36 transmet la poussée d'un organe à l'autre. L'accouplement peut également fonction ner en sens inverse (flèche 29') les éléments prenant alors la position représentée à la fig. 10.
La rotule de la semelle 26 se trouvant en arrière de la butée 25 pivote dans l'angle arrondi correspon dant de l'organe meneur 21.
En position enclenchée, les axes des deux butées cylindriques 25 et 33 et l'axe du rouleau 36 se trou vent dans un plan commun indiqué en 50, dans lequel. se produit la réaction de !la butée 33 sur 4e rouleau 36 et la réaction du rouleau 36 sur la butée 25. Ce plan 50 passe à proximité immédiate du cen tre de pivotement de la rotule utilisée, légèrement plus bas que ce centre (fig. 8 et 10).
A l'effacement de la semelle 26, s'opposent deux ressorts antagonistes<I>42a</I> et<I>42b</I> logés dans l'organe 21. Ces ressorts, agissant sur la base 26a de la semelle exercent une force antagoniste selon les lignes de poussée 42aa et 42bb et l'un seulement des deux ressorts intervient pour soulever la semelle 26, selon le sens de rotation.
On note que le ressort 42a qui maintient la butée 25 en position d'engagement (fig. 8), agit sur la semelle 26 avec un bras de levier beaucoup plus grand que la distance séparant le plan 50 dans lequel agit la poussée du rouleau 36, et l'axe de pivotement 51a de la semelle. Dans l'exemple représenté, le rapport des deux bras de levier est d'environ 12: 1.
Le rouleau 36 est glacé dans une cage de guidage 38 (fig. 7) montée pour tourner sur un moyeu 65 monté à l'extrémité de l'arbre meneur 22.
La cage 38 comporte une partie 66 logée dans l'espace annulaire 67 compris entre les organes me neur et mené, cette partie comportant une ouverture <I>66a,</I> dans laquelle est logé le rouleau 36 (fig. 11).
Dans luxe de cette ouverture <I>66a,</I> la cage 38 est per cée d'un trou dans lequel peut coulisser un élément de retenue 115 qu'un ressort 114 pousse contre le rou leau<B>36</B> 1(fig. 1t1).
L'élément 115 exerce une légère pression axiale sur le rouleau 36, quia pour .effet de freiner les ïdéplacements radiaux @du rouleau dans l'ouverture 66a, sans s'opposer positivement à ces derniers.
Lors du déclenchement, l'organe meneur 21 tend à devancer l'organe mené 23, la semelle 26 portant la butée 25 s'effaçant comme représenté à la fig: 8a et les axes du rouleau 36 et des butées 25 et 33 passant alors dans un même plan radial.
L'organe meneur-21 peut alors passer en avant de l'organe entraîné 23, la butée 25 passant en avant du rouleau 36 (fig. 9), ce qui permet à la semelle 26 de la butée 25 de- prendre la position extérieure représentée à cette -fig-. 9sous l'action des ressorts<I>42a</I> et<I>42b.</I> Dans- cette position extérieure la distance radiale entré là partie 25a de la butée 25 et la partie 33a de la butée 33 est inférieure à la moitié du :diamètre du -rouleau 35. Le rouleau 36 ne peut donc plus venir se coincer entre les butées 25 et 33.
. Le déplacement vers l'extérieur de la semelle 26 est limité par la venue en contact de ses angles arrondis 30a et 30b avec des parois latérales conver gentes de l'encoche 28.
Une fois le rouleau 36 passé en avant de la butée 33, et la. butée 25 passée en avant du rouleau 36 (fig. 9), la cage 38 poursuit son mouvement en avant par suite. de son inertie. Ce mouvement est également entretenu-par un léger frottement réalisé entre une face postérieure 69 de la cage (fig. 7) et la face adjacente d'un écrou 70 vissé sur le moyeu 65.
L'inte_ nsité de-ce frottement peut être réglée en modi- fiait la position de l'écrou, qui est bloqué par une vis_ 7.1.- L'organe meneur 21 présente deux évidements 72 et au cours de la poursuite de la rotation, à des vitesses différentes, de la cage 38 et dudit organe 21, il arrive un moment où le rouleau 36 vient buter contre la butée 33 alors qu'un desdits évidements 72 se trouve justement en regard de cette butée 33.
Le rouleau- est- alors repoussé partiellement dans l'évide ment et se trouve maintenu dans cette position effa cée par suite de l'action de l'élément de retenue 115 ou d'autres moyens de retenue élastiques non repré sentés. De la sorte, le rouleau 36 ne vient plus buter périodiquement contre la butée 33, même si l'organe 21 continue de tourner.
Le réenclenchement se fait, après arrêt de l'or gane meneur 21, en ramenant manuellement la cage 38- et l'organe meneur 21, dans une position angulaire pour laquelle la fente 66a se trouve sous le logement 72 occupé par, le rouleau 36, et en libérant le rouleau de l'action des moyeux de retenue, pour lui permettre <B>de</B> tomber dans ladite fente.
La cage 38 est alors ramenée en avant de la butée 25 et en arrière de la butée 33, dans la position d'enclenchement représentée à la fig. :8 pour le sens de rotation indiqué par la flèche 29, par exemple.
La rotation manuelle de la cage est facilitée par la présence d'une couronne extérieure 73 (fig. 7). . Dans cette seconde forme d'exécution l'accouple ment peut fonctionner dans les deux sens et les organes intérieur 21 et extérieur 23 peuvent aussi servir indifféremment d'organe meneur ou d'organe mené.
Les deux formes d'exécution décrites présentent notamment les avantages suivants: a) La force que doit exercer le ressort antagoniste 42 est beaucoup plus petite que la poussée que le rouleau 36 peut transmettre. De la sorte, même pour une poussée du rouleau élevé, le ressort peut garder de petites dimensions. Ainsi dans la pre mière forme d'exécution, on parvient à constituer sous un diamètre hors tout d'environ 40 cm un accouplement- capable de transmettre un couple élevé, ayant un moment de d'ordre de 570 kg/m.
b) Lors du déclenchement, la poussée exercée par le rouleau 36 subit un changement d'orientation correspondant à une augmentation de son bras de levier, de sorte que le dégagement du rouleau se produit nettement et pour une valeur bien déterminée. c) Au moment du déclenchement, dans son mouve ment de dégagement, le rouleau 36 décrit une trajectoire prolongeant approximativement la tra jectoire circulaire qu'il parcourt pincé entre les butées 25 et 33.
De la sorte, le dégagement se produit pratiquement sans frottement et sans donner naissance à de grandes forces d'inertie, par un déplacement :du rouleau 3,6 le faisant pro gresser @en roulant sur des butées 25 et 33.
,L'usure du rouleau et des butées reste ainsi très limitée, même en cas de déclenchements fré quents.
Le nombre :des rouleaux d'entraînement 36 dé pendra de la puissance à transmettre et dans des variantes, ces rouleaux peuvent être remplacés par des billes. Dans des variantes, les butées d'entraîne ment mobiles peuvent également être articulées sur l'organe extérieur.