FR2727775A1 - Torque and force limiter for rotary and linear couplings - Google Patents

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    • F16D43/20—Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by torque, e.g. overload-release clutches, slip-clutches with means by which torque varies the clutching pressure
    • F16D43/202—Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by torque, e.g. overload-release clutches, slip-clutches with means by which torque varies the clutching pressure of the ratchet type
    • F16D43/2022—Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by torque, e.g. overload-release clutches, slip-clutches with means by which torque varies the clutching pressure of the ratchet type with at least one part moving axially between engagement and disengagement
    • F16D43/2024—Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by torque, e.g. overload-release clutches, slip-clutches with means by which torque varies the clutching pressure of the ratchet type with at least one part moving axially between engagement and disengagement the axially moving part being coaxial with the rotation, e.g. a gear with face teeth

Abstract

The torque or force limiter has the driving side (1) of the coupling shaped so it has internal slopes (1A,1B) fitting over a sloped flange (2A,2B) on a locking pin (2). The locking pin moves transversely to the axis of the driven shaft, coupling motion of the driving part when the pin is extended, and removing coupling when the pin is retracted.The nose of the pin is conical in shape with a rounded tip. This allows easy penetration into hole in driven part. The pin is driven toward the engaged position by a spring washer (5). The spring washer acts on balls (3) that rest against the slope on the flange of the pin. The slopes on the flange are stepped, with an initial steep slope for the main coupling load and a flatter slope as the coupling starts its limiting action.

Description

La présente invention concerne un dispositif de limiteur d'efforL Lorsque l'effort à transmettre dépasse la valeur préréglée, le dispositif relâche cet effort et ce relAchement s'effectue par paliers successivement décroissants. Le cycle de décroissanoe de ce dispositif de limiteur d'effort se compose d'un palier avec le maintien de l'effort initial pendant la durée désirée et d'un palier avec effort résiduel désiré. The present invention relates to a force limiter device When the force to be transmitted exceeds the preset value, the device releases this force and this relaxation is carried out in successively decreasing steps. The decreasing cycle of this force limiter device consists of a level with the maintenance of the initial force for the desired duration and a level with desired residual force.

La présente invention concerne d'une façon générale tous les limiteurs de couple à déclenchement.  The present invention relates generally to all tripping torque limiters.

Dans la technique actuellement connue, la force de tarage chute instantanément dés le déverrouillage et nécessite d'tre anormalement surtarée pour absorber la durée de surcouple de démarrage d'une machine. De plus, ces limiteurs de couple requiert une grande précision d'usinage et sont limités en puissance par la contrainte admissible des billes oscillant sur une arrête vive ou légèrement arrondie.  In the currently known technique, the taring force instantly drops upon unlocking and needs to be abnormally overrated to absorb the start-up overtorque time of a machine. In addition, these torque limiters require high machining precision and are limited in power by the admissible stress of the balls oscillating on a sharp or slightly rounded edge.

Le dispositif de limiteur d'effort selon Invention permet de remédier à tous ces inconvénients. II comporte en effet selon une première caractéristique. The force limiting device according to the invention overcomes all these drawbacks. It has in fact according to a first characteristic.

Un doigt de verrouillage coulissant dans le corps menant s'engage dans un évasement associé de la pièce menée, non représentée. Sous raction d'un ressort par rondelle interposée, des billes appuient respecüvement sur les pentes (A) du corps et du doigt de verrouillage. Lorsqu'un effort excessif s'exerce sur la partie menante ou menée, le doigt repoussé par son évasement remonte et repousse les billes. Cellesci cheminent sur les pentes (A) pendant une durée prédéterminée en maintenant la poussee initiale sur le doigt. puis basculent sur les pentes (B). Le doigt reçoit alors la poussee résiduelle prédéterminée. A locking finger sliding in the driving body engages in an associated flaring of the driven part, not shown. Under the action of a spring by an interposed washer, balls press respectively on the slopes (A) of the body and the locking finger. When an excessive force is exerted on the leading or driven part, the finger pushed back by its flare goes up and pushes back the balls. They travel on the slopes (A) for a predetermined period while maintaining the initial push on the finger. then fall on the slopes (B). The finger then receives the predetermined residual push.

II est ainsi aisé de comprendre que la durée de maintien de la poussee sur le doigt de verrouillage est directement dépendante du parcourt des billes sur les pentes (1B) et (2B). It is thus easy to understand that the duration of maintenance of the thrust on the locking finger is directly dependent on the travel of the balls on the slopes (1B) and (2B).

La présente invention sera mieux comprise à b lecture de la description détaillée suivante, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexes sur lesquels:
La figure 1 est une élévation en deml-coupe d'une première réalisation d'un
dispositif de limiteur d'effort linéaire en position verrouiüee. The present invention will be better understood on reading the following detailed description, given by way of example and made with reference to the accompanying drawings in which:
Figure 1 is a half-sectional elevation of a first embodiment of a
linear force limiting device in the locked position.

e La figure 2, dispositif de limiteur d'effort de la figure 1 en position déverrouilIée.  e Figure 2, force limiter device of Figure 1 in the unlocked position.

La figure 3 est une élévation en demisoupe d'une seconde réalisation d'un
dispositif de limiteur d'effort rotatif en position verrouillée. Figure 3 is a half-section elevation of a second embodiment of a
rotary force limiter device in locked position.

e La figure 4, dispositif de limiteur d'effort rotatif de la figure 3 en positon déverrouillée.  e Figure 4, rotary force limiter device of Figure 3 in the unlocked position.

En référence à la figure 1, le dispositif de limiteur d'effort linéaire en position verrouillée comporte un corps (1) pourvu des pentes circulaires (1A) et (1B). Dans ce corps coulisse un doigt de verrouillage (2) pourvu des pentes circulaires (2A) et (2B).  Referring to Figure 1, the linear force limiter device in the locked position comprises a body (1) provided with circular slopes (1A) and (1B). In this body slides a locking finger (2) provided with circular slopes (2A) and (2B).

Les billes (3) sont maintenues en appui sur les pentes (1A) et (2A) sous b poussée d'un ressort (4) par rondelle (5) interposée. L'écrou (6) sert à régler la poussee du ressort.The balls (3) are kept in abutment on the slopes (1A) and (2A) under b thrust of a spring (4) by washer (5) interposed. The nut (6) is used to adjust the spring thrust.

En référence à la figure 2, le dispositif du limiteur d'effort linéaire, en position déverrouillée, fait apparattre que les billes (3) repoussées par b remontée du doigt de verrouillage (2), sont en appui sur les pentes circulaires (1 B) et (2B). En conséquence, le passage de l'état verrouillé à l'état déverrouillé a provoqué le déplaoement de l'appui des billes (3) des pentes A vers les pentes B, entraînant ainsi la décroissanoe immédiate et brutale de la résultante de poussée du ressort (4) sur le doigt de verrouillage (2). With reference to FIG. 2, the device of the linear force limiter, in the unlocked position, shows that the balls (3) repelled by b rising of the locking finger (2), are supported on the circular slopes (1 B ) and (2B). Consequently, the passage from the locked state to the unlocked state caused the displacement of the support of the balls (3) from the slopes A towards the slopes B, thus bringing about the immediate and brutal decrease of the resultant of thrust of the spring. (4) on the locking finger (2).

En référence à la figure 3, le limiteur d'effort rotatif en position verrouillée comporte un moyeu (7) au canelage (7A) alése pour recevoir l'arbre rotatif menant. With reference to FIG. 3, the rotary force limiter in the locked position comprises a hub (7) in the groove (7A) bored to receive the driving rotary shaft.

Le coulisseau (2), entmtnée en rotation par son contresanebge (2C), est pourvu de pentes circulaires (2A) et (2B), et comporte au moins trois évidements d'entraînement coniques (2D) dans lesquels se loge un nombre égal de doigts coniques (8A) de la bride menée (8). Cette bride (8) est pourvue de plusieurs trous taraudés (8B) pour la fixation de l'arbre rotaüf mené. Montée en appui sur l'épaulement du moyeu (7), la bague (1) est pourvu des pentes (1A) et (1B). Les billes (3) sont maintenues en appui sur les pentes (1A) et (2A), sous la poussée du ressort (4) par la rondelle (5) interposée. L'écrou (6) sert à régler b poussée du ressort (4).The slider (2), rotated by its counterweight (2C), is provided with circular slopes (2A) and (2B), and comprises at least three conical drive recesses (2D) in which an equal number of tapered fingers (8A) of the driven flange (8). This flange (8) is provided with several threaded holes (8B) for fixing the driven rotary shaft. Mounted in abutment on the shoulder of the hub (7), the ring (1) is provided with slopes (1A) and (1B). The balls (3) are held in abutment on the slopes (1A) and (2A), under the thrust of the spring (4) by the washer (5) interposed. The nut (6) is used to adjust the thrust of the spring (4).

En référence à la figure 4, le dispositif du limiteur d'effort rotatif en position déverrouillée fait apparaftre que les billes (3) repoussées par le recul du coulisseau (2), sont en appui sur les pentes circulaires ( 1 B) et (2B). En conséquecce, le passage de l'état verrouillé à l'état déverrouillé a provoqué le déplaoement de l'appui des billes (3) des pentes A vers les pentes B, entraînant ainsi la décroissanoe immédiate et brutale de la résultante de poussée du ressort (4) sur le doigt de verrouillage (2). With reference to FIG. 4, the device of the rotary force limiter in the unlocked position shows that the balls (3) pushed back by the retraction of the slide (2), are supported on the circular slopes (1 B) and (2B ). Consequently, the passage from the locked state to the unlocked state caused the displacement of the support of the balls (3) from the slopes A towards the slopes B, thus bringing about the immediate and brutal decrease of the resultant of thrust of the spring. (4) on the locking finger (2).

Bien entendu, on définira l'angle d'indinaison des pentes (1A), (1B), (2A) et (2B) de manière à obtenir les poussées de verrouillage et de déverrouillage désirées ainsi que la longueur de ces pentes définissant la durée de maintien de la poussée dans le cycle de déverrouillage. On peut aussi obtenir deux plages de déverrouillage en déphasant l'arête formée par les pentes (1A) et (lB) de l'arête formé par les pentes (2A) et (2B).  Of course, the angle of inclination of the slopes (1A), (1B), (2A) and (2B) will be defined so as to obtain the desired locking and unlocking thrusts as well as the length of these slopes defining the duration. to maintain the thrust in the unlocking cycle. It is also possible to obtain two unlocking ranges by shifting the edge formed by the slopes (1A) and (1B) from the edge formed by the slopes (2A) and (2B).

La présente invention n'est pas limitée aux fonnes de réalisations décrites. Elle inclut toutes variantes ou modifications telles que l'homme de rart pourra y apporter à raide de ses connaissances, comme par exemple remplacer les pentes circulaires (lA), (2A), (1B) et (2B) par des pentes linéaires ou remplacer les billes par des cylindres ou encore modifier le nombre de pentes.  The present invention is not limited to the forms of embodiments described. It includes all variants or modifications such that the man of art can make with his knowledge, such as for example replacing the circular slopes (lA), (2A), (1B) and (2B) by linear slopes or replacing the balls by cylinders or even change the number of slopes.

Claims (6)

REVENDICATIONS 1. Dispositif de limiteur d'effort linéaire servant à transmettre des forces axiales ne dépassant pas la valseur prédéterminée entre une partie menante, le corps (1) pourvu des pentes (lA) et (1B), et une partie menée, le doigt de verrouillage coulissant (2) pourvu des pentes (2A) et (2B), caractensé en ce qu'il comporte des billes (3) maintenues en appui sur les pentes circulaires, (lA) et (2A) en position verrouillée puis sur les pentes (I B) et (2Br- en position déverrouillée, sous racion du ressort (4) par rondelle (5) interposée. 1. Linear force limiting device used to transmit axial forces not exceeding the predetermined value between a driving part, the body (1) provided with slopes (lA) and (1B), and a driven part, the finger sliding lock (2) provided with slopes (2A) and (2B), characterized in that it comprises balls (3) held in abutment on the circular slopes, (lA) and (2A) in the locked position then on the slopes (IB) and (2Br- in the unlocked position, under racion of the spring (4) by interposed washer (5). 2. Dispositif de limiteur d'effort selon b revendication 1. caractérise en ce que le limiteur d'effort est rotatif et se compose d'un moyeu (7) pourvu du canetage (7A), d'un coulisseau (2) entratné en rotation par son cont canebge (2C) et pourvu de pentes circulaires (2A) et (2B) et de trois évidements coniques d'entratnement (2D) dans lesquels se loge un nombre égal de doigts coniques (8A) de la bride menée (8), d'une bague (1) montée en appui sur l'épaulement du moyeu (7) et pourvu des pentes (1A) et (1B), de billes (3) maintenues en appui sur les pentes (1A) et (2A) en position verrouillée ou sur les pentes (B) en positon déverrouillée sous la poussée du ressort (4) par la rondelle (5) interposée2. force limiter device according to b claim 1. characterized in that the force limiter is rotatable and consists of a hub (7) provided with the grooving (7A), a slide (2) driven in rotation by its canebge cont (2C) and provided with circular slopes (2A) and (2B) and three conical drive recesses (2D) in which is housed an equal number of conical fingers (8A) of the driven flange (8 ), a ring (1) mounted in abutment on the shoulder of the hub (7) and provided with slopes (1A) and (1B), balls (3) maintained in abutment on the slopes (1A) and (2A ) in the locked position or on the slopes (B) in the unlocked position under the thrust of the spring (4) by the washer (5) interposed 3.Dispositif de limiteur d'effort selon les revendications 1 et 2 caracterisé en ce que la poussée du ressort (4) s'effectue dans la direction du verrouillage.3. force limiting device according to claims 1 and 2 characterized in that the thrust of the spring (4) takes place in the direction of locking. 4. Dispositif de limiteur d'effort selon les revendications 1. et 2. caractéssé en ce que les pentes (1A), (1B), (2A) et (2B) sont linéaires et que les billes (3) sont remplacés par des cylindres.4. force limiting device according to claims 1. and 2. caractéssé in that the slopes (1A), (1B), (2A) and (2B) are linear and that the balls (3) are replaced by cylinders. 5. Dispositif de limiteur d'effort selon les revendications 1. ,2. et 4. caractérisé en ce que la durée de déverrouillage avec maintien de b poussée initiale de verrouillage est dépendante de la longueur des pentes (1A) et (2A).5. force limiting device according to claims 1, 2. and 4. characterized in that the duration of unlocking with maintenance of the initial locking thrust is dependent on the length of the slopes (1A) and (2A). 6. Dispositif de limiteur d'effort selon les revendications 1., 2., 4. et 5. caractérisé en ce que le nombre de seuils de déverrouillage n'est pas limité et dépend du nombre de pentes d'appui des billes (3) et aussi de leurs déphasage. 6. force limiting device according to claims 1, 2, 4 and 5. characterized in that the number of unlocking thresholds is not limited and depends on the number of bearing slopes of the balls (3 ) and also of their phase shift.
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