Brevet FR2043515A1 — publié le 19710219

La présente invention concerne un embrayage à disques à commande hydraulique et plus particulièrement un embrayage commandé par la pression d'un fluide dans lesquels une force hydraulique d'embrayage est transmise axialement d'an élément 5 rotatif menant, par l'intermédiaire de plusieurs disques empilés axialement, à un'élément de sortie ou élément mené» Cependant^ on peut utiliser des équivalents aux disques multiples empilés, par exemple, un seul élément d'embrayage venant directement en prise avec un élément de sortie. 10 La présente invention est plus particulièrement destinée à être utilisée dans des équipements de transmission de couples où l'encombrement doit être réduit au maximum en ce qui concerne les dimensions axiales et radiales, avec cependant des couples relativement importants et où des forces radiales et 15 axiales importantes rentrent en jeu. l'embrayage perfectionné selon l'invention comprend un cylindre à commande hydraulique, qui est représenté comme ne pouvant ni tourner ni se déplacer axialement, à l'intérieur duquel un piston annulaire se déplaçant axialement comprime 20 et relâche une pile de disques d'embrayage pour embrayer un élément de sortie ou élément mené avec un élément menant d'entrée coaxial et l'entraîner. Suivant l'invention, l'élément d'entrée tourillonne à l'intérieur du cylindre à l'aide d'un roulement à billes du type roulement de butée radial de gran-25 des dimensions, qui est empêché de se déplacer axialement par un épaulement prévu sur l'élément d'entrée. Cet épaule-ment forme un support de palier radial présentant la robustesse nécessaire. Suivant la présente invention, le piston, rendu .étanche 30 vis-à-vis du cylindre par des garnitures annulaires montées sur le cylindre et le pistons agit axialement contre un roulement à aiguilles de grand diamètre qui entoure un manchon d'entraînement représentant l'élément d'entrée dont il est espacé radialement vers l'extérieur. Cependant, cet espacement 35 est seulement celui qui est nécessaire pour que la zone médiane radiale circulaire du roulement coïncide à peu près avec la zone médiane circulaire correspondante du piston annulaire ainsi que celle de la plaque de pression, de la pile de disques de friction et de la plaque de soutien. C'est-à-dire que la 40 zone effective de transmission de la force à l'endroit du 17703 2043515 roulement à aiguilles n'est à peu près ni radialement vers l'intérieur ni radialement vers l'extérieur de la zone circulaire médiane de la transmission à travers le piston, de tous les disques d'embrayage et des plaques de pression et de sou-5 tien. De cette manière, la poussée servant à faire embrayer l'embrayage est transmise à travers tous ces éléments d'une manière très stable et elle est répartie uniformément sans produire d'effort de flexion variable dans aucun élément de la structure de l'embrayage. 10 Avec cette stabilité, et^la résistance et la stabilité radiales assurées par le roulement à billes disposé sur le côté axial opposé du cylindre, le grand diamètre du roulement à aiguilles présente la capacité de support des poussées axiales nécessaire du fait de sa charge unitaire axiale relative-15 ment faible. Ce qui est également ou encore plus important, la dimension axiale de la structure de l'embrayage dans son ensemble est considérablement réduite, en comparaison avec celle d'un embrayage utilisant un palier de butée axial de modèle différent, sans aucun sacrifice de la capacité de trans-20 mission des poussées ou des couples de l'embrayage. L'invention permet d'utiliser un manchon menant ou manchon d'entrée-moteur dont l'alésage présente un diamètre accru et dont la capacité de transmission des couples est accrue pour une dimension d'ensemble limite radiale donnée. Comme 25 indiqué, un centrage uniforme de la ligne de transmission d'une force axiale du piston de pression par l'intermédiaire du roulement à aiguilles et de la pile de disques permet de supprimer, d'une façon avantageuse, les efforts de flexion parasites pendant le fonctionnement de l'embrayage. 30 D'autres avantages et caractéristiques- ressoytiront de la description détaillée qui va suivre faite en regard du dessin annexé et donnant à titre explicatif, mais nullement "limitatif une forme de réalisation conforme à l'invention. Sur ce dessin : 35 La figure 1 est une vue en coupe verticale suivant 1-1 de la figure 2 ; et La figure 2 est une vue latérale, avec arrachement partiel et en partie en coupe suivant un plan radial passant par l'axe de l'embrayage. . - 40 L'embrayage selon l'invention qui est indiqué d'une 70 17703 5 2043515 t manière générale par la référence numérique 10, comprend un manchon menant ou d'entrée 11 qui est claveté intérieurement en 12 sur un arbre d'entraînement approprié (non représenté) afin d'être mis en rotation. Ce manchon tourillonne à i'inté-5 rieur d'un roulement à billes 13 très robuste, absorbant les poussées radiales, dont le chemin-de roulement intérieur, qui est fixé avec le manchon 11, porte contre une butée de maintien axiale 14 réalisée sous la forme d'une bague élastique appliquée au manchon 11. le chemin de roulement extérieur du 10 roulement 13 se loge fermement dans un évidement annulaire 15 débouchant vers l'extérieur sur un côté axial d'un cylindre -moteur hydraulique fixe 16, lequel cylindre est maintenu de toute manière voulue pour l'empêcher de tourner, le cylindre servant ainsi de support radial résistant et stable pour le 15 manchon d'entraînement 11. Le cylindre 16 comprend un orifice 17 d'entrée de la pression hydraulique et il présente sur son côté qui est opposé au roulement 13 un évidement annulaire 18 qui est formé entre ses limites radiales, cet évidement présentant des dimensions radiales importantes et débouchant vers 20 la droite du cylindre, en observant la figure 2. L'évidement 18 communique directement avec l'orifice 17 d'entrée de la pression hydraulique, et il est délimité de plus par des parois extérieure et intérieure coaxiales 19 et 20 espacées radialement, respectivement, ces parois servant 25 à guider un piston annulaire coulissant 22, des garnitures annulaires 23 et 24 assurant respectivement l'étanchéité du piston vis-à-vis des parois 19 et 20 du cylindre. Sur son extrémité de droite, le manchon d'entraînement 11 présente des cannelures extérieures en 26, destinées à re-30 cevoir, en leur permettant de se déplacer axialement sans tourner, une plaque de pression annulaire 27 de largeur radiale importante et .une plaque de soutien 28 espacée axialement venant buter en arrière contre une bague de retenue de type élastique 29, ainsi que les cannelures intérieures 30 35 de disques de friction alternés radialement intérieurs 31 d'un jeu ou pile axiale, d.ont le disque de droitevient buter contre la plaque de soutien 28. Les disques de friction 32 d'un autre jeu radialement extérieur alternent avec les disques 31, mais ils sont reliés par des cannelures à un élément 40 de sortie annulaire en forme de cuvette ou élément mené 33 70 17703 4 2043515 qu*ils entraînent, à l'aide de prolongements extérieurs 32' des disques qui pénètrent dans des ouvertures radiales 34 de l'élément 33. Une série de- rondelles Belleville 35 sont disposées alternativement sur la plaque de pression 37, les dis-5 ques d'embrayage 31, 32 et la plaque de soutien 38, et ils agissent de manière à écarter les disques et la plaque de. soutien lès uns par rapport aux autres lorsque l'embrayage 10 est débrayé, c'est-à-dire lorsque le piston 22 ne subit pas de pression hydraulique. Bien entendu, les ressorts 35 cèdent 10 pour permettre de comprimer les disques de la pile contre la plaque 28 lorsque la pression hydraulique est appliquée au piston, de manière à relier l'élément d'entrée 11 du couple à l'élément de sortie 33 et entraîner ce dernier. Le perfectionnement selon l'invention se rapporte par-15 ticulièrement à la nature et à la disposition d'un roulement à aiguilles supportant les poussées axiales et transmettant celles-ci, ce roulement étant indiqué d'une manière générale par la référence numérique 36, et dont le diamètre est très important, très supérieur à celui de la paroi 20 du cylindre, 20 de sorte que la force axiale du piston hydraulique 22 s'exerce sur un chemin de roulement en forme de cage 37 et les aiguilles 38 du roulement 36, qui sont enfermées et maintenues par le chemin de roulement 37, ainsi que par l'intermédiaire de son second chemin de roulement plat 39, la force effective 25 s'exerçant le long d'une zone médiane annulaire théorique, d'une manière qui présente des avantages multiples.. Il s'ensuit que les dimensions radiales considérables du roulement à aiguilles 36, bien que ces dimensions varient dans des embrayages dont la capacité est variable, suffisent 30 pour permettre à sa zone médiane centrale radiale ejb circulaire de venir coïncider axialement avec un axe circulaire radial commun approximatif ou zone médiane annulaire commune du piston 22, de la plaque de pression 27, des disques de friction 31 et 32 de la pile de disques et de la plaque de sou-35 tien 28 qui est fixe axialement. De ce fait, quelles que soient les forces axiales utilisées pour comprimer les disques de la pile et entraîner par leur intermédiaire la cuvette de sortie 33, cet entraînement est réalisé d'une manière stable. Une répartition.constante et uniforme de la force 40 axiale autour des éléments annulaires empêche l'établissement 70 17703 5 2043515 « de forces ou de moments de flexion importants quelconques tels que ceux qui pourraient empêcher un fonctionnement régulier et sans vibrations de l'élémènt menant 11 et de l'élément mené 33 lors d'embrayages et de débrayages répétés. 5 De plus, l'utilisation d'un roulement à aiguilles de grand diamètre indiquée plus haut, dont la zone médiane annulaire se trouve entre des périphéries intérieure et extérieure qui coïncident à peu près avec une zone correspondante à peu près commune aux autres éléments annulaires de l'embraya-10 ge, permet également de diminuer la charge unitaire, ce qui permet de transmettre et de supporter d'une façon efficace des poussées axiales relativement importantes, d'une manière répétée, pendant une durée de service de longue durée. Cependant, le fait que le roulement à aiguille 36 est axialement 15 compact permet d'obtenir ces résultats en n'occupant qu'un encombrement minime, à la fois axial et radial, pour une capacité de régime donnée. Un autre avantage important de la présente invention réside dans le fait que le piston annulaire 22 est pourvu sur sa 20 périphérie intérieure d'un ou plusieurs canaux ."41 disposés, axialement , de surface très faible en section droite. Ces canaux relient les surfaces tournées axialement vers 1'avant et vers l'arrière du piston 22 et permettent l'écoulement d'une faible quantité d'huile sous pression au-delà de la garniture 25 24 dans la zone du roulement à aiguilles 36, sous la pression de fonctionnement du piston hydraulique. De cette- manière, un petit volume réglé de lubrifiant est envoyé au voisinage du diamètre intérieur du roulement à aiguilles, et est projeté par la force centrifuge vers l'ex-30 térieur, au-delà des aiguilles 3& de ce dernier. Une lubrification interne de ce type est très préférable à celle qui consiste à diriger un courant d'huile extérieur vers le roulement à aiguilles, du fait de la tendance de ce dernier à projeter le lubrifiant à l'écart de sa propre zone. On obtient ainsi 35 un fonctionnement approprié de l'embrayage, en évitant toute défaillance prématurée. Une autre disposition caractéristique qui est particulièrement intéressante-permet de s'opposer à la tendance du roulement à aiguilles 36, du fait de sa résistance de friction 40 qui d'une manière inhérente est relativement élevée, à faire 17703 6 2043515 tourner le piston à l'intérieur de son cylindre annulaire 18. Dans ce but, un ressort ondulé 42 est disposée entre le piston 22 et la paroi d'extrémité radiale du cylindre, le ressort 42 comportant une patte radiale d'une seule pièce 43 5 qui s'enfonce dans l'orifice d'entrée 17, comme on le voit sur la figure 2. Des bourrelets ou bosses radiales diamétralement opposés 44 du ressort 42 sont formés, de préférence par découpe et en les décalant de 180° pour former des pattes de blocage 45 qui pénètrent dans des évidements d'arrêt 46 10 sur la face radiale voisine du piston 22. De cette manière, le piston qui est ancré par le ressort 42 reste immobile par rapport à son cylindre 18 en dépit de la traction circonférentielle appliquée par le roulement à aiguilles, et cet effet persiste pour toute position de dépla-15 cernent axial du piston. L'embrayage 10 présente une capacité de durée en service dite B—10, c'est-à-dire un régime qui indique d'une façon statistique la durée de service que 90 $ des roulements d'un groupe peuvent obtenir. 20 II va de soi que la présente invention a été décrite ci-dessus à titre d'exemple préférentiel explicatif, mais nullement limitatif, et que l'on pourra introduire toute équivalence dans ses éléments constitutifs sans sortir de son cadre défini par les revendications annexées. 70 17703 7 2043515 # REVENDICATIONS 1°) - Embrayage caractérisé en ce qu'il comprend un organe d!entrée-moteur et un organe de sortie reliés d'une manière amovible l'un à l'autre par des dispositifs de friction 5 annulaires disposés coaxialement dont des élément sont fixés sur lesdits organes afin de transmettre une force de rotation ëntre ces derniers lorsqu'ils sont comprimés axialement, un dispositif transmettant une force de commande axiale par l'intermédiaire des dispositifs de friction comprimés, comportant 10 un élément de commande annulaire et un roulement à aiguilles annulaire disposé entre l'élément de commande et l'un des éléments des dispositifs de friction afin de transmettre une poussée axiale de l'élément de commande par l'intermédiaire dudit élément de commande et des aiguilles des dispositifs à fric-15 tion à un autre élément du dispositif, le roulement à aiguilles annulaire présentant un rayon lui permettant d'entourer l'organe d'entrée à une position relative radialement écartée vers l'extérieur de celui-ci, une zone médiane annulaire du roulement à aiguilles, entre ses périphéries intérieure et ex-20 térieure de ce dernier coïncidant à peu près avec une zone médiane annulaire correspondante qui est commune aux dispositifs de friction annulaires et à l'élément de commande annulaire. 2°) - Embrayage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de commande est un piston- mobile à comman-25 de hydraulique, les éléments des dispositifs à friction étant constitués par des disques annulaires alternés montés respectivement de manière à tourner avec l'organe d'entrée et avec l'organe de sortie, des ressorts agissant entre les disques afin de pousser ces derniers et les séparer les uns des autres. 30 3°) - Embrayage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif servant à transmettre la force comprend de plus une plaque de pression annulaire sur laquelle agit axialement l'élément de commande et le roulement à aiguilles, une plaque de soutien annulaire supportant le côté 35 axial des dispositifs de friction annulaires, ces plaques de pression et de soutien comportant des zones médianes annulaires qui coïncident à peu près axialement avec ladite zone annulaire commune. 4®) - Embrayage suivant la revendication 2, caractérisé 40 en ce que le dispositif transmettant la force comprend de 70 17703 8 2043515 plus une plaque de pression annulaire sur laquelle agissent axialement l'élément de commande et le roulément à aiguilles, une plaque de soutien annulaire soutenant le côté axial des dispositifs de friction annulaires, les plaques de pression 5 et de soutien comportant des zones médianss annulaires qui -coïncident à peu près axialement avec ladite zone annulaire commune. 5°) - Embrayage commandé par la pression d'un fluide, caractérisé en ce qu'il comprend un organe d'entréeHuoteur et 10 un organe de sortie disposés coaxialement, reliés'd'une martiè-_re amovible l'un à l'autre par un embrayage à disques multiples annulaires pouvant tourner respectivement avec lesdits organes, un dispositif transmettant une force de commande axiale vers et à travers le premier dispositif, ce dispositif com-15 prenant un élément commandé par la pression d'un fluide et un roulement à aiguilles annulaire interposé entre ce dernier élément et le premier dispositif, le roulement à aiguilles annulaire présentant un rayon tel qu'il entoure l'organe d-'entrée dans une position espacée radialement vers l'extérieur de ce-20 lui-ci, une zone annulaire médiane du roulement étant cependant disposée entre les périphéries intérieures et extérieures des disques multiples de l'embrayage, la zone médiane du roulement à aiguilles coïncidant à peu près axialement avec la zone médiane annulaire à peu près commune des disques d'em-25 brayage et de l'élément qui est commandé par la pression d'un fluide. 6°) - Embrayage suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif de transmission de la force comprend de plus une plaque de pression annulaire sur laquelle agissent 30 axialement l'élément commandé par la pression d'un*fluide et le roulement à aiguilles, une plaque de soutien annulaire soutenant le côté axial des disques d'embrayage annulaires multiples, les plaques de pression et de soutien comportant des zones médianes annulaires qui coïncident à peu près axia-35 lement avec ladite zone annulaire commune. 7°) - Embrayage à commande hydraulique caractérisé en ce qu'il comprend un organe d'entrée-moteur et un organe de sortie, reliés d'une manière amovible l'un à l'autre par des dispositifs de friction annulaires disposés coaxialement dont 40 des éléments sont fixés aux organes re'spectifs afin de 17703 3 2043515 t transmettre une force de rotation entre ces derniers lorsqu'ils sont comprimés axialement, un dispositif transmettant une for-ee de commande axiale par l'intermédiaire du dispositif de friction comprimé, ce dispositif comprenant un élément fixe 5 formant un cylindre annulaire, pouvant être mis sous pression d'une façon hydraulique et un élément de commande annulaire soumis à la pression hydraulique du cylindre, un roulement à aiguilles annulaire étant disposé entre l'élément de commande et les dispositifs à friction afin d'appliquer une poussée 10 axiale d'embrayage entre l'élément de commande et les dispositifs à friction, l'un ou l'autre de l'élément fixe et de l'élément de commande comportant un canal faisant communiquer l'intérieur du cylindre avec une zone intérieure de l'embrayage qui reçoit ledit roulement à aiguilles, la communication 15 s'effectuant dans une partie de la zone qui se trouve radialement à l'intérieur de la périphérie extérieure du roulement." 8°) - Embrayage suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le roulement à aiguilles annulaire présente un rayon lui permettant d'entourer l'élément d'entrée à une position 20 radiale très espacée vers l'extérieur de celui-ci, une zone médiane annulaire du roulement à aiguilles, entre ses périphéries intérieure et extérieure coïncidant à peu près avec une zone médiane annulaire correspondante qui est commune aux dispositifs de friction et à l'élément de commande annulaires. 25 9°) - Embrayage suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif de transmission de la force comprend de plus une plaque de pression annulaire sur laquelle agissent axialement l'élément de commande et le roulement à aiguilles, une plaque de soutien annulaire soutenant le côté axial des 30 dispositifs de friction annulaires, les plaques de pression et de soutien comportant des zones médianes annulaires qui coïncident à peu près axialement avec ladite zone annulaire commune. 10°) - Embrayage à commande hydraulique caractérisé en 35 ce qu'il comprend un organe d'entrée-moteur et un organe de sortie reliés d'une manière amovible l'un à l'autre par des dispositifs de friction annulaires disposés coaxialement dont les éléments sont fixés aux organes respectifs afin de transmettre entre ceux-ci une force de rotation lorsqu'ils sont 4-0 comprimés axialement, un dispositif transmettant une force 70 17703 10 2043515 de commande axiale à travers les dispositifs de friction comprimés, ce dispositif comprenant un élément de commande annulaire soumis à une pression hydraulique dans un cylindre de l'embrayage, un roulement à aiguilles annulaire interposé en-5 tre l'élément de commande et les dispositifs de friction appliquant une poussée axiale d'embrayage de l'élément de commande aux dispositifs de friction, un dispositif empêchant toute rotation de l'élément de commande dans le cylindre sous l'action de la force de friction présentée par le roulement à ai-10 guilles. 11°) - Embrayage suivant la revendication 10, caractérisé en ce que le dispositif empêchant l'élément de commande de tourner est constitué par un ressort ondulé annulaire interposé axialement entre l'élément de commande et une paroi du cy-15 lindre, le ressort comportant des parties solidaires introduites respectivement dans l'élément de commande et dans un élément fixe de l'embrayage afin d'empêcher le premier élément de tourner. 12°) - Embrayage suivant la revendication 10, caractérisé 20 en ce que le roulement à aiguilles annulaire présente un rayon lui permettant d'entourer l'élément d'entrée à une position relative radiale très espacée vers l'extérieur de celui-ci, une zone annulaire médiane du roulement à aiguilles entre ses périphéries intérieure et extérieure coïncidant à peu près 25 avec une zone médiane annulaire correspondante commune aux- dits dispositifs de friction annulaires et à l'élément de commande annulaire. 13°) - Embrayage suivant la revendication 11, caractérisé en ce que le roulement à aiguilles annulaire présente un 30 rayon lui permettant d'entourer l'élément d'entrée à'une position relative radiale très espacée vers l'extérieur de celui-ci, une zone annulaire médiane du roulement à aiguilles, entre ses périphéries intérieure et extérieure, coïncidant à peu près avec une zone médiane annulaire correspondante commune 35 aux dispositifs de friction annulaires et à l'élément de commande annulaire. 14°) - Embrayage à commande hydraulique, caractérisé en ce qu'il comprend un organe d*entrée-moteur et un organe de sortie reliés d'une manière amovible l'un à l'autre par des 40 dispositifs de friction annulaires disposés coaxialement dont 17703 2043515 4 des éléments sont fixés sur lesdits organes respectifs afin de transmettre entre eux une force de rotation lorsqu'ils sont comprimés axialement, un dispositif transmettant une force de commande axiale par l'intermédiaire des dispositifs de fric-5 tion comprimés, ce dispositif comprenant un élément fixe formant un cylindre annulaire pouvant être mis sous pression 'd'une manière hydraulique, un élément de commande annulaire soumis à la pression hydraulique régnant dans le cylindre, un roulement à aiguilles annulaire interposé entre l'élément de 10 commande et les dispositifs de friction servant à appliquer une poussée axiale d'embrayage de l'élément de commande aux dispositifs de friction, l'un ou l'autre de l'élément fixe et de l'élément de commande comportant un canal faisant communiquer le cylindre avec une zone intérieure de l'embrayage re-15 cevant le roulement à aiguilles, la communication s'effectuant dans une partie de la zone qui se trouve radialement à l'intérieur de la périphérie extérieure du roulement, un dispositif empêchant à peu près toute rotation de l'élément de commande par rapport au cylindre sous la force de frottement que présen-20 te le roulement à aiguilles. 15°) - Embrayage suivant la revendication 7> caractérisé en ce que le canal est formé sur la circonférence intérieure de l'élément de commande. 16°) - Embrayage suivant la revendication 14, caracté-25 risé en ce que le canal est formé sur la circonférence intérieure de l'élément de commande.