FR2489908A1 - Embrayage a friction - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN EMBRAYAGE A FRICTION COMPORTANT UN RESSORT ANNULAIRE COMPRIME ENTRE UN CARTER ET PLUSIEURS LEVIERS DE DEGAGEMENT MONTES EXTERIEUREMENT. LE RESSORT ANNULAIRE, CONSTITUE D'UNE RONDELLE BELLEVILLE 54, COMPORTE DES LANGUETTES 84 QUI COOPERENT AVEC DES EVIDEMENTS 80 SITUES SUR LA FACE EXTERIEURE DU CARTER 12 AFIN DE CENTRER LE RESSORT 54 ET DE L'EMPECHER DE TOURNER PAR RAPPORT AU CARTER 12. CE DERNIER PEUT COMPORTER UNE BUTEE CONTRE LAQUELLE LE RESSORT 54 PEUT PORTER AFIN D'INDIQUER QUE L'EMBRAYAGE EST COMPLETEMENT USE. DOMAINE D'APPLICATION : EMBRAYAGES POUR VEHICULES.

Description

L'invention concerne d'une manière générale les

embrayages à friction, et plus particulièrement un méca-

nisme de commande à levier rappelé élastiquement, des-

tiné à ces dispositifs.

Les mécanismes de commande à levier pour embrayages du type à friction nécessitent un certain espace axial pour permettre aux leviers d'effectuer leur fonction souhaitée qui est d'engager et de dégager l'embrayage. Pour réduire

la longueur axiale de l'embrayage, il est courant d'uti-

liser un ressort annulaire du type Belleville pour appli-

quer la charge élastique nécessaire. Un procédé consiste à

monter le ressort intérieurement, entre le carter de l'em-

brayage et la plaque de pression, les leviers étant dispo-

sés de manière à exercer une traction sur la plaque de pression afin de vaincre la force appliquée par le ressort

à cette plaque. Un autre procédé consiste à placer le res-

sort extérieurement, entre le carter d'embrayage et les leviers, de manière que ces derniers supportent toute la

force du ressort.

Cette dernière conception est plus souhaitable que la première citée, car le ressort est disposé totalement à l'extérieur du carter. Ceci évite tout contact entre le

ressort et la plaque de pression, ce qui empêche une conduc-

tion directe de la chaleur de la plaque de pression vers le ressort. Un autre avantage de cette disposition est que le ressort est en contact constant avec les leviers, à tout instant, que l'embrayage soit en position de dégagement ou d'engagement. Ceci évite d'avoir à ajuster avec précision les leviers ou à utiliser des moyens supplémentaires pour

empêcher les leviers de cliqueter. Dans toute forme de réa-

lisation utilisant un ressort comme décrit ci-dessus, il est essentiel de positionner convenablement le ressort par rapport aux organes de commande de l'embrayage afin qu'il

fonctionne de la manière souhaitée.

Bien qu'il existe des dispositifs permettant de faire fonctionner et de commander de façon satisfaisante

de tels ressorts, ces dispositifs sont complexes et deman-

dent un encombrement qui dépasse les volumes dont on dis-

pose à présent dans les véhicules.

L'invention concerne un mécanisme de commande d'embrayage à friction, disposé extérieurement et compre- nant plusieurs leviers de débrayage ou de dégagement, s'étendant radialement, et un-ressort annulaire disposé entre les leviers et le carter de l'embrayage. Le carter comporte des organes de support destinés à centrer et à retenir le ressort, des butées étant formées sur les organes de support afin d'empêcher le ressort de talonner lorsque

l'embrayage est complètement usé.

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: la figure 1 est une vue arrière de l'embrayage

selon l'invention, avec arrachement partiel montrant clai-

rement certaines caractéristiques; la figure 2 est une coupe suivant la ligne 2-2 de la figure 1; la figure 3 est une vue arrière partielle, à échelle agrandie, du carter et du dispositif élastique montrés sur la figure 2; la figure 4 est une coupe partielle suivant la ligne 4-4 de la figure 3; la figure 5 est une coupe partielle suivant la ligne 5-5 de la figure 3; la figure 6 est une coupe partielle, analogue à

celle de la figure 4, montrant une autre forme de réalisa-

tion de l'invention; et la figure 7 est un graphique montrant la courbe donnant la charge en fonction de la flexion du dispositif

élastique selon l'invention.

Les figures 1 et 2 représentent une forme préférée de réalisation de l'invention, et plus particulièrement un embrayage à friction indiqué globalement en 10 et centré

sur un axe X-X. Cet embrayage 10 comporte un carter annu-

laire 12 qui présente une bride périphérique I3 fixée A la face arrière d'un volant d'inertie normal 14 au moyen de plusieurs boulons 16 espacés circonférentiellement de manière que le carter 12 tourne avec le volant 14. Le car- ter 12 comporte également un rebord 18 orienté à peu près axialement et une paroi extrême 20 qui s'étend radialement vers l'intérieur du rebord 18 et qui aboutit à une rampe 22 inclinée d'un certain angle. La partie de la rampe 22 située radialement vers l'intérieur présente une ouverture

centrale 24 ménagée dans la paroi extrême 20 du carter.

Un espace annulaire 26 est délimité entre- le volant 14 et le carter 12 de manière à recevoir une plaque 28 de pression. Un disque mené 30 est destiné à être serré entre

la plaque 28 de pression et le volant 14.

Le disque mené 30 comporte un moyeu central 32 auquel est fixée une plaque 34 de support qui porte une garniture 36 de friction fixée sur les faces opposées de la partie périphérique extérieure de cette plaque 34 de

support. Le moyeu central 32 est monté au moyen de canne-

lures sur l'extrémité extérieure d'un arbre 38 d'entrée de transmission de manière que les garnitures 36 de friction soient placées entre la plaque 28 de pression et le volant 14. La liaison à cannelures permet au disque mené 30 de se déplacer librement dans la direction axiale sur l'arbre 38

d'entrée tout en tournant avec lui.

La plaque 28 de pression peut être déplacée axia-

lement pour entrer en contact avec le disque mené 30 afin de le serrer contre le volant 14 pour réaliser une liaison d'ntraînement entre les éléments rotatifs menant et mené de l'embrayage. Plusieurs pattes 40 d'entraînement, espacées circonférentiellement, relient la plaque 28 de pression au carter 12 afin qu'ils tournent ensemble et permettent un mouvement axial limité de la plaque 28 par rapport au carter

12. Les pattes 40 d'entraînement servent également de dis-

positif soulevant et éloignant du volant la plaque 28 de pression lorsque

l'embrayage 10 est amené dans sa position de dégagement.

Les extrémités opposées des pattes 40 d'entraînement sont reliées au carter 12 et à la plaque 28 de pression de

manière classique.

Un mécanisme de commande à leviers est prévu pour déplacer axialement la plaque 28 de pression par rapport au carter 12 afin de l'amener en position d'engagement

avec le disque mené 30 et de l'éloigner de cette position.

Le mécanisme de commande à leviers est disposé en tota-

lité à l'extérieur du carter 12 et il comporte plusieurs leviers 42 orientés radialement et articulés sur le carter

12 au moyen d'axes 44 de pivotement. Les extrémités exté-

rieures 46 des leviers portent chacune contre une tête 48

d'une vis 50 qui est vissée sur la plaque 28 de pression.

Des moyens élastiques sont destinés à appliquer

axialement une force d'engagement sur la plaque 28 de pres-

sion afin de tendre normalement à la déplacer vers une position d'engagement serrée avec le disque mené 30. Ces moyens élastiques sont conçus pour maintenir une pression d'engagement sensiblement constante, quelle que soit l'usure de la garniture 36 de friction du disque mené. Dans une

forme préférée de réalisation, les moyens élastiques com-

prennent une rondelle élastique annulaire 54 du type

Belleville, comprimée entre le carter 12 et les leviers 42.

La rondelle élastique 54, à l'état libre, est de forme conique comprenant une partie périphérique intérieure 60,

une partie conique intermédiaire 62 et une partie périphé-

rique extérieure 64. Les parties périphériques intérieure et extérieure 60 et 64 sont espacées axialement et se rapprochent du même plan lorsque le ressort 54-est placé sous compression. La rondelle élastique ou ressort 54 est conçu pour que sa partie périphérique intérieure 60 (fixe) réagisse contre le carter 12 et que sa partie périphérique extérieure 64 (mobile) entre en contact et se déplace avec

les leviers 42. Du fait du mouvement de la rondelle élasti-

que, la rampe 22 du carter est suffisamment inclinée pour

permettre le passage pendant le fonctionnement.

Les leviers 42 sont disposés de manière à être enfoncés, contre la force de la rondelle élastique 54, par un élément 66 de dégagement qui agit contre les extrémités intérieures 68 des leviers 42. L'action de l'élément 66 de dégagement fait pivoter les leviers 42 sur les axes 44 de manière que les extrémités extérieures 46 réagissent en déplaçant la plaque 28 de pression pour serrer le disque

mené 30 contre le volant 14.

Pour répartir uniformément la charge et les efforts de la rondelle vers les leviers 42, un collecteur annulaire est utilisé. Ce collecteur annulaire 70 présente une

section en forme de coupelle et il comprend un rebord annu-

laire 72 qui s'étend axialement et qui entoure la partie périphérique extérieure 64 de la rondelle élastique 54, et

une base annulaire 74 qui s'étend radialement vers l'inté-

rieur. La base 74 est conçue pour être placée entre la face

arrière de la rondelle élastique 54 et la face avant adja-

cente des leviers 42. Ainsi, la base 74 transmet la charge

de réaction de la rondelle élastique 54 aux leviers 42.

Cette base 74 forme un petit angle afin de ménager un cer-

tain jeu pour la partie périphérique extérieure 64 de la rondelle élastique lorsque les leviers 42 sont amenés par

pivotement vers leur position de dégagement de l'embrayage.

Le collecteur annulaire 70 présente un jeu suffi-

sant, avec la partie périphérique extérieure 64 de la ron-

delle, pour permettre à cette dernière de se déplacer libre-

ment au cours des diverses phases de fonctionnement de

l'embrayage. Etant donné que les leviers 42 sont constam-

ment en contact avec la base 74 du collecteur annulaire,

ils servent à maintenir ce collecteur annulaire 70 en posi-

tion contre la rondelle élastique 54. Si cela est souhaité,

la rondelle 54 peut agir directement contre les leviers 42.

Cependant, il est apparu qu'au lieu de concentrer la charge d'engagement directement sous les leviers 42, une répartition uniforme de la charge résulte de l'utilisation du collecteur

annulaire 70.

Des organes de retenue sont fixés au carter 12 afin de coopérer avec des organes de positionnement fixés à la rondelle élastique 54 de manière à centrer cette dernière sur l'axe X-X de l'embrayage et à empêcher tout mouvement relatif de rotation entre elle et le carter 12. Les organes de retenue

comprennent plusieurs pattes 76 espacées circonférentielle-

ment, s'étendant vers l'intérieur de la rampe 22 du carter, en direction de l'axe X-X de l'embrayage. Une lèvre 78, réalisée d'une seule pièce avec chaque patte 76, à son

extrémité intérieure, fait saillie vers l'extérieur, paral-

lèlement à l'axe X-X de l'embrayage. Comme représenté sur

la figure 4, les lèvres 78 forment des évidements 80 desti-

nés à recevoir les organes de positionnement réalisés d'une seule pièce avec la rondelle élastique 54. Les évidements délimitent des épaulements inclinés et espacés 82, formés

dans ces évidements.

Les organes de positionnement portés par la ron-

delle élastique 54 comprennent plusieurs languettes 84

espacées circonférentiellement et s'étendant vers l'inté-

rieur de la partie périphérique intérieure 60 de la rondelle élastique. Le nombre des languettes 84 est égal au nombre

des évidements 80 et leur dimension leur permet de s'ajus-

ter étroitement sur le profil des évidements 80. L'écarte-

ment est déterminé de manière à établir le jeu nécessaire pour la rondelle élastique 54 lorsqu'elle s'aplatit en cours

de fonctionnement. Les bords extérieurs espacés des extré-

mités intérieures des languettes forment des butées 86 pouvant entrer en contact avec la surface intérieure des épaulements inclinés 82 des évidements 80. Les tolérances sont telles que la surface supérieure de chaque évidement

et la surface inférieure correspondante de chaque lan-

guette 84 coopèrent pour centrer la rondelle élastique 54

sur l'axe X-X de l'embrayage. En outre, les bords exté-

rieurs espacés ou butées 86 des languettes coopèrent avec les surfaces intérieures correspondantes des épaulements inclinés 82 afin d'empêcher la rondelle élastique 54 de

tourner par rapport au carter 12.

Dans la forme de réalisation décrite jusqu'à présent, il apparaît donc que la présence des languettes 84 sur la partie périphérique intérieure 60 de la rondelle élastique accroit sensiblement la distance comprise entre le bord extérieur 64 de la rondelle élastique et le bord intérieur des languettes 84. Il en résulte unallongement

radial de la partie intermédiaire 62 de la rondelle élas-

tique, dans les positions des languettes espacées circon-

férentiellement, ce qui permet une plus grande flexion de

la rondelle élastique 54 sans augmentation de charge.

Le graphique de la figure 7 permet de comparer le comportement de la rondelle élastique 54 selon l'invention et celui d'une rondelle Belleville normale. La courbe de flexion, iftdiquée par la ligne pointillée A, correspond à une rondelle Belleville normale. A titre de comparaison, la courbe B en trait plein montre la flexion présentée par la rondelle Belleville 54 à languettes représentée sur les figures 1 à 6. La charge maximale est indiquée en P et le

tronçon de la courbe à pente négative est indi-

qué en N. Dans la forme préférée de réalisation, les bords inférieurs et intérieurs des languettes 84 de la rondelle élastique portent et agissent contre la surface extérieure des pattes 76, alors que la partie périphérique extérieure 64 de la rondelle réagit contre les faces intérieures des

leviers 42 par l'intermédiaire du collecteur annulaire 70.

Ainsi, les languettes 84 présentent plusieurs surfaces de réaction espacées circonférentiellement, situées sur le côté intérieur de la rondelle élastique 54, tandis que la

surface d'action située sur le côté extérieur est annulaire.

La figure 4 montre que la rampe 22 du carter, les pattes 76 et les lèvres 78 forment, en section droite, des branches de forme sensiblement en L, les languettes 84 de

la rondelle élastique étant logées totalement dans la zone des lèvres 78.

La figure 6 représente une variante dans laquelle une butée est réalisée d'une seule pièce avec au moins l'une des lèvres 78 pouvant s'enclencher avec les languettes 84 de la rondelle élastique afin d'indiquer l'arrivée à un état d'usure complète de l'embrayage 10. De préférence, chaque lèvre 78 doit être réalisée d'une seule pièce avec une butée afin de maintenir l'équilibre et d'assurer une indication convenable de l'usure. La butée comprend un rebord 88 qui s'étend vers l'extérieur (voir sur la figure 1, en traits pointillés). Ce rebord 88, réalisé d'une seule pièce avec une lèvre 78, est orienté dans une direction à peu près perpendiculaire à l'axe X-X de l'embrayage. Le bord intérieur de la lèvre 78, situé radialement le plus à l'extérieur, forme une butée

fixe 90 qui est conçue pour porter contre la surface exté-

rieure de la languette 84 de la rondelle élastique et pour empêcher la rondelle élastique 54 de talonner ou de prendre une position décentrée lorsque l'embrayage est

complètement usé.

Le rebord 88 est replié sous un angle prédéterminé de manière que la butée fixe 90 soit située en un point

correspondant à la position d'usure complète de l'embrayage.

Bien que le rebord 88 soit représenté comme étant orienté

perpendiculairement à l'axe X^X de l'embrayage, il est pos-

sible qu'il puisse être incliné vers un côté ou vers l'autre

afin que la butée 90 soit placée dans toute position sou-

haitée. La présence du rebord 88 et la position de la butée permettent à la rondelle élastique 54 de s'arrêter en une position qui coïncide avec la limite d'usure permise pour le disque mené 30. A ce moment, on peut ressentir, par l'intermédiaire des leviers 42, un effet de course libre ou

d'absence de charge. Ceci indique à un conducteur que l'em-

brayage est usé.

Dans la position normalement engagée de l'embrayage 10, comme montré sur la figure 2, la rondelle élastique 54 est disposée, par rapport à la partie restante du mécanisme de l'embrayage, de manière que la pression s'exerce contre ses bords périphériques intérieur et extérieur 60 et 64, respectivement. Comme indiqué, cette rondelle est assemblée

sous une compression initiale de manière que ses bords péri-

phériques intérieur et extérieur soient rapprochés axiale-

ment. Au cours d'une opération de débrayage, les bords péri-

phériques de la rondelle sont déviés davantage vers un plan commun (aplatissement), comme représenté en traits mixtes R sur la figure 6. Lorsque les garnitures 36 de friction s'usent, les parties périphériques s'écartent davantage

axialement l'une de l'autre, ce qui tend à ramener la ron-

delle élastique à l'état libre ou relâché. La position du rebord 88 et de la butée 90 portée par ce rebord est conçue de manière que la surface extérieure de la languette 84 de la rondelle élastique entre en contact avec la butée 90 et empêche la rondelle élastique 54 d'atteindre une position située au-delà de celle représentée en trait mixte W sur la figure 6. Le trait mixte W indiqué la position de la rondelle élastique 54 lorsque l'embrayage est complètement usé. Dans cette position, la rondelle élastique 54 ne peut

plus être utilisée pour appliquer élastiquement une cer-

taine force contre les côtés intérieurs des leviers 42.

Il est évident que d'autres types de rondelles élastiques annulaires peuvent être utilisés à la place du type conique représenté, par exemple des rondelles du type à encoches, à dents, à courbure, ainsi que des rondelles

du type ondulé, sous forme unique ou empilée.

Ii ressort de la description précédente que les

avantages de la présente invention résultent de l'action combinée des organes de retenue formés sur le carter 12 de l'embrayage et des organes de positionnement formés sur la rondelle élastique 54. Le dispositif est conçu de manière à réaliser une liaison fonctionnelle satisfaisante

entre les différents organes, dans un espace axial limité.

En-outre, la présence du collecteur annulaire 70 qui répartit uniformément la charge sur les leviers 42, et la présence facultative d'un indicateur d'usure confèrent d'autres

avantages à un embrayage de ce type.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'embrayage décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (12)

REVENDICATIONS

1. Embrayage à friction conçu pour réaliser une liaison d'entraînement entre des éléments rotatifs menant (14) et mené (30), cet embrayage, qui est centré sur un axe "-X)sur lequel tournent les éléments menant et mené, comprenant un carter (12) fixé à l'élément menant afin de tourner avec lui, une plaque (28) de pression reliée au carter afin de tourner avec lui et pouvant exécuter un mouvement axial limité sur ce carter, un levier pivotant (42) disposé à l'extérieur du carter afin de déplacer axialement la plaque de pression par rapport audit carter pour la faire porter contre l'élément mené et l'éloigner de ce dernier, et un ressort annulaire (54) comprimé entre le carter et le levier, l'embrayage étant caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif (76) de retenue du ressort relié au carter, et un dispositif (84) de positionnement relié au ressort et enclenché avec le dispositif de retenue afin de positionner le ressort autour de l'axe de l'embrayage et d'empêcher tout mouvement relatif de rotation entre le

ressort et le carter.

2. Embrayage à friction selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de retenue du ressort comprend au moins une patte (76) sur laquelle une lèvre

(78) est formée.

3. Embrayage à friction selon la revendication 2,

caractérisé en ce que le dispositif de positionnement com-

prend au moins une languette (84) portée par le ressort et

enclenchée avec ladite lèvre.

4. Embrayage à friction selon la revendication 3,

caractérisé en ce que la lèvre présente en outre un évide-

ment (80) dans lequel se loge la languette du ressort.

5. Embrayage à friction selon la revendication 4,

caractérisé en ce que l'évidement et la languette compor-

tent en outre des butées (82, 86) qui peuvent entrer en contact afin d'empêcher tout mouvement relatif de rotation

entre le carter et le ressort.

6. Embrayage à friction selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de retenue du ressort

comporte en outre une butée (88) contre laquelle peut por-

ter le ressort lorsque l'embrayage est en position d'usure complète.

7. Embrayage à friction selon la revendication 2, caractérisé en ce que la lèvre comporte en outre une butée (88) reliée à ladite lèvre (78) et contre laquelle le

ressort (54) peut porter lorsque l'embrayage est en posi-

tion d'usure complète.

8. Embrayage à friction selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite patte, ladite lèvre et ladite butée (88) forment une rainure en U destinée à recevoir

ladite languette du ressort.

9. Embrayage à friction selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite patte s'étend vers l'intérieur, en direction de l'axe de l'embrayage, la lèvre s'étendant vers l'extérieur, parallèlement à l'axe de l'embrayage,et la languette du ressort s'étendant vers l'intérieur, en

direction de l'axe de l'embrayage.

10. Embrayage à friction selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ressort annulaire est une rondelle

Belleville (54).

11. Embrayage à friction selon la revendication 10, caractérisé en ce que la rondelle Belleville comprend des parties périphériques intérieure et extérieure (60, 64), ladite languette faisant saillie vers l'intérieur de la partie périphérique intérieure, l'embrayage à friction comprenant en outre un collecteur annulaire (70) qui entoure la partie périphérique extérieure de la rondelle Belleville et qui porte contre les leviers (42) avec lesquels il peut

se déplacer.

12. Embrayage à friction destiné à établir une liaison d'entraînement entre des éléments rotatifs menant (14) et mené (30) et centré sur un axe(X-X),cet embrayage comprenant un carter (12) qui est fixe dans la direction axiale et qui est fixé à l'élément menant afin de tourner avec lui, une plaque (12) de pression mobile axialement, reliée au carter afin de tourner avec lui et pouvant exécuter un mouvement axial limité par rapport à ce carter, des leviers pivotants (42) disposés à l'extérieur du car- ter afin de déplacer la plaque de pression axialement par rapport au carter pour la faire porter contre l'élément

mené et l'éloigner de cet élément, et une rondelle annu-

laire Belleville (54) comprimée entre le carter et les leviers et comprenant une partie périphérique intérieure (60) et une partie périphérique extérieure (64) pouvant porter contre le levier et se déplacer avec lui, l'embrayage étant caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de

retenue de la rondelle Belleville, relié au carter et com-

prenant plusieurs pattes (76) espacées circonférentielle-

ment et réalisées d'une seule pièce avec des lèvres (78)

dans lesquelles sont formés des évidements (80), un dispo-

sitif de positionnement relié à la-rondelle Belleville et

comprenant plusieurs languettes (84) espacées circonféren-

tiellement sur la partie périphérique intérieure de la rondelle, ces languettes se logeant dans lesdits évidements et pouvant porter contre lesdites pattes, et des butées (86, 82) situées sur les languettes et les évidements et pouvant entrer en contact les unes avec les autres afin d'empêcher tout mouvement relatif de rotation entre le

carter et la rondelle Belleville.