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P.M. GIRI DE TERRAMALA. résidant à BERKSHIRE (Gde Bretagne).
PERFECTIONNEMENTS AUX EMBRAYAGES A FRICTION.
La présente invention est relative à un embrayage à friction du type agencé pour transmettre une couple d'un arbre à un autre arbre coaxial à l'arbre mentionné en premier lieuo Un embrayage conforme à la présente invention est capable de transmettre un coupe élevépar rapport à ses di- mensions,au surplus, il peut être maintenu désaccouplé ou débrayé pendant des périodes prolongées sans que se produise une usure indue, tandis qu' il peut comporter des moyens grâce auxquels un re-accouplement ou re-em- brayage se fait toujours sans choc et des moyens, grâce auxquels, lorsque les parties coopérantes de l'embrayage sont en synchronisme, un tel re-ac- couplement de ces parties s'effectue rapidement.
Un embrayage suivant la présente invention convient particulièrement pour être utilisé dans les ap- pareils de transmission d'énergie pour un véhicule, comportant un conver- tisseur de couple hydraulique et un engrenage mécanique et peut avantageu- sement être placé entre la turbine du convertisseur de couple et l'arbre d'entrée de l'engrenage mécanique, ce dernier pouvant être du type épicy- cloïdal ou planétaire. Dans un tel cas, l'embrayage peut avoir a transmet- tre un couple s'élevant ou 3 fois ou à plus de 3 fois le couple maximum engendré par le moteur, mais doit néanmoins fonctionner de manière unifome même lorsqu'il est actionné par un conducteur peu habile.
La présente invention concerne un embrayage à friction du type spécifié, dans lequel un arbre est relié à deux éléments "co-rotatifs", a- gencés de manière à se rapprocher et à s'éloigner l'un de l'autre dans une direction axiale, ce déplacement relatif dans au moins une direction étant produit par l'emploi d'un fluide sous pression, lequel fluide de commande exerce une pression sur chacun des deux éléments corotatifs respectivement dans des directions opposées, tandis que l'autre arbre est relié à un troi- sième élément, l'agencement étant tel que, lorsque les deux éléments co-
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rotatifs se déplacent l'un par rapport à l'autre, un accouplement ou un désaccouplement à friction se fait entre les deux éléments co-rotatifs et le troisième élément.
Par l'expression "éléments co-rotatifs", on en- tend que les deux éléments tournent toujours ensemble en synchronisme.
Suivant une forme d'exécution de la présente invention, une partie d'un des deux éléments co-rotatifs affecte la forme d'un cylindre, tandis qu' une partie de l'autre élément co-rotatif affecte la forme d'un piston coo- pérant, le fluide de commande étant introduit dans le cylindre,de manière à. provoquer un déplacement relatif entre le piston et le cylindre. Le troi- sième élément est, de préférence, disposé entre les deux éléments co-rota- tifs. Les deux éléments co-rotatifs peuvent être reliés à l'arbre d'entrée de l'embrayage, auquel cas le troisième élément est relié à l'arbre de sor- tie.
Dans un agencement avantageux, les deux éléments co-rotatifs peuvent être amenés à s'approcher l'un de l'autre et à saisir entre eux le troisième élément, sous l'influence d'un ressort (ce terme englobe un certain nombre de ressorts en combinaison); en sorte que l'embrayage est accouplé ou em- brayé, tandis que le débrayage peut être obtenu par introduction de fluide sous pression, qui surmonte la force du ressort et amène les deux éléments co-rotatifs à se séparer et à libérer ainsi le troisième élément, mais l' invention n'est pas limitée à cet agencement particulier.
Suivant une autre particularité de l'invention, un dispositif de commande est prévu grâce auquel les éléments d'embrayage doit être ac- couplés lentement, si l'arbre menant et l'arbre mené tournent à des vitesses sensiblement différentes, mais grâce auxquels si un renversement du mouve- ment relatif entre l'arbre menant et l'arbre mené se produit, de telle sor- te que, pendant au moins une courte période, leurs vitesses sont sensible- ment les mêmes, un accouplement rapide desdits éléments peut être obtenu,
D'autres particularités de l'invention res sortiront de la des- cription détaillée suivante d'une forme d'exécution de l'invention, choisie à titre d'exemple, et des revendications.
Dans les dessins ci-annexés : - la figure 1 est une coupe d'un embrayage suivant la présente invention ; - la figure 2 est une coupe, suivant la ligne A-A de la figure 1, des moyens de synchronisation, qui sont représentés dans une position limite, et - la figure 3 est une vue similaire à celle de la figure 2, mais montrant les moyens de synchronisation dans l'autre position limite.
La notation de référence 1 désigne une partie du châssis fixe, dans lequel l'embrayage est supporté. Sur l'arbre (non représenté) entrai- népar le moteur est claveté un élément 3,3, supporté dans le châssis 1 par un palier appropriéla, de façon que l'élément 3 tourne toujours avec l'arbre d'entrée, mais soit capable de se déplacer par rapport à cet arbre dans ]a direction axiale. Un élément 4,4 est relié, par des clavettes in- diquées en 5 et disposées près de la périphérie de l'embrayage, à l'élément 3, en sorte que ces éléments peuvent se rapprocher et s'éloigner l'un de l'autre dans la direction axiale, mais tournent toujours ensemble en syn- chronisme. Les éléments 2 et 4 sont désignés dans le présent mémoire com- me étant des éléments co-rotatifs.
Une pièce de prolongement 6 est vissée ou autrement assujettie en 3a à l'élément 3, tandis qu'une fourrure annulaire 7 est disposée dans ladite pièce 6. Le but de cette fourrure sera expliqué ci-après.
Un ressort hélicoïdal 8 est logé dans une cavité 4a de forme appropriée, ménagée dans la paroi extérieure de l'élément 4 etest mainte- nu entre la base de ladite cavité 4a et la pièce 6, ledit ressort tendant à écarter ces pièces l'une de l'autre et ainsi à amener les faces de fric- tion conique 3b et 4b des éléments 3 et 4 à s'approcher l'une de l'autre.
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Un élément 9,9 est claveté sur l'arbre de sortie 10, qui est supporté dans le palier 11. L'élément 9 présente une partie conique 9a revêtue de chaque côté d'une matière de friction 9b destinée à réaliser un contact à friction avec les faces de friction 3b et 412 des éléments 3 et 4 respectivement, de manière à mettre l'embrayage en prise et à provoquer la transmission d'éner- gie de l'arbre d'entrée à l'arbre de sortie 10. La conicité des parties coniques susmentionnées peut être faible, par exemple de 15 ,'étant donné que dans un embrayage suivant la présente invention, un mouvement de dé- brayage ou de désaccouplement ample peut être prévu pour assurer un dé- brayage complet nonobstant un angle de conicité aussi faible des dites par- ties coniques.
Une partie 3c de la face interne de l'élément 3 affecte la for- me d'un oylindre et coopère avec une partie 4c de la surface extérieure de l'élément 4, qui agit comme piston, un anneau d'étanchéité approprié 12 ou un dispositif analogue étant interposé entre les deux éléments, de façon à former un joint étanche aux fluideso Des ouvertures 13 sont ménagées dans l'élément 9, de manière à permettre à un fluide de s'écouler librement d'un côté dudit élément 9 à l'autre côté.
Pour amener l'embrayage hors service, un fluide sous pression est introduit dans l'espace ménagé entre les éléments 3 et 4, de façon à amener les faces de friction 3b et 4b de ces éléments à s'écarter l'une de l'autre. Ceci peut avantageusement se faire en conduisant le fluide d' une source d'alimentation appropriée (non représentée, mais pouvant, par exemple, être constituée par une pompe auxiliaire) par un conduit lb formé dans l'élément 1 et par des conduits 3d ménagés dans l'élément 3. Un élé- ment annulaire d'étanchéité anti-friction 2 est prévu entre l'élément 1 et l'élément 3. Le fluide entre dans l'intervalle entre les éléments 3 et 4, en passant par un clapet annulaire 14.
Les extrémités des conduits 3d communiquent avec des rainures annulaires interrompues 3e constituant des orifices pour le passage de liquide, ménagés dans la face de l'élément 3 et équidistants l'un de l'autre, comme montré aux figures 2 et 3. Le cla- pet 14 et un siège pour ce clapet formé sur la face de l'élément 3 sont agencés de façon que le clapet soit porté par l'élément 3 et recouvre les rainures 3e, lorsqu'il est appliqué sur son siège. Le clapet est capable de tourner partiellement par rapport à l'élément 3.
Cette rotation est li- mitée par des languettes radiales 14a portées par le clapet, coopérant avec des pattes 3f portées par l'élément de support 3, lesquelles pattes 3f s'é- tendent radialement vers l'intérieur.A la figure 2, le clapet 14 est repré- senté dans une'position, dans laquelle il a tourné dans le sens des aiguil- les d'une montre par rapport à l'élément de support 3 jusqu'à une position limite,tandis qu'à la-figure 3 le clapet est représenté dans une position dans laquelle il a tourné en sens inverse à celui des aiguilles d'une mon- tre par rapport à l'élément de support 3 jusque dans l'autre position li- mite.
Le clapet 14 présente des orifices 14b et les languettes 14a, les pattes 3f, les rainures 3e et les orifices 14b sont disposés et agencés, de façon que, dans une position limite.les orifices 1411' ne soient pas en concordance avec les rainures 3e, mais dans les positions intermédiaires du clapet, les orifices 14b sont entièrement en concordance avec les rai- nures 3e.
Par l'expression "capable de tourner partiellement " on entend dans n'importe quelle forme d'exécution, que l'amplitude de la rotation relative entre le clapet et l'élément de support 3 est toujours inférieure à une révolution et est telle que chaque orifice 14b (ou l'orifice, si on n'en prévoit qu'un) est amené d'une position, dans laquelle il est décalé par rapport à une extrémité de la rainure correspondante 3e ou dans la- quelle il recouvre juste cette extrémité de la rainure correspondante 3e jusqu'à une position, dans laquelle il est décalé par rapport à l'autre extrémité de cette rainure ou dans laquelle il recouvre juste cette autre extrémité de cette rainure.
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Le clapet 14 est relié à rotation à un élément coaxial 16 par des clavettes 14c, ledit élément 16 étant appliqué à friction contre l'é- lément 9. Le ressort 15 est disposéentre les éléments 14 et 16 et l'agen- cement est tel que, tandis que le ressort 15 tend à maintenir les éléments 14 et 16 constamment en contact avec les éléments 3 et 9 respectivement, un mouvement relatif dans la direction axiale entre les éléments 3 et 9 est produit par un mouvement relatif similaire dans ladirection axiale entre les éléments 14 et 16. La force de friction entre l'élément 16 et l'élé- ment 9 est rendue supérieure à la force de friction entre Isolément 14 et l'élément 3, par exemple en rendant, dans le premier cas, la surface de contact plus étendue que dans le dernier cas.
Les parties décrites jusqu'à présent fonctionnent comme suit
On suppose que l'arbre d'entrée et, dès lors aussi, l'élément 3 sont entraînés par un moteur et que l'embrayage est embrayé, les faces de friction 3b et 4b étant appliquées contre la matière de friction fixée sur les deux faces coniques coopérantes de l'élément 9 ; suppose, par ailleurs, que l'on désire désaccoupler les éléments de l'embrayage, afin de changer le rapport d'un variateur de vitesse mécanique, auquel l'arbre de sortie 10 est connecté. Un fluide sous pression est amené par les con- duits lb et 3d dans les orifices ou rainures 3e. Le clapet 14 est levé par le passage de fluide et la pression du fluide a pour effet de séparer les éléments 3 et 4 l'un de l'autre, ce qui libère l'élément 9 vis-à-vis des éléments 3 et 4.
Ainsi, l'arbre 10 se déconnecte de l'arbre d'entrée.
Lorsque la poussée ou pression de débrayage a été absorbée d'une manière intérieurement équilibrée, l'embrayage peut rester hors service pendant des périodes prolongées, sans risque d'usure indue et, dans le cas où. un véhi- cule est équipé à l'aide d'un tel embrayage, le véhicule peut être laissé à l'arrêt, simplement en débrayant ou en désaccouplant les éléments de 1' embrayage. Afin de prévenir un accouplement accidentel des éléments de l'embrayage, on peut continuer à alimenter l'embrayage à l'aide du fluide sous pression, de manière à compenser les fuites éventuelles, pendant tou- te la périodes durant laquelle l'embrayage doit rester hors service. En général, bien que désaccouplés, l'arbre d'entrée et l'arbre de sortie con- tinueront à tourner, mais à des vitesses différentes.
On suppose que 1' arbre 10 tourne à présent, grâce aux variateur de vitesse mécanique y as- socié, à une vitesse plus élevée que celle à laquelle l'arbre d'entrée tourne sous l'influence du moteur et que le sens de rotation est le sens dextrorsum,lorsqu'on considère la figure 2. Dans ces conditions, l'élé- ment 16 tendra à faire tourner:le -clapet 14 dans le sens dextrorsum, de ma- nière à. l'amener dans la position montrée à la figure 2. Un glissement se produira alors entre l'élément 9 et l'élément 16. Lorsqu'on désire remet- tre l'embrayage en service, on relâche la pression du fluide en un point approprié, de façon que le fluide se trouvant dans le conduit 1 ne soit plus soumis à une pression quelconque.
L'action du ressort 8 tendra alois à amener les éléments 3 et 4 et, dès lors, les faces 3b et 4b à se rappro- cher l'un de l'autre, le fluide devant être chassé de l'intervalle entre les éléments 3 et 4, afin de permettre un reaccouplement des éléments 3 et 4 avec l'élément complémentaire 9. Le clapet 14 vient alors s'appliquer fermement sur son élément de support 3, de manière à recouvrir les orifi- ces ou rainures 3e, sauf la petite ouverture, qui peut subsister du fait que les orifices 14b recouvrent les extrémités des rainures 3e.
Le fluide ne s'échappera par conséquent que lentement, la vitesse réelle d'échappe- ment dépendant du fait que les orifices 14b sont entièrement décalés par rapport aux rainures 3e, en sorte que l'échappement sera très lent, parce qu'il est entièrement dû à une fuite, ou du fait qu'un certain recouvre- ment a été assuré entre les orifices et les extrémités des rainures. L'em- brayage est ainsi lentement ramené en service et le degré dudit recouvre- ment (s'il en existe un) sera prédéterminé de façon à assurer toujours un accouplement suffisamment lent des éléments de l'embrayage pour que, compte tenu de la nature de l'appareil dans son ensemble, tout choc indu soit évité
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lors de la remise en service de l'embrayage.
Si, après le relâchement de la pression du fluide, mais avant que les éléments de l'embrayage soient entièrement accouplés, l'arbre d'entrée et, dès lors, l'élément 3 sont ac- célérés jusqu'à tourner à une vitesse juste supérieure à celle de l'arbre
10,ce dernier subira une rotation relative en sens inverseà celui des ai- guilles d'une montre et le clapet 14 subira également une rotation en sens inverse à celui des aiguilles d'une montre, de manière à mettre les orifi- ces 1412 pleinement en correspondance avec les rainures 3e,. Le fluide s' échappera alors librement et rapidement et l'embrayage sera remis en ser- vice très rapidement, mais sans choc, étant donné que les éléments 3,4 et 9 tournent sensiblement à la même vitesse.
Un accouplement sans choc des éléments de l'embrayage sera similairement obtenu, si, lors du désac- coup3ement, l'arbre d'entrée et l'élément 3 tournent plus vite que l'arbre
10, la position du clapet, lorsque les éléments de l'embrayage sont désac- couplés, étant dans ce cas celle montrée à la figure 3.
Les éléments 3 et 4 sont, de préférence, agencés de façon que la pression totale exercée sur chacun d'eux par le fluide soit égale et opposée, en sorte que ces éléments se déplacent simultanément et dans la même mesure. L'amplitude permise de ces déplacements est contrôlée par les intervalles 17 et 18 entre l'élément 3 et l'élément 2 et entre l'élé- ment 4 et l'élément adjacent 19 respectivement. L'élément 9 est, de pré- férence, monté de manière à être incapable de se déplacer axialement.
Le but de la fourrure annulaire 7 est de permettre à une quan- tité de fluide d'être retenue entre cette fourrure et l'élément 4. Lors- que l'embrayage tourne, ce fluide retenu est mis sous pression par l'ac- tion de la force centrifuge et la pression de fluide ainsi engendrée tend à renforcer l'effet du ressort 8 de façon à neutraliser la tendance du fluide se trouvant entre les éléments 3 et 4 à provoquer le désaccouple- ment des éléments de l'embrayage, lorsque ce fluide est soumis à la force centrifuge.
On observera que, dans la forme d'exécution décrite et illus- trée, le ressort 8, qui est retenu entre la paroi extérieure de l'élément 4 et la pièce 6 assujettie à l'élément 3, est disposé entièrement à l'ex- térieur de l'intervalle ménagé entre les éléments 3 et 4, intervalle dans lequel du fluide sous pression est introduit et hors duquel le fluide est admis à s'échapper, pour actionner l'embrayage. Dans la suite du présent mémoire, l'intervalle en question est appelé "la chambre de commande".
En conséquence, les dimensions et la configuration du ressort sont indépen- dantes des dimensions de la chambre de commande. Par ailleurs, le ressort peut être très fort, étant donné qu'une force intense peut être exercée par le fluide de commande pour surmonter la force d'un fort ressort et pour désaccoupler les éléments de l'embrayage, cette force étant exercée d'une manière sensiblement exempte de frottement. La possibilité d'utilisation d'un ressort très fort et d'une faible conicité des surfaces de friction permet à un embrayage suivant la présente invention d'être agencé pour transmettre un couple élevé par rapport à ses dimensions, si on le compare à un embrayage de construction normale.
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