Brevet FR2009555A1 — publié le 19700206

La présente invention concerne d'une façon générale un accouplement a friction ou à échappement monté entre les sections d'entrée et de sortie d'une ligne d'arbres, et plus spécialement un accouplement du type utilisant une pression hydraulique pour constituer les organes d'embrayage en vue d'un fonctionnement -iormal et pour limiter le couple de sortie maximum. le type le plus usuel d'accouplement à échappement utilisé comporte dos clabots ou dents sollicités élastiquement les uns vers les autres afin de permettre un échappement et par suite un débrayage quand le couple appliqué dépasse une valeur prédéterminée. outefois, ces accouplements font un certain bruit lorsque la solidarisation n'est plus assurée pour l'entraînement, ce qui exige un arrêt rapide du moteur d'entraînement si l'on veut éviter une usure notable ou une défaillance. Pour remédier cet inconvéhient inhérant aux accouplements à échappement du type à clabotes ou dents, on a tenté d'utiliser des accouplements à friction dans lesquels la pression hydraulique constituant le moyen d'embrayage et un clapet de détente déterminent le couple maximum pouvant être transmis par l'accouplement. A titre d'accouplements à friction commandés par une pression hydraulique, on peut citer ceux décrits dans les brevets des Etats-Unis d'A- mérique H 2 575 475 et 2 986 024. les accouplements à friction commandés par une pression hydraulique connus jusqu'ici forunissent des résultats satisfaisants quand ils sont utilisés dans des ligne d'arbres dans lesquelles le couple exigé est relativement faible, mais ils ne sont pas capables de transmettre des charges correspondant à des couples élevés, du fait des pressions de fluide excessivement élevées alors requises, Un but de l'invention est de créer un accouplement à friction dans lequel la pression hydraulique fournit le couple d'entraînement et dans lequel par ailleurs le couple d'entraî nement maximum est déterminé par un clapet de détente qui com àwte la pression maximum disponible dans l'accouplement. Un autre de l'invention est de créer un accouplement à friction commandé par une pression hydraulique capable de transmettre des couples de charge importants sans devoir utiliser une pression de fluide excessivement élevée. L'invention a encore pour but de permettre la réalisation d'un accouplement à friction commandé par une pression hydraulique dans lequel la pression fournit un couple d'entratnement ou couple moteur en engendrant des forces de friction entre des organes tournant l'un par rapport à l'autre, fixés respectivement sur la section d'entrée et sur la section de sortie d'une ligne d'arbres. L'invention a eneore pour but de créer un accouplement à friction commandé par une pression hydraulique de consturction simple, extrêmement stable et d'une fonctionnement cûr. Suivant l'invention, il est prévu une pompe à pistons axiaux entre les arbres d'entrée et de sertie de la ligne d'ar- bres. Le carter de la pompe est fixé sur l'un des arbres afin de tourner avec lui-, le bloc-cyclindres de la pompe étant fixé sur ce carter et le plateau oscillant etant fixé sul l'autre arbre, également afin de tourner avec lui. Le fluide est retenu dans les cylindres par un clapet de détente tant que la pression maximum déterminée par ce clapet de détente n'est pas atteinte, le contact entre le plateau oscillant et les pistons provoquant la rotation de ce plateau oscillant avec le carter de la pompe. Un couple d'entraînement additionnel est obtenu en plaçant un organe de friction entre le plateau oscillant et la paroi du carter, afin d'absorber les efforts axiaux entre les pistons t le plateau oscillant et de résister à une rotation relative entre le carter et le plateau oscillant; D'autres buts et avantages encore de l'invention apparaf- tront à la lecture de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés, donnés à titre non limitatif et sur lesquels la fig. 1 est une vue en coupe dun accouplement à limitation du couple suivant l'invention. La fig. 2 est une vue analogue à la fig. 1, mais montrant une variante de réalisation de l'invention. Si l'on se reporte aux dessins et lus spécialement a la fig. 1, on voit qu'on représenté un accouplement à friction désigne d'une façon générale par la référence 11 monté entre un arbre d' d'entrée 12 et un arbre de sortie 13 atune ligne d'arbres. L'accouplement à friction 11 comprend un carter constitué par un chapeau terminal 14, une partie intermédiaire formant bloc-cylindres 15 et une partie terminale creuse 16. La partie terminale creuse 16 et le bloc-cylindres intermé- diaire 15 délimitent une chambre. 17. les trois éléments 14, 15 et 16 du carter sont maintenus assemblés par des boulons 18 et des écrous 19. On a représenté simplement, pour plus de clarté, un seul boulon et un seul écrou. Des joints d'étanchéité convenables (non représentés) sont placés de préférence entre les éléments respectifs du carter pour réaliser un ensemble étanche. Comme montré sur les dessins, le chapeau terminal 14 de l'accouplement à friction Il est solidaire de l'arbre d'entrée 12 et 1'arbre de sortie 13 traverse un orifice 20 ménagé dans la paroi terminale de la partie 16 et est tourillonné dans cet orifice par un coussinet approprié 21. La partie formant bloc-cylindres 15 est munie de plusieurs cylindres 22 qui sont disposés axialement par rapport à l'axe de rotation des arbres 12 et 13. Une extrémité de chaque cylindre 22 est fermée par le chapeau terminal 14, tandis que l'autre extrémité de chaque cylindre 22 communique avec la chambre 17. Plusieurs pistons 23 sont montés de façon à pouvoir se déplacer en va-et-vient dans les cylindres 22 et une extrémité de chaque piston 23 fait saillie dans la chambre 17. Un plateau oscillant ou à mouvement de nutation 24 est monté dans la chambre 17 et est solidaire de l'arbre 13. La face inclinée 25 de ce plateau oscillant 24 attaque les ex tiFmités des pistons 23 qui font saillie dans la chambre 17. Un plateau de friction annulaire 26 est disposé entre le plateau oscillant et la paroi terminale de la partie creuse 16 du carter et absorbe les forces axiales exercées par les pistons 23 sur le plateau oscillant 24. Le carter est rempli initialement de fluide et le fluide contenu dans la chambre 17 peut s'écouler vers fermé des cylindres 22 par la partie de plus grand diamètre 27 de la chambre 17 et les canaux 28. Des clapets de venue à bille 29 empêchent tout écoulement en sens inverse du fluide à travers les canaux 28. Des canaux additionnels 30 sont prévus pour l'écoulement du fluide à partir des cylindres 22, en direction de la chambre 17 mais ces canaux 30 sont norsalement fermés par un clapet de détente soumis à la sollicitation d'un ressort, indiqué d'une façon générale en 31. Le clapet de détente 31 comprend une plaque 32 qui recouvre normalement les extrémités des canaux 30 et qui est maintenue en place par un boulon 33 traversant un orifice 34 prévu dans cette plaque 32 et un alésage 35 ménagé entre la chambre 17 et une chambre 36 destinée à recevoir un ressort 37. Ce ressort 37 entoure le boulon 33 et est maintenu en place sur celui-ci par une rondelle 38 et un écrou 39o le ressort 37 est comprimé entre la rondelle 38 et une paroi de la chambre 36, afin de solliciter le boulon 33 vers cette chambre 36 pour maintenir la plaque 32 dans sa position d'obturation des canaux 30. La force du ressort 37 et par suite la pression de fluide nécessaire pour écarter la plaque 32 des canaux 30 peuvent être réglées au préalable en desserrant ou en serrant l'écrou 39 sur le boulon 33. Le fonctionnement de l'accouplement à friction décrit ciavant est le suivant : Lorsque l'arbre d'entrée 12 et par suite l'accouplement sont entraînés en rotation, le fluide qui se trouve dans la chambre 17 est refoulé vers l'extérieur sous l'effet de la force centrifuge0 Ceci engendre une pression positive qui refoule ce fluide à travers les canaux 28, en direction de la partie inférieure des cylindres 22 qui se trouvent sur une partie non chargée du plateau oscillant, ce qui repousse par suite les pistons correspondants vers l'extérieur, en les appuyant contre la face inclinée 25 de ce plateau oscillant, le fluide est retenu sous les pistons, quand(ceux-ci se déplacent vers la partie chargée du plateau oscillant, sous l'effet des clapets de retenue à bille 29. Etant donné que les pistons sont maintenus appliqués contre la surface inclinée du plateau oscillant, l'arbre de sortie 13 est entrané en rotation avec l'arbre d'entrée 12o le couple d'entraSnement est engendré par les forces exercées sur la face inclinée du plateau oscillant 24; il est créé par les forces de friction et le contact angulaire entre les pistons 23 et le plateau oscillant 24. Un couple d'entratnement additionnel est engendré par la force axiale exercée par les pistons sur leur surface de contact avec la face inclinée du plateau oscillant 24, qui agit en antagonisme à la surface de butée ménagée entre le plateau de friction annulaire 26 et le plateau oscillant 24. Cette dernière force est dissociée en un couple résultant qui est fonction de la force de friction et du cercle de friction efficace. Etant donné que la pression régnant sous les pistons est créée par le couple résistant de l'arbre de sortie 13 > elle varie en fonction du couple de sortie et limite le couple de sortie maximum par 11 ouverture du clapet de détente 31 quand la pression maximum prédéterminée est atteinte, On a représenté sur la fig0 2 une légère variante de réalisation de l'accouplement à friction, qui est désigné d'une fa çon générale par 111 et qui est monté entre un arbre d'entrée 112 et un arbre de sortie 113 d'une ligne d'arbres. L'accouplement à friction 111 comprend un carter en trois parties comportant un chapeau terminal 114, une partie intermédiaire formant bloc-cylindres 115 et une partie terminale creuse 116 qui coopère avec la partie intermédiaire 115 pour délimiter une chambre 117o Les trois parties du carter sont maintenues assemblées par des boulons 118 et des écrous 119. Pour plus de clarté, on a représenté un seul écrou et unsetllboulon, Cowme montré sur le dessin, le chapeau terminal 114 est solidaire de l'arbre d'entrée 112 tandis que l'arbre de sortie 113 traverse un orifice 120 ménagé dans la paroi terminale de la partie terminale creuse 116 et est tourillonné dans cette partie par un coussinet 121. La partie intermédiaire formant bloc-cylindres est munie de plusieurs cylindres 122 qui sont disposés axialement par rapport à l'axe de rotation des arbres 112 et 113. lies cylindres 122 sont fermés à une extrémité par le chapeau terminal 114 et débouchent à l'autre extrémité dans la chambre 117. Plusieurs pistons 123 sont montés de façon à pouvoir se déplacer en va-et-vient dans les cylindres 122 et chacun d'eux fait saillie par une extrémité dans la chambre 117. Un plateau oscillant ou à mouvement de nutation 124 est disposé à l'intérieur de la chambre 117 et est solidaire de l'arbre de sortie 113. La face inclinée 125 de ce plateau oscillant 124 attaque les extrémités en saillie des pistons 123 et repousse ces pistons 123 dans les cylindres 122 chaque fois qu'il se produit une rotation relative entre les arbres 112 et 113. Plusieurs plateaux de friction annulaires 126 sont clavetés sur la partie terminale creuse 116 et coopèrent avec des disques de friction annulaires 127 portés par des axes 128 qui sont fixés sur le plateau oscillant 124. Le carter est rempli initialement de fluide et celui qui se trouve dans la chambre 117 peut s'écouler vers l'extrémité fermée des cylindres 122 par la partie de plus grand diamètre 129 de la chambre 117 et des canaux 130. Des clapets de retenue 131 emp6dh-ent un écoulement du fluide en sens inverse à travers les canaux 130. Des canaux additionnels 132 sont prévus pour l'écoulement du fluide à partir des cylindres 122, vers la chambre 117, chaque fois que la pression du fluide sous les pistons 123 est suffisamment élevée pour ouvrir un clapet de détente désigné d'une façon générale par la référence 1330 Le clapet de retenue 133 comprend une plaque 134 qui recouvre normalement les extrémités des canaux 132 et qui est maintenue en place par un boulon 135 traversant un orifice 136 ménagé dans le plateau 134 et un alésage 157 qui fait communiquer la chambre 117 avec une chambre 138 destinée à un ressort 139. Ce ressort 139 entoure le boulon 135 à l'inté- rieur de la chambre 138 et est maintenu en place par une rondelle 140 et un écrou 141. Le ressort 139 est comprimé entre cette rondelle 140 et une paroi de la chambre 138, afin de solliciter normalement le boulon 135 vers cette chambre 138, pour maintenir la plaque 134 dans une position assurant l'obturation des canaux 132. La force du ressort 139 et par suite la pression requise pour ouvrir le clapet de détente 133 peuvent être réglés au préalable en desserrant ou en serrant le boulon 141. La force du ressort 139 est réglée de telle sorte que le clapet de détente 133 s'ouvre pour une pression prédé termines de sorte que l'accouplement 111 commence à patiner sous une charge correspondant à un couple également prédéterminé. L'accouplement à friction représenté sur la fig. 2 fonctionne de la même manière que celui visible sur la figo 1 mais du fait de la présence de plusieurs plateaux et disques de friction, cet accouplement visible sur la fig0 2 est capable de transmettre des couples de charge plus élevés que l'accouplement visible sur la fig. lo Si l'accouplement que montre la fig. ictioh 126 et les disques de friction 127. Des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention. REVENDICÂTIONS 1. Âccouplement monté entre deux arbres et commandé sous l'effet d'une charge, comportant au moins un élément monté de façon déplaçable, caractérisé en ce, que cet élément dtaccouple- ment (24, 124) peut être relié à d'autres éléments d'accouple- ment (26, 126 et 23, 123) à la fois par venue en prise de parties à profils complémentaires et par friction0 2. Acouplement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément d'accouplement (24, 124) présente une surface (25, 125) intersectionnant l'axe de rotation de l'accouplement (11, 111) selon un angle aigu. 3. Âccouplement suivant la revendication 1 ou 2, caract4- risé en ce que l'élément d'accouplement (24, 124) est constitué par un plateau oscillant ou à mouvement de nutation monté de fa çon déplaçable par l'intermédiaire d'une pompe à pistons axiaux (15, 23; 115 1m3). ê. accouplement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le plateau oscillant (24, 124) est monté à rotation et peut se déplacer axialement dans un carter d'accouplement (16, 116). 5. Accouplement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pompe à pistons axiaux (23, 15; 115, 123) est munie de plusieurs pistons (23, 123) disposés dans des alésages (22, 122) prévus dans le carter (16, 116) de 1 accouplement. 6. Accouplement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu au moins un plateau ou disque d'accouplement (26, 126) disposé entre le plateau oscillant (24, 124) et une paroi du carter (16, 116) de l'accouplement. 7. Accouplement suivant lune quelconque des revendications précédéntes, caractérisé en ce que les plateaux ou disques d'accouplement (26, 126) sont en contact avec le carter (16, 115) de l'accouplement et avec le plateau oscillant (24, 124). 8. Accouplement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les alésages (22, 122) contenant les pistons (23, 123) sont en communication par l'in- termédiaire de canaux (30, 132 ; 28, 130) ménages dans le carter (15, 115) de l'accouplement avec une chambre (17, 117) prévue également dans ce carter. 9. Accouplement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les canaux (28, 130) reliant les alésages (22, 122) à la chambre (17, 117) peuvent être obturés par un clapet de retenue (29, 131), tandis que les canaux (3D, 132) peuvent entre obturés par un clapet (31, 132) soumis à la sollicitation d'un ressort. 10. A Accouplement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un bloc- cylindres (15, 115) recevant les pistons (23, 123) et relié à un arbre (12, 14; 112, 114) et une partie cylindrique creuse (16, 116) reliée au bloc-cylindres précité et ménageant une chambre (17, 117) pour la réception du plateau oscillant (24, 124) et des plateaux ou disques d'accouplement (26, 126). 11. Accouplement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la chambre (17, 117) de l'accouplement (11 111) forme un réservoir à liquide. 120 Accouplement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le plateau oscillant (24 124) est relié à l'arbre d'entrée ou à l'arbre de sortie (13, 113).