Brevet FR2182824A1 — publié le 19731214

La présente invention concerne les freins à disques ou les embrayages et,en particulier et notamment elle se rapporte à un embrayage de glissement, limitant la vitesse, dans lequel un plateau compresseur est poussé pour établir un entraSnement à friction avec un organe annulaire d'embrayage, au moyen d'un ressort ou rondelle Belleville, auquel sont solidement fixées des masses centrifuges, par lesquelles les forces produites par-les masses centrifuges, sont dirigées en opposition à la force de pression du ressort Belleville, il en résulte ainsi un glissement augmenté de l'embrayage, avec une vitesse croissante. La présente invention prévoit aussi, une construction améliorée du rotor, assurant une dissipation efficace de la chaleur. Le présent embrayage à glissement est particulièrement. destiné pour entre utilisé pour la commande de systèmes de commande auxiliaire, pour des moteurs à combustion interne, de véhicules. Dans cette technique, le nombre de systèmes de commande auxiliaire est constamment croissant. De plus, certains de ces organes auxiliaires doivent fournir des performances accrues, en particulier aux vitesses ralenties des moteurs. Cette nécessité pourrait entre satisfaite, en établissant de nouveaux organes auxiliaires, avec une puissance au ralenti, augmentée, ou en réalisant de nouveaux système s de commande. Avec des vitesses de moteurs plus élevées, néanmoins les organes auxiliaires atteignent des vitesses qui compromettent leur durée de vie. Une approche antérieure a consisté à prévoir un système de commande entre le moteur et les organes auxiliaires, dans lequel une inversion est assurée : entre un rapport à vitesse de moteur au ralenti et un rapport plus bas à une vitesse de moteur plus élevée, prédéterminee.Cette commande de vitesse mixte, néanmoins, a été jugée très coat eu se, et elle présentait de plus des insuffisances de performance. L'utilisation de masses centrifuges pour déclencher un organe d'embrayage est, elle m8me,connue. De tels systèmes nécessitent un mouvement des poids qui aboutit à une structure nécessitant un espace supplémentaire, à l'intérieur du carter d'embrayage. Avec le type dtembrayage àà patinage proposé, ci-après, le mouvement des masses centrifuges pour effectuer le patinage de l'embrayage est considérablement éliminé, sauf la course qui se produit pour permettre et compenser l'usure des pièces de frottement. En outre, le présent type d'embrayage à patinage fournit une structure rela tivement simple et sure, dans laquelle l'action de limite de vitesse, est obtenue par un seul ressort Belleville de sollicitation auquel sont fixées les masses centrifuges.Aux vitesses de ralenti du moteur, ltembrayage à glissement agit, essentiellement, sans patinage et commande les systèmes accessoires à une vitesse désirée, alors qu'à une vitesse croissante et prédéterminée du moteur, 1 t embrayage agit avec patinage et ainsi, commande les organes accessoires à une vitesse constante, de meme si la vitesse du moteur est encore augmentée. Comme l'embrayage à glissement agit dans des conditions de patinage continu et prolongé, le problème de la dispersion de chaleur devient une difficulté primordiale. En conséquence, le problème qui est à la base de la présente invention est : de fournir un embrayage à glissement du type rapporté ci-dessus qui est plus sQr et a une fonction améliorée, et qui a, particulièrement, une dissipation de chaleur améliorée, de sorte que ces hautes températures sont évitées, dont pourrait résulter une mauvaise utilisation. On a cherehé à résoudre ce problème, par la présente invention. Dans la technique des freins à disques, il est déjà courant d'utiiser des disques de frein, venus de fonderie, intérieurement. Une telle construction assure, généralement environ le double de la surface nécessaire pour la dispersion de la vitesse, comparée à celle d'un rotor solide. Les disques de frein, venus de fonderie; intérieurement, néanmoins, ne sont pas convenablement applicables pour un régime de glissement continu, étant donné les hautes températures produites, dont le résultat est une usure précoce des patins de frottement. Pour augmenter la dissipation de la chaleur, on a proposé de fixer des roues de ventilateur, ou d'autres moyens déflecteurs de courant sur les disques, qui néanmoins ne se sont pas montrés entièrement satisfaisants sur des rotors soumis à des ap plications prolongées de glissement. Contrairement à cela, la structure présente, fournit un organe dtembrayage annulaire, comportant une paire de disques annulaires, espacés axialement, rigidement réunis, et un rotor annulaire en accordéon, analogue à des bandes de métal en tale pliée, dtun contour défini, prolongé axialement et des cannelures radiales, auxquelles les disques annulaires sont bilatéralement fixés. I1 en résulte un accroissement considérable des surfaces dissipant la chaleur, et une action refroidissante améliorée. De préférence la bande métallique en feuille, consiste en une matière de haute conductibilité calorifique, tandis que les cannelures sont définies, de telle sorte, qu'une turbulence de l'agent refroidisseur soit aussi grande que possible. En outre, l'organe de l'embrayage présent, a une certaine élasticité pour augmenter la surface de contact entre les disques annulaires et les organes de frottement de ltembrayage à glissement. De plus, la liaison de conduction thermique entre le rotor en bande de métal plié, et les disques annulaires, est améliorée. La présente invention fournit un embrayage à glissement et une structure de rotor qui est de construction simple, fonctionne sacrement et qui est particulièrement convenable pour des applications de glissement continues et prolongées, sans aboutir à une usure prématurée des organes de friction. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en relation avec les dessins ci-joints dans lesquels La figure I est une coupe axiale à travers l'embrayage à glissement suivant la présente invention; La figure 2 est une coupe axiale à travers l'organe rotor, montré en figure 1; La figure 3 est une vue en élévation de face de la figure 2; La figure 4 est une coupe, vue en perspective de la structure du rotor suivant la présente invention utilisé dans l'ensemble de l'embrayage, comme indiqué en figure 1; La figure 5 est une coupe, vue en perspective montrant une représentation modifiée d'une pièce rapportée de cannelure; La figure 6 est une coupe suivant la ligne 5-6 de la fi gure- 3; et La figure 7 est une coupe, vue en perspective montrant en partie le pli à cannelure tendu. En renvoyant aux dessins, un embrayage à glissement, adapté pour utilisation sur les automobiles, comprend un organe d'embrayage 10 déterminant une moitié d'embrayage moteur et un carter d'embrayage 15 déterminant une moitié dtembrayage mené. L1orga- ne d'embrayage 10 est accouplé avec un arbre 21 qui est muni d'alé- sages 22 pour recevoir le moyen de raceordement, pour fixer solidement l'embrayage sur un moteur à combustion interne. --Le carter d'embrayage 15 commande des dispositifs auxiliaires qui ne sont pas montrés; par exemple, une dynamo, une pompe pour une direction assistée du véhicule, un compresseur pour des moyens de climatisation, une pompe à eau ou un ventilateur de refroidissement, qui sont commandés au moyen de courroies trapézoidales (aussi, non indiquées). On sait, qu'on peut commander plusieurs dispositifs auxiliaires au moyen d'une seule courroie trapézoidale. Le carter d'embrayage 15 est figuré, équipé avec des poulies pour deux courroies trapézoidales. L'organe d'embrayage 10 est relié à un moyeu 11 ayant des languettes 12 engagées dans les rainures de clavette correspondantes dans un arbre 21. Le moyeu est montré, fixé sur l'arbre 21 au moyen d'une vis 26. Comme on peut le voir sur les figures 1 à 3, le moyeu 11 a des oreilles allongées radialement, ayant des ouvertures 14. L'organe d'embrayage 10 comprend deux disques annulaires 16 et 17 espacés axialement, raccordés entre eux au moyen de rivets ou entretoises 18, qui assurent que les disques sont maintenus dans leur position relative. Le disque annulaire 16 est garni de saillies 19 ayant des trous de fixation 20. L'immobilisation du disque annulaire 16 et, ainsi, de organe d'embrayage sur le moyeu 11 est effectuée par les barrettes flexibles 23 (figure 3) dont les extrémités sont fixées au moyen des rivets 24 et 25 aux oreilles 13 du moyeu 11 et aux saillies 19 du disque annulaire 16. Les barrettes 23 sont faites, de-préférence en un métal relativement mince et assurent une flexion-axiale, de façon à compenser usure sur les patins de friction fixés sur-le carter. La moitié dé ltembrayage mené, comprend un carter dtem- brayage 15 ayant une bride 56, permettant un mouvement de rotation, montee au moyen dlun roulement 68, sur l'arbre commandé 21. Une première poulie 60 montée sur la bride de carter 56, a des gorges pour courroies 72 et 74 et une seconde pouli-e 62, a une gorge pour courroie 70. A l'opposé, le caté ouvert du carter 15 est pourvu d'un organe de réaction 58, fixé par une goupille 64 avec le carter d'embrayage 15, et est maintenu- en position par un jonc anneau en fil 66 engagé dans des gorges sur le carter 15 et l'organe de réaction 58.Des engrenages ou pignons à ehaSne, ou ltéquivalent, pourraient remplacer les gorges 70, 72, 74 et les courroies trapézoidales. Une couche de compression élastique 84 d'une matière amortissante qui répartit uniformément la pression, est fixée à ltorga- ne de réaction 58, et un élément de friction 82, est fixé sur ladi te couche de compression élastique. La couche de compression élastique 84 sert aussi, à amortir les bruits et les oscillations. Une matière compressible est sélectionnée pour ladite couche de compression élastique. Un élément de friction 78 et une couche de compression élastique 80 en vue de l'amortissement sont,de même fixés à la tôle de pression 76, sur l'autre face de l'organe d'embrayage 10. -Un ressort ou rondelle Belleville 86, est placé, attenant à la tue de pression 76, lequel ressort est supporté sur l'exté- rieur de la bride de carter 56, et à l'intérieur, porté sur la tale de pression 76. Les plaquettes tendues sont fournies sur la tale de pression 76 pour relier en rotation la t81e d'embrayage 76 avec le ressort Belleville 86, lesdites plaquettes-engagées dans des rainures radiales dans ledit ressort Belleville 86. Un ensemble de masses centrifuges 90 est fixé sur le ressort Belleville 86 et se prolonge,comme indiqué en figure 1, latéralement du ressort Belleville, à l'intérieur d'un espace défini par la poulie 60. Les forces centrifuges agissant sur les masses centrifuges tendront à faire pivoter ces masses vers l'extérieur à peu près au point 92 (figure 1).En pratique, les masses centrifuges ne pivotent pas réellement, mais produisent un mouvement ayant une force composante qui, en augmentant contrebalance la force d'engagement du ressort Belleville 86 sur la tôle de pression 76, à une vitesse augmentée du carter d'embrayage 15. Les masses centrifuges 90 engrènent dans des logements, dans la bride de carter 56, ainsi aux vitesses réduites, les éléments de friction 78 et 82 sont maintenus en entrane- ment de frottement avec l'organe d'embrayage 10, au moyen du res 'sort de sollicitation Belleville 86, et le carter d'embrayage 15 est directement commandé par l'élément de friction 78J la tale de pression 76, le ressert Belleville 86, les masses centrifuges 90 et la bride de carter 56, par lesquels la vitesse du carter d'embrayage 15 égale la vitesse de l'organe d'embrayage 10. Lors de l'accélération du moteur à combustion interne, une vitesse de l'organe d'embrayage 10 et du carter d'embrayage 15 est atteint à laquelle les forces exercées par les masses centrifuges 90 soulagent la tale de pression 75J à un tel point que l'em- brayage agit dans la zone de glissement. La vitesse du carter d'embrayage 15, reste aussi constante à une vitesse plus grande de l'arbre 21.Cette vitesse constante peut être par exemple de 1500 t/mn, et peut être harmonisée en sélectionnant les masses centrifu ges et/ou le ressort Belleville.Le couple d'embrayage utilisable, transmis par ltembrayage à glissement à une vitesse augmentée, diminue suivant une fonction carrée,qui est relativement raide,à cause des masses centrifuges.A cause de la diminution abrupte du mouvement de l'embrayage,à une vitesse augmentant aussi bien qu a une vitesse limitée, on atteint,de maniere simplefla condition que les dispositifs auxiliaires ne sont pas commandés à des vitesses élevées, inutilement,avec une consommation de puissance excessive,ce qui est important,étant donné que les dispositifs auxiliaires, spécialement le ventilateur de refroidissement et la pompe à eau > consomment normalement une augmentation exagérée de puissance à des vitesses ac célérées. Avec l'usure graduelle des patins de friction 78,82 le ressort Belleville 86 et les masses centrifuges 90,atteignent progressivement une position telle que celle indiquée en pointillés, dans la figure 1. Les détails des pièces rapportées à cannelures ou ailettes du rotor 30,disposées entre les disques annulaires 17 et 16 sont montrés dans les figures 4 à 7. Suivant la figure 4,les pièces rapportées à cannelure du rotor 30 sont formées d'une courroie,à partir d'une matière en bande de tôle 33 pliée en forme d'accordéon, pour former des plis aplatis 34, formant des cannelures radiales entre les cotés opposés des plis 35 et 36.Chaque pli 34 est muni d'une première série de fentes en forme de "persienne" 41 qui est dirigée de façon que l'air soit conduit dans les cannelures ou ailettes 40.Une seconde série de fentes en forme de"persiennew 42,sur l'autre côté,est dirigée de façon que l'air soit conduit hors de la cannelure ou ailette 40.L'autre côté 36 est,de mEme,alternativement pourvu de fentes en forme de persiennes 43 et 44 dirigées à I'opposé.Du cuivre ou de l'aluminium ayant une épaisseur d'environ 011 à 0,2 mm conviennent comme matière pour les bandes de tale 33.Si un maximum de dissipation thermi que n'est pas nécessaire,et etsi l'organe d'embrayage doit autre d'un plus grand diamètre,des tales acier ayant une épaisseur d'environ ,25 à 0,5 mm peuvent aussi titre utilisées. Les éléments de frottement 28,29 des disques annulaires 16,17 recevront alors dans une certaine mesure des températures de fonctionnement,plus fortes. La figure 5 montre le rotor 30 formé par deux bandes de tale métallique 33a et 33b, au lieu de la simple pièce rapportée 30a, où la bande du rotor 33b a un plus grand nombre de plis que la bande 33a. Ceci augmente la surface prévue pour la dissipation de la chaleur. En considérant qu'un nombre de plis 34a de bande 33a sont disposés en relation décalée, par rapport aux plis 34b de la bande 33b, dans une certaine mesure, une turbulence plus grande de 1'air, et un effet de refroidissement amélioré sont obtenus. La pièce rapportée à cannelures ou ailettes de rotor 30, est placée entre les disques annulaires 16 et 17 et elle est assemblée avec ceux-ci, par exemple, par soudure. Si les disques annulaires 16, 17 sont en alliage silicium-aluminium, et si les bandes du rotor sont, presque, en aluminium pur, un alliage de brasage dtalu- minium eutectique, contenant environ 10 ss de silicium est convenable. Si les disques sont en acier ayant une haute teneur en carbone, les pièces rapportées à cannelures ou ailettes de rotor, en cuivre ou acier peuvent entre fixées au moyen d'une soudure ayant une haute teneur en plomb, à des températures d'environ 300 à 350au, sans adoucissement de l'acier, ou la déformation de l'ensemble. L'établissement de organe d'embrayage ayant la pièce rapportée à cannelures ou ailettes de rotor, donne la possibilité dtutiliser unembrayage à glissement qui, d'une manière prédominante, agit dans la zone de glissement. Une action de soufflerie est obtenue, par la disposition radiale des plis du rotor 34 et les cannelures ou ailettes 40, qui dirigent l'air radialement de l'intérieur vers l'extérieur. La disposition des fentes en"forme persienne", assure un courant d'air turbulent et augmente la dissipation de la chaleur de l'organe d'embrayage. Des fluides refroidisseurs peuvent aussi, entre utilisés, en dehors de l'air. De plus, une certaine élasticité de l'organe d'embrayage est obtenue par la disposition de la pièce rapportée à cannelures ou ailettes de rotor 30 entre les disques annulaires 16 et 17, de façon qu'une surface de contact améliorée soit obtenue entre les éléments de frottement 28 et 29 et les patins de frottement. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent entre décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparattront à I'home t home de l'art. REVEhTDIÇATIONS 1 - Embrayage à glissement de limitation de vitesse, dans lequel une plaque de pression est poussée jusqu'à un entrarne- ment par frottement avec un organe d'embrayage annulaire, au moyen d'un ressort ou rondelle Belleville et dans lequel des masses centrifuges sont fixées sur le ressort Belleville, où les forces produites par les masses centrifuges sont dirigées à l'opposé de la force de sollicitation du ressort Belleville, celles-ci provoquant un glissement accru de ltembrayage avec une vitesse croissante, caractérisé en ce que l'organe d'embrayage annulaire comprend une paire de disques annulaires axialement espacés fixés rigidement l'un à l'autre et une bande de tale métallique pliée en accordéon définissant des cannelures ou ailettes radiales,bande sur laquelle les disques annulaires sont fixés bilatéralement. 2 - Embrayage selon la revendication 1, caractérisé en ce que organe d'embrayage annulaire est assemblé avec un arbre de commande non tournant et mobile axialement et en ce que 1 or- gane d'embrayage annulaire est disposé entre une paire d'organes de frottement définissant l'organe d'embrayage mené. 3 - Embrayage selon la revendication 2, caractérisé en ce que organe d'embrayage annulaire est relié à l'arbre de commande au moyen d'un ensemble de barrettes flexibles axialement. 4 - Embrayage selon la revendication 1, 2 ou 3 caractérisé en ce que la partie extérieure du ressort Belleville portant les masses centrifuges est supportée par le carter de ltembrayage et en ce que la partie interne du ressort Belleville est supportée par le support de organe de frottement de la plaque de pression. 5 - Embrayage selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'un premier organe de frottement est directement fixé au carter d'embrayage et en ce que le moment du couple du second organe dtembrayage est transmis par des liaisons positives entre le support de organe de frottement correspondant et le ressort Belleville de mme qu'entre les masses centrifuges et une bride de carter,moment de couple appliqué à l'enveloppe du carter. 6 - Embrayage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ee que les faces planes de la bande se faisant face, sont munies de fentes en forme de persiennes qui sont, alternativement dirigées en sens opposé, en ce qui concerne les unes et les autres, en groupes. 7 - Embrayage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu un ensemble de bandes de métal en feuille pliée est disposé concentriquement, entre les disques anannulaires. 8 - Embrayage selon la revendication 7, caractérisé en ce que les plis des bandes adjacentes sont alternés l'un par rapport à l'autre. 9 - Embrayage selon l'une quelconque des revendications I à 8, caractérisé en ce que des entretoises sont montées entre les disques annulaires. 10 - Organe de frottement pour un frein ou un embrayage, comprenant une paire de disques annulaires accolés l'un à l'autre, reliés entre eux, caractérisé en ce qu'un ensemble : canneluresrotor est placé entre les disques ci-dessus, et une structure en accordéon, définie par un ensemble de plis adjacents d'une matière mince et flexible, chaque pli se prolongeant radialement et ayant une paire de parties sensiblement de surface plane déterminant une cannelure ou ailette s'étendant axialement entre elles.