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"Procédé et dispositif d'accouplement automatique des surfaces frottantes d'un embrayage automatique"
La présente invention concerne un procédé conférant à la manoeuvre d'accouplement automatique des surfaces frot- tantes d'un embrayage des caractéristiques fonctionnelles par- ticulières. Elle concerne également un dispositif qui matéria- lise industriellement ce procédé.
L'invention s'applique aux embrayages automatiques à action centrifuge qui réalisent l'accouplement de la pièce motrice et de la pièce entraînée en utilisant les forces de frottement existant entre deux corps solides, c'est-à-dire des forces de frottement qui dépendent uniquement de la pression
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existant entre les surfaces en contact ( pression perpendicu- laire, au plan de contact), pression qui est précisément engendrée par les forces centrifuges agissant sur des masses appropriées appelées masses centrifuges. conférant à la manoeuvre d'accouplement automa-tidue L'invention englobe le procédé/des surfaces frot- tique tantes d'un embrayage des caractéristiques fonctionnelles par- ticulières:
l Parce que les caractéristiques fonctionnelles d'un embrayage automatique ne dépendent que des caractéris- tiques= de la manoeuvre d'accouplement des surfaces frottantes;
2 parce que l'objectif est de réaliser des carac- téristiques fonctionnelles particulières qui n'ont pas encore été obtenues dans les embrayages basés sur les principes actu- ellement connus.
La schéma de la figure 6 des dessins annexés montre l'état actuel de la technique en ce qui concerne les procédés d'accouplement des surfaces frottantes et les caractéristiques fonctionnelles des embrayages basés sur ces procédés. Il repré- sente aussi graphiquement les principes du procédé de l'inven- tion.
Dans ce schéma:
I est la partie de l'embrayage solidaire de l'arbre entraîné ( faisant nA tours);
II est la partie de l'embrayage solidaire de l'arbre moteur ( faisant nB tours);
A est la surface frottante solidaire de l'arbre en- traîné;
B est la surface frottante solidaire de l'arbre mo- teur ; m est la masse centrifuge (faisant nB tours);
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C est un mécanisme de transmission grâce auquel la force centrifuge F crée l'effort normal aux surfaces frottantes en contact ( NA = NB); TA = TB est la force de frottement engendrée par NA=NB=N. r est le rayon de giration du centre de gravité de ma masse m.
Le couple transmis M est proportionnel à TA = TB et, par suite à NA = NB puisque T = N; étant le coefficient de frottement.
Le couple M que l'embrayage peut transmettre est fixé par des lois et des paramètres déterminés. Le comportement pra- tique et l'utilité de l'embrayage, c'est-à-dire ses caractéristiques fonctionnelles, dépendent de la nature de ces liaisons, ainsi que de la nature des paramètres susceptibles d'avoir une influence, conformément à ces liaisons, sur la valeur du couple M que l'embrayée peut transmettre.
Le schéma de la fig. 6 ne se réfère à aucun embrayage par- ticulier, mais présente simplement les différents éléments que tout embrayage centrifuge passé, présent au futur, basé sur le frottement entre corps solides devra nécessairement posséder.
En effet, on peut réduire au minimum le mécanisme de transmission en faisant agir la masse centrifuge directement sur la surface frottante ; on bien on peut avoir unmécanisme composé d'éléments solides tels que leviers, axes, renvois, etc... Ou bien les masses mêmes, le mécanisme de transmission et la surface frottante peuvent être constitués par un ensemble de corps solides de petites dimensions tels que des billes ou des corps pulvérulents. Enfin la masse peut être un liquide et le mécanisme dectransmission peut être de type hydraulique et agir comme une presse hydraulique.
Il faut noter, en outre, que, contrairement à ce qui est repré- senté sur le schéma, les surfaces frottantes A peuvent être extérieures aux surfaces frottantes B.
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Suivant les principes sur lesquels la technique s'est basée jusqu'ici, dans tous les embrayages actuellement connus, le mécanisme de transmission C est composé d'éléments pratique- ment indéformables. Par conséquent, la surface frottante B (ac- tionnée par le mécanisme C), qui est en contact avec la surface frottante A, étant immobile par rapport à II, la masse m est éga- lement immobile par rapport à II, ( r = constante) et, en outre, il y a toujours proportionnalité entre et F, c'est-à-dire que le rapport de transmission K est constant:
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X = N = NA = NB F "F" T#
Dans presque tous les embrayages on a, en outre,m= constante et, par conséquent, r étant également constant pour les raisons exposées plus haut, on a F = prop à N 2/B et par conséquent propo. à N 2/B
La force normale aux surfaces frottantes en contact et par conséquent le couple, sont proportionnels au carré du nombre de tours nB de l'arbre moteur et ne dépendent que de ce nombre de tours.
Le principe sur lequel sont basés presque tous les em- brayages connus réside donc en ceci que des masses centrifuges, de valeur (c'est-à-dire: de poids) constants, actionnent par un mécanisme de transmission quelconque, pratiquement indéformable , les surfaces frottantes, réalisent ainsi la manoeuvre automatique d'accouplement de celles-ci, manoeuvre qui, par suite de l'indé- formabilité du mécanisme dectransmission et de la constance des masses centrifuges en action est caractérisée par le fait que la force normale aux surfaces frottantes en contact et , avec elle, le couple que l'embrayage peut transmettre, varient proportion- nellement au cérré du nombre de tours de l'arbre moteur et ne dépendent que de ce nombre de tours.
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On connaît aussi un autre principe régissant l'accou- plement des surfaces frottantes, principe sur lequel est basé
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. un embrayage connu. 5
Ce principe réside en ceci que des masses centrifuges de valeur (c'est-à-dire de poids) variable suivant le temps écoulé à partir du début du processus de lancement, actionnent;
au moyen d'un mécanisme de transmission pratiquement indéfor- mable, des surfaces frottantes et réalisent ainsi la manoeuvre automatique d'accouplement de celles-ci, manoeuvre qui, par suite de l'indéformabilité du mécanisme de transmission et de la variation sus-indiquée des masses centrifuges en action, est caractérisée par le fait que la force normale aux surfaces frottantes en contact et, avec elle, le couple que l'embrayage peut transmettre dépendant , au moment du lancement, non seule- ment du carré du nombre de tours de l'arbre moteur mais aussi du temps écoulé à partir du début de la phase de mise en train.
On peut résumer ceci en écrivant que: o- prop. m x ne- avec m = f (t) m étant fonction du temps t.
La mise en marche achevée, l'action du facteur temps cesse et l'embrayage basé sur ce principe se comporte alors comme tous les embrayages connus.
Selon la présente invention:
1 ) le mécanisme de transmission C, grâce auquel la force centrifuge F de la masse m (de valeur variable) actionne la surface frottante B, ou bien l'embraye, , ou bien crée la force N normale aux surfaces en contact, contient des éléments qui peuvent se déformer élastiquement dans une notable mesure, d'où il résulte:
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a) que la masse m peut modifier notablement son propre rayon de giration r ( variation =r) bien que, pat l'intermédiaire du mécanisme de transmission C, cette masse soit liée à la surface frottante B qui est immobile, son mou- vement étant gêné par la présence de la surface A avec la- quelle elle est en contact;
b) que le mécanisme de transmission C sera en mesure d'absorber ( et d'emmagasiner) puis de restituer une notable quantité d'énergie de déformation ( énergie élastique); c) que la force centrifuge F'agissant sur la masse m produira le travail F ¯ r ¯ r étant la variation ( accrois- sement) du rayon de giration du centre de gravité de la masse; d) que la forme géométrique du mécanisme de trans- mission C variera dans une notable mesure, ce qui entraine des variations analogues du rapport de transmission : = N , rap- port qui est toujours constant pour n'importe quel mécanisme quand la disposition de ce mécanisme ne varie pas.
2 ) Les caractéristiques cinématiques du mécanisme de transmission C sont telles que pour un nombre de tours nB déterminé, et préalablement choisi, le travail F r (mention- né en 1 c) accompli par la force centrifuge F à la suite de l'accroissement A r du rayon de giration r de la masse m se retrouve intégralement emmagasiné sous forme d'énergie de dé- formation ( énergie élastique) dans le mécanisme de transmis- sion C et que cette énergie est restituée à la masse m quand, toujours pour le nombre de tours particulier nB mentionné ci-des- sus, la masse m revient à sa position de départ (¯r = o),.' Il en résulte par conséquent: a) que, pour le nombre de tours particulier n B choisi, la masse m est en état d'équilibre indifférent comme l'enseigne un principe général de mécanique universellement connu.
Le nombre de tours particulier nB en question est appelée
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pour cette raison, nombre de tours d'équilibre indifférent ou, par abréviation tours d'indifférence; b) que, pour un nombre de tours inférieur au nombre de tours d'indifférence, la masse m prend la position qui correspond au plus petit rayon de giration prévu par construc- tion (¯ r = o); c) que, pour un nombre de tours supérieur au nombre de tours d'indifférence la masse m prend la position qui cor- respond au plus grand rayon de giration prévu par construction (¯ r = max); d) que les mouvements de déplacement vers les posi- tions extrêmes indiquées ci-dessus en 2 b et 2cc) sont d'autant plus rapides qu'est plus grande la différence (positive ou né- gative) entre le nombre de tours effectifs et le nombre de tours d'indifférence.
3 ) La modification que la forme géométrique du mé- canisme de transmission subit conformément à ce qui a été dit en 1 ), ainsi que les variations consécutives du rapport de transmission K = N (voir 1 d) suivent une loi en vertu de
F laquelle le rapport de transmission K est nul pour la position du mécanisme C correspondant au plus petit rayon de giration r de la masse m prévu par construction ( r = o), position qui, suivant 2 b), est constammant occupée par le mécanisme quand le nombre de tours est inférieur au nombre de tours d' indifférence, tandis que quand on se rapproche de la position du mécanisme C correspondant au plus grand rayon de giration r de la masse m prévu par construction (¯r = max),le rap- port de transmission tend 4 devenir infiniment grand.
Il en résulte par conséquent: a) que le couple transmis par l'embrayage reste nul (l'embrayage tourne à vide) tant que le nombre de tours de sa moitié solidaire de l'arbre moteur reste inférieur au nombre de tours d'indifférence ( voir en 3 et 2 ,en particu- lier 2 b);
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b) que le couple transmis par l'embrayage peut prendre une valeur quelconque comprise entre zéro et ( théoriquement) l'infini quand le nombre de tours est égal au nombre de tours d'indifférence ( voir en 3 et 2 , en particulier 2 a); c) que, lorsqu'on dépasse le nombre de tours d'indiffé- rence, le couple que l'embrayage peut transmettre tend à prendre une valeur infiniment grande ( voir en 3 et 2 , earticulier
2 c);
d) que, même quand le lancement est achevé, l'embrayage basé sur le présent principe a des caractéristiques fonction- nelles différentes de celles de tous les embrayages connus parce qu'il se débraye automatiquement ( conformément à ce qui a été dit en 3 et 2 , en particulier en 2 b) dès que le nombre de tours devient, par suite d'une surcharge occasionnelle ; in- férieur au nombre de tours d'indifférence ( effet de soupape de sûreté);
e) que le couple que l'embrayage peut transmettre en régime normal, c'est-à-dire qne fois le lancement achevé, peut devenir considérablement supérieur au couple moteur, assurant ainsi un accouplement rigide entre les deux machineries, tout en maintenant la possibilité d'accomplir des mises en marche souples et d'éviter les pointes de courant au moment du lance- ment, ce qui peut s'obtenir en fixant un nombre de tours d'in- différence qui n'est inférieur que de peu au nombre de tours de régime.
4 ) Le mécanisme de transmission C contient également les organes amortisseurs hydrauliques réglables au moyen de dispositifs qui seront décrits plus loin, et qui, en se défor- mant au moment où la forme géométrique du mécanisme de trans- mission varie, sont en mesure d'absorber de l'énergie en la dissipant sous forme de chaleur, la quantité d'énergie ainsi dissipée dépendant uniquement, (s'agissant de phénomènes hy- drauliques et pour un réglage déterminé de l'organe amortis-
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seur) de la vitesse avec laquelle se produit le déplacement du mécanisme C.
Il en résulte par conséquent: a)que la vitesse de déplacement du mécanisme de trans- mission qui serait notable ( comme on l'a vu en 2 et, en par- ticulier, en 2 d) quand le nombre de tours est de beaucoup supérieur au nombre de tours d'indifférence, et avec elle la vitesse d'accroissement du couple transmis par l'embrayage, peuvent être réglées et, si nécessaire, réduites à volonté de manière à réaliser des mises en marche extrêmement souples et à éviter ainsi, dans le cas de mise en marche de machineries lourdes, que le courant absorbe n'atteigne, au cours du lance- ment, des valeurs notablement supérieures à ce que réclame un régime normal.
b) que l'on peut obtenir une mise en marche progres- sive sans pointes de courant au cours du lancement, même quand le nombre de tours d'indifférence est notablement inférieur au nombre de tours de régime ; par exemple, afin d'épar- gner à l'installation les conséquences d'un abaissement notable de la fréquence du réseau d'alimentation et, par suite, du nombre de tours de régime.
C'est ainsi que:
A) Le mode d'accouplement des surfaces frottantes qui est commun à presque tous les embrayages connus confère à ceux-ci les caractéristiques fonctionnelles suivantes : le couple transmis par l'embrayage est proportionnel au carré du nombre de tours de l'arbre moteur et ne dépend que de ce nombre de tours.
B) Le mode d'accouplement des surfaces frottantes qui n'est adopté que pour un des embrayages actuellement connus
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ë#### confère à celui-ci les caractéristiques fonctionnelles suivantes:
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au cours de la phase de lancement le couple transmis par l'em- brayage dépend du nombre de tours de l'arbre moteur et du temps écoulé depuis le début de cette phase de lancement. Une fois¯¯la mise en marche effectuée, l'embrayage basé sur ce procédé ne se distingue aucunement, par son comportement, de tous les embrayages actuellement connus basés sur le procédé exposé au paragraphe A.
C) Le procédé d'accouplement des surfaces frottantes qui constitue l'objet principal de la présente invention con- fère aux embrayages auxquels elles est appliquée ( par exemple à l'embrayage qui fait lui aussi l'objet de l'invention et qui sera décrit plus loin) les caractéristiques suivantes: jusqu'à un certain nombre de tours déterminé ( tours d'indifférence) le couple transmis par l'embrayage est nul; pour un certain nombre de tours déterminé ( tours d'indifférence) le couple peut prendre une valeur quelconque comprise entre zéro et (théoriquement) l'infini ;
pour un nombre de toura supérieur au nombre de tours d'indifférence, le couple que l'embrayage peut transmettre finit par atteindre avec le temps et progres- sivement ( cette progressivité étant réglable) une valeur extrêmement élevée (théoriquement infinie) assurant ainsi le blocage des surfaces frottantes.
Même quand la mise en marche est achevée, l'em- brayage se comporte autrement que tous les embrayages basés sur des procédés d'accouplement actuellement connus autres que celui qui constitue l'objet de la présente invention ,puisque, cet embrayage se débraya automatiquement dès que le nombre de tours., à la suite de surcharges occasionnelles, devient inférieur au nombre de tours d'indifférence..
On va maintenant décrire, à titre d'exemple illus- tratif mais non limitatif, un dispositif d'embrayage matériali- sant l'invention. Sa description va être faite en référence aux dessins.
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La figure 1 représente une coupe de face de l'embrayage.
La figure 2 est une coupe suivant la ligne A-A perpen- diculairement au plan de la figure 1.
La figure 3,à une échelle double des précédentes est une coupe suivant la ligne C-C perpendiculairement au plan de la figure 1.
La figure 4 est une coupe suivant la ligne brisée A-B. perpendiculairement au plan de la figure 1.
La figure 5 est une coupe suivant la ligne D-D, per- pendiculairement au plan de la figure 1.
Sur le flasque 15, solidaire de l'arbre moteur 14, est boulonné un autre flasque 16. Les deux flasques 15 et 16 ont le même axe que l'arbre moteur 14 et renferment, dans l'es- pace délimité par eux, tous les autres organes de l'embrayage.
Au centre du flasque 16 est pratiqué un trou rond 17 à travers lequel l'arbre entraîné 18 pénètre à l'intérieur de l'espace délimité par les flasques 15 et 16. Un tambour 19 est soli- daire de l'arbre 18 par l'intermédiaire de son moyeu 20.
S'appuyant sur les coussihets 21, le tambour 19, solidaire de l'arbre 18 par son moyeu 20, peut tourner en même temps que cet arbre par rapport à l'ensemble rigide constitué par les deux flasques 15 et 16, ensemble qui est solidaire de l'arbre moteur 14. Les coussinets 21 sont placés dans des lo- gements appropriés des flasques 15 et 16 et reçoivent les surfaces extérieures cylindriques du moyeu 20. La liaison ainsi réalisée entre les arbres 14 et 18 ne les empêche pas de tourner l'un par rapport à l'autre autour de leur axe commun.
La surface périmétrale du tambour 19 sert de surface frottante ; plus exactement elle constitue celle des surfaces frottantes en contact qui est solidaire de l'arbre entraîné.
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L'autre surface, c'est-à-dire celle qui est commandée automatiquement par les forces centrifuges, est constituée par les deux branches d'un frein à bandes 22 du type classique.
Chacune des deux branches embrasse un arc d'environ 180 et à chacune correspond sa propre masse centrifuge et son propre mé- canisme de transmission, mécanisme à l'aide duquel la force centrifuge accouple la bande de frein, c'est-à-dire crée entre le frein à bandes et la surface périmétrale du tambour 19 les forces radiales, c'est-à-dire normales aux surfaces en contact, qui engendrent les efforts de frottement et permettent au cou- ple moteur de l'arbre moteur 14 de se transmettre à l'arbre entrai- 18.
On verra par la suite que, bien qu'il y ait deux mécanismes de transmission dotés chacun d'une masse centrifuge et destinés chacun à actionner celle des deux branches du frein à bandes qui lui correspond, ces deux mécanismes ne sont pas indépendants l'un de l'autre mais, qu'au contraire, il existe entre eux un lieu cinématique qui assure un synchronisme rigoureux de leurs mouvements respectifs.
On a dit plus haut que le frein à bandes est du type usuel, ce. qui signifie que l'organe 22 auquel ce terme a été appliqué est, par sa conception, identique au frein à bandes des traités de mécanique tant par sa structure que par la ma- nière dont il est actionné. En effet,la construction usuelle du frein à bandes s'applique à un organe de friction remarquable, tout comme l'organe 22 dans le cas présent ,par son incapacité d'absorber les efforts qui ne sont pas purement des efforts de traction, incapacité grâce à laquelle, en tous points de cet organe, la force normale à sa surface et qui représente la réaction de l'autre surface de frottement, rigide celle-ci, sur laquelle elle agit ( et qui est, dans le cas présent, le tambour 19)
est équilibrée non pas par les forces tangentielles que le frein à bandes ordinaire ne peut engendrer mais bien
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par les composantes radiales des efforts de traction, composante dont l'éxistance est précisément dûs au fait que le frein à bandes est enroulé autour d'un corps cylindrique rigide ( tambour) et aussi au fait que ce frein à bandes ordinaire est actionné En fixant une de ses deux extrémités et en tendant l'autre angen- tiellement, ce qui est réalisé ici pour chacune des deux branches du frein à bandes de la manière qui sera décrite pluq loin.
C'est pourquoi le frein à bandes appliqué ici aussi bien afin d'obte- nir une surface de frottement qui se rajuste automatiquement à mesure qu'elle s'use, ce qui constitue la propriété bien connue des freins à bandes en général, qu'afin d'obtenir une répartition continue et pratiquement uniforme des efforts normaux aux sur- faces frottantes en contact bien qu'il y ait une force d'actionnement unique pour chaque branche, se distingue profondément de l'organe de friction appliqué à l'embrayage conçu suivant le mode auquel il est fait allusion plus haut, ce dernier organe n'étant pas un frein à bandes ordinaire parce qu'il est constitué par un nombre limité de corps rigides ( par exemple quatre) assemblés entre eux à charnière, et surtout parce que cet organe n'est pas actionné suivant le procédé usuel,
c'est-à-dire tendu tangentielle- ment à l'une de ses deux extrémités et fixé à l'autre extrémité mais par le développement sur chacun de ses quelques éléments rigides d'une force d'actionnement radiale mettant ainsi tout l'ensemble en tension par voie indirecte, c'est-à-dire au moyen des forces de frottement tangentielle engendrées par les forces radiales, forces tangentielles qui sont ensuite supportées par l'axe de fixation disposé à une des deux extrémités de chaque branche tandis que l'autre extrémité reste libre, c'est-à-dire sans aucune liaison.
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Les deux branches du frein à bandes 22 peuvent être constituées, par exemple, par un ruban extrêmement mince en acier à haute résistance ( acier à ressorts) sur lequel sont rivés un certain nombre de petits morceaux de Ferodo ou de toute autre matière pouvant servir de garniture pour freins.
Chacune de ces deux branches est fixée d'un côté , au point I, à l'ensemble rigide constitué par les flasques 15 et 16, et de l'autre, au point II, au levier de commande 1 lequel est, à son tour, monté à charnière sur le même ensemble rigide 15-16 au moyen de l'axe 23. Afin de pouvoir tirer entièrement parti des possibilités de réglage automatique que le frein à bandes possède en tant que tel, les liaison établies en I et II doivent être réalisées de manière que les réactions de liaison correspondantes s'exercent dans une direction rigou- reusement tangentielle et de manière à interdire tout dépla- cement dans le sens radial.
On peut obtenir ce résultat en engageant les axes de fixation correspondants 13a et 13b dans deux curseurs 9 et 6 qui peuvent se mouvoir dans des rainures radiales pratiquées respectivement dans les flasques 15 et 16 et dans le levier 1.
Dans le plan médian de l'espace délimité par les flasques 15 et 16 , rigidement fixés l'un sur l'autre et soli- daires de l'arbre moteur 14, est monté un anneau circulaire 3, refermé sur lui-même, qui présente des excroissances locales et a, dans ce but, une section en T. Cet anneau 3 peut tourner librement dans les coussinets 24a et 24b disposés dans des logements appropriés des flasques 15 et 16. La liaison ainsi réalisée entre l'anneau 3 et l'ensemble constitué par les flasques 15 et 16 empêche tout mouvement relatif entre cet ensemble et l'anneau qui ne Soit pas un mouvement de rotation de cet anneau par rapport à l'ensemble rigide 15- 16.
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Etant donné que le plan médian de l'anneau 3 avec ses excroissances locales se trouve dans le plan médian de l'espace délimité entre les flasques 15 et 16, certains des autres organes disposés dans cet espace sont placés à cheval sur ces excroissances locales. C'est pourquoi, vu de front, l'anneau 3 présente la forme irrégulière que l'on voit sur la figure 1, forme qui lui a été donnée pour éviter précisé- ment les interférences avec les autres organes.
Dans les excroissances locales de l'anneau 3 men- tionnées plus haut, et qui sont disposées dans le plan médian de cet anneau, sont pratiquées des rainures de forme appropriée.
Dans ces rainures sont engagés, par l'intermédiaire de roule- ments appropriés, certains organes de chacun des deux mécanis- mes de transmission prévus pour actionner chacune des deux branches du frein bandes 22, c'est-à-dire, plus précisément, les bielles 7 qui actionnent les leviers de commande 1 des freins à bandes et les bras longs 28 des cylindres 4a des amortisseurs hydrauliques lesquels, par le ressort 4d qu'ils enferment, servent également d'accumulateurs d'énergie élas- tique.
En outre, sur deux de ces excroissances locales de l'anneau 3 sont fixés, par l'intermédiaire des axes 8, les tiges 4c des amortisseurs hydrauliques mentionnés ci-dessus.
La figure 4 montre à plus grande échelle comment une des bielles 7 s'engage dans la rainure pratiquée dans la saillie correspondante de l'anneau 3. Sur cette figure, on voit en 25 un axe engagé à force dans les trous correspondants de l' extrémité femelle de la bielle 7. Autour de l'axe 25 peut tourner le rouleau 10. En même temps le rouleau 10 peut
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se déplacer, en roulant donc avec un frottement très réduit, tout le long de la rainure pratiquée dans la saillie corres- pondante de l'anneau 3 dans laquelle il est engagé.
Les bras allongés 28 des cylindres 4a des amor- tisseurs hydrauliques sont pareillement disposés.
Les bielles 7 et les cylindres a sont, en outre.- reliés à l'ensemble rigide des flasques 15-16, les premiers par l'intermédiaire d'organes de liaison interposés entre eux, les seconds directement.
Plus précisément, les bielles 7 ( figure 4) sont liées par les axes 26 aux leviers de commande respectifs 1 des freins à bande ; comme on l'a déjà indiqué, ces leviers 1 sont, à leur tour, montés à charnière par l'intermédiaire des axes 23 sur l'ensemble rigide constitué par les flasques 15 et 16 et reliés,en outrera cet ensemble par les deux branches cor- respondantes du frein à bandes 22.
Les cylindres 4a des amortisseurs hydrauliques sont montés à charnières sur l'ensemble rigide 15-16 au moyen des axes 30 ( figs. 1 et 3).
Les masses centrifuges 2 peuvent tourner autour de leurs axes respectifs 27 qui les raccordent à l'ensemble rigide 15-16.
En outre, les masses centrifuges 2 sont montées à charnière par l'intermédiaire des bielles 12 sur les bielles 7 qui travaillent ainsi comme bielles principales. Les bielles 12 sont reliées aux masses centrifuges 2 correspondantes au moyen des axes 11 ( figs. 1 et 5) et aux bielles 7 au moyen des axes 29 ( fig.l).
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L'anneau 3 avec ses rainures constitue une came et, en outre, un organe de liaison cinématique réciproque entre tous les autres organes qui font partie des mécanismes de commande des deux branches du frein à bandes 22.
Le système composé par l'ensemble rigide 15-16, par l'anneau circulaire 3 ( doté des saillies locales) qui peut tourner à l'intérieur des coussinets 24a et 24b, par les deux leviers de commande 1, par les deux masses centrifuges 2, par les deux amortisseurs hydrauliques 4, qui servent égale- ment d'accumulateurs d'énergie élastique, et par les deux branches du frein à bandes 22 constitue, avec les divers or- ganes de liaison réciproque de ces éléments dont on a parlé ci-dessus, un système statiquement déterminé et élastiquement déformable.
Pour un nombre de tours inférieur à celui qui cor- respond à l'état d'aquilibre indifférent, le système se trouve dans la position dessinée en trait plein sur la figure l, Les différentes coupes faites perpendiculairement au plan de la figure 1 ( figs. 2, 3, 4 et 5) se rapportent précisément à cette position.
Il faut noter que, dans cette position, la résultante de l'effort de traction agissant sur la @ bielle 12 et de la réaction d'appui supportée par le rouleau 10 en- gagé dans la rainure correspondante de l'anneau 3, réaction transmise par cette rainure même, dirigée 'vers le centre de courbure de celle-ci au point de contact avec le rouleau, est dirigée suivant une droite qui relie l'axe 26, assemblant la bielle principale 7 sur le levier de commande 1, à l'axe 23 par lequel ce levier est monté à charnière sur l'ensemble rigide 15-16. Dans ces conditions, le moment de cette résul- tante par rapport à l'axe 23 du levier de commande est nul.
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;IL en résulte que le frein à bande 22 n'est pas tendu et que le couple transmis par l'embrayage reste nul tant que le mécanisme reste dans cette position. Dans ce cas, le rayon de giration¯du centre de gravité de la masse 2 a la plus petite valeur prévue à laquelle correspond, pour un nombre de tours déterminé, l'énergie potentielle maximum de la masse. Simultanément, le cylindre 4a se trouve dans la position pour laquelle le ressort 4d qu'il enferme est tendu au minimum. Par suite, l'énergie élastique emmagasinée par le ressort est nulle, par définition.
Si dans cette position, le mécanisme de transmis- sion est en équilibre, l'anneau 3 qui fait partie de ce méca- nisme, et qui peut tourner à l'intérieur des coussinets 24a et 24 b autour de l'axe des arbres 14 et 18, doit être éga- lement en équilibre. Par suite, le moment résultant par rap- port à cet axe des forces supportées par l'anneau 3 doit être également nul.
Si, pour simplifier, on néglige les forces centri- fuges agissant sur les cylindres 4a et sur tous les organes qui leur sont reliés, on peut dire que, dans ces conditions, la somme des moments, par rapport à l'axe de rotation de l' anneau 3, engendrés sur ce dernier par l'action des masses centrifuges 2 et par celle des ressorts 4d, doit être nulle.
On doit noter à ce propos que l'action des masses centrifuges 2 se transmet à l'anneau 3 en passant par les rouleaux 10 par l'intermédiaire desquels les bielles principales 7 sont en- gagées dans les rainures correspondantes de l'anneau 3, et que l'action des ressorts 4d se transmet par les tiges.4c, montées à charnière sur cet anneau au moyen des axes 8, et par les rouleaux grâce auxquels les bras longs 28 des cylin- dres 4a s'engagent dans les rainures correspondantes de l'anneau 3,-
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La position représentée en figure 1 en trait pointillé correspond, au contraire, au rayon de giration maximum du centre de gravité de la masse 2.
C'est là,la position que prend le mécanisme de trans- mission quand le nombre de tours est supérieur à celui qui correspond à la position d'équilibre indifférent.
Dans cette position, l'énergie potentielle de la masse est nulle, par définition. Simultanément, le ressort 4d étant comprimé au maximum, l'énergie élastique emmagasinée est maximum.
Dans ce cas, la droite qui joint l'axe. 26, grâce auquel la bielle 7 est reliée au levier .de commande 1 du frein à bandes 22, au rouleau 10, porté par la bielle 7 à son extrémité opposée et monté sur elle par l'intermédiaire de l'axe 25, est dirigée radialement. En outre, la droite qui joint le point de contact du rouleau 10 et de la rainure de l'anneau 3 dans laquelle il est engagé au centre de cour- bure de cette rainure en ce point,est également dirigée dans le sens radial. Par conséquent, la réaction d'appui engendrée par la rainure de l'anneau 3 sur le rouleau 10 et dirigée vers le centre de courbure de la rainure en ce point aura un bras de levider nul par rapport à l'axe 26 qui relie la bielle 7 au levier de commande 1.
Cette réaction d'appui de- vant, cependant, équilibrer l'effmrt de traction agissant 'sur la bielle 12, effort dont le bras de levier par rapport à l'axe 26 n'est pas nul, il en résulte que la réaction d' appui entre le rouleau 10 et la rainure de l'anneau 3 dans laquelle il est engagé doit, pour assurer l'équilibre, prendre une valeur infiniment grande. La bielle7 transmet, par l'in- termédiaire des axes 26 qui la relient au levier de commande
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1 du frein à bandes 22, une force égale à la résultante de la force agissant sur la bielle 12 et de la réaction d'appui transmise par la rainure de l'anneau 3 au rouleau 10 engagé dans cette rainure.
Hais étant donné que cette dernière force est infiment grande et qu'elle est dirigée radialement, en convergeant vers l'axe de rotation de l'embrayage, lequel coïncide avec l'axe de l'anneau 3 ; s'ensuit que la résul- tante est aussi infiniment grande et a la même direction. Une force ainsi dirigée a cependant, par rapport à l'axe 23 du levier de commande 1, un bras de levier déterminé et, puisque la force même est infiniment grande, son moment par rapport à,l'axe 23 est également infiniment grand et produit un ef- fort de traction infiniment grand dans la branche du frein à bandes 22 commandée par le levier de commande 1 considéré.
Par suite, les forces radiales, c'est-à-dire les forces normales aux surfaces de contact, par lesquelles le frein à bandes fait pression sur le tambour 19, deviendront à leur tour infiniment grandes. Il en sera de même pour le rapport de transmission du mécanisme et$ par conséquent, pour le couple que l'embrayage devrait pouvoir transmettre, théo- riquement, quand le mécanisme se trouve dans cette seconde posi- tion limite, c'est-à-dire quand le nombre de tours de l'arbre moteur est supérieur au nombre de tours correspondant à l'équi- libre indifférent.
Pratiquement, on ne dispose naturellement pas de rapports de transmission et de couples infinis parce que les éléments qui réalisent la liaison entre les masses centrifuges 2 et l'ensemble rigide 15 - 16 ne sont pas infiniment rigides et présentent, pour des efforts infiniment grands, des défor- mations qui sont déjà perceptibles. En particulier, le frein à bandes s'allonge légèrement sous l'effort de traction agissant
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sur lui et à cet allongement correspond une légère rotation du levier 1 autour de son axe 23, ce qui empêche la bielle 7 d'atteindre sa position limite. En outre, le frottement entre le rouleau 10 et la rainure de l'anneau 3 dans laquelle il s'engage n'est pas pratiquement nul et, par conséquent, la réaction d'appui n'est pas exactement dirigée suivant le rayon de courbure de la rainure au point de contact.
Il s'ensuit que le mouvement de rotation de l'anneau 3 doit cesser avant que la position limite ait été atteinte. Par conséquent, à la limite que l'on peut pratiquement atteindre, le bras de levier par rapport à l'axe 26 de la bielle 7, de la réaction d'appui entre le rouleau 10 et la rainure a une valeur finie, bien que très petite et, par suite, le moment exercé par la bielle 7 autour de l'axe 23 du levier de commande a une valeur finie, bien que très grande. De même, l'effort de traction dans la bande de ffin, l'effort normal, le rapport de transmission et par suite le couple transmis, ont des valeurs finies.
De cette manière, conformément au procédé qui constitue un des objets de la présente invention, le rapport de transmission passe de la valeur zéro à une valeur maximum très grande, ou vice versa, quand le nombre de tours passe d'une valeur inférieure au nombre de tours correspondant à l'équilibre indifférent à une valeur supérieure, ou vice versa.
Etant donné que les causes qui déterminent l'ac- croissement du rapport de transmission de zéro à l'infini (théoriquement dit. moins) sont au nombre de deux, à savoir:
A) accroissement de l'effort transmis par la bielle 7 au levier de commande 1 ;
B) accroissement du bras de levier de cette force par rapport à l'axe 23 du levier de commande l, bras de levier qui est nul au début;
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Il en résulte que, conformément au procédé de l'in- vention, cet accroissement, partant d'un rapport de trans- mission nul, est d'abord très lent et ne s'intensifie toujours plus, que par la suite.
Il est évident qu'on pourra toujours donner aux rainures pratiquées dans les saillies locales de l'anneau 3 une forme telle que, pour un nombre de tours convenablement choisi, qui sera celui correspondant à l'équilibre indifférent, la somme.: énergie potentielle des masses centrifuges 2 + énergie élastique des ressorts 4d sera constante, c'est-à-drie indépendante de la position du mécanisme, position qui, pour ce nombre de tours particulier, pourra donc être une position quelconque comprise entre les deux positions limites prévues et ceci conformément au procédé de l'invention.
Il faut, noter également que l'anneau 3 doté de ses saillies locales qui agit ici comme une came ne doit pas être nécessairement enfermé à l'intérieur de l'espace délimité entre les flasques 15 et 16 boulonnés entre eux et solidaires de l'arbre moteur 14, mais qu'il peut être rendu aisément ac- cessible de l'extérieur, de préférence du côté de l'arbre en- traîné 18, et que l'on a alors ainsi la possibilité d'inter- venir à la main dans kle processus d'accouplement des surfaces frottentes, intervention qui s'effectue en manoeuvrant un mé- canisme connu quelconque. On n'a cependant pas jugé opportun de représenter cette application, particulièrement importante aux véhicules, dans les dessins annexés.
Enfin, il est évident qu'étant donnée la conformation du dispositif de l'invention on peut réaliser facilement, si nécessaire, le refroidissement direct et intense des surfaces frottantes en projetant sur elles, dès le début de la phase de lancement, un jet d'air produit par des moyens connus en uti- lisant la rotation de l'ensemble rigide 15-16, rotation qui se produit dès ce moment-là.
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Les deux groupes représentés en figure 1 et qui sont constitués par les cylindres 4a les pistons 4b, les tiges 4c et les ressorts 4d, le tout relié, comme on l'a indiqué plus haut, aux saillies de l'anneau 3 et à l'ensemble rigide 15-16 fonctionnent, comme nous l'avons déjà dit, aussi bien comme accumulateurs d'énergie de déformation (énergie élastique) que comme amortisseurs hydrauliques.
Le procédé de l'invention prévoit, en effet, entre autres; a) une possibilité d'accumuler l'énergie saus forme d'énergie de déformation (ressorts 4d de la figure 1); b) une possibilité de dissiper (sous forme de chaleur) de l'énergie par voie hydraulique au moment où tout le système cinématique dont les deux groupes en question font partie se déforme (liquide contenu dans le cylindre 4a, trous de passage 4a du piston 4b de la figure 1); c) une possibilité de régler et calibrer à la main le taux d'amortissement hydraulique et, par là, la vitesse pour laquelle le système cinématique dont font partie les deux groupes en question se déforme ( le réglage à main n'a pas été représenté en fig.l).
Au cas où les deux groupes accumulateurs d'énergie élastique, servant également d'amortisseurs hydrauliques, se- raient du type représenté en figure 1, il s'agirait mises à part les conditions particulières d'asservissement, de disposi- tifs connus semblables aux amortisseurs oléo-émastiques des trains d'atterrissage des aéroplanes et le réglage à main du taux d'amortissement hydraulique, prévu par le procédé de l'in- vention, resterait encore à matérialiser.
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De tels dispositifs de type connu laisseraient ainsi sans solution beaucoup de problèmes importants, ce qui empêcherait d'obtenir certaines caractéristiques fonctionnelles qui sont le but de l'invention et emporterait en outre,d'autres inconvénients pratiques de moindre importance.
A cet effet, l'invention englobe un nouveau type d'accumulateur d'énergie élastique servant également d'amor- tisseur hydraulique. Il est représenté en figures 7, 8, 9 et 10 et trouve sa place dans l'installation d'embrayage repré- sentée en figure 1.
La figure 7 est une vue extérieure du dispositif, représenté dans le plan de la figure l,muni des organes de liai- son grâce auxquels de tels dispositifs sont reliés aux autres organes de l'embrayage. De même que dans la figure k, on y voit que le bras allongé 28 du cylindre 4a est relié à une saillie locale de l'anneau 3 et assujetti, par l'intermédiaire du rou- leau 31, à une rainure pratiquée dans cette saillie elle-même.
En outre, et toujours comme dans la fig. 1, la tige 4c est montée à charnière sur une autre saillie locale de l'anneau 3 par l'intermédiaire de l'axe 8. Enfin, et encore par analo- gie avec la fig. 1- le bras court 5 du cylindre 4a est monté à charnière sur l'ensemble rigide 15-16 par l'intermédiaire de l'axe 30.
Comme on le voit sur la figure 8, qui représente une coupe suivant la ligne A-A de la figure 7, la liaison entre la tige 4c et le piston 4b est articulée du fait que la de- mi sphère 33, solidaire du piston 4b, s'engage dans le siège hémisphérique correspondant de la tige 4c. Ce perfectionnement supprime tout effort de flexion dans la tige 4c et garantit, en outreque les liaison réciproques entre tous les organes contenus dans l'ensemble rigide 15 - 16 ainsi que les liai- sons entre ces mêmes ;organes et l'ensemble 15 etl6 lui-même sont rigoureusement et statiquement déterminées, ce qui est absolument indispensable pour le parfait fonctionnement de tout le dispositif.
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Toutefois cette détermination statique rigoureuse nécessaire des liaisons ne subsisterait que s'il n'y avait qu un seul dispositif accumulateur et amortisseur (fig.7) et non pas deux comme c'est le cas dans la pratique pour des raisons d'équilibrage évidentes.
L'hyperstaticité qui dérive de cette dernière cir- constance n'a cependant aucune répercussion nuisible, étant donnée la symétrie géométrique de l'ensemble et le fait que les deux ressorts 4d contenus dans les deux cylindres 4a ont des propriétés élastiques identiques. Quand l'anneau 3 se dé- place d'un certain angle, il oblige les deux cylindres 4a à se déplacer également d'un certain angle autour des axes de liaison 30 qui les relient à l'ensemble rigide 15-6, et les particularités de ce dernier mouvement, c'est-à-dire.le l;uien existant entre ce mouvement et le mouvement angulaire de l'an- neau 3, dépendent de la forme de la rainure dans laquelle les bras allongés 28 des cylindres 4a sont engagés, par l'intermé- diaire des rouleaux 31.
Conformément à la présente invention ,on donne à ces rainures une forme capable d'assurer, pour n'importe quelle position de l'anneau 3, le parfait alignement des tiges 4c avec l'axe des cylindres 4a , ce qui évite ainsi tout danger de grippage du piston qui n'est jamais soumis qu'à des efforts axiaux, quelle que soit la position de l'anneau 3, abstraction faite, naturellement, des efforts transversaux négligeables dûs aux forces centrifuges agissant sur les pistons mêmes, forces dont la direction est inclinée par rapport à l'axe du cylindre.
On doit noter enfin à ce propos.qu'une exécution éventuellement imparfaite nuit au fonctionnement du système, étant donné pré- cisément qu'il est rigoureusement et statiquement déterminé et que ce caractère subsiste tant quelatige reste libre'de tour- ner (si ces imperfections le requièrent) autour de la demi-sphère 33 solidaire du piston 4b qui s'engage dans le siège hémisphé- rique correspondant de la tige.
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Les fonctions d'accumulation d'énergie élastique sont assurées par le dispositif représenté en figs. 7 et 8.
En effet, dès que le nombre de tours de l'arbre moteur dépasse le nombre de tours qui correspond à l'état déqulibre indiffé- rent, l'anneau 3 quitte sa propre position initiale et, en se déplaçant, agit sur les tiges 4c qui déplacent les pistons 4b de leur position initiale correspondante (représentée fig.8).
Ainsi, les ressorts 4d sont comprimés, et absorbent l'énergie correspondante sous forme d'énergie de déformation.
Au montage, les ressorts 4d sont introduits dans les cylindres, appuyés sur les pistons 4 b et préalablement comprimés au moyen des couvercles 32 qui sont vissés sur les cylindres 4a.
L'amortissement hydraulique ainsi que le réglage à main de son intensité et, par suite, la limitation de la vi- tesse de déplacement de tout le système einématique et le ré- glage à main de cette vitesse, et avec elle de la vitesse d'ac- croissement dans le temps, et au moment du lancement, du couple transmis par l'embrayage, sont réalisés par le dispositif repré- senté en figs. 7, 8 , 9 et 10, qui comporte une douille 34, so- lidaire du piston et de préférence venue d'une seule pièce avec lui, percée d'un trou de part en part.
Cette douille sert exté- rieurement de guide à une petite soupape 35, dans cette douille est vissée une vis 36 portant une extrémité hémisphérique 33 et qui ferme le trou constitué par la douille 34; l'extrémité hémisphérique 33 dépassant le fond du piston permet de réaliser la liaison à charnière (ou, pour mieux dire, la liaison par surface sphérique) avec la tige 4c*
Sur le fond du piston se trouve une série de trous 37 disposés sur un cercle de diamètre supérieur au diamètre extérieur de la douille 34.
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Le passage du liquide (huile ou tout autre liquide très visqueux) à travers ces trous est rendu impossible par la présence de la soupape 35 qui est appuyée par le ressort 38 sur un siège prévu dans le fond du piston au droit des trous 37 et qui assure ainsi l'étanchéité de l'ensemble.
L'autre extrémité du ressort s'appuie sur la tête de la vis 36.
Quand le piston se déplace depuis sa position de départ, représentée en fig.8, vers sa position finale corres- pondant au nombre de tours supérieur au nombre de tours d'in- différence, le liquide (huile ou autre produit similaire) agit sur la soupape 35 dans la même direction que le ressort 38. Par suite, la soupape 35 reste fermée et le pisto est, dans son ensemble, pratiquement imperméable au passage du li- quide. S'il n'y avait pas d'autres dispositifs, le liquide, qui est incompressible, empêcherait complètement tout dépla- cement du piston hors de sa position initiale et l'embrayage tournerait à vide quel que soit le nombre de tours de l'arbre moteur.
Le dispositif grâce auquel la course du piston est rendue possible est constitué par un petit canal qui part en dérivation du cylindre 4a et forme avec lui un circuit fermé.
Les deux débouchés de ce canal sur le cylindre se trouvent respectivement en des points situés l'un en avant et l'autre en arrière du piston. De la sorte, en se déplaçant de sa position de départ à sa position finale, le piston oblige le liquide à circuler dans ce canal en dérivation et cst précisément cette circulation de liquide qui permet le déplacement du piston dans cette direction (c'est-à-dire de la position de départ à la position finale) bien que, au moment où le piston va commen- cer à se déplacer dans cette direction, il soit, pour les raisons exposées plus haut, pratiquement étanche etimperméable.
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Pour des conditions déterminées de fonctionnement de l'embrayage, la vitesse de déplacement du piston dépend évidemment de la résistance rencontrée par le liquide quand il passe dans le canal ris en dérivation sur le cylindre.
Pour ralentir au maximum la vitesse de déplacement du piston et la régler à la main, ou en d'autres termes pour augmenter au maximum et faire varier à la main la résistance que le liquide rencontre, pour une vitesse déterminée du pis- ton, au moment où il traverse le canal pris en dérivation sur le cylindre, le dispositif suivant est prévu:
Le canal est constitué par deux branches 39 disposées perpendiculairement à l'axe du cylindre 4a et par une branche 40 parallèle à cet axe.Les branches 39 ne renferment aucun obstacle qui puisse en obstruer le passage.La branche 40 ren- ferme au contraire une tige cylindrique calibrée 41 placée au centre du canal de manière à laisser au liquide un trou de pas- sage annulaire vmsible sur la fig. 9 qui représente une coupe de ce dispositif suivant la ligne A-B de la fig.8.
On constate. en effet, qu'un passage annulaire du type représenté en fig.9 peut offrir 4 la circulation d'un liquide de viscosité déter- minée (veine laminaire) une résistance plusieurs dizaines de fois et parfois cent fois supérieure à celle qu'offrirait un canal de section circulaire équivalente, et ce n'est qu' ainsi qu'il est possible de faire parcourir au piston une course d'une quinzaine de millimètres, par exemple, en un temps de l'ordre de plusieurs minutes, alors que cela serait tout à fait impossible pratiquement si l'on adoptait le dispositif connu de passage en filière à travers des trous circulaires percés dans le fond du piston comme cela est représenté, par exemple, en figure 1.
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La résistance hydraulique est maximum quand toute la longueur de la branche 40 comprise entre les branches 39 du canal en dérivation est obstruée par la tige de réglage, tandis que cette résistance est moindre quand la tige n'obstrue qu'une fraction de la longueur de la branche 40. C'est sur ce fait qu'est basé le réglage à main du taux d'amortissement hydraulique prévu par l'invention.
Le canal circulaire 40 est percé dans le corps cylin- drique 44 relié au cylindre 4a par les étriers 45 dans les- quels sont percés les deux autres canaux 39 du circuit pris en dérivation sur le cylindre 4a. On doit noter à ce propos que le cylindre 4a, les étriers 45 ainsi que le corps cylin- drique 44 peuvent ne constituer qu'une seule pièce obtenu par exemple de fonderie par coulée directe. La tige de réglage 41 est maintenue centrée par rapport au canal circulaire 40 au moyen du bouchon 43 introduit à force dans le corps cylin- drique 40, pourvu d'un trou axial dans lequel la tige de ré- glage 41 passe sans jeu aucun. Cette tige peut être saisie par son extrémité qui dépasse à l'extérieur et déplacée et axialement avec un léger effort.
Pour fixer la tige de réglage 41 dans une position déterminée on a adopté le dispositif suivant:
Dans un trou\' conique,formant siège d'appui percé dans le corps cylindrique 44 en arrière du bouchon 43, on introduit une rondelle également conique 46 fendue en deux moitiés de manière à constituer deux pièces séparées. Ces deux moitiés embrassent entre elles la tige de réglage 41 et portent extérieurement sur le siège conique percé dans le corps cylin- drique 44 comme on le voit en figure 10 qui est une coupe suivant la ligne C-D de la figure 8. Derrière la rondelle cô- nique se trouve une garniture étanche 47 qui s'appuie d'un côté sur cette rondelle 46 et de l'autre sur le bouchon fileté 48 vissé sur le corps cylindrique 44.
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Quand on visse plus à fond le bouchon fileté 48 celui-ci vient appuyer contre la garniture étanche 47, laquelle appuie, à son tour, sur les deux moitiés de la rondelle conique 46. Celles-ci, glissant sur le siège conique correspondant, se rapprochent toujours plus l'une de l'autre dans le sens radial et, pressant sur la tige de réglage 41, la bloquent par frotte- ment.
Le corps cylindrique 44 contenant la tige de réglage dépasse, hors de l'ensemble rigide 15-16 qui contient tous les autres organes de l'embrayage, par une., fente appropriée, et c'est pourquoi la manoeuvre de réglage à main de l'amortisse- ment est si facile à eff ectuer.
En ce qui concerne l'étanchéité du cylindre 4a, on cotera que lorsque l'embrayage tourne, il ne se pose aucun problème d'étanchéité, en dehors de l'étanchéité du bouchon 32, ce problème étant résolu par les moyens connus, au moyen des garnitures habituelles et en employant les mastics pour joints courants. Quand, au contraire, l'embrayage est arrêté dans une position pour laquelle la pesanteur agit dans le sens de la tige de piston, il y a danger de perte de liquide à travers le fond du cylindre qui porte une ouverture pour le passage de cette tige. Pour éviter cela, on prévoit confor- mémént à la présente invention, la construction suivante : tige 4c se termine du côté du cylindre 4a en forme de cône 49.
La tige et le piston étant en position de départ, position qu'ils prennent non seulement quand l'embrayage est arrêté mais aussi quand il tourne à un nombre de tours inférieur au nombre de tours d'indifférence, ce cône 49 repose sur un siège conique prévu dans le fond du cylindre 4a. Au centre de l'extrémité conique de la tige est disposé le siège hémis- phérique dans lequel vient porter l'extrémité hémisphérique 33 de la vis solidaire du piston 4b. Le ressort 4d, préalable- ment comprimé après son introduction dans le cylindre, appuie sur le fond du piston qui transmet cet effort à la tige 4c @
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par l'intermédiaire de l'extrémité hémisphérique 33.
Par suite, le cône terminal 49 de la tige se trouve appuyé ainsi à son tour sur le siège conique prévu dans le fond du cylindre 4a et assure ainsi l'étanchéité nécessaire, même si l'embrayage vient à s'arrêter dans une position pour laquelle la pesanteur agit suivant la direction de la tige.
Dès que l'embrayage se met à tourner, le liquide contenu dans le cylindre 4a, est centrifugé et de ce fait ne tend plus à sortir à travers le trou du fond du cylindre.
Quiand, ayant dépassé la vitesse correspondant au nombre de tours d'indifférence, le piston et la ligne commen- cent à se déplacer, on risque à nouveau de voir un peu de li- quide sortir à travers le trou du fond du cylindre et ceci malgré l'action de la force centrifuge sur ce liquide. En effet, si le cylindre est, comme il le fait plein de liquide, quand le piston se trouve dans sa position initiale il faudra; qu'une fois sa course effectuée;une certaine quantité de liquide égale au volume de la tige ayant pénétré à l'intérieur du cy- lindre durant ce déplacement , sorte par l'ouverture du fond du cylindre.
Ce volume de liquide est recueilli dans une gar- niture 50 aisément déformable, de préférence en caoutchouc synthétique qui, conformément à la présente invention, affecte une forme de poire avant son montage et prend, après montage, la forme représentée dans les figs. 7 et 8. Cette forme corres- pond à un second état d'équilibre de la poire qui, se trouvant dens cet état d'équilibre au montage, se déforme pour tout aplatissement ultérieur de manière à ne pas gêner le mouve- ment de la tige et sans affrir aucune résistance appréciable due à sa déformation ultérieure.
Conformément à l'invention, l'embrayage doit dé- brayer rapidement dès que, la mise en marche étant achevée, une surcharge occasionnelle vient à faire baisser le nombre
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de tours au-dessous du nombre de tours d'indifférence. D'autre part, conformément à l'invention, l'accouplement de l'embrayage lors de la mise en marche doit être, ce qui se trouve également réalisé par l'amortissement hydraulique exposé plus haut.
Enfin, si celui-ci était aussi efficace au débrayage qu'à l'embrayage, le mouvement de débrayage serait lui aussi extrêmement lent, ce qui serait en contradiction avec le but poursuivi. La petite soupape 35, qui recouvre les trous 37 pratiqués dans le piston et les rend inefficaces au cours de l'embrayage, a précisément pour but de résoudre ce problème.
En effet, au cours du débrayage, le liquide, dont la pression agit maintenant sur le côté opposé du piston, sur la petite soupape 35, surmonte l'action du ressort 38, soulève la sou- pape 35 et ainsi se fraye un passage direct à travers le pis- ton, offrant peu de résistance à la circulation du liquide et excluant le circuit dérivé constitué par les deux branches 39 et la branche 40 qui contient la tige de réglage 41. C'est pourquoi le mouvement de retour (débrayage), est extrêmement rapide même quand la tige de réglage est placée dans une posi- tion assurant un mouvement d'embrayage extrêmement lent.
Le bouchon 32 est vissé sur le cylindre 4a conte- nant le ressort 4d et comprime celui-ci avant qu'on ait rempli ce cylindre de liquide? Celui-ci est alors introduit en dévissant un ;autre bouchon 52 vissé à son tour sur le bouchon principal 32. Le bouchon 52 porte une tige 51 dont on peut faire varier la position en la vissant plus ou moins dans le bouchon 52. Cette tige 51 sert de butée de fin de course. du piston et, par suite de tout l'ensemble cinématique.
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Comme il a été dit au sujet du fonctionnement de l'embrayage établi conformément à l'invention, celui-ci se débraye automatiquement quand, aussi bien au lancer qu'après la mise en marche, la charge appliquée subit un accroissement tel que le nombre de tours de l'embrayage et, par suite , du moteur, descend au-dessous du nombre de tours correspondant à l'état d'équilibre indifférent. Ce débrayage est extrême- ment rapide grâce au dispositif représenté en figure 8 (sou- pape 35) bien que la manoeuvre automatique d'embrayage soit extrêmement lente grâce au dispositif représenté figs. 8 et 9 (tige d'étranglement réglabe 41).
Ceci posé, le comportement d'une installation d'une machine ou d'un véhicule munis d'un embrayage établi confor- mément à l'invention et soumis à une surcharge (par exemple une automobile qui aborde une forte montée) est le suivant:
A cause de cette surcharge , le nombre de tours du moteur baisse, l'embrayage restant toujours couplé(sans glis- sement). La surcharge persistant, le nombre de tours continue à baisser suivant les possibilités du moteur. Quand on atteint la limite donnée par le nombre de tours d'indifférence de l' embrayage, celui-ci débraye rapidement. Le moteur, prive de la charge, s'emballe. On dépasse ainsi à nouveau, le nombre de tours d'indifférence et l'embrayage embraye lentement tandis que le nombre de tours du moteur baisse de nouveau lentement.
Si la charge extérieure ne se modifie pas, ces mouvements d'embra brayage et de débrayage se poursuivent. Il est évident que les embrayages et débrayages étant accompagnés de déplacements correspondants de l'ensemble cinématique décrit plus haut ainsi que d'un mouvement oscillant du nombre de tours du mo- teur, phénomènes qui sont dus aux particularités que l'inen- tion confère à l'embrayage, on peut donc utiliser le procédé pour insérer, en cas de surcharge, une démultiplication, en utilisant
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soit les mouvements oscillants des organes de l'embrayage en présence d'une surcharge persistance, soit les mouvements d'em- ballement rapide et d'essoufflement lent successifs du moteur.
REVENDICATIONS le) Procédé permettant de conférer à la manoeuvre automatique d'accouplement des surfaces frottantes d'un em- brayage des caractéristiques fonctionnelles particulièresca- ractérisé par le fait que le mécanisme de transmission par l'intermédiaire duquel les forces centrifuges de masses appro- priées créent les forces normales aux surfaces frottantes en contact, c'est-à-direexécutant la manoeuvre d'accouplement de ces surfaces, comporte des éléments capables de se déformer élastiquement dans une notable mesure et qui, de ce fait, sont aptes à absorber et à restituer une quantité appréciable d'éner- gie élastique et de provoquer en outre, des variations notables de la forme géométrique du mécanisme de transmission,
bien que la surface frottante qui appartient à ce mécanisme de transmis- sion reste immobile, son déplacement étant empêché par la présence de l'autre surface frottante avec laquelle elle est en contact étant et qui est solidaire de l'arbre entraîné, ces éléments/éga- lement aptes à provoquer des variations correspondantes de la position de la masse centrifuge et par suite de son énergie po- tentielle, cette dernière représentant le travail qu'il faut dépenser pour faire passer la masse, sans que le nombre de tours varie, de la position pour laquelle son rayon de giration est maximum, et à laquelle correspond, par définition, une énergie potentielle nulle, à une autre position à laquelle cor- respond un raymn de giration quelconque inférieur au premier.
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20) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'aux variations de la forme géométrique du méca- nisme de transmission correspondent des variations analogues de son rapport de transmission, c'est-à-dire, du rapport entre la force dirigée perpendiculairement aux surfaces frottantes en contact et la force centrifuge, rapport qui est nul quand le mécanisme de transmission prend la forme géométrique pour laquelle l'énergie élastique emmagasinée en lui est nulle pat définition; l'énergie potentielle de la masse étant alors à son maximum, tandis que ce rapport est infiniment grand quand le mécanisme de transmission prend la forme géométrique pour laquelle l'énergie élastique emmagasinée est maximum, l'éner- gie potentielle de la masse étant alors nulle;
le résultat étant qu'on obtient une variation du rapport de transmission qui est d'abord très lente et qui augmente toujours plus à mesure que la masse centrifuge et le mécanisme de transmission se rapprochent de la position pour laquelle l'énergie élastique emmagasinée est maximum.
3 ) Procédé selon les revendications 1 et 2, carac- térisé par le fait que, pour un nombre de tours déterminé et convenablement choisi, la somme : potentielle de la masse centrifuge + énergie élastique emmagasinée dans le méca- nisme de transmission, est constante, cëst-à-dire indépendante de la position de la masse centrifuge et, par suite de la forme géométrique du mécanisme de transmission, donc de son rapport de transmission, rapport qui peut donc prendre indifféremment n' importe quelle valeur comprise entre zéro etc (théoriquement) l'infini quand l'arbre moteur tourne à un nàmbre de tours déter- miné et convenablement choisi.
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4 ) Procédé selon les revendications 1, 2 et 3, ca- ractérisé par le fait que le mécanisme de transmission sur le- quel sont fixées d'un côté la masse centrifuge et de l'autre les surfaces frottantes , comporte aussi un ou plusieurs amor- tisseurs hydrauliques qui absorbent de l'énergie et la dissi- pent en chaleur au moment où la forme géométrique du mécanisme de transmission se modifie, la quantité d'énergie dissipée pen- dant que le mécanisme de transmission passe d'une position à une autre dépendant uniquement de la vitesse avec laquelle ce changement de position s'effectue, cette quantité d'énergie se réduisant pratiquement à zéro quand la vitesse de déplace- ment du mécanisme tend vers zéro.
5 ) Procédé selon les revendications 1, 2, 3 et 4 caractérisé également par le fait que, pour un même déplacement du mécanisme et pour Une même vitesse de déplacement de celui- ci, on peut faire varier la quantité d'énergie dissipée au moyen d'un réglage effectué à la main.
6 ) Procédé selon les revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'on donne au nombre de tours pour lequel le mécanisme de transmission et la masse centrifuge peuvent prendre indifféremment une position quelconque, une valeur inférieure ( et, généralement, inférieure de très peu) à la valeur que peut atteindre normalement le nombre de tours de l'arbre moteur quand l'installation ou le véhicule fonc- tionnement normalement, c'est-à-dire après lâchage de mise en marche.
7 ( Dispositif matérialisant le procédé défini aux revendications précédentes, caractérisé notamment par les par- ticularités conjugables suivantes:
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a) les surfaces frottantes actionnées par les méca- nismes de transmission correspondants sont constituées par deux branches, entourant chacune un arc de cercle de 1800 en- viron, d'un frein à bandes de construction telle qu'il soit incapable d'absorber des efforts qui ne sont pas purement des efforts de traction, chacune de ces branches étant actionnée par un levier de commande faisant partie du mécanisme de transè mission et qui tend le frein à bandes tangentiellement à l'une de ses extrémités tandis que l'autre extrémité est reliée à la partie d'un embrayage qui est solidaire de l'arbre moteur;
b) les axes de liaison des deux branches du frein à bandes sont engagés dans le levier de commande et, respective- ment, dans l'ensemble solidaire de l'arbre moteur de telle manière qu'ils puissent se déplacer radialement et qu'en même temps la réaction de liaison s'exerce dans une direction rigou- reusement tangentielle; c) chacun des deux leviers de commande qui, suivant a actionnent par un de leurs deux bras chacune des deux branches du frein à bandes, est monté à charnière au moyen d'un axe sur la partie de l'embrayage qui est solidaire de l'arbre moteur;
d) sur l'autre bras de chacun des deux leviers de com- mande dn forme de V est montée, à son extrémité, une bielle principale à laquelle est rattachée une bielle qui la relie à une masse centrifuge, les masses centrifuges étant, en outre, fixées par des axes à la partie de l'embrayage qui est soli- daire de l'arbre moteur, l'autre extrémité des bielles princi- pales étant engagée, par l'intermédiaire de rouleaux qui leur sont solidaires, dans les rainures correspondantes d'un an- neau circulaire, claveté, tournant autour du même axe que l'ar- bre moteur et l'arbre entraîné dans la partie de l'embrayage qui est solidaire de l'arbre moteur, anneau qui, de ce fait et grâce à la présence de ces rainures, fonctionne comme une came ;
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e) un même groupe ( deux groupes étant prévus en tout) remplit les fonctions ( prévues par le procédé) à la ois d'ac- cumulateur d'énergie de déformation et d'amortisseur hydraulique, chacun de ces deux groupes étant constitué par un cylindre con- tenant un ressort ainsi qu'un piston, avec une tige, et enfin un liquide très visqueux qui oppose au mouvement du piston une résistance du type hydraulique;
f) dans le dispositif prévu sous e) des conditions de liaison particulières sont assurées entre ce dispositif et les autres organes de l'embrayage qui assurent à l'ensemble de tous les organes un caractère rigoureusement et statiquement déter- miné, ces conditions étant obtenues par le fait que le cylindre est monté pivotant sur l'ensemble rigide au moyen d'un bras court qui lui est solidaire et par un autre bras plus long qui porte un rouleau et également solidaire du cylindre, le dépla- cement de celui-ci étant assujetti à une rainure appropriée pratiquée dans une saillie locale d'un anneau, le piston contenu dans le cylindre , (piston qui supporte l'action du ressort)
étant relié par la tige à une autre saillie locale de l'anneau sur laquelle la tige est montée pivotante tandis que la liaison entre la tige et le piston est assurée par une articulation hémisphérique réalisée en engageant une demi-sphère solidaire du piston sur un siège hémisphérique correspondant prévu à l'extrémité de la tige, ce siège supportant l'action mécanique du ressort. g) dans le dispositif prévu sous e), on donne une forme particulière à la rainure pratiquée dans la saillie locale de l'anneau, rainure à laquelle le bras allongé du cylindre se trouve assujetti par l'intermédiaire d'un rouleau suivant f),. cette forme particulière étant étudiée pour assurerà, n'importe quelle position angulaire de l'anneau .le parfait alignement de la tige avec l'axe du cylindre;
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h) dans le mécanisme décrit en c) qui, conformément à a) actionne les deux branches du frein à bandes, le lien/cinéma- tique entre les organes dont ce mécanisme est constitué, lien réalisé par l'anneau fonctionnant comme une came, est tel que, dans la position pour laquelle le rayon de giration du centre de gravité des masses centrifuges à la valeur maximum prévue et à laquelle correspond, par définition, pour ces masses une énergie potentielle nulle,
les ressorts contenus dans les cy- lindres sont comprimés au maximum et emmagasinent donc le maximum d'énergie élastique tandis qu'au même moment les bielles principales et l'anneau sont disposés les uns par rapport à l'autre de telle manière que la réaction d'appui entre les rouleaux par lesquels les bielles sont engagées dans les rai- nures correspondantes de l'anneau, et ces rainures mêmes, passe par les axes qui relient les biellee aux leviers de commande des deux branches du frein à bandes, alors qu'il n'en est pas ainsi pour les forces agissant sur les bielles qui relient les bielles principales aux masses centrifuges;
i) pour cette position du système cinématique, le bras de levier par rapport aux axes des leviers de commande des forces transmises par les bielles sur ces leviers de commande correspondants des deux branches du frein à bandes, ont alors leur valeur maxima; j) On donne aux rainures pratiquées dans l'anneau fonctionnant comme une came une forme telle que, pour la posi- tion extrême opposée à la première, c'est-à-dire celle pour laquelle les rayons de giration des masses centrifuges ont la plus petite valeur prévue par construction et pour laquelle, par suite, pour un nombre de tours déterminé, ces massée con- tiennent le maximum d'énergie potentielle, les ressorts con- tenus dans le cylindre sont comprimés au minimum et n'emmaga- siaant par suite, par définition, aucune énergie élastique,
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tandis que, au même moment,
les bielles principales, qui ac- tionnent les leviers de commande des deux branches du frein à bandes, et l'anneau agissant comme une came prennent l'un par rapport aux autres une position telle que les bras de le- vier, par rapport aux axes de ces leviers de commande, des forces transmises par les bielles principales sur les leviers de commande respectifs des deux branches du frein à bandes deviennent nuls; k) la forme de la rainure pratiquée dans l'anneau fonctionnant comme came est déterminée de telle sorte que, pour un nombre de tours déterminé, convenablement choisi conformément au paragraphe 6 , la somme : potentielle des masses + énergie élastique des ressorts est constante, c'est-à-dire que cette somme est indépendante de la position particulière que le mécanisme peut prendre entre les deux positions extrêmes;
1) dans le dispositif selon e), on obtient l'amor- tissement hydraulique prévu par le procédé en faisant en sorte que, dans la phase d'accouplement de l'embrayage , le piston soit rendu complètement imperméable au liquide contenu dans le cylindre et que, malgré cela, le piston puisse se déplacer au sein de ce liquide grce à un canal qui est pris en déri- vation sur le cylindre et forme avec lui un circuit fermé, les deux débouchés du canal dans le cylindre se trouvant, respectivement, en avant et en arrière du piston;
m) une tige cylindrique calibrée est introduite dans une des branches du circuit pris en dérivation sur le cylindre, cette tige laissant, pour la circulation du liquide mis en mouvement par le piston imperméable, un étroit passage annulaire dont on peut faire varier la longueur en introduisant une tige plus ou moins profondément à l'intérieur de la branche en question et en bloquant ensuite cette tige par des moyens appro- priés, dans n'importe quelle position qu'on aura préalablement
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choisie, ce qui permet de réaliser le réglage à main de l'in- tensité de l'amortissement hydraulique conforme au procédé et également grâce à l'action du passage annulaire, d'obtenir des amortissements très intenses qui seraient pratiquement ir- réalisables avec des trous de passage circulaires;
n) dans le dispositif selon e), on rend le piston largement perméable au liquide pendant que l'embrayage débraye, bien que ce pistion soit pratiquement imperméables pendant @ l'embrayage conformément au paragraphe 1), cet objectif étant réalisé par des trous circulaires percés dans le fond du pis- ton et qui se trouvent fermés( et ainsi inefficaces) par une petite soupape appuyée par un ressort sur un siège approprié prévu dans le fond du piston, aussi longtemps que ce piston est soit au repos, soit,en train d'accomplir le déplacement correspondant à la phase d'embrayage, ces trous étant débouchés au cours du déplacement du piston en sens inverse, la soupape étant précisément ouverte par la pression du-liquide (agissant en sens contraire) qui se fraye ainsi un passage directement à travers le fond du piston dans avoir ,
passer par le circuit dérivé et en rencontrant donc le minimum de résistance, ce qui a pour effet d'assurer une manoeuvre de débrayage rapide même si le réglage choisi assure une manoeuvre d'embrayage plutôt lente; o) dans le dispositif selon e), l'étanchéité de l'ensemble est obtenue par le fait que l'extrémité de la tige tournée vers le piston se termine en cône, ce cône s'appuyant sur un siège,également cônique,prévu dans le cylindre quand le piston est dans la position correspondant à l'arrêt de l'embrayage ou à la rotation de celui-ci à un nombre de tours inférieur au nombre de tours d'indifférence, le cône étant appuyé sur son siège par le ressort dont l'action est trans- mise à la tige par l'extrémité hémisphérique solidaire du pis- ton;
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p) une pièce étanche établie en un matériau doué de propriétés mécaniques analogues à celles du caoutchouc ( par exemple du caoutchouc synthétique) est insérée entre le cylindre et la fourchette montée sur l'autre extrémité de la tige, cet organe ayant, avant montage, la forme d'une poire et, après montage, la forme d'une sphère aplatie, forme qui correspond à un nouvel état d'équilibre stable de la poire qui, dans ce nouvel état obtenu au moment du montage, se déforme en s'élar- gissant pour tout aplatissement axial de manière à ne pas gêner le fonctionnement de la tige qu'elle enferme, et sans offrir aucune résistance appréciable à toute autre déformation ulté- rieure. q) dans le dispositif selon e),
on a prévu une con- figuration particulière du bouchon de remplissage du cylindre caractérisée par le fait qu'une tige est vissée dans le bou- chon, cette tige servant de butée d'arrêt pour le piston et, par suite, pout tout le système cinématique de l'embrayage; r) les déplacements de ce système peuvent être limitée à volonté en vissant plus ou moins profondément la tige dans le bouchon de remplissage; s) le bouchon de remplissage est vissé, à son tour, sur un couvercle qui ferme le cylindre, sur lequel il est lui- même vissé, et grce auquel le ressort,f onctionnant comme accumulateur d'énergie de déformation,est préalablement et op- portunément comprimé au moment du montage;
t) l'anneau qui travaille comme une came suivant c) est accessible de l'extérieur et on prévoit un dispositif de commande à main quelconque, de construction connue, permet- tant d'imprimer à cet anneau un déplacement angulaire par rapport à l'embrayage et d'intervenir ainsi à la main dans le mode d'accouplement des surfaces frottantes, qui est, par lui- même, automatique;
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u) on prévoit un refroidissement forcé et direct des surfaces frottantes en utilisant, par des moyens connus, la rotation dans l'air ambiant de la partie rigide de l'embrayage qui est, suivant a), solidaire de l'arbre moteur et entre par suite en mouvement dès le début de la mise en marche, ce qui la met en état d'actionner dès cet instant un ventilateur quel- conque qui aspire l'air extérieur et le dirige directement sur les surfaces frottantes en contact, en passant par des ouvertures pratiquées dans l'un des flasques ou dans les deux.