Brevet FR2510213A1 — publié le 19830128

L'invention se rapporte à un embrayage à entraînement an- gulaire limité, destiné à coupler, à un arbre moteur d-'un moyen d'action à deux sens de rotation, un moyen de commande auxiliaire à deux positions et coopérant avec le moyen d'ac- tion, chaque position du moyen de commande définissant un mode de coopération en correspondance avec un sens de rotation dé- terminé de l'arbre moteur, en sorte que la mise en rotation de l'arbre moteur dans un sens entraîne la mise en position cor- respondante du moyen de commande. La demande de brevet français nu 77 37510, déposée par la Demanderesse le 13 Décembre 1977, a trait à un ensemble auto- nome de commande hydraulique, notamment pour mors mobile d'un étau pour la fixation d'une pièce en position précise sur une machine-outil, cet ensemble comprenant une pompe hydraulique à deux étages, un étage pour l'avance rapide et un étage pour la montée en pression, un moteur électrique à double sens de rotation entraînant la pompe, un pressostat réglable, un vérin à simple effet et un clapet de décharge Dans un sens de rota- tion la pompe refoule dans le vérin qui serre l'étau; le début de serrage de la pièce entraîne une montée en pression du vé- rin; la pression atteignant une certaine valeur, l'étage basse pression est court-circuité par le clapet de décharge, tandis que l'étage haute pression parfait le serrage; puis le mpteur est arrêté ou relancé pour maintenir en pression, déterminée par le pressostat réglable, le vérin La mise en rotation in- verse du moteur ouvre un second clapet de décharge, branché sur le vérin, afin que l'étau soit desserré L':intérêt de la commande d'étau telle qu'elle vient d'être rappelée, réside dans la facilité de couplage à un appareillage de commande au- tomatique de cycles d'usinage, les serrage'et desserrage étant obtenus respectivement en réponse à deux signaux logiques. L'embrayage selon l'invention a été mis au point pour s'insérer dans un tel ensemble hydraulique autonome, pour com- mander la fermeture ou l'ouverture du clapet de décharge de vé- rin, suivant le sens de rotation du moteur. Pour faire passer le clapet d'une position d'ouverture à une position de fermeture-en réponse à la rotation du moteur dans un premier sens, et de la position de fermeture à la po- sition d'ouverture en réponse à la rotation du moteur en sens inverse, on doit solidariser la commande de clapet sur n an- gle correspondant au changement de position, à l'arbre du mo- teur, l'embrayage se relâchant après que l'angle ait été dé- crit On a utilisé dans ce but des frictions à couple limité, conjointement avec des butées Les dispositifs à friction, en patinage pratiquement permanent, ont tendance à chauffer et à s'user, de sorte que le couple limite varie; ces dispositifs à friction présentent une mauvaise fiabilité. L'invention a pour objet un embrayage à entraînement an- gulaire limité fiable, et propose à cet effet un embrayage à entraînement angulaire limité, destiné à coupler, à n arbre moteur d'un moyen d'action à deux sens de rotation, un moyen de commande auxiliaire à deux positions et coopérant avec le moyen d'action, chaque position du moyen de commande définis- sant un mode de coopération en correspondance avec un sens de rotatien déterminé de l'arbre moteur, en sorte que la mise-en rotation de l'arbre moteur dans un sens entraîne la mise en position correspondante du moyen de commande, embrayage ca- ractérisé en -ce qu'il comprend un bloc fixe traversé librement -par l'arbre moteur, une couronne agissant sur ledit moyen de commande et montée pivotante dans le bloc coaxialement à l'ar- bre-moteur, deux moyens de coincement disposés au contact de l'arbremoteur dans des logements de la couronne, ces logements se raccordant chacun par une rampe, apte à coopérer avec le moyen de coincement adjacent, à un arc cylindrique coaxial à l'arbre et définissant avec celui-ci un espace en segment an- nulaire d'épaisseur radiale inférieure à l'épaisseur des moyens de coincement et un doigt de butée solidaire du bloc et péné- trant dans l'espace en segment annulaire, en sorte que l'arrêt sur le doigt de butée d'un moyen-de c-oincement engagé contre la rampe adjacente en réponse à l'entraînement par l'arbre- moteur, définisse la position de la couronne correspondant au sens de rotation de l'arbre = Lorsque le sens de rotation de l'arbre-moteur est tel que cet arbre sollicite un des moyens de coincement contre la ram- pe adjacente, ce moyen de coincement se force en coin entre l'arbre et la couronne, entraînant celle-ci en solidarité avec l'arbre, jusqu'à ce que le moyen de coincement vienne -au con- tact du doigt de butée; à ce moment, la couronne étant en pre- mière position, le moyen de coincement est arrêté d'un coup,- ce qui libère la rampe de couronne, et par voie de conséquence dégage l'arbre-moteur du moyen de coincement Une mise en ro- tation de l'arbre en sens inverse sollicite le second moyen de coincement contre la rampe adjacente, et la couronne est entraînée jusqu'en seconde position. De préférence, les logements de couronne sont munis de moyens élastiques sollicitant les moyens de coincement respec- tifs vers les rampes adjacentes, de sorte que l'embrayage soit franc au départ en rotation de l'arbre-moteur. En disposition préférée les moyens de coincement sont constitués par des galets cylindriques Ceux-ci, en contact avec l'arbre, sont mis en rotation, cette rotation ayant pour effet, dans un sens d'engager un galet en roulement sous la rampe adjacente, grâce à quoi le coincement est autoserrant, et dans l'autre sens de dégager le galet de la rampe En outre le galet libéré du coincement entre l'arbre et la rampe adja- cente est en frottement roulant et non strictement glissant, et risque moins l'usure et les grippages. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressor- tiront d'ailleurs dela description qui va suivre à titre d' exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 représente un embrayage selon l'invention; en vue de bout partiellementarrachée la figure 2 représente le même embrayage en vue axiale, partiellement coupée les figures 3 A et 3 B sont des schémas de fonctionnement. Selon la forme de réalisation choisie et représentée fi- gures 1 et 2, l'embrayage comporte, autour d'un arbre-moteur 1 avec uneportée cylindrique rectifiée, un corps 2 qui est so- lidaire du bâti d'un ensemble hydraulique pour le serrage d'un étau de machine-outil Dans le corps 2 est logé un roulement à billes 3, dans l'alésage de bague intérieure duquel est em- manchée une couronne 4 avec une bride 40 La face frontale de la bride 40 est à taille hélicoïdale pour former came 9 pour un poussoir 7 de clapet de décharge 8 -La partie centrale de la couronne 4 comporte deux logements 41 et 42 vers l'arbre 1, dans lesquels sont insérés des galets cylindriques 6 et 6 ', portant sur l'arbre 1 Les logements 41 et 42 se raccordent à un arc cylindrique 45 qui définit avec l'arbre 1 un espace en segment annulaire 46 d'épaisseur inférieure au diamètre des ga- lets 6, 6 ', par deux rampes en spirale respectivement'43 et 44 Un doigt de butée 5 a, à l'extrémité d'un secteur 5 fixé au corps, pénètre dans le segment 46, sans toucher ni l'arbre 1, ni la couronne 4 La couronne 4 se complète, entre les logements 41 et 42, par un pont 47 à l'opposé de l'arc 45 Dans ce pont 47 sont ménagés des logements pour-des poussoirs 8 et 8 ', équipés de ressorts pour solliciter les galets 6 et 6 ', respectivement vers les rampes 43 et 44, les ressorts prenant appui sur une plaque arquée 48. Comme on va l'expliquer maintenant, la position d'embra- yage représentée aux figures 1 et 2 est essentiellement ins- table En effet, l'arbre-moteur 1 étant supposé tourner dans le sens inverse des aiguilles d'une montre suivant la flèche (figure-1), les galets 6 et 6 ' sont sollicités, par contact avec l'arbre 1, à tourner dans le sens des aiguilles d'une montre Par réaction sur les parois de logements 41 et 42, les galets 6 et 6 ' auraient tendance à tourner autour de l'axe de l'arbre l, avec une vitesse de rotation égale à la moitié de celle de cet arbre 1 Il en résulte que, pour le sens de rotation indiqué le galet 6 se coince entre la rampe 43 et l'arbre 1, tandis que le galet 6 ' se dégage de la rampe 44. La suite du fonctionnement s'expliquera mieux en se re- portant aux figures 3 A et 3 B Le coincement du-galet 6 entre l'arbre 1 et la rampe 43 provoque une solidarisation des trois pièces, arbre, galet et couronne, le galet 6 et la couronne 4 étant entraînés en rotation (figure 3 A) jusqu'à ce que le ga- let 6 vienne buter sur e doigt -Sa (figure 36) La couronne 4 ne peut plus être entraînée par le galet 6, arrête par le doigt 5 a, mais le choc de l'arrêt décoince le galet 6 Mais, dans cette position, la couronne 4 est en-équilibre stable, les galets 6 et 6 ', sollicités en rotation par l'arbre 1, sol- licitant à leur tour la couronne-4 en antagonisme, l'équilibre entre les sollicitations étant rompu lorsque la couronne 4 s'écarte de la position o le galet 6 quitte la rampe 43, da Xns le sens qui ramène à cette position. On a compris que, lorsque l'arbre 1 tourne dans le sens des aiguilles d'une montre, le galet 6 ' se coince sous la ram- pe 44 jusqu'à ce qu'il vienne frapper le doigt de butée 5 a, la couronne 4 prenant alors une position telle que la rampe 44 soit à proximité du doigt de butée 5 a. Selon la représentation de la figure 2, la couronne 4 a porte une rampe hélicoïdale 9 sur sa face frontale Un pous- soir 7 d'un clapet de décharge, évoqué par la référence 8, porte sur la rampe 9 On aura compris que, selon que Ja rampe- 43 ou la rampe 44 est venue à proximité du doigt de butée 5 a, le poussoir 7 est avancé ou repoussé, c'est-à-dire que le cla- pet 8 est fermé ou ouvert. Cette disposition correspond à l'incorporation de l'em- brayage dans un ensemble autonome de commande hydraulique d'étau, le clapet 8 étant en dérivation sur le vérin de serrage de l'étau, tandis que l'arbre 1 entraîne les pompes haute et basse pression; l'inversion du sens de rotation de l'arbre 1,- obtenue électriquement, provoque le serrage ou le desserrage de l'étau. -.2510213 R E V E ND I C A T I O NS 1 Embrayage à entraînement angulaire limite, destiné à coupler, à un arbre moteur ( 1) d'un moyen d'action à deux sens de rotation, un moyen de commande ( 7, 8) auxiliaire à deux po- sitio-ns et coopérant avec le moyen d'action, chaque position. du moyen de commande ( 7) définissant un mode de coopération en correspondance avec un sens de rotation déterminé de l'arbre- moteur ( 1), en sorte que la mise en rotation de'l'arbre-moteur dans un sens entraîne la mise en position correspondante du moyen de commande, embrayage caractérisé en ce qu'il comprend un bloc fixe ( 2) traversé librement par l'arbre-moteur ( 1), une couronne ( 4) agissant sur ledit moyen de commande ( 7, 8) et montée pivotante dans le bloc ( 2) coaxiaiement à l'arbre- moteur ( 1), deux moyens de coincement ( 6, 6 ') disposés au con- tact de l'arbre-moteur ( 1) dans des logements ( 41, 4 Z) de la couronne ( 4), ces logements ( 41, 42) se raccordant chacun par une rampe ( 43, 44), apte à coopérer avec le moyen de coince- ment ( 6,6 ') adjacent, à un arc cylindrique ( 45) coaxial à l'arbre et définissant avec celui-ci un espace en segment annu- laire d'épaisseur radiale inférieure à l'épaisseur des moyens de coincement ( 6, 6 ') et un doigt de butée ( 5 a) solidaire du bloc ( 2) et pénétrant dans l'espace en segment annulaire ( 46), en sorte que l'arrêt sur le doigt de butée (Sa) d'un moyen de coincement ( 6, 6 ') engagé contre la rampe adjacente ( 43, 44), en réponse à l'entraînement par l'arbre-moteur, définisse la position de la couronne ( 4) correspondant au sens de rotation de l'arbre ( 1). 2 Embrayage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les logements ( 41, 42) dans la couronne ( 4) sont munis de moyens élastiques ( 8, 8 ') sollicitant les moyens de coincement respectifs ( 6, 6 '-) vers les rampes adjacentes ( 43, 44). 3 Embrayage selon une des revendications 1 ou-2, carac- térisé en ce-que les moyens de coincement ( 6, 6 ') sont cons- titués par des galets cylindriques. 4 Embrayageselon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la couronne ( 4) porte une came ( 9 M hf- licoldale coaxiale à l'arbre-moteur ( 1), un poussoir longitd- dinal ( 7) portant sur la came couplant ledit moyen de commande ( 8) auxiliaire