FR2765927A1 - Unidirectional rotary clutch for office machinery - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention concerne un embrayage rotatif unidirectionnel du type à ressort spirale, tel qu'on en utilise notamment dans les machines bureautiques. The invention relates to a unidirectional rotary clutch of the spiral spring type, such as is used in particular in office machines.
Les embrayages à ressort sont connus pour transférer un couple d'un organe moteur à un organe entraîné. Les dispositifs d'embrayage à ressort sont choisis comme mécanismes de transmission de couples, notamment quand les conditions de surpassement peuvent être rencontrées, c'est à dire lorsque l'organe entraîné atteint une vitesse de rotation supérieure à celle de l'organe moteur. Par conséquent, un débrayage est nécessaire afin d'éviter la rotation de l'organe moteur lorsque les inerties sont importantes ou, au contraire, de faciliter la rotation libre de l'organe entraîné pour des inerties peu importantes. Spring clutches are known for transferring a torque from a drive member to a driven member. The spring clutch devices are chosen as torque transmission mechanisms, in particular when the overriding conditions can be met, that is to say when the driven member reaches a higher speed than that of the drive member. Consequently, a declutching is necessary in order to avoid rotation of the drive member when the inertias are high or, on the contrary, to facilitate the free rotation of the driven member for minor inertias.
Un dispositif d'embrayage à ressort permet également de transmettre une rotation dans une direction seulement, d'où l'appellation de dispositif d'embrayage rotatif unidirectionnel. A spring clutch device also allows rotation to be transmitted in one direction only, hence the designation of a one-way rotary clutch device.
Un tel embrayage est donc un dispositif permettant de transmettre un couple de rotation dans une direction unique et d'assurer un désaccouplement quand le couple d'entraînement est inversé. Un tel embrayage est donc habituellement fixé en sortie de l'organe moteur et à l'entrée de l'organe entraîné. Such a clutch is therefore a device for transmitting a torque in a single direction and ensuring uncoupling when the drive torque is reversed. Such a clutch is therefore usually fixed at the outlet of the drive member and at the inlet of the driven member.
De manière générale, un embrayage rotatif unidirectionnel comporte deux moyeux coaxiaux destinés à être respectivement accouplés à deux organes d'entrée et de sortie et munis de deux surfaces cylindriques de diamètres sensiblement égaux. Ces surfaces cylindriques ont des bords axialement en regard qui sont à proximité immédiate l'un de l'autre, avec un écartement axial qui correspond en pratique à des jeux de montage et à d'éventuels chanfreins. Un ressort spirale coopère avec ces deux surfaces cylindriques ; plus précisément, ce ressort spirale comporte un premier tronçon formé de spires coopérant avec la surface cylindrique de l'un des moyeux et un second tronçon formé de spires (à même sens d'enroulement) coopérant avec la surface cylindrique de l'autre des moyeux. Generally, a unidirectional rotary clutch comprises two coaxial hubs intended to be respectively coupled to two input and output members and provided with two cylindrical surfaces of substantially equal diameters. These cylindrical surfaces have axially facing edges which are in close proximity to one another, with an axial spacing which in practice corresponds to mounting clearances and to possible chamfers. A spiral spring cooperates with these two cylindrical surfaces; more precisely, this spiral spring comprises a first section formed of turns cooperating with the cylindrical surface of one of the hubs and a second section formed of turns (with the same winding direction) cooperating with the cylindrical surface of the other of the hubs .
Dans une première catégorie d'embrayage rotatif unidirectionnel, les moyeux sont creux et les premier et second tronçons du ressort spirale sont engagés à force à l'intérieur de ces moyeux creux. Un exemple de tel embrayage est décrit dans le document EP-0374769. In a first category of unidirectional rotary clutch, the hubs are hollow and the first and second sections of the spiral spring are forcibly engaged inside these hollow hubs. An example of such a clutch is described in document EP-0374769.
Dans une seconde catégorie d'embrayage, les spires des premier et second tronçons du ressort sont engagées à force autour des surfaces cylindriques de moyeux en principe pleins. In a second clutch category, the turns of the first and second sections of the spring are forcibly engaged around the cylindrical surfaces of hubs which are in principle full.
On comprend que pour une configuration donnée, il y a un sens de rotation du moyeu destiné à être relié à l'élément moteur qui tend à améliorer le contact entre le premier tronçon et la surface cylindrique correspondante et entre le second tronçon et la surface cylindrique de l'organe mené, ce qui correspond à une configuration d'entraînement ; par contre, lorsque le moyeu d'entrée tourne en sens inverse, il y a une tendance pour les spires du premier tronçon à s'écarter de la surface cylindrique, de sorte qu'il n'y a plus d'entraînement. It is understood that for a given configuration, there is a direction of rotation of the hub intended to be connected to the driving element which tends to improve the contact between the first section and the corresponding cylindrical surface and between the second section and the cylindrical surface of the driven member, which corresponds to a drive configuration; on the other hand, when the input hub rotates in the opposite direction, there is a tendency for the turns of the first section to move away from the cylindrical surface, so that there is no longer any drive.
En règle générale, les ressorts utilisés sont principalement du type à spires jointives et sont réalisés à partir de fils métalliques à section rectangulaire en sorte d'optimiser la surface de contact entre la surface cylindrique du moyeu et les spires; ceci a pour effet une meilleure transmission de couples entre les deux moyeux. As a general rule, the springs used are mainly of the type with contiguous turns and are produced from metallic wires of rectangular section so as to optimize the contact surface between the cylindrical surface of the hub and the turns; this results in a better transmission of torques between the two hubs.
Cependant, ces ressorts ayant une tenue tangentielle importante, les moyeux d'entrée et de sortie doivent être parfaitement coaxiaux : une légère variation peut entraîner une transmission dégradée voire nulle d'un éventuel couple moteur. De plus, la fabrication de fils à section rectangulaire, nécessaire pour de tels ressorts, augmente sensiblement les coûts de production. Ces inconvénients sont encore plus marqués avec un ressort du type décrit dans le docuemnt EP-0374769 précité, dont la géométrie est très particulière. However, these springs having a high tangential strength, the input and output hubs must be perfectly coaxial: a slight variation may cause degraded or even zero transmission of any engine torque. In addition, the manufacture of wires of rectangular section, necessary for such springs, significantly increases the production costs. These drawbacks are even more marked with a spring of the type described in the aforementioned document EP-0374769, the geometry of which is very particular.
Un ressort à spires jointives et de section circulaire a par contre un contact linéique (donc moindre) sur les moyeux. De plus, dans le cas d'un couple transmis depuis un moyeu d'entrée jusqu'à un moyeu de sortie, la simple inertie de l'organe entraîné tend à accroître le contact du ressort avec les surfaces cylindriques. II y a alors le risque que l'une des spires du ressort vienne s'engager à force dans l'interstice qui existe entre les tranches en regard des deux moyeux d'entrée et de sortie. Cet interstice peut exister en principe soit à cause d'un jeu d'assemblage des deux moyeux, soit en raison de l'existence de chanfreins ménagés auprès de ces tranches en regard en vue de faciliter l'engagement à force des premier et second tronçons de ressort sur, ou dans, les surfaces cylindriques des moyeux. Cet engagement à force peut entraîner une déformation irréversible de la spire et donc du ressort dans son ensemble, ce qui correspond à une dégradation rédhibitoire de l'embrayage rotatif unidirectionnel dans son ensemble. A spring with contiguous turns and a circular section, on the other hand, has a linear contact (therefore less) on the hubs. In addition, in the case of a torque transmitted from an input hub to an output hub, the simple inertia of the driven member tends to increase the contact of the spring with the cylindrical surfaces. There is then the risk that one of the turns of the spring will forcefully engage in the gap which exists between the sections facing the two inlet and outlet hubs. This gap may exist in principle either because of an assembly clearance of the two hubs, or because of the existence of chamfers formed near these facing sections in order to facilitate the force engagement of the first and second sections. spring on, or in, the cylindrical surfaces of the hubs. This force engagement can cause an irreversible deformation of the turn and therefore of the spring as a whole, which corresponds to a crippling degradation of the one-way rotary clutch as a whole.
Ce risque existe tout particulièrement avec un ressort réalisé à partir d'un fil de section ronde, pourtant bien meilleur marché que les ressorts à fil de section carrée ou rectangulaire, puisque cette section ronde favorise l'introduction dans l'interstice entre les moyeux. II paraît donc a priori nécessaire pour lutter contre ce risque de choisir, pour réaliser le ressort d'un embrayage rotatif unidirectionnel, un fil de section carrée ou rectangulaire. This risk exists in particular with a spring produced from a wire of round section, however much cheaper than springs with wire of square or rectangular section, since this round section promotes the introduction into the gap between the hubs. It therefore seems a priori necessary to combat this risk of choosing, to produce the spring of a unidirectional rotary clutch, a wire of square or rectangular section.
On peut bien sûr penser à augmenter le diamètre du fil, mais cela a notamment pour inconvénient d'augmenter la taille des moyeux, de rendre plus difficile l'engagement à force du ressort dans ou sur les moyeux, et d'augmenter les efforts, notamment lors des frottements, mis en jeu lors du déplacement relatif entre l'un des moyeux et le ressort. II peut en découler une usure trop rapide des pièces constitutives de l'embrayage. We can of course think of increasing the diameter of the wire, but this has the particular drawback of increasing the size of the hubs, making it more difficult to force the spring into or on the hubs, and increasing the forces, in particular during friction, brought into play during the relative displacement between one of the hubs and the spring. It may result in too rapid wear of the component parts of the clutch.
On peut enfin, bien sûr, envisager de minimiser l'interstice entre les moyeux, mais cela impose des contraintes sévères quant à la fabrication, d'une part, et à la mise en place, d'autre part, des moyeux ; en outre,
I'existence des chanfreins, qui contribue grandement à faciliter l'engagement à force du ressort sur, ou dans, les surfaces cylindriques, constitue nécessairement un début d'interstice, guidant le fil jusque dans ce dernier.We can finally, of course, consider minimizing the gap between the hubs, but this imposes severe constraints on the manufacture, on the one hand, and the installation, on the other hand, of the hubs; in addition,
The existence of the chamfers, which greatly contributes to facilitating the engagement by force of the spring on, or in, the cylindrical surfaces, necessarily constitutes the start of a gap, guiding the wire as far as the latter.
Il apparaît en conséquence qu'il manque actuellement une configuration d'embrayage rotatif unidirectionnel qui se prête, sans difficultés particulières de montage, à une production en série, sans contraintes trop sévères quant aux dimensions de fabrication et de montage, et qui puisse être aidément mis en oeuvre y compris pour des petites tailles, par exemple pour des moyeux de quelques millimètres de diamètre (on comprend aisément que le diamètre des fils utilisables pour cette taille de moyeu ne peut être vraiment supérieure au jeu, augmenté par les chanfreins, qui existe nécessairement, axialement entre les deux moyeux, à moins d'imposer des contraintes de dimensionnement et de montage très sévères). It therefore appears that there is currently a lack of a unidirectional rotary clutch configuration which lends itself, without particular assembly difficulties, to mass production, without too severe constraints as to the dimensions of manufacture and assembly, and which can be helped. implemented including for small sizes, for example for hubs of a few millimeters in diameter (it is easy to understand that the diameter of the wires which can be used for this hub size cannot be really greater than the play, increased by the chamfers, which exists necessarily, axially between the two hubs, unless very severe sizing and mounting constraints are imposed).
L'invention a pour objet de pallier les inconvénients précités, et ce quelque soit la forme choisie pour la section du fil. The object of the invention is to overcome the aforementioned drawbacks, whatever the form chosen for the section of the wire.
L'invention propose à cet effet un embrayage rotatif unidirectionnel comportant:
- deux moyeux coaxiaux destinés à être respectivement accouplés à un organe d'entrée et à un organe de sortie et munis de deux surfaces cylindriques de diamètres sensiblement égaux, ces surfaces ayant des bords axialement en regard ; et
- un ressort spirale comportant un premier tronçon formé de spires et coopérant avec la surface cylindrique de l'un des moyeux et un second tronçon formé de spires et coopérant avec la surface cylindrique de l'autre des moyeux,
caractérisé en ce que ce ressort comporte en outre un troisième tronçon reliant les premier et second tronçons l'un à l'autre et disposé radialement en regard desdits bords des surfaces cylindriques, ce troisième tronçon étant formé d'au moins une portion de spire dont le pas est au moins le double du pas des spires des premier et second tronçons et est supérieur à l'écart axial entre lesdits bords.To this end, the invention proposes a unidirectional rotary clutch comprising:
- two coaxial hubs intended to be respectively coupled to an input member and to an output member and provided with two cylindrical surfaces of substantially equal diameters, these surfaces having edges axially opposite; and
a spiral spring comprising a first section formed of turns and cooperating with the cylindrical surface of one of the hubs and a second section formed of turns and cooperating with the cylindrical surface of the other of the hubs,
characterized in that this spring further comprises a third section connecting the first and second sections to one another and disposed radially opposite said edges of the cylindrical surfaces, this third section being formed of at least one portion of turn the pitch is at least twice the pitch of the turns of the first and second sections and is greater than the axial distance between said edges.
On appréciera que plus le pas de la spire considérée (complète ou non) est important, plus l'angle que forme le fil de ce troisième tronçon par rapport aux tranches des moyeux est important, et plus le risque d'un engagement à force de ce fil dans l'interstice entre les tranches des moyeux est faible. C'est ainsi que de manière préférée, le pas de ladite spire (complète ou non) du troisième tronçon vaut au moins cinq fois le pas des spires des premier et second tronçons. It will be appreciated that the greater the pitch of the turn considered (complete or not), the greater the angle formed by the wire of this third section with respect to the edges of the hubs, and the greater the risk of engagement by force of this wire in the gap between the edges of the hubs is weak. Thus, preferably, the pitch of said turn (complete or not) of the third section is worth at least five times the pitch of the turns of the first and second sections.
Bien entendu, un tel angle substantiel du fil par rapport aux tranches en regard des moyeux n'est vraiment utile que lors du franchissement axial de sorte qu'il n'est pas nécessaire que ce troisième tronçon comporte une spire complète: il peut par exemple n'être formé que d'une demi-spire ou de 3/4 de spire ; à l'inverse il peut comporter plus d'une spire (nombre entier, ou non, de spires). Of course, such a substantial angle of the wire with respect to the edges opposite the hubs is only really useful when passing axially so that it is not necessary for this third section to have a complete turn: it can for example be formed only by a half-turn or 3/4 of a turn; conversely, it can have more than one turn (whole number, or not, of turns).
Pour des raisons de symétrie, il est avantageux que les spires des premier et second tronçons aient des pas sensiblement égaux. For reasons of symmetry, it is advantageous for the turns of the first and second sections to have substantially equal pitches.
D'autre part, pour assurer un contact maximum entre le ressort d'une part et les surfaces cylindriques, pour une dimension axiale donnée de ces surfaces cylindriques, il est préférable que les spires des premier et second tronçons soient sensiblement jointives. On the other hand, to ensure maximum contact between the spring on the one hand and the cylindrical surfaces, for a given axial dimension of these cylindrical surfaces, it is preferable that the turns of the first and second sections are substantially contiguous.
Une telle configuration d'embrayage rotatif unidirectionnel se révèle permettre une minimisation du risque de l'engagement à force du ressort dans l'interstice entre les moyeux, même en choisissant pour les spires du fil à section ronde. Such a unidirectional rotary clutch configuration appears to allow minimization of the risk of engagement by force of the spring in the gap between the hubs, even by choosing for the turns of the wire with round section.
L'invention s'applique tout particulièrement au cas où le ressort (quelque soit le tronçon concerné) est disposé autour, radialement, des surfaces cylindriques des moyeux. Cette solution paraît correspondre à un encombrement minimum. Bien entendu, I'invention s'applique également au cas d'un ressort engagé à force à l'intérieur de deux moyeux creux. The invention applies very particularly to the case where the spring (whatever the section concerned) is disposed around, radially, the cylindrical surfaces of the hubs. This solution seems to correspond to a minimum bulk. Of course, the invention also applies to the case of a spring forcibly engaged inside two hollow hubs.
Ce ressort peut, comme dans les configurations déjà connues, comporter à l'une de ses extrémités une portion orientée radialement destinée à coopérer avec une butée indépendante des moyeux. This spring may, as in the already known configurations, comprise at one of its ends a radially oriented portion intended to cooperate with a stop independent of the hubs.
II peut de même y avoir, selon la disposition connue précitée destinée à favoriser l'engagement à force du ressort, un chanfrein raccordant le bord des surfaces cylindriques aux tranches en regard des deux moyeux. There may likewise be, according to the aforementioned known arrangement intended to promote the engagement by force of the spring, a chamfer connecting the edge of the cylindrical surfaces to the edges opposite the two hubs.
L'invention couvre bien entendu la combinaison de l'embrayage rotatif unidirectionnel précité et des organes d'entrée et de sortie, ou organe menant et organe mené, auxquels les moyeux d'entrée et de sortie sont destinés à être fixés. The invention naturally covers the combination of the above-mentioned unidirectional rotary clutch and of the input and output members, or driving member and driven member, to which the inlet and outlet hubs are intended to be fixed.
Sans que cela soit d'une quelconque manière exclusif, I'invention est tout particulièrement intéressante lorsqu'elle est intégrée à une machine bureautique, comportant par exemple un système d'entraînement de feuilles, tel qu'un dispositif de retournement de feuilles, lorsque l'on souhaite assurer, de façon discontinue, la rotation d'un arbre de ce système. Without this being in any way exclusive, the invention is particularly advantageous when it is integrated into an office machine, comprising for example a sheet drive system, such as a sheet turning device, when we want to ensure, discontinuously, the rotation of a shaft of this system.
Des objets, caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description qui suit, donnée à titre d'exemple illustratif non limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels
- la figure 1 est une vue de côté d'un embrayage rotatif unidirectionnel conforme à l'invention;
- la figure 2 est une vue de côté du ressort que comporte l'embrayage de la figure 1;
- la figure 3 est un schéma de principe, en perspective éclatée, représentant le fonctionnement d'un embrayage du type de la figure 1
- la figure 4 est une vue en perspective schématique éclatée montrant une variante de réalisation de l'embrayage schématisé aux figures 1 et 3;
- la figure 5 est une vue schématique d'une machine bureautique comportant un système de retournement de feuilles ; et
- la figure 6 est une vue de détail, avec arrachement partiel du ressort, montrant le dispositif d'entraînement d'un arbre de ce dispositif de retournement de feuilles, comportant un embrayage conforme à l'invention.Objects, characteristics and advantages of the invention appear from the following description, given by way of nonlimiting illustrative example, with reference to the appended drawings in which
- Figure 1 is a side view of a unidirectional rotary clutch according to the invention;
- Figure 2 is a side view of the spring that includes the clutch of Figure 1;
- Figure 3 is a block diagram, in exploded perspective, showing the operation of a clutch of the type of Figure 1
- Figure 4 is an exploded schematic perspective view showing an alternative embodiment of the clutch shown schematically in Figures 1 and 3;
- Figure 5 is a schematic view of an office machine comprising a sheet turning system; and
- Figure 6 is a detail view, partially cut away from the spring, showing the drive device of a shaft of this leaf turning device, comprising a clutch according to the invention.
La figure 1 représente un embrayage rotatif unidirectionnel désigné sous la référence générale 1. FIG. 1 represents a unidirectional rotary clutch designated under the general reference 1.
Cet embrayage rotatif comporte essentiellement deux moyeux coaxiaux repérés 2 et 3, destinés à être respectivement accouplés à deux organes d'entrée et de sortie respectivement schématisés sous les références
A et B. Dans l'exemple considéré, A correspond par exemple à un arbre tandis que B est une roue dentée entourant une partie du moyeu 3.This rotary clutch essentially comprises two coaxial hubs marked 2 and 3, intended to be respectively coupled to two input and output members respectively shown diagrammatically under the references
A and B. In the example considered, A corresponds for example to a shaft while B is a toothed wheel surrounding a part of the hub 3.
Les moyeux 2 et 3 sont munis de deux surfaces cylindriques 4 et 5 de diamètres sensiblement égaux, ces surfaces ayant des bords 4A et 5A disposés axialement en regard, à proximité immédiate l'un de l'autre ou non. The hubs 2 and 3 are provided with two cylindrical surfaces 4 and 5 of substantially equal diameters, these surfaces having edges 4A and 5A disposed axially opposite, in close proximity to one another or not.
Un ressort spirale 6, représenté à titre isolé à la figure 2, comporte un premier tronçon 7 formé de spires coopérant avec la surface cylindrique 4 du moyeu 2 et un second tronçon 8 formé de spires coopérant avec la surface cylindrique 5 du moyeu 3. A spiral spring 6, shown as an isolated part in FIG. 2, comprises a first section 7 formed of turns cooperating with the cylindrical surface 4 of the hub 2 and a second section 8 formed of turns cooperating with the cylindrical surface 5 of the hub 3.
Selon l'invention, ce ressort 6 comporte en outre un troisième tronçon repéré 9 reliant les premier et second tronçons 7 et 8 I'un à l'autre et disposé radialement au regard, conjointement desdits bords 4A et 5A des surfaces cylindriques. Ce troisième tronçon 9 est formé d'au moins une portion d'une spire dont le pas P est au moins le double du pas p des spires des premier et second tronçons 7 et 8 ; ce pas P est ici supérieur à l'écart axial entre lesdits bords 4A et 5A. Ce qui importe est que cette portion de spire (ici une spire sensiblement complète) forme un angle substantiel par rapport aux tranches en regard des moyeux, lors de leur franchissement. En variante, ce tronçon peut comporter plus d'une spire (multiple entier ou non). According to the invention, this spring 6 also comprises a third section marked 9 connecting the first and second sections 7 and 8 to one another and disposed radially facing, together said edges 4A and 5A of the cylindrical surfaces. This third section 9 is formed of at least a portion of a turn whose pitch P is at least twice the pitch p of the turns of the first and second sections 7 and 8; this pitch P is here greater than the axial distance between said edges 4A and 5A. What matters is that this portion of turn (here a substantially complete turn) forms a substantial angle with respect to the sections facing the hubs, when crossing them. As a variant, this section may include more than one turn (whole multiple or not).
Dans l'exemple représenté, les spires des premier et second tronçons 7 et 8 ont des pas p sensiblement égaux ; en outre, pour assurer un contact optimum avec les surfaces cylindriques 4 et 5, ces spires sont sensiblement jointives. In the example shown, the turns of the first and second sections 7 and 8 have substantially equal steps p; in addition, to ensure optimum contact with the cylindrical surfaces 4 and 5, these turns are substantially contiguous.
On observe sur les figures 1 et 2 que le pas P est très nettement supérieur au pas p : ce pas P vaut de préférence au moins cinq fois le pas p des spires des premier et second tronçons 7 et 8 : grâce à l'inclinaison substantielle du fil par rapport aux tranches en regard des moyeux, le risque que cette portion de spire du tronçon 9 puisse s'emmancher à force dans l'interstice axial séparant les bords 4A et 5A est minimisé. It can be seen in FIGS. 1 and 2 that the pitch P is very much greater than the pitch p: this pitch P is preferably worth at least five times the pitch p of the turns of the first and second sections 7 and 8: thanks to the substantial inclination of the wire with respect to the edges opposite the hubs, the risk that this portion of the turn of the section 9 can force fit into the axial gap separating the edges 4A and 5A is minimized.
On observe que le ressort est réalisé avec du fil (métallique, le plus souvent de l'acier à ressort) de section ronde. Bien entendu, I'invention se généralise à toute autre forme, ovale voire polygonale tel que carrée ou rectangulaire. We observe that the spring is made with wire (metallic, usually spring steel) of round section. Of course, the invention can be generalized to any other shape, oval or even polygonal such as square or rectangular.
Les tronçons 7 et 8 sont ici engagés à force autour des surfaces cylindriques 4 et 5. On comprend toutefois que, en variante de réalisation non représentée, ces tronçons peuvent être engagés à force à l'intérieur de moyeux creux. The sections 7 and 8 are here forcibly engaged around the cylindrical surfaces 4 and 5. However, it is understood that, in an alternative embodiment not shown, these sections can be forcibly engaged inside hollow hubs.
En fait, I'interstice séparant les bords 4A et 5A est formé, d'une part par une fente d'épaisseur e séparant les tranches en regard des moyeux 2 et 3, et d'autre part par les dimensions axiales de deux chanfreins 4B et 5B destinés à faciliter l'engagement à force des tronçons 7 et 8 sur les surfaces cylindriques. In fact, the gap separating the edges 4A and 5A is formed, on the one hand by a slit of thickness e separating the edges opposite the hubs 2 and 3, and on the other hand by the axial dimensions of two chamfers 4B and 5B intended to facilitate the forced engagement of the sections 7 and 8 on the cylindrical surfaces.
On comprend à l'examen de la figure schématique 3 que, lorsque le ressort est engagé par ses tronçons extrêmes 7 et 8 sur les moyeux 2 et 3, un mouvement de rotation du moyeu 2 selon la flèche blanche (inverse du sens d'enroulement des spires) provoque par frottement entre les spires du tronçon 7 et la surface cylindrique 4 du moyeu 2, un effet de resserrement des spires autour de cette surface cylindrique, et un phénomène similaire entre les spires du tronçon 8 sur la surface cylindrique 5 du moyeu 3 : on aboutit en conséquence à une bonne transmission de couple du moyeu 2 au moyeu 3: ce moyeu 3 est entraîné en rotation dans le même sens que le moyeu 2. It will be understood on examining schematic figure 3 that, when the spring is engaged by its end sections 7 and 8 on the hubs 2 and 3, a rotation movement of the hub 2 according to the white arrow (reverse of the direction of winding turns) by friction between the turns of the section 7 and the cylindrical surface 4 of the hub 2, a tightening effect of the turns around this cylindrical surface, and a similar phenomenon between the turns of the section 8 on the cylindrical surface 5 of the hub 3: there is consequently a good transmission of torque from the hub 2 to the hub 3: this hub 3 is rotated in the same direction as the hub 2.
Si par contre le moyeu 2 est entraîné en rotation (par rapport au moyeu 3) dans le sens inverse indiqué par la flèche noire, ce sens de rotation tend, par frottement, à élargir les spires du tronçon 7, ce qui a pour effet de désaccoupler les moyeux 2 et 3 : aucun couple n'est donc transmis à ce moyeu 3. If, on the other hand, the hub 2 is rotated (relative to the hub 3) in the opposite direction indicated by the black arrow, this direction of rotation tends, by friction, to widen the turns of the section 7, which has the effect of disconnect hubs 2 and 3: no torque is therefore transmitted to this hub 3.
La figure 4 montre une variante de réalisation du mécanisme d'embrayage rotatif unidirectionnel représenté aux figures 1 à 3. Les éléments de ce second mode de réalisation qui sont similaires à ceux du mécanisme des figures 1 à 3 sont désignés par les mêmes références que précédemment, avec toutefois adjonction d'un indice ' . Figure 4 shows an alternative embodiment of the unidirectional rotary clutch mechanism shown in Figures 1 to 3. The elements of this second embodiment which are similar to those of the mechanism of Figures 1 to 3 are designated by the same references as above , but with the addition of an index '.
Ce second mécanisme comporte donc deux moyeux coaxiaux 2' et 3' munis de deux surfaces cylindriques 4' et 5' sur lesquelles est engagé à force un ressort 6' comportant un premier tronçon 7', un deuxième tronçon 8', et un tronçon intermédiaire 9' comportant au moins une portion d'une spire (il peut bien sûr y en avoir plusieurs) qui a un pas très supérieur au pas des spires de préférence jointives des premier et second tronçons. This second mechanism therefore comprises two coaxial hubs 2 'and 3' provided with two cylindrical surfaces 4 'and 5' on which a spring 6 'is forcibly engaged comprising a first section 7', a second section 8 ', and an intermediate section 9 'comprising at least a portion of a turn (there may of course be several) which has a pitch much greater than the pitch of the turns preferably contiguous with the first and second sections.
Ce mode de réalisation diffère de celui des figures 1 à 3 par le fait que l'extrémité libre du ressort, du côté du premier tronçon 7' coopérant avec le premier moyeu 2' comporte une saillie radiale 10 tandis que l'autre extrémité libre de ce ressort, du côté du second tronçon 8', comporte une saillie radiale il coopérant avec un perçage radial 12 ménagé dans la surface cylindrique 5'. This embodiment differs from that of FIGS. 1 to 3 in that the free end of the spring, on the side of the first section 7 'cooperating with the first hub 2' has a radial projection 10 while the other free end of this spring, on the side of the second section 8 ', has a radial projection it cooperating with a radial bore 12 formed in the cylindrical surface 5'.
L'extrémité radiale 10 est adaptée, à volonté, à coopérer avec une butée circonférentielle représentée de manière générale par la référence 13 appliquée à une flèche schématisant la réaction que peut appliquer cette butée. The radial end 10 is adapted, at will, to cooperate with a circumferential stop represented generally by the reference 13 applied to an arrow diagramming the reaction which this stop can apply.
On comprend que, tant qu'il n'y a pas contact entre la saillie radiale 10 et la butée 13 (cela correspond généralement à un escamotage de cette butée 13), le fonctionnement du dispositif de la figure 4 est tout à fait similaire à celui des figures 1 à 3, à ceci près qu'il y a, grâce à la coopération de l'ergot radial 11 avec le perçage 12 du moyeu de sortie 3', une retenue angulaire entre ces deux éléments : il y a, selon que le moyeu d'entrée est commandé en rotation dans un sens ou dans l'autre, transmission ou non d'un couple depuis ce moyeu 2' vers le moyeu 3'.It is understood that, as long as there is no contact between the radial projection 10 and the stop 13 (this generally corresponds to a retraction of this stop 13), the operation of the device in FIG. 4 is quite similar to that of FIGS. 1 to 3, except that there is, thanks to the cooperation of the radial lug 11 with the bore 12 of the outlet hub 3 ′, an angular retention between these two elements: there is, according to that the input hub is controlled to rotate in one direction or the other, transmission or not of a torque from this hub 2 'to the hub 3'.
Si, par contre, on amène la butée 13 dans une configuration propre à venir bloquer en rotation la saillie radiale 10, le phénomène précité de serrage des spires du tronçon 7' autour de la surface cylindrique 4' (rotation dans le sens de la flèche noire à gauche) ne peut plus se produire, de sorte qu'il y a une déconnexion forcée du moyeu de sortie vis-à-vis du moyeu d'entrée, tandis que ce moyeu de sortie 5' est bloqué en rotation du fait de l'appui de la saillie 10 contre la butée 13 et de l'accouplement angulaire réalisé par la pénétration de l'ergot Il dans le perçage 12. If, on the other hand, the stop 13 is brought into a configuration suitable for blocking the radial projection 10 in rotation, the aforementioned phenomenon of tightening of the turns of the section 7 'around the cylindrical surface 4' (rotation in the direction of the arrow black on the left) can no longer occur, so that there is a forced disconnection of the output hub vis-à-vis the input hub, while this 5 'output hub is locked in rotation due to the support of the projection 10 against the stop 13 and of the angular coupling produced by the penetration of the lug II in the bore 12.
Bien entendu, ce phénomène de blocage ou de déblocage de la possibilité d'embrayage unidirectionnel assuré par la saillie radiale 10 coopérant ou non avec la butée 13, est obtenu également en l'absence de la saillie radiale Il pénétrant dans l'orifice 12. Il apparaît toutefois souvent utile de conserver une référence angulaire précise en ce qui concerne le moyeu de sortie 3'. Of course, this phenomenon of blocking or unblocking the possibility of one-way clutch provided by the radial projection 10 cooperating or not with the stop 13, is also obtained in the absence of the radial projection II penetrating into the orifice 12. However, it often appears useful to keep a precise angular reference with regard to the outlet hub 3 '.
On appréciera que, si le moyeu 2' est bloqué en rotation, le moyeu 3' pourra tourner librement dans le sens contraire de l'enroulement des spires du ressort mais sera empêché de tourner dans le même sens. It will be appreciated that, if the hub 2 'is locked in rotation, the hub 3' will be able to rotate freely in the opposite direction to the winding of the turns of the spring but will be prevented from rotating in the same direction.
Les figures 5 et 6 décrivent à titre d'exemple l'application d'un embrayage rotatif unidirectionnel dans une machine bureautique, repérée 20 dans son ensemble. Figures 5 and 6 describe by way of example the application of a unidirectional rotary clutch in an office machine, identified 20 as a whole.
Cette machine 20 comporte un dispositif d'entraînement ou de manipulation de feuilles repéré 21, par exemple chargé d'effectuer un retournement de feuilles. Cette machine bureautique 20 comporte un organe de traitement 22. Selon la nature de la machine bureautique, L'organe de traitement 22 peut être un organe d'impression (cas d'un appareil de formation d'images ou d'une imprimante), un organe de lecture dans le cas d'un scanner, ou un organe de lecture combiné à un organe d'impression dans le cas par exemple d'un télécopieur. This machine 20 comprises a device for driving or handling sheets identified 21, for example responsible for carrying out sheet turning. This office machine 20 comprises a processing member 22. Depending on the nature of the office machine, The processing member 22 can be a printing member (in the case of an image forming apparatus or a printer), a reading member in the case of a scanner, or a reading member combined with a printing member in the case for example of a fax machine.
Cette machine bureautique 20 comporte de façon classique des galets 23 de prise de feuilles et d'entraînement de celles-ci vers le (ou les) organe(s) de traitement 22. D'autres galets de convoyage 24 forment un premier moyen de mise en mouvement et un chemin de feuille menant au dispositif de retournement de feuilles 21. This office machine 20 conventionally comprises rollers 23 for picking up sheets and driving them towards the processing unit (s) 22. Other conveying rollers 24 form a first setting means in motion and a sheet path leading to the sheet turning device 21.
Ce dispositif de retournement de feuilles 21 comporte deux arbres 25 et 26 munis de galets d'entraînement, et ce dispositif 21 est adapté à tourner dans son ensemble autour d'un axe, par exemple confondu avec l'axe de rotation de l'un des arbres précités. This sheet turning device 21 comprises two shafts 25 and 26 provided with drive rollers, and this device 21 is adapted to rotate as a whole around an axis, for example coincident with the axis of rotation of one of the aforementioned trees.
Ainsi que cela ressort de la figure 6, cet arbre, ici l'arbre 25, se termine axialement par un pion présentant une surface cylindrique repérée 27, disposée axialement au regard d'une portion de moyeu 28 délimitée radialement par une surface cylindrique 29, cette portion de moyeu étant accouplée à une roue dentée 31. As can be seen from FIG. 6, this shaft, here the shaft 25, ends axially with a pin having a cylindrical surface marked 27, arranged axially opposite a portion of hub 28 radially delimited by a cylindrical surface 29, this hub portion being coupled to a toothed wheel 31.
Pour assurer une bonne coaxialité des moyeux, cette portion de moyeu 28 est montée, de manière libre en rotation, sur un palier de centrage 30 qui est ici constitué par une saillie axiale s'étendant à partir du pion de l'arbre 25 qui présente la surface cylindrique 27. To ensure good coaxiality of the hubs, this hub portion 28 is mounted, in free rotation, on a centering bearing 30 which here consists of an axial projection extending from the pin of the shaft 25 which has the cylindrical surface 27.
Sur les surfaces cylindriques 27 et 29 est engagé, par ces tronçons extrêmes, un ressort repéré 32 comportant une portion médiane, disposée en regard de l'interface entre les moyeux, et comportant des spires (il y en a en fait une seule) de pas sensiblement supérieur au pas des spires des portions extrêmes. On these cylindrical surfaces 27 and 29 is engaged, by these end sections, a spring marked 32 comprising a middle portion, disposed opposite the interface between the hubs, and comprising turns (there is in fact only one) of not significantly greater than the pitch of the turns of the end portions.
Autour du moyeu 28 est disposée une bague creuse repérée 33 et comportant une denture externe. Cette bague dentée 33 comporte en outre, sur sa tranche droite 35, une encoche repérée 34 dans laquelle pénètre l'extrémité libre droite 36 du ressort, recourbée radialement. Around the hub 28 is arranged a hollow ring marked 33 and having an external toothing. This toothed ring 33 further comprises, on its straight edge 35, a notch marked 34 into which penetrates the right free end 36 of the spring, bent radially.
La roue dentée 31 coopère avec un mécanisme d'entraînement non représenté. Lorsque que cette roue dentée 31 tourne dans un sens de rotation contraire au sens d'enroulement des spires, et à la condition que la bague 33 ne soit pas bloquée et ne bloque donc pas l'extrémité radiale 36 du ressort, il y a transmission de couple depuis cette roue 31 vers l'arbre 25. En cas de rotation de sens contraire, il n'y a pas de transmission de couple. The toothed wheel 31 cooperates with a drive mechanism, not shown. When this toothed wheel 31 rotates in a direction of rotation opposite to the winding direction of the turns, and provided that the ring 33 is not blocked and therefore does not block the radial end 36 of the spring, there is transmission torque from this wheel 31 to the shaft 25. In the event of rotation in the opposite direction, there is no torque transmission.
Si par contre, sous l'action d'un organe de manoeuvre non représenté, la bague 33 est immobilisée en rotation, celle-ci immobilise en
conséquence l'extrémité libre 36 du ressort, de sorte qu'il y a neutralisation de
l'accouplement réalisé par le ressort, c'est à dire qu'aucun couple n'est
transmis à l'arbre 25 quelque soit le sens de rotation de la roue dentée 31. If on the other hand, under the action of an operating member, not shown, the ring 33 is immobilized in rotation, the latter immobilizes in
consequence the free end 36 of the spring, so that there is neutralization of
the coupling produced by the spring, i.e. no torque is
transmitted to the shaft 25 whatever the direction of rotation of the toothed wheel 31.
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|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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ID=9508998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9708649A Expired - Fee Related FR2765927B1 (en) | 1997-07-08 | 1997-07-08 | UNIDIRECTIONAL ROTARY CLUTCH |
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|---|---|
| FR (1) | FR2765927B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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|---|---|
| FR2765927B1 (en) | 1999-10-01 |
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|---|---|---|---|
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