<Desc/Clms Page number 1>
Embrayage à friction pressé par une force auxiliaire
La présente invention concerne un embrayage à friction pressé par une force auxiliaire et utilisé en particulier dans des mécanismes de changement de vitesse de toutes na- tures, par exemple dans des machines-outils, dans des véhi- cules automobiles et en particulier dans des mécanismes de directions, dans des freins et autres dispositifs. La puis- sance pouvant être transmise par l'embrayage est cons tamisent variable et des puissances partielles quelconques peuvent être transmises pendant une longue durée par l'embrayage.
Selon l'invention, l'embrayage à friction est muni d'un dis- positif de commande par lequel la puissance de la force auxiliaire produisant la pression d'application est réglée suivant les besoins et estmaintenue égale. En outre, les surfaces de friction de l'embrayage sont traversées de canaux par lesquels un passage rapide constant de l'huile amenée pour la lubrification et le refroidissement est assuré.
<Desc/Clms Page number 2>
Grâce à cette construction, l'embrayage à friction peut fonctionner en patinant pendant un temps prolonge conformement à la force dapplication ou de pressage choisie et réglée.
Dans des commandes munies de cet embrayage à friction, la pression d'application peut être réglée à volonté, par ré- glage approprié de la force auxiliaire, à une valeur qui est inférieure à la pression d'application correspondant à la transmission du couple de rotation maximum.
De cette manière, l'embrayage est en mesure de trans- mettre la puissance nécessaire au moins plusieurs minutes avec une faible pression d'application et par là avec une puissance et un rapport de nombres de tours qui sont plus petits que les valeurs normales correspondant à la pleine pression d'application de la puissance et du rapport de nombres de tours. Une transmission de force munie d'un ou plusieurs embrayages à friction selon l'invention ou un mé- canisme de changement de vitesse de ce genre peuvent, de cette manière, être mis en fonctionnement avec un rapport de nombre de tours ou de transmission constamment variable, qui est réglable à volonté; dans des mécanismes de change- ment de vitesse, il n'est pas nécessaire de prévoir beaucoup de vitesse : deux seulement le plus souvent.
La transmission est d'un maniement extrêmement simple et sensible puis elle peut très facilement être adaptée aux conditions de fonction- nement, par exemple à la résistance rencontree au cours de l'usinage ou de la marche. De même, le passage d'une vites- se d'un mecanisme de changement de vitesse à l'autre est facilité dans une grande mesure par la pression d'application variable quelconque etn'est plus guère sensible en fonction- nement.
La force auxiliaire produisant la pression d'application est avantageusement fournie par un dispositif à élément de
<Desc/Clms Page number 3>
pression comportant un organe de réglage de pression, qui règle automatiquement la hauteur désirée de la pres- sion agissant dans le dispositif d'actionnement de l'em- brayage à friction conforement à la force exercée sur ledit organe.
Selon l'invention, l'embrayage comporte des surfaces de friction possédant un grand nombre de rainures de faible section placées orès les unes des autres par lesquelles s'- effectuent l'amenée et l'évacuation de l'huile servant à la. lubrification et au refroidissement des surfaces de fric- tion. De cette manière, les variations nécessaires de la pression d'application sont possibles à chaque fois et ra- pidement, avec une grande sensibilité lors du réglage.
Un exemple de réalisation d'un dispositif conforme à l'invention est représenté schématiquement en coupe trans- versale dans la fig.l du dessin annexé. La fig.2 montre, vue du coté gauche de la fig.1, la forme des cames de commande utilisée dans cet exemple de réalisation. La fig.3 représente un disque de friction qui peut être utili- sé pour les embrayages de la fig.l.
Dans ces figures, 1 désigne une botte de changement de vitesse, sur l'arbre moteur 2 de laquelle les pignons 3 et 4 sont disposés de façon à ne pas pouvoir tourner et à ne pas pouvoir coulisser. Ces pignons sont en prise avec lès pignons 5 et 6, qui sont disposés de façon à ne pas pouvoir coulis- ser, mais à pouvoir tourner librement sur l'arbre entraîné 7, 9 et 10 sont des disques de friction, qui coopèrent d'une part avec les surfaces de friction 13 et 14 disposées sur les pignons 5 et 6, d'autre part avec des surfaces de friction 17 et 18 disposées sur les disques de pression 15 et 16. Les disques de pression 15 et 16 possèdent sur leur périphérie
<Desc/Clms Page number 4>
des dents 19 et 20 qui s'engagent dans des dents correspon- dantes 21 et 22 prévues sur les pignons 5 et 6.
Les moyeux des disques de pression 15 et 16 présentent des decclletages 25 et 24, dans lesquels les extrémités 25 et 26 de balan- ciers 27 et 28 s'engagent. Les autres extrémités des ualan- ciers 27 et 28 sont reliées au moyen de biellettes 29 et 30 aux tiges 31 et 32 de pistons 33 et 34, qui sont disposés de façon à pouvoir coulisser dans les cylindres 35 et 36.
37 et 38 sont des conduits de raccordement aux cylindres 36 et 36. 39 et 40 sont des ressorts de compression agissant sur les pistons 33 et 34.
Destiroirs 43 et 44 sont disposes à coulissèrent dans les alesages 41 et 42 dans le ploc-carter 50; ces tiroirs comportent des canaux transversaux 45 et 46, ainsi que des canaux longitudinaux 47 et 48. 51 et 52 sont des poussoirs, dont les tiges 53 et 54 sont guidées dans des alésages cor- respondants des tiroirs 43 et 44, puis qui sont accouples élastiquement avec ces derniers par des ressorts de compres- sion 55 et 56. 57 et 58 sont des ressorts de compre&sion dis- posés au-dessus des tiroirs 43 et 44. 59 et 60 sont des cernes disposées sur l'arbre 61, contre lesquelles les surfaces de glissement 63 et 64 des poussoirs 51 et 52 s'appliquent.
Un volant à main 66 est disposé sur le prolongement de l'arure 61.67 est une po.npe à nulle, dont l'nuile sous pression est refoulée dans le conduit 68. Ce dernier communique avec le canal transversal 69 prévu dans le carter 50. Un autre ca- nal transversal 71 est relie par un canal longitudinal 72 avec la chambre intérieure 73 du carter 50.
Le dispositif represente dans les figures l et 2 fonc- tionne de la façon suivante:
Les tiroirs 43 et 44 representes dans la figure 1 rè- glent et maintiennent dans les chambres se trouvant au-dessus de ces tiroirs et par là dans les conduits qui s'y raccordent, etc..., une pression d'huile déterminée, qui correspond à la
<Desc/Clms Page number 5>
force exercée par les ressorts 55 et 56 sur les tiroirs 43 et 44.
Lorsque le volant à main 66 est tourné en sens contraire aux aiguilles* d'une montre (vu de la gauche ) partir de la position de repos, dans laquelle les surfaces
EMI5.1
6U et 64 des poussoirs 51 et 58 stapli4và'nt contre la' partie concentrique des cames 69 et 60 et qui pourrait correspondre à la pression zéro au-dessus des disques 43 et 44, le poussoir 51' est tout d'abord'un peu soulève.
De ce fait, le ressort 55 est tendu un peu plus fortement.
Par la pression exercée par ce ressort sur le tiroir 43, ce dernier est déplace un peu de bas en haut contre la pression eu ressort 57. De ce fait, de l'huile sous pression
EMI5.2
peut parvenir dé'l'embouchure du" canal 69 dans Ié'oanal"45' et par le canal 47 dans la chambre située au-dessus dt iroir puis ",e" "'ua:r;' 1é c onduit ' b dans là' cYlÍndrè- iÍ5 "a gâûë1ie devant le piston 33.
Par'" la -pret$sioitexel"céé ï3ur "le piston 53e celui-ci est déplacé 'dé façon correspondante vers la droite, dé sorte c;,ûa7.ediscûë dé pression'15"est "déplacé vers la gauche au moyen de la timonerie 89, 87 et que de ce fait l'embrayage le$ 9, 17 est embraye. De'l'arbre 2, la puissance est transmise sur l'arbre 7 par les pignons 3 et 5 et l'embrayage 13, 9, 17.
Dans' chaque cas selon la grandeur de l'angle dont l'arbre 61 a 'été tourné par'le volant à main 66, le poussoir 51 est soulevé par la camé 59, de ce fait, le ressort 55 est chargé dé façon correspondante et le tiroir 45 est soulevé, de sorte qu'il peut: entrer une quantité d'huile telle que le tiroir 45 est ramené à la. position médiane re- présentée dans la fig.1 et qu'il est'maintenu dans cette posi- tion dufait qu'il y a équilibre entre *'la pression exercée de bas en haut par le ressort 55 d'une part et lâ pression
<Desc/Clms Page number 6>
d'huile exercée sur son dessus ensemble avec la pression du ressort 57 d'autre part.
Dans chaque cas selon la hauteur de cette pression d'huile, qui est amenée par le conduit 37 devant le piston 33, ce piston prend une position située davan- tage à droite, dans laquelle la pression d'huile agissant sur lui de la gauche maintient l'équilibre avec la pression agissant sur lui de la droite par le ressort 39, ainsi qu' avec-la contre-pression qui est' opposée à la pression d'huile par l'embrayage 13, 9, 17. Un patinage correspondant se pro- duit entre le disque de-friction 9 et les surfaces de friction 13, 17 et par la-le pignon 5 tant que la pression exercée est plus faible que la pression d'application maximum de l'embrayage. Le disque de friction 9 tourne donc un peu plus lentement que le pignon 5.
Si le volant à main 66 est tourné un peu plus, de sorte que le poussoir 51 est soulevé davantage, la pression d'huile s'élève de nouveau au-dessus du'tiroir 43 et par là également à gauche devant le piston 33. Ce dernier est déplace un peu plus vers la droite et l'embrayage 13, 9,17 est pressé plus fortement de façon correspondante. Le nombre de tours du disque de friction 9 se rapproche davantage de celui du pignon 5, jusqu'à ce que finalement, lorsque le pous- soir 51 est parvenu, en continuant à tourre r le volant à main 66, jusqu'au point le plus élevé du canal 59, la plus grande pression d'huile possible soit parvenue par le conduit 37 devant le piston 33 et ait poussé ce dernier jusque dans sa position extrême de droite.
La force de pressage ou d'appli- cation maximum est maintenant amenée à agir sur lembrayage 13, 9, 17, de sorte qu'il ne se produit plas de patinage im- portant entre les pièces de l'embrayage. Les pièces sont représentées à ce point dans la fig.l. L'arbre 7 tourne maintenant âu nombre de tours maximum correspondant au rapport
<Desc/Clms Page number 7>
de nombres de tours entre les pignons 3 et 5.
En continuant à tourner le volant à main 66, le poussoir 51 peut revenir de la saillie la plus élevée de la came 59 au cercle primitif de cette dernière. Par suite de la détente du ressort 55, le tiroir 43 conduit un peu vers le bas par la cession d'huile qui le charge etla pression du ressort 57, de sorte que de l'huile peut couler du canal 45 par les canaux 71 et 72 dans le carter 73. 11 s'ensuit que la près- sion d' huile exerçant son'action devant le piston 33'est rabaissée à sa valeur minimum.'Le tiroir 43 s'elève de nouveau dans sa position médiane, dans laquelle la. pression d'huile qui le charge maintient, ensemble avec la pression du ressort 57, l'équilibre avec la pression du ressort 55.
En continuant de tourner le volant à main 66, la came 60 vient agir sur le poussoir 52 et par là sur le tiroir 44.
Par ce dernier,, de'la même manière'que par le tiroir'43 sur le piston 33, une pression d'huib pouvant être élevée également progressivement'ou par'degrés est amenée à agir par le conduit 38 sur le piston 40 et, conformément à cette pression d' huile, l'embrayage 18, 10, 14 est presséplus ou moins fortement, de sorte que l'arbre 7 est entraîné par les pignons 4, 6 avec un rapport de nombres'de tours corres- pondant à la pression d'huile existant dans chaque cas.
Le retour de la seconde vitesse à là première peut se faire sans plus en principe de la même façon en tournant le volant à main 66 en arrière, comme 'cela â été'décrit pour l'autre sens. Les deux cames 59et 60'peuvent être disposées de façon que leurs courbes se coupent un peu l'une l'autre.
Dans ce cas, il est donc amené déjà uns certaine pression d'huile dans le cylindre 36'et de ce fait l'embrayage 18, 10, 14 est embrayé de façon correspondante tant'que l'embrayage 13, 9, 17 n'est pas tout-à-fait débrayé.
<Desc/Clms Page number 8>
Le disque de friction 80 représenté dans la fig., qui peut être utilisé dans les'embrayages de la fig.l, com- porte des rainures radiales 88, qui présentent de petites dimensions en section, de sorte que l'huile amenée depuis le moyeu du disque de friction peut passer par ces rainures constamrre nt et rapidement sous l'action de la force centri- fuge et, lorsque cela estnécessaire, d'une pression élevée.
Cette huile lubrifie les surfaces de friction 81 et évacue en même temps la chaleur se produisant par suite de la dif- férence entre lés nombresde tours entre les diverses piè-' ces de l'embrayage. La forma des cames est rationnellement choisie de fagon qu'avec un angle de rotation égal il se produise tout d'abord une élévation progressive de la pres-
EMI8.1
sion d' hui7.e et par la une"application de plus en plus forte de l'embrayage à pression et que la pression ne soit élevée qu'ensuite plus rapidement.
REVENDICATIONS
1 - Embrayage à friction pressé par une force auxi liai re, en particulier pour mécanismes de changement de vitesse, caractérisé par un dispositif de commande par lequel l'in- tensite de la force auxiliaire est réglée selon besoin et est maintenue égale, ainsi que par des surfaces de friction tra- versées par un certain nombre de canaux, par lesquels un passage rapide constant de l'huile amenée est assure, de sorte que l'embrayage peut fonctionner un camps prolonge avec pati- nage correspondant à la force de pressage ou d'application qui a été choisie et réglée.
<Desc / Clms Page number 1>
Friction clutch pressed by auxiliary force
The present invention relates to a friction clutch pressed by an auxiliary force and used in particular in gear changing mechanisms of all kinds, for example in machine tools, in motor vehicles and in particular in mechanisms. of directions, in brakes and other devices. The power which can be transmitted by the clutch is variable and any partial powers can be transmitted for a long time by the clutch.
According to the invention, the friction clutch is provided with a control device by which the power of the auxiliary force producing the application pressure is adjusted as required and is kept equal. In addition, the friction surfaces of the clutch are traversed by channels through which a constant rapid passage of the oil supplied for lubrication and cooling is ensured.
<Desc / Clms Page number 2>
By virtue of this construction, the friction clutch can operate by slipping for a prolonged time in accordance with the applied or pressing force chosen and set.
In controls provided with this friction clutch, the application pressure can be adjusted at will, by appropriate adjustment of the auxiliary force, to a value which is less than the application pressure corresponding to the transmission of the torque from. maximum rotation.
In this way, the clutch is able to transmit the necessary power for at least several minutes with a low application pressure and thus with a power and a ratio of numbers of revolutions which are smaller than the corresponding normal values. at full application pressure of power and revs ratio. A power transmission provided with one or more friction clutches according to the invention or such a gear change mechanism can in this way be put into operation with a constant number of revolutions or transmission ratio. variable, which is adjustable at will; in gear changing mechanisms, it is not necessary to provide a lot of speed: usually only two.
The transmission is extremely simple and sensitive to handle, then it can very easily be adapted to the operating conditions, for example to the resistance encountered during machining or walking. Likewise, shifting from one gearshift mechanism to another is facilitated to a great extent by any variable application pressure and is no longer sensitive in operation.
The auxiliary force producing the application pressure is advantageously provided by a device with a pressure element.
<Desc / Clms Page number 3>
pressure comprising a pressure adjustment member, which automatically adjusts the desired height of the pressure acting in the actuator of the friction clutch in accordance with the force exerted on said member.
According to the invention, the clutch comprises friction surfaces having a large number of grooves of small section placed orès one another through which the supply and discharge of the oil used for the. lubricating and cooling the friction surfaces. In this way, the necessary variations of the application pressure are possible every time and quickly, with great sensitivity during the adjustment.
An exemplary embodiment of a device according to the invention is shown schematically in cross section in FIG. 1 of the accompanying drawing. FIG. 2 shows, seen from the left side of FIG. 1, the shape of the control cams used in this exemplary embodiment. Fig. 3 shows a friction disc which can be used for the clutches of fig.l.
In these figures, 1 denotes a gear change boot, on the motor shaft 2 of which the pinions 3 and 4 are arranged so as not to be able to turn and not to be able to slide. These pinions are engaged with the pinions 5 and 6, which are arranged so as not to be able to slide, but to be able to rotate freely on the driven shaft 7, 9 and 10 are friction discs, which co-operate in each other's way. on the one hand with the friction surfaces 13 and 14 arranged on the pinions 5 and 6, on the other hand with the friction surfaces 17 and 18 arranged on the pressure discs 15 and 16. The pressure discs 15 and 16 have on their periphery
<Desc / Clms Page number 4>
teeth 19 and 20 which engage in corresponding teeth 21 and 22 provided on the pinions 5 and 6.
The hubs of the pressure disks 15 and 16 have detents 25 and 24, in which the ends 25 and 26 of the balancers 27 and 28 engage. The other ends of the ualan- ciers 27 and 28 are connected by means of links 29 and 30 to the rods 31 and 32 of pistons 33 and 34, which are arranged so as to be able to slide in the cylinders 35 and 36.
37 and 38 are conduits for connecting to cylinders 36 and 36. 39 and 40 are compression springs acting on pistons 33 and 34.
Drawers 43 and 44 are arranged to slide in the bores 41 and 42 in the plock-casing 50; these drawers comprise transverse channels 45 and 46, as well as longitudinal channels 47 and 48. 51 and 52 are pushers, the rods of which 53 and 54 are guided in corresponding bores of the drawers 43 and 44, then which are coupled elastically with the latter by compression springs 55 and 56. 57 and 58 are compression springs arranged above the spools 43 and 44. 59 and 60 are rings arranged on the shaft 61, against which the sliding surfaces 63 and 64 of the pushers 51 and 52 apply.
A handwheel 66 is disposed on the extension of the arure 61.67 is a zero po.npe, the pressurized oil is discharged into the duct 68. The latter communicates with the transverse channel 69 provided in the casing 50. Another transverse channel 71 is connected by a longitudinal channel 72 with the interior chamber 73 of the housing 50.
The device shown in Figures 1 and 2 works as follows:
The drawers 43 and 44 shown in figure 1 regulate and maintain in the chambers located above these drawers and thereby in the conduits which are connected to them, etc ..., a determined oil pressure, which corresponds to the
<Desc / Clms Page number 5>
force exerted by the springs 55 and 56 on the drawers 43 and 44.
When handwheel 66 is turned counterclockwise * (viewed from the left) from the rest position, in which the surfaces
EMI5.1
6U and 64 of the pushers 51 and 58 stapli4và'nt against the 'concentric part of the cams 69 and 60 and which could correspond to the zero pressure above the discs 43 and 44, the push-button 51' is first of all 'a little raise.
As a result, the spring 55 is stretched a little more strongly.
By the pressure exerted by this spring on the spool 43, the latter is displaced a little from bottom to top against the pressure in spring 57. As a result, pressurized oil
EMI5.2
can reach from the mouth of "channel 69 in Ié'oanal" 45 'and by channel 47 in the chamber above dt iroir then ", e" "' ua: r; ' 1é c onduct 'b in the' cYlÍndrè- iÍ5 "a gâûë1ie in front of the piston 33.
By "la -pret $ sioitexel" céé ï3ur "the piston 53rd this is moved correspondingly to the right, so that c ;, ûa7.ediscûë de pression'15" is "moved to the left by means of linkage 89, 87 and therefore the clutch on $ 9, 17 is engaged. From shaft 2, power is transmitted to shaft 7 through gears 3 and 5 and clutch 13, 9 , 17.
In each case depending on the magnitude of the angle by which the shaft 61 has been rotated by the handwheel 66, the pusher 51 is lifted by the cameo 59, thereby the spring 55 is loaded correspondingly. and the drawer 45 is raised, so that it can: enter an amount of oil such that the drawer 45 is brought back to the. median position shown in fig. 1 and that it is maintained in this position because there is equilibrium between * 'the pressure exerted from bottom to top by the spring 55 on the one hand and the pressure
<Desc / Clms Page number 6>
of oil exerted on its top together with the pressure of the spring 57 on the other hand.
In each case, depending on the height of this oil pressure, which is brought by line 37 in front of piston 33, this piston assumes a position situated more to the right, in which the oil pressure acting on it from the left. maintains equilibrium with the pressure acting on it from the right by the spring 39, as well as with the back pressure which is' opposed to the oil pressure by the clutch 13, 9, 17. A corresponding slip occurs between the friction disc 9 and the friction surfaces 13, 17 and through the pinion 5 as long as the pressure exerted is lower than the maximum application pressure of the clutch. The friction disc 9 therefore turns a little slower than the pinion 5.
If the handwheel 66 is turned a little more so that the pusher 51 is raised further, the oil pressure rises again above the drawer 43 and thereby also to the left in front of the piston 33. The latter is moved a little more to the right and the clutch 13, 9, 17 is pressed more strongly in a corresponding way. The number of revolutions of the friction disc 9 is closer to that of the pinion 5, until finally, when the pusher 51 has reached, continuing to turn the handwheel 66, to the point on higher of the channel 59, the greatest possible oil pressure has reached through the pipe 37 in front of the piston 33 and has pushed the latter to its extreme right position.
The maximum pressing or application force is now brought to act on the clutch 13, 9, 17, so that no significant slippage occurs between the parts of the clutch. The parts are shown at this point in fig.l. Shaft 7 now turns at the maximum number of turns corresponding to the ratio
<Desc / Clms Page number 7>
number of turns between gears 3 and 5.
By continuing to turn the handwheel 66, the pusher 51 can return from the highest projection of the cam 59 to the pitch circle of the latter. As a result of the relaxation of the spring 55, the spool 43 leads a little downwards through the release of oil which charges it and the pressure of the spring 57, so that oil can flow from the channel 45 through the channels 71 and 72 in the crankcase 73. It follows that the pressure of oil exerting its action in front of the piston 33 is lowered to its minimum value. The spool 43 rises again in its middle position, in which the. oil pressure which charges it maintains, together with the pressure of the spring 57, the equilibrium with the pressure of the spring 55.
By continuing to turn the handwheel 66, the cam 60 acts on the pusher 52 and thereby on the drawer 44.
By the latter ,, in the same way as by the slide 43 on the piston 33, a huib pressure which can also be raised gradually 'or by' degrees is caused to act by the conduit 38 on the piston 40 and , in accordance with this oil pressure, the clutch 18, 10, 14 is pressed more or less strongly, so that the shaft 7 is driven by the pinions 4, 6 with a ratio of number of revolutions corresponding to the existing oil pressure in each case.
The return from the second gear to the first can be done without more in principle in the same way by turning the handwheel 66 backwards, as has been described for the other direction. The two cams 59 and 60 ′ can be arranged so that their curves intersect a little with each other.
In this case, therefore, some oil pressure is already supplied in the cylinder 36 'and thereby the clutch 18, 10, 14 is engaged correspondingly as long as the clutch 13, 9, 17 is not is not quite disengaged.
<Desc / Clms Page number 8>
The friction disc 80 shown in fig., Which can be used in the clutches of fig.l, has radial grooves 88, which have small dimensions in section, so that the oil supplied from the friction disc hub can pass through these grooves constantly and rapidly under the action of centrifugal force and, when necessary, high pressure.
This oil lubricates the friction surfaces 81 and at the same time dissipates heat occurring as a result of the difference in the number of revolutions between the various parts of the clutch. The shape of the cams is rationally chosen so that with an equal angle of rotation there is first of all a gradual increase in pressure.
EMI8.1
The pressure on the clutch is applied more and more and the pressure is only then raised more quickly.
CLAIMS
1 - Friction clutch pressed by an auxiliary force, in particular for gear change mechanisms, characterized by a control device by which the intensity of the auxiliary force is adjusted as required and is kept equal, as well as by friction surfaces crossed by a number of channels, through which a constant rapid passage of the supplied oil is ensured, so that the clutch can operate an extended camp with slippage corresponding to the pressing force or application that has been chosen and adjusted.