Brevet FR2471512A1 — publié le 19810619

-1- 2471512 La présente invention concerne un accouplement à friction pour transmettre un couple limité, comportant deux parties motrices en forme de disque, qui peuvent être désaccouplées par translation axiale en opposition à un ressort. Dans des outils portatifs motorisés, comme par exemple des perceuses ou des marteaux-perforateurs, on prévoit pour des raisons de sécurité, dans la liaison d'entraînement entre le moteur et l'outil, un accouplement de sécurité qui, en cas de blocage éventuel de l'outil par suite d'un coincement dans la matière à usiner, doit interrompre la transmission de force entre le moteur et l'outil. On utilise presque exclusivement dans ce but des accouple- ments de sécurité de type mécanique, qui sont essentiellement cons- titués par des accouplements à billes ou des accouplements à fric- tion. Ces deux types d'accouplements présentent l'inconvénient important que, après dépassement du couple maximal, les parties motrices de l'accouplement peuvent tourner l'une par rapport à l'autre; cette rotation relative s'effectue cependant sous l'effet d'un couple à vide encore relativement élevé par comparaison au couple de séparation de sorte que l'opérateur, malgré le débrayage de l'accouplement, reste soumis, lorsque le moteur continue à tourner, à un danger du fait du grand couple à vide qui est trans- mis à la poignée de l'appareil. -On connaît un accouplement à friction qui se compose d'une partie motrice en forme de disque, qui est montée sans nos- sibilité de rotation relative sur un arbre d'entraînement. Une seconde partie motrice en forme de disque, qui remplit la fonction de la partie menante, est montée concentriquement sur la première partie motrice et est mobile axialement par rapport à celle-ci. A l'aide d'un ressort de compression, la seconde partie motrice est appliquée contre la surface frontale de la première partie motrice, avec interposition d'un disque de friction, en vue de la transmis- sion d'un couple. Lors du dépassement du couple limite qui est défini par le coefficient de frottement du disque de friction et par la force du ressort, les deux parties motrices tournent, l'une par rapport à l'autre et, au cours de ce mouvement de rotation relative, le ressort maintient les deux parties motrices en contact frottant avec le disque de friction de sorte que le grand couple à viide, présentant l'inconvénient mentionné ci-dessus, est établi entre les parties motrices. AL/GB/48594 -2- 2 4 7 15 12 L'invention a pour but de fournir un accouplement de sécurité servant à transmettre des couples et qui soit caractérisé par un couple à vide de valeur minimale. Selon l'invention,- ce but est atteint grâce au fait qu'il est prévu, entre les parties motrices, des corps de roulement qui sont logés dans des évidements des parties motrices de façon que les surfaces de friction sont en contact l'une avec l'autre et que, lorsqu'il se produit une rotation relative des parties motrices par suite d'un dépassement du couple limite, les corps de roulement sortent, sous l'effet d'une translation axiale des parties motrices en opposition à la force du ressort, hors des évidements d'au moins une partie motrice. Les parties motrices sont appliquées l'une contre l'autre en contact frottant par la force du ressort, le frottement pouvant être réglé par un choix approprié de la force du ressort et du matériau des surfaces de friction des parties motrices. Dans cette condition d'accouplement, les corps de roulement disposés entre les parties motrices sont maintenus passivement dans des évidements, se correspondant par paire, des deux parties motrices. Les évidements ont avantageusement la même profondeur et la même forme. Lorsque par exemple l'outil se bloque en cours d'opéra- tion, un très grand couple agit brusquement sur les parties motri- ces et il provoque une rotation relative entre lesdites parties en surmontant la liaison par friction. Au début de cette rotation relative, les corps de roulement sortent au moins d'un des évide- ments d'une des parties motrices, ce qui provoque un soulèvement axial de cette partie motrice par rapport à l'autre. En conséquen- ce, le contact frottant entre les surfaces- de friction des parties motrices est temporairement interrompu, de même que la transmission du couple entre lesdites parties motrices. La rotation relative entre les parties motrices se pour- suivant, les corps de roulement roulent entre les parties motrices et maintiennent celles-ci en condition désaccouplée. Les corps de roulement constituent ensuite un palier à roulement pour les par- ties motrices tournant l'une par rapport à l'autre de sorte que la rotation relative des parties motrices s'effectue sous l'effet d'un contact de roulement et par conséquent pratiquement sans entrave par un frottement, ce qui réduit par conséquent au minimum le couple à vide. On peut empêcher en toute sécurité un embrayage non AL/GB/48594 -3- 2471512 intentionnel des parties motrices pendant leur rotation relative, également aux basses vitesses de travail, en prévoyant des évide- ments profilés en dents de scie, dont les flancs raides sont orien- tés dans le sens de roulement des corps de roulement. Il en résulte que les corps de roulement sautent par dessus la zone la plus basse de l'évidement, de sorte que les surfaces de contact restent espa- cées d'une certaine distance l'une de l'autre. Pour obtenir d'une part un désaccouplement défini et uni- forme des parties motrices et d'autre part un guidage dans des plans parallèles desdites parties motrices l'une par rapport à l'autre dans la condition désaccouplée, il est prévu de préférence au moins trois corps de roulement espacés à intervalles angulaires égaux et situés à la même distance radiale du centre desdites parties motrices. Pendant la rotation relative des parties motrices, les corps de roulement sortant des évidements conservent, lors de leurs mouvements de roulement, les mêmes intervalles angulaires. Sous l'effet d'un encrassement ou d'autres influences perturbatrices, cet intervalle angulaire peut cependant se modifier au cours du temps et pour cette raison, conformément à une autre caractéris- tique de l'invention, les corps-de roulement sont maintenus dans une cage de guidage. La cage peut par exemple être agencée en forme d'étoile dont les branches maintiennent les billes avec un certain espacement angulaire. Il s'est avéré particulièrement avantageux d'agencer la cage sous la forme d'un anneau qui comporte, aux intervalles angulaires précités et en correspondance à l'espacement radial des évidements par rapport au centre des parties motrices, des trous de réception des corps de roulement. Ces trous récepteurs maintiennent par conséquent les billes également à une certaine distance radiale du centre de l'anneau ou des parties motrices, ce qui est particulièrement avantageux dans des appareils tournant à grande vitesse et o les parties de l'accouplement sont déjà sou- mises à une force centrifuge élevée. Il s'est avéré avantageux d'utiliser des corps de roule- ment en forme de bille. Bien qu'on puisse également utiliser des corps de roulement cylindriques, notamment pour produire de grandes forces de débrayage, les billes présentent dans les applications envisagées, le grand avantage d'un bon comportement de roulement. En outre, des billes constituent des pièces pouvant être fabriquées industriellement en toutes qualités et à prix peu élevé. AL/GB/48594 -4- 2471512 Pour le guidage de billes dans la direction radiale, il est prévu, conformément à une autre caractéristique de l'invention, au moins une voie de guidage de forme annulaire sur une des parties motrices. Avec cet agencement, il est possible, suivant les circons- tances, d'éliminer le guidage radial des corps de roulement à l'aide d'une cage. Pour obtenir de grandes forces d'accouplement, les par- ties motrices comportent avantageusement des surfaces de friction de profil conique. On peut avantageusement choisir l'orientation angulaire des surfaces de friction de manière qu'il s'établisse un accrochage autobloquant entre les parties motrices. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin annexé dans lequel: la figure 1 est une vue en coupe d'un accouplement à friction dans la condition d'embrayage, la figure 2 est une coupe de l'accouplement à friction de la figure 1, suivant la ligne II-II. L'accouplement à friction représenté sur la figure 1 se compose d'une partie motrice menante 1, qui est montée sur un arbre 2 et qui est reliée à celui-ci, par l'intermédiaire d'une clavette ronde 3, sans possibilité de translation axiale et de rotation relative. Sur la partie motrice 1 en forme de disque est montée concentriquement une autre partie motrice 4 qui constitue la partie menée et qui est pourvue d'une denture extérieure 5. Pour le montage à rotation de la partie motrice 4 sur la partie menante 1, il est prévu un coussinet 6, qui permet également une translation axiale relative des parties motrices 1, 4. Un ressort de compression 7, s'appuyant contre la partie motrice 1, exerce une poussée sur la partie motrice 4 de façon que celle-ci soit appliquée par sa sur- face de friction 8 de profil conique contre la surface de friction 9, de profil conique correspondant, de l'autre partie motrice 1 de manière à établir le contact d'accouplement. Les surfaces frontales, tournées l'une vers l'autre, des deux parties motrices 1, 4 comportent par exemple des évidements il, 12 en forme de V, lesdits évidements étant placés l'un en regard de l'autre dans la condition d'accouplement des deux parties motrices, comme le montre la figure 1. Dans chaque paire d'évide- ments 11, 12 lesdites paires étant prévues au moins au nombre de AL/GB/48594 -5- 2471512 trois et étant réparties à intervalles angulaires égaux sur la périphérie des parties motrices 1, 4, il est prévu des corps de roulement agencés sous forme de billes 13. Ces corps de roulement sont en outre maintenus dans une cage 14 de forme annulaire, à savoir dans des trous récepteurs 15 prévus dans celle-ci, ladite cage étant montée de façon à pouvoir tourner entre les parties motrices 1, 4. Pour asssurer le guidage des billes 13 dans la condition désaccouplée, il est en outre prévu une voie annulaire de guidage 16 dans la partie motrice 4, cette voie comportant par rapport à l'arbre 2 le même espacement de centre à centre que les évidements 12, 11 et passant ainsi dans les trois évidements 12. La figure 2 montre l'agencement de trois évidements 11, 12 et de trois billes 13 qui sont réparties à intervalles angulai- res égaux. En outre, la figure met en évidence le profil de la voie de guidage 16 dont la profondeur est inférieure à celle des évide- ments 12, Lors du dépassement du couple pouvant être transmis entre les parties motrices 1, 4, ce couple étant défini par le coefficient d'adhérence entre les surfaces de friction 8, 9, les parties motri- ces 1, 4 tournent l'une par rapport à l'autre. En conséquence, les billes 13 sortent obligatoirement des évidements 11, 12 et écartent ainsi les parties motrices axialement -l'une de l'autre, ce qui interrompt le contact d'accouplement entre les surfaces de friction 8, 9. Lors d'une rotation relative supplémentaire des parties motrices 1, 4, les billes 13 roulent alors le long de la voie de guidage 16, c'est-à-dire sur le même arc de cercle, sur la surface frontale extérieure de la partie motrice 1. Les parties motrices 1, 4 sont ainsi maintenues écartées l'une de l'autre et elles peuvent tourner l'une par rapport à l'autre en produisant un couple à vide de valeur minimale. AL/GB/48594 -6- 2471512 REVENDICATIONS 1. Accouplement à friction pour transmettre un couple limité, comportant deux parties motrices en forme de disque, qui peuvent être désaccouplées par translation axiale en opposition à un ressort, caractérisé par le fait qu'il comprend entre les par- ties motrices des corps de roulement (13) qui sont logés dans les évidements (11, 12) des parties motrices (1, 4) de manière que les surfaces de friction (8, 9) soient en contact l'une avec l'autre et que, lorsqu'il se produit une rotation relative des parties motri- ces par suite d'un dépassement du couple limite, les corps de roulement sortent des évidements d'au moins une partie motrice, avec translation axiale des parties motrices en opposition à la force du ressort. 2. Accouplement à friction selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins trois corps de roulement (13) répartis à intervalles angulaires égaux et situés à la même distance radiale du centre des parties motrices (1, 4). 3. Accouplement à friction selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que les corps de roulement sont maintenus dans une cage (14) assurant leur guidage. - 4. Accouplement à friction selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les corps de roulement sont agencés sous forme de billes (13). 5. Accouplement à friction selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'au moins une des parties motrices (1, 4) comporte une voie annulaire de guidage (16) pour les billes (13). 6. Accouplement à friction selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que les parties motrices (1, 4) comportent des surfaces de friction (8, 9) de profil conique. AL/GB/48594