Brevet FR2665495A1 — publié le 19920207

La présente invention se rapporte à un embrayage à ressort électromagnétiquement actionné et plus particulièrement à un embrayage du même type général que celui révélé dans le brevet US N O 4 263 995 de Wahlstedt. Dans un tel embrayage, un ressort à boudin de transmission du couple, porté par un moyeu rotatif d'entrée, est forcé à s'enrouler sur un moyeu axialement adjacent de sortie par un champ magnétique appliqué De tels embrayages sont utiles dans le fonctionnement intermittent contrôlé de nombreux dispositifs mécaniques comme les moyens d'alimentation en papier de photocopieuses de bureau. Le champ magnétique est créé par un électro-aimant ayant une bobine qui, quand elle est excitée, produit un flux magnétique Le flux passe à travers les composants de l'embrayage et sert à attirer un collier de contrôle axialement en engagement avec une pièce polaire de l'aimant Cet engagement force le collier de contrôle a légèrement tourner relativement au moyeu d'entrée de l'embrayage et à forcer le ressort à s'enrouler sur le moyeu de sortie afin de coupler les deux moyeux pour une rotation à l'unisson. La présente invention a pour but de procurer un nouvel embrayage perfectionné du type ci-dessus dans lequel le flux magnétique serait dirigé à travers les composants de l'embrayage selon un nouveau trajet permettant à l'embrayage de fonctionner d'une manière efficace et sans problème avec une longue durée de vie utile. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention, et dans lesquels la figure 1 est une vue en coupe transversale faite axialement à travers un nouvel embrayage à ressort électromagnétiquement actionné o sont incorporées les caractéristiques uniques de la présente invention; et la figure 2 est une vue en coupe transversale fragmentaire faite sensiblement suivant la ligne 2-2 de la figure 1. Comme le montrent les dessins, la présente invention concerne un embrayage à ressort électromagnétiquement actionné 10 pour transmettre le couple d'un organe d'entrée 11 à un organe de sortie 12. Dans ce cas, l'organe de sortie 12 a la forme d'un arbre tubulaire dont l'axe coïncide avec l'axe central de l'embrayage 10 L'organe d'entrée 11 peut avoir la forme d'une bride annulaire ayant des dents périphériques et pouvant être entraînée en rotation par une courroie dentée ou analogue (non représentée). La bride 11 est fixée à et fait partie d'un moyeu d'entrée 13 d'un diamètre échelonné qui, à son tour, est supporté pour tourner sur l'arbre 12 Une bague à fermeture automatique 104, sur une portion extrême de l'arbre, maintient captif le moyeu d'entrée axialement sur l'arbre. Un moyeu de sortie 14 est disposé en relation très peu espacée bout à bout avec l'extrémité du moyeu d'entrée 13 qui se trouve vers l'intérieur, lequel moyeu de sortie 14 est solidement fixé à l'arbre 12 pour tourner avec lui. Un ressort à boudin 15 entoure les deux moyeux et couvre l'espace axial entre eux Le resort est dimensionné de manière que l'une de ses portions extrêmes soit légèrement contractée autour du moyeu d'entrée 13 tandis que son autre portion extrême est normalement libre de et est radialement espacée du moyeu de sortie 14 Une courte queue d'extrémité (non représentée) du ressort peut être ancrée au moyeu d'entrée d'une manière conventionnelle. Sur le ressort 15 est télescopé en glissant un collier de contrôle 16 en forme de manchon Une queue 17 d'extrémité, s'étendant radialement du ressort 15, s'adapte dans une encoche axialeement ouverte 18 dans le collier et ainsi le ressort couple le collier pour une rotation au moyeu d'entrée 13 Quand le collier de contrôle 16 est légèrement tourné relativement au moyeu d'entrée 13, le collier agit, par l'intermédiaire de la queue 17, pour forcer le ressort 15 à se serrer et à se contracter légèrement autour du moyeu de sortie 14 Quand le ressort est ainsi contracté, il couple le moyeu de sortie et l'arbre pour une rotation à l'unisson avec le moyeu d'entrée. La rotation relative du collier de contrôle 16 par rapport au moyeu d'entrée 13 s'effectue en réponse à l'excitation d'un électro-aimant 20 Là, l'électro-aimant comporte une bobine annulaire 21 qui est disposée en relation concentrique et radialement espacée avec le collier de contrôle 16 La bobine est supportée dans un composant formant logement 22, généralement en forme de coupe, qui à son tour est supporté par un palier en plastique 23 qui est fixé sur l'arbre 12 Une portion extrême du logement présente une bride 24 s'étendant radialement vers l'intérieur qui repose le long de la face du palier qui est tournée vers l'intérieur L'autre portion extrême du logement est partiellement fermée par une rondelle 25 qui est insérée dans le logement par ajustage à pression après avoir assemblé la bobine 21 au logement. L'embrayage 10 est complété d'une bride 26 fixée pour tourner avec l'arbre 12 et qui est placée adjacente au palier 23, la bride 26 étant radialement espacée vers l'intérieur de la bride 24 du logement 22 De plus, une pièce d'espacement 27 est pressée de manière très serrée sur le moyeu d'entrée 13 à proximité de l'extrémité du collier de contrôle 16 et elle s'adapte rotative et coulissante dans la rondelle 25 afin de servir de palier entre le moyeu d'entrée et le logement 22. Selon l'invention, les divers composants de l'embrayage 10 sont magnétiquement construits de façon à forcer le flux produit par la bobine 21 à passer radialement entre la bride 24 du logement 22 et la bride 26 de l'arbre 12, à passer axialement entre la bride 26 et l'extrémité adjacente du collier de contrôle 16, à passer radialement entre le collier de contrôle 16 et le moyeu d'entrée 13 via le ressort 15, à passer entre le moyeu d'entrée 13 et la bride 11 et à passer axialement entre la bride 11 et la rondelle 25 du logement 22 Comme cela deviendra apparent subséquemment, le passage du flux le long de ce trajet attire le collier de contrôle 16 vers la bride 26 sans imposer de forces axiales sur les paliers 23 et 27 Par ailleurs, les forces axiales ne peuvent s'exercer sur le palier 27 en vertu de l'ajustement coulissant entre ce palier et la rondelle 25 du logement 22. Pour obtenir le trajet souhaité du flux, le moyeu d'entrée 13, le ressort 15, le collier de contrôle 16 et logement 22 sont tous faits en une matière ferromagnétique ayant une faible reluctance vis-à-vis du passage du flux. De plus, la bride 11 du moyeu d'entrée 13, la bride 26 sur l'arbre 12 et la rondelle 25 du logement 22 sont toutes faites en une matière ferromagnétique Au contraire, l'arbre 12, le moyeu de sortie 14, le palier 23 et la pièce d'espacement ou palier 27 sont tous faits en une matière non ferromagnétique ayant une forte reluctance magnétique. Avec l'agencement ci-dessus, le flux produit par la bobine 21 parcourt un trajet désigné par les flèches sur la figure 1 quand la bobine est excitée par une tension continue et est polarisée pour forcer le flux à s'écouler dans la direction des flèches Plus particulièrement, le flux coupe radialement de la bride 24 du logement 22 et à travers un espace d'air 30 jusqu'à la bride 26 de l'arbre 12 comme indiqué par la flèche 31. L'arbre 12, le moyeu de sortie 14 et le palier 23 non ferromagnétiques forment des barrières de flux et ainsi le flux est forcé à passer axialement de la bride 26 à l'extrémité adjacente du collier de contrôle 16 à travers un espace d'air 32 et dans la direction de la flèche supérieure à la ligne de coupe 2-2 Le flux passant à travers l'espace d'air 32 attire le collier 16 axialement en engagement de frottement avec la bride 26 et comme la bride est stationnaire en rotation au moment de l'engagement initial, cet engagement retarde la rotation du collier de contrôle et force le collier à tourner relativement au moyeu d'entrée 13 sur une distance suffisante pour effectuer la contraction du ressort 15 autour du moyeu de sortie 14 Par suite, le moyeu d'entrée 13, le moyeu de sortie 14, l'arbre 12, la bride 26, le ressort 15 et le collier de contrôle 16 tournent tous à l'unisson. Le flux dans le collier de contrôle 16 passe radialement par le ressort 15 et dans le moyeu d'entrée 13 comme indiqué par les flèches 35 En vertu du palier non ferromagnétique 27 à l'extrémité droite du collier de contrôle, le flux dans le collier ne peut passer axialement jusqu'à la bride 11 et par suite, le flux crée une force nette qui agit pour tirer le collier de contrôle vers la gauche en engagement avec la bride 26 sur l'arbre 12. Le flux qui passe radialement jusqu'au moyeu d'entrée 13 passe à travers ce moyeu puis coupe axialement à travers un espace d'air 36 entre la bride 11 du moyeu et la rondelle 25 du logement 22 comme cela est indiqué par la flèche 37 afin de terminer le circuit du flux Comme le palier 27 est fait en un matériau non ferromagnétique, le flux est forcé à couper axialement à travers l'espace d'air 36 et ne peut passer radialement du moyeu 13 au palier 27. Etant donné le trajet du flux décrit ci- dessus et comme le palier 27 peut glisser dans la rondelle 25 du logement 22, aucune charge axiale importante n'est imposée sur les paliers 23 et 27 Cela permet à l'embrayage 10 de fonctionner sans problème pendant longtemps. R E V E N D I C A T I O N S 1 Embrayage à ressort électromagnétiquement actionné, caractérisé en ce qu'il comprend un arbre rotatif ( 12), un premier moyeu ( 13) rotatif avec ledit arbre, un second moyeu ( 14) axialement adjacent audit premier moyeu et supporté pour tourner sur ledit arbre, un ressort à boudin d'embrayage ( 15) entourant des portions des deux moyeux, ledit ressort étant normalement libre dudit premier moyeu et étant normalement contracté autour de et rotatif avec ledit second moyeux, un collier de contr 8 le ( 16) télescopé de manière coulissante sur ledit ressort et ayant des première et second portions extrêmes opposées adjacentes auxdits premier et second moyeux respectivement, ledit ressort ayant une queue d'extrémité fixée à ladite première portion extrême dudit collier de contrôle pour forcer ledit collier de contr 8 le à tourner avec ledit ressort et ledit second moyeu et un moyen pour faire tourner ledit collier de contrôle relativement audit second moyeu afin de forcer ledit ressort à se contracter autour dudit premier moyeu, ledit moyen comprenant une bobine ( 21) entourant ledit collier de contrôle et servant, quand elle est excitée, à produire un flux magnétique, un logement stationnaire en rotation ( 22) entourant ladite bobine et ayant des première et seconde portions extrêmes, une première bride ( 24) fixée à et rotative avec ledit arbre, ladite bride ayant une première portion disposée en relation radialement espacée avec la première portion extrême dudit logement et ayant une seconde portion disposée en relation axialement espacée avec ladite première portion extrême dudit collier de contr 8 le, une seconde bride ( 26) rotative avec ledit second moyeu et disposée en relation axialement espacée avec ladite seconde portion extrême dudit logement, ledit arbre et ledit premier moyeu étant faits en un matériau non ferromagnétique et ledit second moyeu, ledit ressort, ledit collier de contrôle, ledit logement et lesdites brides étant faits en un matériau ferromagnétique, ainsi le flux produit par ladite bobine passe radialement entre ladite première portion extrême dudit logement et ladite première bride, axialement entre ladite première bride et ledit collier de contrôle, radialement entre ledit collier de contrôle et ledit second moyeu par ledit ressort, entre ledit second moyeu et ladite seconde bride et axialement entre ladite seconde bride et ladite seconde portion extrême dudit logement, le flux passant axialement entre ladite première bride et ledit collier de contrôle, attirant ledit collier de contrôle axialement vers ladite première bride et forçant ledit collier de contrôle à tourner relativement audit second moyeu afin de forcer ledit ressort à se contracter autour dudit premier moyeu. 2 Embrayage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend de plus un palier ( 23) fait en un matériau non ferromagnétique qui supporte l'arbre précité pour tourner relativement au logement, ledit palier étant axialement adjacent à la première bride précitée. 3 Embrayage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le palier ( 23) précité est fixé à l'arbre précité. 4 Embrayage selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend de plus une pièce non ferromagnétique d'espacement ( 27) entre la seconde bride et la seconde portion extrême du collier de contrôle pour empêcher le flux de passer axialement entre la seconde bride et ladite seconde portion extrême dudit collier de contrôle. Embrayage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le logement ( 22) est formé de premier et second composants, ledit premier composant ayant une portion extrême tubulaire, ledit second composant comprenant une rondelle ferromagnétique fixée dans la portion extrême tubulaire dudit logement et définissant ladite seconde portion extrême dudit logement, ladite rondelle entourant ladite pièce d'espacement. 6 Embrayage selon la revendication 5, caractérisé en ce que la pièce d'espacement ( 27) tourne avec le second moyeu précité et forme un palier qui tourne dans la rondelle. 7 Embrayage selon la revendication 6, caractérisé en ce que la pièce d'espacement ( 27) est supportée pour glisser axialement dans la rondelle. 8 Embrayage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un second palier ( 27) en un matériau non ferromagnétique est placé entre la seconde bride et la seconde extrémité du collier de contrôle pour définir une barrière axiale du flux, ledit second palier étant télescopé coulissant et rotatif avec le logement et formant un palier supportant le second moyeu pour une rotation relativement au logement.