Brevet FR2763658A1 — publié le 19981127

L'invention concerne un embrayage centrifuge comprenant des masselottes portant chacune une mâchoire d'embrayage arquée et supportées chacune de manière pivotante par un pied de levier sur un disque porteur, sur le côté menant de l'embrayage, au moyen de tourillons parallèles à un axe de rotation du disque porteur, ainsi qu'un tambour d'embrayage disposé coaxialement au disque porteur sur le côté mené de l'embrayage, tambour qui recouvre les mâchoires, lesquelles sont déplaçables radialement et peuvent être pressées contre la paroi interne du tambour sous l'effet de la force centrifuge et à l'encontre d'une force de rappel d'un ressort de traction agissant sur la masselotte coordonnée. Les embrayages centrifuges dont il est question ici constituent des embrayages ou des coupleurs manoeuvrés par (en fonction de) la vitesse de rotation et comprenant des masselottes disposées mobiles sur le côté menant et qui, sous l'effet de la force centrifuge, transmettent au côté mené de l'embrayage un couple déterminé par une liaison par friction établie sous une force de pressage requise (contre la paroi interne du tambour). Après qu'une vitesse de rotation limite ait été atteinte, l'embrayage s'effectue automatiquement, ce qui permet aux machines d'entraînement de démarrer sans charge. De tels embrayages sont utilisés avantageusement pour des machines d'entraînement rapides, telles que des moteurs thermiques, et autorisent un couple élevé de démarrage pour l'accélération de grandes masses, en comparaison avec la puissance d'entraînement, de sorte qu'il n'est pas nécessaire de concevoir la machine d'entraînement pour une haute puissance de démarrage de courte durée. De plus, ces embrayages centrifuges protègent les machines d'entrainement contre les surcharges et désaccouplent la charge dans la plage inférieure de la vitesse de rotation, par exemple à la vitesse de ralenti, la charge étant représentée, par exemple en cas d'application de l'embrayage dans un instrument de travail tel qu'une tronçonneuse à chaîne mue par un moteur, par l'outil de cet instrument, en l'occurrence la chaîne à scier ou tronçonner. Dans un embrayage centrifuge que l'on connaît par le document US-A 4 106 605, les masselottes portent chacune une mâchoire d'embrayage arquée et sont montées de façon articulée (pivotante) par un pied de levier sur un disque porteur sur le côté menant de l'embrayage. Le montage pivotant des masselottes est réalisé chaque fois par un tourillon parallèle à un axe de rotation du disque porteur; les tourillons sont uniformément espacés sur le disque porteur. Lorsque ce dernier est entraîné en rotation, les masselottes pivotent vers l'extérieur, autour de leurs tourillons, sous l'effet de la force centrifuge, pendant que les mâchoires arquées décrivent un mouvement radial. Sur le côté mené, l'embrayage comprend, coaxialement au disque porteur, un tambour d'embrayage qui entoure les mâchoires. Sous l'effet de la force centrifuge, les mâchoires peuvent être déplacées radialement, à l'encontre d'une force de rappel fournie par un ressort de traction et agissant sur les masselottes respectives, et être pressées contre la paroi interne du tambour. Au-dessus de certaines plages de vitesse de rotation, la force centrifuge dépasse la force de rappel des ressorts de traction d'une quantité correspondant à la force sous laquelle les mâchoires doivent être pressées contre le tambour pour produire l'entraînement par friction de celui-ci. Au cours du service de l'embrayage centrifuge connu, d'importants phénomènes d'usure se produisent, surtout lorsque les manoeuvres d'embrayage et de débrayage sont fréquentes. L'usure du matériau constitutif dans les zones de palier des masselottes affecte le fonctionnement de l'embrayage. Le but de l'invention est de perfectionner l'embrayage centrifuge du type générique indiqué au début, de manière que son usure, due au fonctionnement, soit réduite. Conformément à l'invention, on obtient ce résultat par le fait qu'un disque de recouvrement est monté axialement fixe sur le côté des masselottes se trouvant à l'opposé du côté dirigé vers le disque porteur et recouvre les mâchoires radialement en leur préservant un jeu axial de guidage. Les mâchoires d'embrayage sont guidées axialement, lors du mouvement de pivotement des masselottes, sur le côté intérieur du disque de recouvrement, lequel est monté axialement fixe du côté des masselottes opposé à celui o se trouve le disque porteur. En raison du faible jeu axial de guidage entre les mâchoires et le disque de recouvrement, lequel recouvre les mâchoires radialement, alors que les masselottes peuvent pivoter librement on évite les mouvements axiaux qui conduisent à des charges nuisibles sous la forme de moments fléchissants agissant suivant la direction des tourillons dans la zone des pieds des masselottes. Les ma- choires sont guidées par le disque porteur sur toute leur longueur d'arc et peuvent être amenées à s'appliquer contre la paroi interne du tambour pratiquement sans qu'elles soient soumises à des forces transversales. Il est avantageux que le disque de recouvrement soit traversé par les tourillons et qu'il soit maintenu entre des têtes des tourillons, en forme de boulons, et les pieds des masselottes, en étant en butée des deux côtés. Le guidage axial des mâchoires lors du mouvement de pivotement des masselottes peut être favorisé plus encore si le disque porteur recouvre radialement les mâchoires tout en leur laissant un faible jeu axial de gui- dage. Avec cette construction, les masselottes sont librement mobiles dans un sous-ensemble d'embrayage compact de grande résistance, entre des disques ayant un espacement axial défini, et elles sont guidées axialement avec précision des deux côtés. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue éclatée, en perspective, des composants essentiels de la partie menante d'un embrayage centrifuge; - la figure 2 est une coupe axiale de cet embrayage prise suivant la ligne II-II de la figure 3; et la figure 3 est une vue de dessus partiellement en coupe de l'embrayage, prise suivant la ligne III-III de la figure 2. Sur toutes les figures des dessins, des composants identiques portent chaque fois les mêmes références. La figure 1 montre les composants de la partie menante d'un embrayage centrifuge comprenant deux masselottes 2a, 2b portant des mâchoires d'embrayage arquées 3a, 3b respectives. Les masselottes 2a, 2b sont supportées chacune, de manière qu'elles puissent pivoter, par un pied de levier 26, sur un disque porteur 4 qui peut être entrainé en rotation autour d'un axe de rotation 6 par une source d'entrainement non représentée ici. Les masselottes 2a, 2b ont la même forme et sont montées uniformément espacées à symétrie ponctuelle par rapport à l'axe de rotation 6 sur le disque porteur 4. Le montage pivotant et la fixation des masselottes 2a, 2b sur le disque porteur 4 sont réalisés par des tourillons 9 fixés parallèlement à l'axe de rotation 6 et diamétralement l'un à l'opposé de l'autre sur le disque porteur 4, en traversant chacun un oeil d'articu- lation 10a, 10b du pied 26 de la masselotte 2a ou 2b. Pour la fixation au disque porteur 4, les tourillons 9 peuvent être pourvus, par exemple, d'un bout fileté et être vissés dans des trous taraudés 12 correspondants ménagés dans le disque porteur 4 et présenter la forme de boulons comportant par ailleurs à l'opposé du bout fileté une tête 11. Afin de maintenir les masselottes 2a, 2b axialement fixes sur la plaque de support 4, tout en garantissant leur libre mobilité en pivotement, des moyens d'écartement, sous forme de douilles 27 dépassant légèrement la longueur axiale des yeux d'articulation 10a, 10b, peuvent être prévus coaxialement à l'intérieur de ces derniers (voir la figure 2), ce qui permet de serrer les tourillons 9, en vue de l'immobilisation du disque de recouvrement 5, sans que les têtes 11 de ces tourillons exercent un effet de blocage sur les pieds 26 des masselottes. Lorsque le disque porteur 4 est mis en rotation, les machoires 3a, 3b sont déplacées radialement vers l'extérieur par pivotement des masselottes 2a, 2b sous l'effet de la force centrifuge. Aux basses vitesses de rotation, donc lorsque la force centrifuge est faible, les masselottes 2a, 2b sont maintenues à la position rétractée par des ressorts de traction 8. Le déplacement des masselottes 2a, 2b vers l'extérieur commence seulement quand la force centrifuge - qui est fonction de la vitesse de rotation dépasse la force de rappel exercée par les ressorts 8. Pour chaque masselotte, on a prévu un ressort de traction 8, constitué dans cet exemple par un ressort hélicoïdal ayant des extrémités recourbées en forme de crochets. Les points d'attaque des ressorts 8 sur les masselottes 2a, 2b sont situés, pour chaque ressort, prés de l'extrémité libre 13 d'une masselotte d'une part et près du pied 26 de la masselotte voisine d'autre part. Dans la zone des points d'attaque des ressorts 8, les masselottes 2a, 2b sont pourvues de trous d'accrochage 16, que traversent les extrémités crochues des ressorts de traction 8. Chacun de ces ressorts est monté de manière qu'il s'étende à distance de l'axe de rotation 6 entre ses points d'attaque des masselottes. Le disque porteur 4 peut donc être glissé loin sur le bout d'un arbre menant, ce qui contribue à garantir la transmission convenable du couple menant. Le bout de l'arbre menant peut s'engager en fait sur une grande distance dans l'espace intermédiaire des masselottes 2a, 2b et de leurs ressorts de traction 8 coordonnes. Du côté des masselottes 2a, 2b opposé à celui o se trouve le disque porteur 4, un disque de recouvrement 5 est immobilisé axialement, coaxialement au disque porteur 4, de manière à recouvrir radialement les mâchoires 3a, 3b en leur préservant un faible jeu axial de guidage. Le disque de recouvrement 5 est pourvu de perçages 23, situés diamétralement l'un en face de l'autre, que l'on peut faire coïncider avec les yeux d'articulation 10a, 10b des masselottes et à travers desquels s'étendent les tourillons 9 en vue de la fixation du disque de recouvrement 5 au disque porteur 4. Le disque de recouvrement 5 est maintenu par les têtes 11 des tourillons 9 au niveau des pieds 26 des masselottes 2a, 2b et est en butée des deux côtés. En raison du recouvrement radial des mâchoires 3a, 3b, avec préservation d'un jeu axial de guidage pour elles, ces mâchoires sont guidées axialement avec précision par la partie de guidage 21 du disque de recouvrement 5 lors du pivotement des masselottes 2a, 2b. Le disque porteur 4 recouvre également, par une partie périphérique annulaire, les mâchoires 3a, 3b avec préservation d'un faible jeu axial, de sorte que les mâchoires 3a, 3b sont guidées axialement avec précision entre la partie de guidage 21 du disque de recouvrement 5 et la piste intérieure de guidage 24 du disque porteur 4. Des sollicitations des zones de palier des masselottes 2a, 2b, par suite de coulissements axiaux lors du pivotement vers l'extérieur, qui conduiraient à une usure rapide, sont donc exclues. Les masselottes 2a, 2b présentent leur largeur axiale maximale au droit des mâchoires 3a, 3b, de sorte qu'une transmission optimale - par friction - des couples est garantie. Des surfaces de contact 14, 15, surélevées par rapport au plan du disque concerné, sont formés sur le disque porteur 4 et le disque de recouvrement 5. A l'état monté, le disque porteur 4, avec ses surfaces de contact 14, et le disque de recouvrement 5, avec ses surfaces de contact 15, sont bloqués l'un par rapport à l'autre au moyen des tourillons ou boulons 9, et les moyens d'écartement ou douilles 27 à l'intérieur des pieds 26 préservent la mobilité en pivotement des masselottes 2a, 2b. Le disque de recouvrement 5 est une pièce en tôle de faible épaisseur, qui est pourvue des surfaces de contact 15 surélevées par un procédé approprié de transformation, par emboutissage par exemple, de sorte qu'il peut être fabriqué économiquement. L'embrayage tourne habituellement dans le sens de la flèche 25 avec les mâchoires 3a, 3b à l'arrière (par rapport aux points d'articulation). Après qu'une vitesse de rotation déterminée ait été atteinte, les mâchoires 3a, 3b, déplacées vers l'extérieur, s'appliquent automatiquement et progressivement contre un tambour d'embrayage, en établissant avec lui une liaison par friction, le couple ainsi transmissible augmentant à peu près comme le carré de la vitesse de rotation d'entraînement. Le guidage des mâchoires 3a, 3b par les disques 4 et 5 réduit à un minimum les sollicitations des zones de palier des masselottes 2a, 2b, si bien que, en combinaison avec la haute résistance liée à la construction compacte, obtenue par la prévision du disque de recouvrement 5, il devient même possible de faire fonctionner l'embrayage dans le sens de rotation inverse, avec les mâchoires à l'avant par rapport aux points d'articulation, ceci afin d'augmenter le couple transmissible. La figure 2 est une coupe axiale d'un embrayage centrifuge 1 à l'état assemblé. Les masselottes 2 sont maintenues mobiles en pivotement, chacune autour d'un tourillon en forme de boulon 9, entre le disque de recouvrement 5 et le disque porteur 4. Les surfaces de contact 14, 15 du disque porteur 4 et du disque de recouvrement 5 sont bloquées les unes par rapport aux autres, entre les têtes 11 des tourillons ou boulons et les bouts filetés de ceux-ci, par leur serrage contre les faces extrêmes des douilles d'écartement 27. Chacune de ces douilles possède une longueur dépassant légèrement sa traversée de oeil d'articulation de la masselotte 2 correspondante et assure la libre mobilité en pivotement de la masselotte concernée. La partie menante de l'embrayage centrifuge 1 est mise en place dans un tambour d'embrayage 7 à symétrie de révolution, qui appartient à la partie menée de l'embrayage. Lorsque le disque porteur 4 est entrainé en rotation autour de l'axe 6, les masselottes 2 sont déplacées vers l'extérieur sous l'effet de la force centrifuge et sont pressées, après qu'une vitesse de rotation déterminée ait été atteinte, contre la paroi interne du tambour 7. Celui-ci porte au centre de sa face d'extrémité externe un organe mené 20 qui, après l'application des mâchoires contre la paroi interne du tambour 7, est entraîné en rotation autour de l'axe 6. Suivant la nature de la machine ou de l'instrument à entraîner, l'organe mené 20 peut être formé, par exemple, par un outil, un arbre, un pignon ou analogue. Le disque porteur 4 comporte un moyeu 18 pourvu d'un filetage 19 pour la fixation du disque porteur 4 à l'arbre de sortie d'un moteur. Le moyeu 18 s'étend à travers le disque 4 et l'arbre du moteur peut donc être avancé à l'intérieur de l'embrayage centrifuge 1 en vue de l'obtention d'une construction compacte. Le bout d'arbre du moteur peut ainsi s'étendre entre les ressorts de traction 8 des masselottes 2 et être fixé au moyeu par des éléments d'arrêt adéquats. Le disque de recouvrement 5 est pourvu d'une ouverture centrale 17 qui possède au moins le diamètre du moyeu 18 et dépasse de préférence, comme c'est le cas dans cet exemple, le dia- mètre du moyeu traversant 18 - aligné avec cette ouverture - du disque porteur 4. L'ouverture 17 du disque de recouvrement 5 est réalisable de manière simple, par soyage par exemple, avec un diamètre plus grand, et permet un accès facile au moyeu 18 ou aux éléments d'arrêt prévus sur le bout d'arbre du moteur à l'état monté de l'embrayage 1. La figure 3 montre l'embrayage centrifuge 1 par une coupe prise suivant la ligne III-III de la figure 2, dans laquelle une moitié de l'embrayage représenté est une vue de dessus du côté menant de l'embrayage prise à partir du disque de recouvrement 5. Il ressort de cette représentation que le centre du rayon d'arc r des machoires 3a, 3b est espacé de l'axe de rotation 6. Avec cette configuration de l'embrayage centrifuge, on obtient que les mâchoires 3a, 3b, lorsque les masselottes 2a, 2b pivotent vers l'extérieur, soient pressées contre la paroi interne du tambour d'embrayage 7, le point central de pression étant situé à peu près au milieu de la longueur d'arc des mâchoires 3a, 3b. De ce fait, pendant le fonctionnement de l'embrayage dans le sens de rotation indiqué (flèche 25) avec des masselottes 2a, 2b dont les mâchoires se trouvent à l'arrière des points d'articulation, des tolérances de fabrication de l'embrayage sont compensées et une transmission de couple uniforme par les masselottes 2a, 2b est rendue possible. En outre, en raison de la disposition excentrée du rayon d'arc r des mâchoires d'embrayage 3a, 3b, un fonctionnement dans le sens de rotation contraire à celui indiqué par la flèche 25, avec un pouvoir élevé de transmission de charges, est possible puisque le point de pression central des mâchoires 3a, 3b réduit la charge du tambour et prévient la destruction du tambour par usure. La tenue à l'usure de l'embrayage centrifuge est favorisée en outre, et la puissance transmissible est en même temps accrue, par la réalisation des mâchoires 3a, 3b avec un rayon d'arc r qui est plus petit que le rayon R du tambour 7. L'embrayage centrifuge 1, selon l'exemple de réalisation représenté, comprend deux masselottes 2a, 2b dont les mâchoires d'embrayage 3a, 3b s'étendent chacune sur un angle d'arc d'environ 120 à 140 . Il peut cependant être avantageux aussi de prévoir trois ou davantage de masselottes munies de mâchoires d'embrayage et qui sont supportées à égale distance les unes des autres sur le disque porteur, de sorte que la partie menante de l'embrayage est équilibrée et qu'elle tourne avec un moment d'inertie avantageux. L'embrayage centrifuge selon l'invention convient aussi - en raison de sa faible usure, grâce au guidage précis des masselottes - au cas o les manoeuvres d'embrayage et de débrayage sont fréquentes, en particulier dans des instruments de travail mus par des moteurs thermiques rapides. Dans le cas d'instruments de travail guidés manuellement, sur lesquels il est fréquemment nécessaire de débrayer un outil après la fin d'une opération et d'abaisser la puissance d'entrainement, comme par exemple sur des tronçonneuses à chaine ou analogues, l'usure de l'embrayage et par suite aussi les frais d'exploitation peuvent être réduits considérablement. REVEND I CATIONS 1. Embrayage centrifuge comprenant des masselottes (2a, 2b) portant chacune une mâchoire d'embrayage arquée (3a, 3b) et supportées chacune de manière pivotante par un pied de levier (26) sur un disque porteur (4), sur le côté menant de l'embrayage (1), au moyen de tourillons (9) parallèles à un axe de rotation (6) du disque porteur (4), ainsi qu'un tambour d'embrayage (7) disposé coaxialement au disque porteur (4) sur le côté mené de l'embrayage (1), tambour qui recouvre les mâchoires (3a, 3b), lesquelles sont déplaçables radialement et peuvent être pressées contre la paroi interne du tambour (7) sous l'effet de la force centrifuge et à l'encontre d'une force de rappel d'un ressort de traction (8) agissant sur la masselotte (2a, 2b) coordonnée, caractérisé en ce qu'un disque de recouvrement (5) est monté axialement fixe sur le côté des masselottes (2a, 2b) se trouvant à l'opposé du côté dirigé vers le disque porteur (4) et recouvre les mâchoires (3a, 3b) radialement en leur préservant un jeu axial de guidage. 2. Embrayage centrifuge selon la revendication 1, caractérisé en ce que le disque de recouvrement (5) est traversé par les tourillons n (9) et est situé entre des tètes (11) des tourillons, en forme de boulons et les pieds (26) des masselottes (2a, 2b) en étant en butée des deux côtés. 3. Embrayage centrifuge selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le disque porteur (4) recouvre les mâchoires (3a, 3b) radialement en leur préservant un jeu axial de guidage. 4. Embrayage centrifuge selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les masselottes (2a, 2b) possèdent leur largeur axiale maximale au droit des mâchoires (3a, 3b) et que des surfaces de contact (14, 15) sont formées, en surélévation par rapport au plan du disque concerné, sur le disque porteur (4) et le disque de recouvrement (5). 5. Embrayage centrifuge selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le disque de recouvrement (5) est une pièce en tôle de faible épaisseur. 6. Embrayage centrifuge selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'un ressort de traction (8) est prévu pour chaque masselotte (2a, 2b), ressort qui s'étend chaque fois à distance de l'axe de rotation (6) entre ses points d'attaque. 7. Embrayage centrifuge selon la revendication 6, caractérisé en ce que les points d'attaque des ressorts de traction (8) sont situés, pour chacun des ressorts, près de l'extrémité libre (13) d'une masselotte (2a, 2b) et près du pied (26) de la masselotte (2a, 2b) voisine. 8. Embrayage centrifuge selon une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend deux masselottes (2a, 2b). 9. Embrayage centrifuge selon une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le disque de recouvrement (5) est pourvu d'une ouverture centrale (17) qui présente au moins le diamètre d'un moyeu traversant (18) du disque porteur (4). 10. Embrayage centrifuge selon une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le centre du rayon d'arc (r) des mâchoires (3a, 3b) est espacé de l'axe de rotation (6). 11. Embrayage centrifuge selon une des revendications 1 à 10, i 5 caractérisé en ce que le rayon d'arc (r) des mâchoires (3a, 3b) est plus petit que le rayon (R) du tambour (7).