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DISPOSITIF D'EMBRAYAGE, EN PARTICULIER POUR VEHICULES A MOTEUR ET CONDITIONS
ANALOGUES DE TRANSMISSION DE FORCE.
La présente invention est relative à des dispositifs d'em- brayage comme il en faut dans les véhicules à moteur et pour des transmis- sions de force analogues. Le dispositif d'embrayage suivant l'invention appartient au groupe des embrayages automatiques, qui sont actionnés par la force centrifuge en fonction de la vitesse de rotation de l'arbre de commande. Il doit permettre en particulier son incorporation simple et entral- nant le moins possible de sujétions pour la conformation des accessoires de la commande voisins dans des véhicules à moteur, et permettre également le remplacement d9embrayages du type employé jusqu'à présent, rencontrés sur des hicules à moteur.
Le dispositif d'embrayage suivant l'invention doit en particulier éviter le glissement (patinage) sur la partie menante de la partie menée de l'embrayage, qui se présente en cours de fonctionnement avec les embrayages connus jusqu'à ce jour, et ainsi éviter une usure trop rapide des garnitures d'embrayage. En outre, on s'est proposé, dans le nouveau dis- positif d'embrayage, de permettre pendant un certain temps et lorsque l'ac- célération est superflue un mouvement de roue libre par rapport au moteur de commande. Mais simultanément, pour de fortes pentes, c'est-à-dire lors- que la tendance à l'accélération provient du châssis du véhicule à moteur, l'effet de roue libre doit pouvoir être supprimé et la commande doit être accouplée, automatiquement ou facultativement au véhicule pour pouvoir frei- ner par le moteur.
Par la réalisation de cette dernière tâche de l'inven- tion, la conduite du véhicule à moteur doit se trouver facilitée et on doit en particulier pouvoir éviter les manoeuvres alternées, à régler l'une sur l'autre, des pédales d'embrayage et des gaz; l'actionnement de l'embrayage doit se faire automatiquement par mise en oeuvre convenable de la pédale des gaz (accélérateur).
Le dispositif d'embrayage suivant l'invention est équipé d'éléments d'embrayages du type d'un frein à joues ou patins intérieurs et est caractérisé d'une façon générale par le fait que toutes les pièces de l'embrayage sont logées dans un carter en deux pièces lié à la commande (mo-
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teur), carter qui est monté tournant sur la partie entraînée du dispositif d'embrayage, se terminant par un arbre.
Une caractéristique constructive importante pour le mode de fonctionnement du dispositif d'embrayage suivant l'invention consiste en ce que les extrémités des joues (ou mâchoires, ou patins) de l'embrayage sont suspendues de manière pendulaire à des bielles de préférence de longueurs inégales.
Suivant l'invention, on a prévu au moins deux joues d'embrayage pouvant osciller, avec, agencées à leur périphérie, des surfaces de frottement associées. Elles présentent de préférence la forme d'un demi-cercle et ont en coupe transversale une section en T. Les joues présentent à leur périphérie, de préférence en leur milieu, une brisure de contour légère, non aigüe, de sorte que les quartiers de joues formés par cette cassure correspondent, par le rayon de leur pourtour extérieur, au rayon de la surface d'appui intérieure du tambour d'embrayage.
Une particularité importante pour le fonctionnement du dispositif d'embrayage suivant l'invention consiste en ce que les extrémités des joues d'embrayage sont suspendus de manière pendulaire à des bielles. Avantageusement, l'embrayage possède deux paires de bielles, dont chacune est reliée par une de ses extrémités à. la joue d'embrayage et par l'autre extrémité, peut osciller autour d'axes séparés respectivement l'un de l'autre et se trouvant toujours à distance égale de la périphérie du tambour d'embrayage. Alors les paires de bielles sont avantageusement de longueurs inégales et les paires de bielles montées sur une joue' sont agencées de façon à pouvoir osciller toujours parallèlement l'une à l'autre.
Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, on a prévu un levier à deux bras pouvant tourner autour de l'axe de l'embrayage, une extrémité de ce levier étant reliée à articulation avec la bielle s'accrochant à l'une des joues d'embrayage, et l'autre extrémité étant reliée à articulation à la bielle s'attachant à la deuxième joue d'embrayage. L'autre extrémité de chaque joue d'embrayage est alors en liaison par l'intermédiaire d'une bielle avec la partie menante ou motrice de l'embrayage.
Les bielles ont une position et une conformation telles que les joues d'embrayage qui y sont reliées forment en position de repos (marche à vide) à peu près un cercle fermé, dont les deux demi-cercles se déplacent quelque peu l'un par rapport à l'autre au début de la mise en marche, sous l'effet de la force centrifuge, les joues étant, par l'effet de commande ou de direction des bielles, amenées à s'appuyer par une de leurs moitiés contre le tambour d'embrayage, lorsque le nombre de tours du moteur augmente, (début du processus d'embrayage) de sorte que le tambour d'embrayage re- çoive, finalement un mouvement de rotation puis soit calé (bloqué) contre la joue d'embrayage (embrayage définitif).
Par la position et la conformation particulières des bielles et des joues d'embrayage, ces dernières prennent, lors de leur déblocage intervenu au moment où on coupe les gaz, (débit du débrayage), une position opposée par rapport à celle qu'elles occupent au démarrage, après quoi leurs parties qui jusqu' alors n'étaient pas venu coopérer avec le tambour sont à leur tour, par suite du guidage par les bielles sous l'effet de la force centrifuge se manifestant de nouveau, amenées à coopérer avec le tambour d'embrayage et finalement bloqués contre celui-ci (embrayage rétabli pour le freinage par le moteur).
L'agencement des joues d'embrayage et des bielles est d'ailleurs tel qu'après suppression complète des gaz et diminution correspondante de la vitesse de la voiture, les joues, sous l'effet de ressorts à boudin agissant à l'encontre de la force centrifuge, sont repoussées finalement à leur position initiale (marche à vide) - (Débrayage).
On a trouvé que le fonctionnement de l'embrayage suivant l'in- vntion est particulièrement favorable lorsque les centres des arbres de pivotement des deux paires de bielles qui se trouvent d'un côté de l'embrayage
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se trouvent sensiblement sur une droite, en position de marche à vide. Dans une forme de réalisation préférée, l'agencement est tel que les centres des arbres de pivotement extérieurs des bielles, forment les sommets d'un carré.
On arrive par là à ce que, lors de l'engagement de l'embrayage, les joues d'embrayage arrivent sûrement par toute leur surface à coopérer avec la face interne du tambour d'embrayage, même si la garniture des joues s'était usée au cours du temps.
D'autres particularités de l'invention résultent de la des- cription subséquente des exemples de formes de réalisation représentées sur les dessins. On voit, en - figure 1, une coupe transversale de la figure 2 suivant la direction A-A; - figure 2, une vue de la figure 1 et une coupe partielle suivant B-B lorsque l'embrayage est desserré (marche à vide).
- figure 3 , une coupe en direction C-C dans un raccordement de bielles; - figures 4 - 7, des représentations schématiques des différentes positions des joues d'embrayage en marche à vide (figure 4), en position de démarrage (figure 5), en position de pleine marche (figure 6), en position de plein freinage (7) ; - figure 8, une vue correspondant à la figure 2, pour une autre forme de réalisation.
L'embrayage comprend un carter 1 qui contient toutes les pièces de l'embrayage et qui est monté à rotation, par des paliers à billes 8, sur un arbre creux 9 qui est glissé sur l'arbre entraîné (arbre de la transmission) non montré et qui lui est relié par la denture à rainures 10.
L'arbre creux 9 est relié de manière fixe au tambour d'embrayage 11, respectivement est fait d'une pièce avec lui. Le tambour d'embrayage 11 peut tourner librement dans la chambre 4.
En outre on a prévu un levier 18 à deux branches, qui est monté à rotation, avantageusement par l'intermédiaire d'un palier à billes 110, sur l'arbre creux 9, et qui se trouve entre les deux segments de guidage 13 des joues d'embrayage 17. Les segments de guidage 13 sont reliés à demeure à une plaque support 3 se trouvant dans le carter 1, plaque qui est fixée au carter 1. par exemple au couvercle 76 du carter, par exemple au moyen de vis engagées dans les trous 205.
Les joues d'embrayage 17 ont, comme le dessin le fait voir, une section transversale en T et s'engagent par leur âme dans des fentes 14 qui se trouvent dans les segments de guidage 13.
Comme le montrent les figures 2 et 4-7, on a prévu deux joues d'embrayage 17 de forme à peu près semi-circulaire, qui présentent à leur périphérie des garnitures de frottement 16. Les deux joues d'embrayage 17 présentent peu près en leur milieu une cassure légère, non aiguë, 111, qui la divise en parties d'égale longueur 17a et 17b.
Les bielles 21, 80 sont avantageusement de longueur inégale, par exemple les bielles 21 sont plus longues,que les bielles 80. Elles sent reliées à articulation aux extrémités des joues d'embrayage 17, les paires de bielles 21, respectivement 80, montées sur une joue 17 étant agencées de manière à osciller toujours parallèlement l'une à l'autre. Les bielles 80 sont alors fixées, par le boulon d'articulation 79, à la partie de joue d'embrayage 17a, et reliées à pivotement, autour, chaque fois, d'un point d'ar- ticulation 15, dans les segments de guidage 13, à la plaque de base.
Les bielles 21 sont liées par des pivots ou points d'articulation 20, de manière à permettre la rotation à la partie de joue d'embrayage 17a et en outre, par l'intermédiaire des articulations 20a, aux extrémi-
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tés des bras du levier à deux branches 18. Avantageusement, les bielles 21 pénètrent dans des évidements 22,en forme de poches, des bras du levier 18, ce qui donne lieu à une construction ramassée, but auquel servent également. les évidements 78 prévus dans la partie centrale des segments de guidage 13 et la partie centrale en retrait 77, du tambour d'embrayage 11.
Le levier à deux branches 18 est soumis à l'action de ressorts 19 qui agissent en sens contraire à la force centrifuge, ce qui assure une application douce des joues d'embrayage 17 contre le tambour. Les ressorts 19 sont guidés avantageusement dans des évidements 107, 108 des segments de guidage 13 et des bras du levier 18.
Avantageusement, la force des ressorts 19 est choisie telle qu'elle soit adaptée au nombre de tours du moteur à considérer dans chaque cas. Mais on peut aussi adapter la forme du dispositif suivant l'inventicn à tout moteur de façon telle que, avant l'incorporation du dispositif, tout en employant les mêmes ressorts 19, on introduise un ou plusieurs disques (épaisseurs) de mise au point 109 dans les évidements 107, respectivement 108.
Dans les parois frontales des segments de guidage 13, on met avantageusement des amortisseurs élastiques 23, par exemple des amortisseurs en caoutchouc 23, qui amortissent les vibrations du levier 18 se produisant lorsque l'on débraye le dispositif.
Par différence avec la forme de réalisation décrite jusqu'à présent et représentée au dessin, on peut aussi, le cas échéant, supprimer le levier à deux branches 18. Alors les bielles 21 s'accrochant à ce levier sont reliées à rotation et déplaçable avec les segments de guidage 13 ou la plaque-support 3 ou en cas d'absence de celle-ci, avec le couvercle de carter 76. Dans ce but, les extrémités des bielles 21 s'adaptant par une fente sur un boulon ou analogue fixé chaque fois auxdites pièces, boulon autour duquel elles peuvent tourner et par rapport auquel elles peuvent se déplacer en raison de l'agencement à fente.
Alors les ressorts 19 peuvent servir au freinage des bielles 21 pendant que s'écartent les joues d'embrayage 17, lorsque par exemple ils sont agencés de telle façon qu'ils s'attaquent aux extrémités des bielles qui ne sont pas reliées aux joues d'embrayage 17.
Lors du retour des joues d'embrayage 17 et par suite lors du rappel des bielles 21, les ressorts 19 servent de ressorts amortisseurs.
Les guidages 13, les joues d'embrayage 17 et les bielles 21, 80 et le levier à deux branches 18 peuvent avec la plaquesupport 3 être retirés ensemble du carter 1, de sorte que le montage et le démontage de l'enbrayage, par exemple lors de réparations, peuvent se faire facilement et vite.
Par différence avec la forme de réalisation représentée, la plaque support 3 peut manquer aussi.. Alors les guidages 13 sont fixés au couvercle du carter, dans lequel sont vissés aussi les points d'articulation 15, par exemple, en sorte que les guidages 13, les bielles 21, 80 et le levier 18 peuvent être enlevés ensemble avec le couvercle 76.
Si on le désirait, on pourrait prévoir dans le carter d'embrayage 1 et dans le tambour d'embrayage 11 des ouvertures 103, 104, 106 ce qui permet l'arrivée d'air extérieur dans l'embrayage et en permet le re- froidissement.
L'embrayage fonctionne comme suit :
Le carter-d'embrayage 1, relié à la partie menante, de préfé- rence le volant du moteur, entraîne, lors de sa rotation provoquée par le moteur, (voir sens de la flèche aux figures 2,4 - 7) les joues d'embrayage 17 par les joints d'articulation 15 et les bielles 80. Par suite de la force centrifuge, les joues d'embrayage se déplàcent vers l'extérieur, c'est-àdire contre la périphérie intérieure du tambour d'embrayage 11,qui provisoi- rement est encore immobile et qui est relié par l'arbre creux 9 à l'arbre
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entraîne (arbre de la transmission).
Lors de ce mouvement des joues d'em- brayage 17, les bielles 80 tournent aussi vers l'extérieur autour des points d'articulation 15 liés de manière à ne pouvoir reculer aux segments de gui- dage 13 et reliés ainsi aussi au carter d'embrayage 1, tandis que les biel- les 21 entraînent le levier à deux branches 18 et tournent autour de l'arbre creux 9. Par suite de ce mouvement, les joues d'embrayage 17 passent de la position de repos correspondant à une forme circulaire (marche à vide, figu- re 4), au début de la position de travail, une partie de la moitié active 17b s'appliquant d'abord doucement, grâce aux bielles 80, contre le pourtour intérieur du tambour d'embrayage. L'embrayage est en postion active (figure 5).
Lorsque le nombre de tours continue à augmenter, les parties à appliquer de la moitié de joue 17b reculent, respectivement roulent de ma- nière correspondante sur la face intérieure du tambour, jusqu'à ce que soit vaincue la résistance du tambour d'embrayage encore immobile et relié à la transmission,les parties coudées ili s'appliquent fermement contre le tambour et à présent l'effet de frottement entre la joue et le tambour commence à se faire sentir. A cet instant, la moitié de joue d'embrayage 17a s'applique contre la paroi du tambour et se bloque toujours plus solidement à celle-ci, jusqu'à ce que finalement toutes les parties tournent à la même vi.tesse. Ainsi, avec certitude, tout glissement dans l'embrayage est supprimé. L'embrayage est serré (figure 6).
Le desserrage, respectivement le dégagement (ou débrayage) du dispositif d'embrayage se fait suivant une série d'opérations inverse lorsque diminue le nombre de tours du moteur. Lorsqu'on étrangle le passage des gaz, la vitesse de rotation du carter d'embrayage 1 diminue. Ce carter est donc retenu. De ce fait les joues d'embrayage sont retenues aussi. D'ailleurs la force centrifuge tombe aussi avec la vitesse. Le véhicule conserve encore cependant la vitesse supérieure qui lui a été communiquée et fait tourner de façon correspondante, en sens avant, l'arbre de transmission de sorte qu'en d'autres termes il tend à s'apposer à la brusque diminution de vitesse consécutive à l'étranglement du passage des gaz.
Sous l'effet de ces deux forces s'exerçant en sens contraire, les joues d'embrayage, après suppression du blocage, se détachent peu à peu de la périphérie du tambour jusqu'à ce que relativement une petite portion seulement de la partie de joue d'accouplement 17a s'applique encore au tambour. A cet instant, les joues sont pressées par les bielles 21 en sens contraire, tendant à s'écarter du tambour qui continue à tourner, de sorte qu'à présent elles appliquent à la paroi du tambour les parties de leur moitié 17b. Par suite du frottement il se produit alors automatiquement un nouveau calage ou blocage, dans lequel à présent toutefois la diminution du nombre de tours du moteur agit comme freinage par le moteur.
(figure 7). Si la poussée du véhicule diminue assez pour que le nombre de tours de la transmission de- @ vienne égale au nombre de tours du moteur marchant à vide, le blocage de freinage se desserre en sorte que maintenant les joues d'embrayage 17 sont pressée en position de repos par les ressorts 19 (figure 4).
La figure 8 montre une forme de réalisation dans laquelle les bielles 21, 80 sont agencées de telle sorte que les centres des arbres de rotation 20,20a, 15,79 de chaque fois une des paires de bielles se trouvant du même côté de l'embrayage se trouvent alignés, en position de marche à vide, sur une droite C-D respectivement EF, et que les centres des arbres de rotation extérieurs 20, 79 forment les sommets d'un carré.
Comme la figure permet de le voir, le centre III d'où part le rayon de la surface interne du tambour, ne recouvre pas les centres II, IIa, dont partent les rayons des surfaces extérieures des joues, en position de marche à vide. Lorsque les joues d'embrayage ne sont pas usées, ces centres se déplacent cependant en passant de la position de marche à vide à la position de travail (position active), en sorte que les trois centres viennent alors à se recouvrir. En cas d'usure de la garniture d'embrayage, les centres II, lIa sont pour toutes les positions décalés légèrement vers l'extérieur par
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rapport au centre III.
Comme la figure 8 permet de le constater, les deux extrémités voisines chaque fois des joues d'embrayage 17 sont placées symétriquement, en position de marche à vide, de part et d'autre de la droite de liaison G - H prolongée qui passe par les centres des arbres d'articulation 20a des deux bielles 21. Par le fonctionnement de l'embrayage celles-ci sont aussi bien basculées un peu, qu'elles sont déplacées un peu par suite du mouvement du levier 18.
L'agencement suivant la figure 8 assure que dans l'engagement ou serrage de l'embrayage les joues d'embrayage viennent en contact pari toute leur surface avec la face intérieure du tambour d'embrayage, même lorsque leur revêtement ou garnjture s'use au cours du temps. Par là l'effet de l'embrayage est accru et en outre il y a répartition uniforme de la chaleur produite par suite du frottement entre la garniture d'embrayage 16 et la paroi intérieure du tambour. Au surplus l'usure des surfaces d'embrayage est moindre et plus uniforme. Même avec usure de la garniture, on évite tout patinage avec certitude. Après usure complète de la garniture d'embrayage, la constance de la prise de l'embrayage et l'élimination de tout patinage disparaissant naturellement.
Malgré cela on peut employer encore le dispositif, si l'on peut atteindre, en roulant avec précautions, le prochain lieu de réparation, pour y faire remplacer la garniture d'embrayage.
Pour faciliter l'usinage et le remplacement du tambour 11 avec sa partie centrale 77, ces organes sont avantageusement faits en deux pièces, qui peuvent être assemblées éventuellement par rivure ou analogue.
Pour avoir une bonne aération et en même temps une bonne économie du matériau, on a prévu, suivant la présente invention, plusieurs alésages 112 dans les segments 13 et la paroi du carter 76.
Si on le désire, on peut pratiquer dans le carter 4?embrayage 1 et dans le tambour d'embrayage Il des évidements 103, 104,106 par lesquels de l'air extérieur peut arriver dans l'embrayage, et le refroidir.
Les avantages suivants peuvent être obtenus avec le dispositif suivant l'dnvention.
L'incorporation de l'embrayage peut se faire facilement et simplement en remplacement de l'ancien embrayage dans chaque voiture nouvelle ou en exploitation, qu'il s'agisse de voitures pour personnes ou pour marchandises, tracteurs, omnibus, moteurs Diesel et moteurs électriques etc... Pour cela il suffit d'adapter le dispositif au volant du moteur.
Le dispositif a toujours la même grandeur que l'embrayage utilisé jusqu'à présent. Gomme l'embrayage travaille de manière tout-à-fait indépendante, il n'est plus besoin de la timonnerie d'embrayage, en particulier le levier commandé au pied, en,sorte que la possibilité de conduire est donnée en particulier à ceux dont les jambes sont déficientes, et que tout conducteur en reçoit le sentiment de sécurité nécessaire à celui qui participe à la circulation.
Le dispositif suivant l'invention travaille entièrement à sec, il n'exige aucune surveillance ni aucun graissage et fonctionne, après son montage, de manière telle qu'il n'exige plus aucun réglage subsidiaire ni aucune modification technique..
Le dispositif suivant l'invention représente un embrayage tournant qui est adapté aux couples du moteur, en sorte qu'une transmissim de force naturelle et une pleine utilisation de la puissance motrice sont rendus possibles. Le moteur est mis en route, séparé entièrement de la transmission à entraîner et peut ainsi plus facilement être mis en route à froid. Il en résulte un ménagement important de la batterie, moins de fatigue pour le démarreur et un départ immédiat du moteur. On-ne peut non plus surcharger le moteur au démarrage, de sorte que le moteur ne crie pas au démarrage.
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Lorsque le moteur tourne à vide, on peut avoir, dans les vé- hicules à moteur, un passage sans bruit de toutes les vitesses, car à vide le moteur est automatiquement isolé de la transmission.
Lorsque on donne des gaz, 1?embrayage s'engage automatiquement d'après le réglage adopté une fois pour toutes, avant le montage, sur la ba- se d'un certain nombre de tours du moteur. Par suite, une surcharge du mo- teur est impossible, car en cas de surcharge 1?embrayage se dégage automa- tiquement. Par suite, il ne peut y avoir non plus de calage du moteur, même si une vitesse est engagée. Par l'embrayage automatique, on arrive à une appréciable économie de combustible.
Le dispositif suivant l'invention s'avère particulièrement avantageux pour le trafic urbain car il n'y a qu'à se servir de l'acc éléra- teur et du frein au pied. Il en résulte une conduite commode, tranquille et par suite sûre. A l'arrêt du véhicule, il n'est pas nécessaire de déga- ger la combinaison dans laquelle on se trouve. On peut engager la combinai- son désirée à l'arrêt et on obtient de ce fait une possibilité de démarrage immédiat rapide.
Le dispositif suivant l'invention permet un démarrage doux et en fait indépendant des caractères du sol et de la combinaison de vitesse choisie. Elle diminue par ailleurs le danger de dérapage en freinant sur terrain mouillé ou sur le verglas, ainsi qu'en cas de danger. On arrive à ce résultat par le fait qu'à l'instant du freinage il ne peut y avoir séparation du moteur et de la transmission, et que par conséquent le moteur reste toujours utilisable, même en cas de freinage brusque.
Enfin, l'embrayage suivant l'invention présente encore ce grand avantage que les bonnes propriétés du freinage par le moteur, par eem- ple pour des instants de danger ou lorsque on veut intentionnellement ménager le frein au pied, sont complètement conservés.
L'usure aux surfaces de frottement est pratiquement négligeable. Dans des essais comparatifs qui ont été effectués, et quj se sont étendus sur plus de 25.000 km. comprenant des trajets urbains, routiers et en campagne, avec différents conducteurs et dans des conditions de sollicitations exceptionnelles, on n'a pu déterminer aux surfaces de frottement qu'une usure à peine mesurable.
Le dispositif suivant l'invention n'est cependant pas seulement employable comme embrayage pour des véhicules à moteur, mais il peut aussi être employé avantageusement partout où il faut d'importantes transmissions de force.
REVENDICATIONS.
-------------- 1. Dispositif d'embrayage avec éléments d'embrayage du genre de joues de frein intérieures, caractérisé en ce que toutes les parties d'embrayage sont logées dans un carter (1) en deux parties relié au dispositif entraîneur (moteur), qui est monté sur la partie entraînée du dispositif d'em- brayage, qui se termine par un arbre.