Brevet FR2508998A1 — publié le 19830107

La prés-cntcu invent ion colncerne un perfection- nemlent apporté à uni emlbrayag U à commande par fluide cortaporant un cylindre dans lequel est mu un piston et, plus particulièrement, elle concerne l'étanchéité de ce piston par rapport au cylindre. Dans les embrayages connus, le contact étan- cihe entre un piston et un cylindre est assuré par un joint torique monté dans une gorge, de façon à établir un contact étanche par glissement avec une paroi du i O cylindre dans lequel le piston est déplacé Lors de l'utilisation de joints toriques, des tolérances étroi- i;u:ve:i être établies dans les gorges, ainsi que les bagues et le fini superficiel du cylindre avec le- qel le joint torique entre en contact En outre, le 1 S joint torique provoque une friction axiale lors du cou- lissement du piston. En consequence,-un objet de l'invention est de fournir une vessie élastique circulaire fixée entre le piston et le cylindre en étanchéifiant ainsi ce cy- lindre dans lequel est introduit un fluide sous pres- sion, la vessie maintenant cette étanchéité à mesure que le piston se déplace dans le cylindre Cette struc- ture donne lieu à une friction axiale minimum lors du déplacement du piston, elle rend la construction sim- pie et elle rédutlit les coats de fabrication. D)ans les dessins annexés: la figure 1 est une vue en bout d'un embraya- ge du ventilateur engagé par un fluide et désengagé -r g:un ressort pour un arbre de transmission, cet em- brayage étant réalisé selon les principes de la présen- te invention; la figure 2 est une vue en coupe prise sui- vant la ligne 2-2 de la figure 1; et la figure 3 est une vue en coupe prise sui- vant la ligne 3-3 de la figure 1. 2508 'a 998 ilu se réfléranlt enl détil ii ces dessilns, l'em- hbrayage A comppreld un é 1 êment de montage circulaire 1 I L Ucpu ti La lt uu bride a uinui 4 llua e -I ud, I 4 ique I le sont l)ratiqués plusieurs trous espacés lo permettant de fixer l'élément de montage 12 au rea S au moyen de bou- lons 18 Ce réa S se présente sous la forme d'un organe entraîné et il est fixé à un arbre de transmission tron- qué 20 entraîné en rotation par un mécanisme classique (non représenté) à l'intérieur du bloc moteur B, fai- sant ainsi tourner le réa et l'élément de montage 12. La bride 14 se termine radialement vers l'intérieur par un moyeu 22 comportant un alésage axial extérieur 24 qui débouche dans un alésage axial intermédiaire 26, lequel débouche à son tour dans un alésage axial intérieur 28. L'extrémité intérieure du moyeu 22 comporte des lan- guettes 29. A l'intérieur du moyeu 22, est définie une ca- vité annulaire extérieure 30 dans laquelle est montée la voie de roulement intérieure 32 d'un palier double 34. Le chiffre de référence 36 désigne une première section de coquille extérieure comprenant un moyeu annulaire 38 dans lequel est définie une cavité annulaire intérieure et o est montée la voie de roulement extérieure 42 a du palier 34 Ce moyeu 38 se termine par un corps al- S longé radialecîient 42, lequel se termine à son-tour par une bride annulaire décalée à angle droit 44 Dans la cavité 40, est définie une gorge annulaire 46 dans la- quelle est adaptée une bague à ressort 48 contre laquel- le vient appuyer la voie de oiouleinen)t extérieure 42 du pa lier. Le chiffre de référence SO désigne une bride à friction comportant un corps annulaire 52 d'un diamètre inférieux à celui de fa bride annulaire 44 Ce corps 52 se termine radialement vers l'intérieur par un alésage 3 S axial rainuré intérieurement 54 en prise avec les canne- lures 29 qui solidarisent la bride 50 au moyeu 22 en vue de la transmission dc couple, ce corps annulaire 52 com- portant un évidement annulai re 56 définissant un épaule- ment annulaire 58 On prévoit également un élément de fixation circulaire à écrou 60 comprenant une bride an- nulaire 62 qui se termine radialement vers l'intérieur par un corps cylindrique 64 comportant un alésage inté- rieur fileté 66. L'alésage axial extérieur 24 débouchant dans l'alésage axial intermédiaire 26 définit un épaulement 68 On prévoit également un boulon 70 s'étendant dans l'alésage 26 et dont l'extrémité intérieure filetée vient se visser dans i'alésage fileté 66 de l'élément de fixation à écrou 60, la tête de ce boulon venant s'engager sur l'épaulement 68 tandis que, lorsque le bou- lon est serré à refus, la bride 56 de l'élément de fixa- tion à écrou 60 vient s'engager sur l'épaulement 58 de la bride à friction 50, une bride annulaire 72 venant par aillers buter contre la voie de roulement intérieu- re 32 ' du palier 24 Lorsque le boulon 70 est serré à refus, sa tête entre en contact avec l'épaulement 68. Le chiffre de référence 74 désigne un piston- circulaire comportant un segment en une matière à fric- tion 76 adapté sur sa face intérieure par un moyen clas- sique et dont le diamètre extérieur est pratiquement égal à celui de la bride annulaire à friction 50 Le piston 74 comporte, dans sa face extérieure, un évidement annu- laire 78 définissant un épaulement annulaire 80 On prévoit également une seconde coquille extérieure annu- laire formant logement 82 dont la partie frontale annu- laire 84 se termine radialement vers l'extérieur par des parties espacées à angle droit formant brides 86. De plus, on prévoit une plaque frontale circu- laire 88 formant une paroi de cylindre comportant une sé- rie d'ouvertures espacées 90 sur sa périphérie en vue d'exposer des trous -filetés 91 destinés à recevoir un boulon à engagement manuel 93 fourni comme accessoire séparé et qui, lorsqu'il est serré dans un trou 91, an&ièle 1 e segleunt " à i L ion d tu pistoun à venir s'engager sur la bride à friction pour engagerl'embrayage au cours de l'absence d'alimentation de fluide La plaque fron- s tale 88 est fixée aux parties de brides 84 au moyen de boulons 92 en définissant ainsi un vide cylindrique C entre le piston 74 et la plaque frontale 88 Une vessie circulaire en caoutchouc élastique 93 estfixée, à proximité de sa périphérie extérieure et au moyen de boulons 92, entre les brides 84 et la plaque frontale 88, étanchéifiant ainsi le vide cylindrique C au bord extérieur Cette vessie comporte, à proximité de sa périphérie, un repli 94 destiné à permettre sa dilata- tion et à compenser le mouvement axial du piston 74. Ainsi qu'on le décrira ci-après, lors du mouvement du piston 74, la vessie se dilate conjointement avec l'ex- pansion de ce dernier, tout en continuant à maintenir l'étanchéité du vide cylindrique C. Le piston 74 est monté de façon à effectuer un mouvement axial, au moyen d'une série de broches espa- cées 9 b montées fermement, par leur extrémité de diamètre réduit 98, dans des trous 100 de ce piston, chacune des extrémités élargies 102 de ces broches étant montée pour coulisser dans une douille 104 adaptée dans un trou 106 de la partie frontale 84 l'épaulement annulaire 80 du piston coulisse au-delà de l'épaulement annulaire inté- rieur 108 de la partie frontale annulaire 84. La plaque frontale circulaire 88 comporte un trou axial 110 qui débouche dans un trou axial élargi ) -12 en formant ainsi un épaulement 114 contre lequel est adap)té un joint torique 116 venant s'engager hermétique- ment sur un raccord d'air rotatif 118 de conception clas- sique et installé à demeure, étanchéifiant ainsi complè- tement le vide cylindrique C Ce raccord d'air est main- tenu dans les trous 110 et 112 au moyen d'une bague 120 maintenue contre l'épaulement 122 du raccord par des bou- Ions i 24 fixés dans la plaque frontale 88 Le raccord d'air comporte un trou de sortie 126 destiné à acheminer un fluide sous pression dans le vide cylindrique C via une alimentation (n Ion représentée) communiquant avec le raccort d'air au moyen d'une canalisation 128. Les parties à brides 86 sont fixées à la bride à angle droit 44 au moyen d'une série de boulons espa- cés 130 munis d'écrous et s'étendant dans des trous 132 ménagés dans les parties à brides 86, ainsi que dans des trous 134 pratiqués dans la bride 44 Ces boulons fixent également une couronne 136 de laquelle s'étendent radialement des pales de ventilateur espacées BL La bride annulaire 44 comporte une série de trous espacés 138 (figure 3) dans chacun desquels est disposée une extrémité d'un ressort hélicoîdal de rappel , l'autre extrémité de chaque ressort étant adaptée dans une cavité 142 d'une des brides espacées 144 qui s'étendent radialement vers l'extérieur par rapport au piston circulaire 74 (voir également la figure 3), pous - sant ainsi le segment de garniture à friction 76 en de- hors de sa position d'engagement avec la bride à fric- tion 50. Dans les figures 2 et 3, le segment à friction du piston est illustré dans une position dans laquelle il est désengagé de la bride annulaire à friction 50 par suite-de la poussée des ressorts de rappel 140 et en raison de l'absence de pression -de fluide dans le cylin- dre C Tandis que l'arbre tronqué 20 est entraîné en rotation et soumis à une charge en étant solidarisé à l'élément de montage 12 via le réa S, cet élément de mon- tage 12 est ainsi soumis lui-même à une charge, ce qui a pour effet de faire tourner la bride à friction 50. Lorsqu'un fluide sous pression est acheminé au raccord d'air 118 duquel il sort par le trou de sortie 126 pour pénétrer dans le vide cylindrique C, le piston est dé- placé axialement, amenant ainsi le segment à friction 76 h c' lr S 'engagetr suir la l bridu f riction 50 à 1 'encon- tr le de La lorce des ressor L S de rappel 140 a vec, pour réslltat, la mise en rutation du la section de coquille c Luct 5 cle 6 et de la coquillc formant logement 82, S ainsi que des pales de vent i lateur qui y sont assujet- ties lorsque la pression de fluide est détendue, les rcssorts provoquent un désengagement entre le segment à friction 76 et la bride à friction 50, tandis que les pales cessent de tourner Dans certains cas d'applica- to tion, l'arbre 20 peut être un arbre fixe, auquel cas la force motrice pour l'1 élément de montage 12 est appli- quée via le réa à commande par courroie S relié à cet élément de montage 12. En cas de défaillance de l'alimentation de fluide ou d'une rupture dans le vide C, on prévoit une série de boulons espacés qui sont montés chacun dans un trou fileté 142 pratiqué dans les parties à brides 84; de la sorte, lorsque ces boulons s'étendent contre le piston, ce dernier est déplacé axialement, amenant ain- si le segment à friction qui y est adapté,'à venir s'en- gager mécaniquement sur la bride à friction, verrouil- lant ainsi l'interface d'embrayage sans pression de fluide. Bien que la structure à vessie décrite ci- À 25 dessus soit illustrée lors de son application à un em- brayage de ventilateur, elle peut également s'appliquer à des embrayages et des freins utilisés pour un contrôle de tension, cette structure comportant un vide cylindri- que dans' Icquel se déplace un piston qui doit être étan- chéifié par rapport au cylindre L'avantage distinct r sidc dans le fait que la vessie donne lieu à une fric- tion axiale minimumi, si bien que le couple de sortie d'un c Umlbrayacge ou d'un frein réagit immédiatement au chlangemenlt surivenllant dans la pression de fluide à l'in- térielir du vide cylindrique Lors de l'utilisation de la strutture à vessie décrite ci-dessus, aucun joint tori- W que n'est coincl dans la cavité ménagée entre le piston et le cylindre en raison de J'application d'un fluide sous pression dans ce dernier Cet effet de coincement d'un joint torique retarde le désengagement des surfa- ces de frein ou d'embrayage, étant donné que l'étan- chéité du piston au moyen d'un joint torique est moins sensible à un changement survenant dans la pression du cylindre, alors que cette sensibilité est hautement sou- haitable dans un embrayage ou un frein de contrô 181 e de tension. RI l:NI)ICAT'I UNS I i,)ra y'age aie ventilatenr engagé par un fluide et désengagé par un ressort, caractérisé en ce qu' il comprend: (a) une bride de montage annulaire destinée à être reliée à une source de force motrice rotative, (b) cette bride se terminant par un moyeu, (c) une bride annulaire à friction, (d) un élément solidarisant cette bride annulaire à friction au moyeu, (e) une première section de coquille extérieure, (f) un Elément assurant un montage rotatif de la première section de coquille extérieure sur le moyeu, (g) une seconde section de coquille extérieure à la- quelle sont assujetties plusieurs pales de ventilateur, (b) un élément solidarisant la première section de coquille extérieure à la seconde section de coquille extérieure pour leur permettre de tourner ensemble, (i) une plaque frontale circulaire,- (j) un élément fixant cette plaque frontale à la seconde section de coquille extérieure, (k J un piston circulaire, I 1) un segment en une matière à friction assemblé à ce piston, (mnil un élément assurant un montage axial du piston pour lui permettre de coulisser sur et dans la seconde section de coqulle extérieure et axialement par rapport à la plaque frontale en définissant ainsi un vide cylin- drique entre cotte dernière et le piston, (n) une vessie circulaire élastique, (o) un élément fixant le bord périphérique de cette vessie circulalre élastique entre la seconde section de coquille extérieure et la plaque frontale, de telle sor- te qlue cette vessie élastique soit adjacente au piston et disposée face à cette plaque frontale, (p) un ressort, j (q) un élément par lequel ce ressort est monté en- tre la'première section de coquille extérieure et le piston pour pousser le segment en matière à friction de ce dernier à l'éc:rt de lu bride à friction, (r) un élément destiné à introduire un fluide sous pression entre la plaque frontale et la vessie élasti- que pour amener le segment en matière à friction à ve- nir s'engager sur la bride à friction en faisant ainsi tourner les première et seconde sections de coquilles. extérieures, ainsi que les pales de ventilateur quecelle- ci supporte, à l'encontre de la force du ressort. 2 Embrayage de ventilateur suivant la reven- dication 1, caractérisé en ce que l'élément solidari- sant la bride annulaire à friction au moyeu comprend: (a) un boulon supporté par ie moyeu et sur lequel vient s'engager (b) un élément de fixation à écrou supporté par la bride à friction. 3 Embrayage de ventilateur suivant la reven- dication 2, caractérisé en ce que l'élément assurant un montage rotatif de la première section de coquille ex- térieure sur le moyeu comprend: (a) un moyeu formé sur la première section de co- quille extérieure, disposé radialement et axialement par rapport au moyeu de la bride de montage, et (h) un palier monté entre le moyeu de la bride de montage et le moyeu de la première section de coquille extérieure. 4 E mbrayage de ventilateur suivant la reven- dication 1, caractérisé en ce que l'élément assurant un montage rotatif de la première section de coquille ex- térieure sur le moyeu comprend: (a) un moyeu formé sur la première section de co- quille extérieure, disposé radialement et axialement S par rapport au moyeu de la bride de montage, et I i Lb) (n palier milolnté cintlre le moyeu de la bride de montage et le moyeu de la premiere section de coquille extériedu re. Embrayd:g de -ventilateur suivant la reven- dication 2, caractérisé en ce que l'élément assurant un montage axial du piston pour lui permettre de coulisser sur et dans la seconde section de coquille extérieure et axialement par rapport à la plaque frontale comprend: (a) un épaulement annulaire intérieur formé sur le piston et pouvant coulisser sur (b) un épaulement annulaire intérieur formé sur la seconde sect-ion de coquille extérieure. à Embrayage de ventilateur suivant la reven- dication 1, caractérisé en ce que l'élément assurant un 515 montage axial du piston pour lui permettre de coulisser sur et dans la seconde section de coquille extérieure et axialement par rapport à la plaque frontale comprend: (a) Un épaulement annulaire intérieur formé sur le piston et pouvant coulisser sur (b) un épaulement annulaire intérieur formé sur la seconde section de coquille extérieure. 7 Embrayage de ventilateur comportant une pa- roi circulaire et un piston circulaire, caractérisé en ce qu'un éléinent est prévu pour monter cette paroi et ce piston de façon à définir un cylindre, ce piston pou- vant coulisser sur l'élément de montage par rapport à la paroi circulaire, tandis qu'une vessie élastique cir- culaire est intercalée entre cette paroi et ce piston, en étant fixée, par son bord périphérique, entre l'élé- ment de montage et la paroi circulaire en vue d'étanchéi- fier le cylindre. 8 Embrayage de ventilateur ayant une interfa- ce à friction et comprenant une bride circulaire à fric- tion sur laquelle tient s'engager pour l'entraîner en rotation un segment à friction monté sur un piston cir- cul ire pouvant coulisser dans un cylindre et comportant 2508 9, i ll un organe étanchéifiant ce dernielr, ce piston étant monté sur le logement pour faire tourne ricelui-ci lors-: que le segment a friction du piston est amené -à venir s'engager sur Ia bride à friction en faisant tourner le logement, caractérisé en ce qu'il-comprend un organe d'étanchéité perfectionné comportant une vessie é'-asti-' que circulaire fixée, pa-r sa partie périphêrúque,;' à la partie périphérique du cy-lindre>-:cette-vess-e pou vant venir s'engager sur le piston-et -se dp-lacer-avecl: ce dernier lorsqu'un fluide sous pression est introduit dans le cylindre - 9 Embrayage de ventilateur suivant la reven- dication 8, caractérisé en ce que la vessie comporte un repli annulaire formé à proximité de sa périphérie pour i S permettre sa dilatation. Par procuration de: HORTON INDUSTRIBES INC Le mandataire R Baudin I ,, : , '-:; ,. f i