Brevet FR2546998A1 — publié le 19841207

1. "Embrayage à cônes, notamment pour une boite d'inversion de sens de rotation, pour bateaux à moteur". Cette invention concerne un embrayage à cônes, con- venant particulièrement pour une botte de transmission d'un petit bateau à moteur pourvuedes positions de marche avant et de marche arrière. Un mécanisme classique est représenté ci-joint en figure ( 1) Selon cette figure ( 1),un arbre d'entrée ( 2) et un arbre de sortie ( 3) sont montés parallèlement dans un boîtier ( 1) L'arbre de sortie ( 3) porte deux cuvettes coniques ( 5) li- bres en rotation, chacune d'elles présentant une face interne ( 4) de forme conique. Les cuvettes coniques ( 5) sont pourvues chacune, à leur périphérie extérieure, de dents ( 6) s'engrenant avec des dents ( 7) usinées sur l'arbre d'entrée ( 2) Les dents ( 6)de l'une des cuvettes ( 5) engrennent directement dans les dents ( 7) et les dents ( 6) de l'autre cuvette ( 5) engrenne avec les dents ( 7) à travers une roue folle d'engrenage (non représentée). Un corps conique ( 9) est monté sur l'arbre de sor- tie ( 3), coulissant dans un rainurage hélicoïdal ( 10). Le corps conique ( 9) est situé entre les cuvettes coniques ( 5), et présente deux faces extérieures ( 8) coniques, chacune faisant face à l'une des faces coniques internes ( 4) avec laquelle elle peut venir en prise Le corps conique ( 9) est pourvu à sa périphérie extérieure d'une fente annulaire reçevant une fourchette de ma- noeuvre,(non représentée). La fourchette de manoeuvre est destinée à faire coulisser axialement le corps conique ( 9), afin d'amener en prise sélectivement, par friction, chaque facuite à la face 4 correspon- dante. L'inclinaiso du rainurage ( 10) est con çuede telle manière que le corps conique ( 9) soit entratné en direction de chacune des cuvettes coniques( 5) lorsque le corps ( 9) est en pres- sion contre la cuvette ( 5) pour y reçevoir le couple de rotation. De fait, le rainurage hélicoiïdal ( 10) fonctionne de manière à 2. repousser le corps conique ( 9) contre la cuvette conique ( 5 y sous l'action d'une force qui est fonction du couple transmis. Or, il se trouve que dans le mécanisme décrit ci-dessus, les variations du couple transmis entraînent des variations de la force de pression qui maintient l'enclenche- ment Notamment dans lesbas régimesdes moteurs diesel, le cou- ple est soumis à de larges variations qui ont pour conséquence que le corps conique ( 9) patine contre la cuvette ( 5) ou même s'en désengage. Ceci amène une usure des faces ( 4 et 8) char- gées de l'enclenchement par friction et peut finalement pertur- ber cet enclenchement. La demande de brevet japonaise, no 57-34 516, cor- respondante à la demande de brevet suédoise, N O 81 01424-3 décrit un mécanisme permettant de résoudre ce problème. Selon un premier mode de réalisation, cette demande japonaise prévoit un arbre intermédiaire portant un corps conique, coulissant par rapport aux cuvettes coniques d'entrée, et rap- pelé par des ressorts, de telle manière que le mouvement axial dudit arbre intermédiaire absorbe les variations de la force de pression de l'embrayage. Néanmoins, dans ce mécanisme, l'arbre intermédiaire doit être monté libre en translation, ce qui rend l'ensemble de la construction compliquée. D'autres modes de réalisation de la même demande décriventun corps conique divisé en deux parties, dont l'une est liée à un arbre et l'autre est destinée à être pressée contre les cuvettes coniques. Des ressorts sont placés entre chacune des parties du corps conique Cette structure est également d'une construc- tion complexe De plus, le corps conique étant de manière géné- rale réalisé dans un matériau tendre, tel que le bronze ou le léton, ces parties séparées, et claftées entre elles, peuvent n'être pas d'une résistance suffisante. Enfin, dans chacun desdits modes de réalisation, 3 2546998 le fait qu'il soit nécessaire d'utiliser un arbre coulissant, ou un corps conique en deux parties, a pour conséquence qu'il est impossible d'y utiliser l'arbre classique conique ( 9) de la figure 1. En conséquence, l'invention a pour objet de fournir un embrayage à cônes de construction simplifiéeet permettant d'absorber les variations des forces de pression d'enclenchement, causées par les variations du couple de rotation. Selon l'invention, l'embrayage à cônes comprend un arbre rotatif sans jeu axial, un corps conique lié à l'arbre rotatif au moyen d'un rainurage hélicoïdal conçu pour se dépla- cer axialement sous l'action de moyens de manoeuvre, et pourvu extérieurement de deux faces conicuites d'enclenchement par friction; deux cuvettes coniques disposées de chaque côté du corps conique, montées en libres rotation et translation axiales sur l'arbre rotatif, et pourvues de deux faces coniques desti- nées à venir en prise par friction sur chacune des faces du corps conique respectivement; à un mécanisme de transmission du couple de rotation entraînant chacune des cuvettes coniques dans un sens de rotation différent; et des moyens de rappel montés en appui sur les faces arrières des cuvettes coniques destinées à repousser chacune desdites cuvettes coniques en direction du corps conique respectivement. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un mode préférentiel de réalisation et des dessins annexés dans lesquels La Fig 1 est une vue en coupe d'un embrayage à cône classique; La Fig 2 est une vue de détail agrandie de l'em- brayage à cône non enclenché, selon un mode de réalisation de l'invention; La Fig 3 représente une vue de détail agrandie de l'embrayage à cône de la figure 2 La Fig 4 représente une vue de détail agrandie 2546998- de l'embrayage à cÈnesselon un autre mode de réalisation de l'invention; la Fig 5 est un graphe représentant la relation liant la vitesse de rotation du moteur (en timn) et la pression moyenne effective (Kg/cm 2). Selon la Fig 2 le mécanisme représenté est simi- laire selon certaines de ses caractéristiques à celui de la figure 1, et les éléments identiques portent en conséquence, des numéros de références identiques. Les éléments différents sont détaillés dans les description suivante Selon la Fig 2, une cuvette conique ( 5) est insé- rée entre les colliers de butée ( 11 et 12) et est montée sur un arbre de sortie ( 3) au moyen d'un roulement ( 13) Un espace axial ( 14) est ménagé entre le collier de butée arrière ( 11) et la face arrière de la cuvette ( 5), de telle manière que ladite cuvette ( 5) puisse coulisser dans cette espace ( 14). La cuvette conique ( 5) présente sur sa face arrière une cavité annulaire ( 15) Une entretoise ( 16) vient reposer sur le col inférieur de la cavité ( 15), et repose latéralement contre le collier de butée ( 11) Une rondelle Belleville ( 17) est disposée entre l'entretoise ( 16) et la face arrière de la cavité ( 15), de telle manière que cette rondelle ( 17) formant ressort repousse la cuvette conique ( 5) en direction du corps conique ( 9) lors- que ladite cuvette ( 5) tend à coulisser en direction dudit col- lier ( 11). Selon cette structure, lorsque le corps conique ( 9) est manoeuvré en coulissement et en enclenchement avec la cu- vette conique ( 5), comme représenté en figure 3, la cuvette conique ( 5) est repoussée, et se déplace vers le collier ( 11) entrainant donc le ressort ( 17) en compression En retour le ressort ( 17) comprimé repousse de manière élastique la cuvette conique ( 5) vers le corps conique ( 9) En conséquence, dans le cas même o la force de pression du corps ( 9) contre la cuvette ( 5) varie suivant les modifications du couple de transmission,la cuvette conique ( 5) reste pressée de manière stable contre le corps ( 9) grace à l'effort de rappel du ressort ( 17); ceci interdit le patinage o le désenclenchement de la cuvette ( 5) d'avec le corps ( 9). Un autre mode de réalisation est représenté en fi- gure 4 Dans ce cas, le collier de butée ( 11) situé sur la face arrière de la cuvette conique ( 5) est pourvu d'un support por- tant les ressorts à disque ( 18) Les ressorts ( 18) fonctionnent de manière identique aux ressorts ( 17) de la figure ( 2). La figure ( 5) compare les caractéristiques obtenues avec un embrayage classique et avec le mode de réalisation sui- vant l'invention. les parties gauches des courbes tracées sont les zones correspondantes aucas de patinage dû aux variations du couple transmis Il apparait bien sur la figure ( 5) que la vitesse de rotation du moteur pour laquelle il y a patinage est inférieure dans le cas du mode de réalisation de l'invention présentée,à celle obtenue avec un embrayage classique. On peut utiliser des moyens de rappel différents des ressorts ( 17 et 18), pour repousser la cuvette ( 5) Une combinaison des ressorts ( 17 et 18), avec éventuellement d'au- tres ressorts, peut être employée, de telle manière que l'élas- ticité varie en fonction de la course de compression. Dans le cas de l'utilisation d'une telle combinai- son de ressource, un choc brutal causé lors de l'enchenchement peut être absorbé de manière progressive et effective, et après l'enclenchement, la cuvette ( 5) peut venir reposer for- tement contre les ressorts; on obtient ainsi un embrayage idéal qui ne génère aucun choc lors de l'enchenchement, ni même un patinage en position enclenchée, en cas de charge faible et de couple élevé. Bien qe dans les descriptionscï-dessus, il ne soit question que du mécanisme correspondant à une seule des deux cuvettes coniques, l'autre mécanisme de cuvette conique présente une structure identique, et est pourvue tout aussi bien, de moyens de rappel. Comme indiqué ci-dessus, même dans le cas ot la force de pression agissant sur le corps conique ( 9) varie en fonction du couple moteur, le ressort ( 17) repousse la cuvette conique ( 5) contre le corps ( 9), On évite donc ainsi le pa- tinage et l'usure prématurée Il en résulte qu'on supprime un inconvénient important: le cas o l'embrayage ne pourrait plus s'enclencher. Il est nécessaire ni de construire un arbre de sor- tie libre en translation, ni d'utiliser un corps conique en plusieurs parties La structure de l'invention est donc sim- plifiée et son coup de revient est réduit Les éléments de l'embrayage classique de la figure 1 comme,l'arbre ( 3), les cuvettes coniques ( 9), et autres, peuvent être utilisés dans l'embrayage selon l'invention Le coût de revient en est réduit d'autant L'invention présente enfin, également l'avantage que l'arbre de sortie ( 3) peut être directement connecté à un ar- bre de propulsion. Il est clair que la description qui précède ne con- cerne qu'un mode de réalisation particulier à l'invention et que toute modification ou tout aménagement qui pourrait lui être apporté sans changer ni la nature ni l'esprit de l'invention est protégé par les revendications ci-jointes. 2546998 ' 7. DVENDICATIONS 1 ) Embrayage à cônes caractérisé en ce qu'il com- prend un arbre rotatif ( 3) sans jeu axial, un corps conique ( 9) lié à l'arbre rotatif ( 3) au moyen d'un rainurage hélicoïdal ( 10), conçu pour se déplacer axialement sous l'action de moyens de manoeuvre, et pourvu extérieurement de deux faces conicuites d'enclenchement par friction; deux cuvettes coniques ( 5) dis- posées de chaque côté du corps conique ( 9),t montées en libres rotation et translation axialessur l'arbre rotatif ( 3), et pour- vues de deux faces coniques ( 4) destinées à venir en prise par friction sur chacune des faces ( 8) du corps conique ( 9) respec- tivement; à un mécanisme de transmission du couple de rotation entrainant chacune des cuvettes coniques ( 5) dans un sens de ro- tation différent; et des moyens de rappel ( 17,18) montés en ap- pui sur les faces arrières ( 15) des cuvettes côniques ( 5) desti- nés à repousser chacune des dites cuvettes côniques ( 5) en di- rection du corps conique ( 9) respectivement. 2 ) Embrayage à cônes suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les 10 moyens de rappel ( 17,18) sont cons- titués d'éléments formant sièges de ressort, immobilisés axiale- ment sur l'arbre rotatif ( 3), et des ressorts ( 17,18) dont le profil intérieur et le profil extérieur sont respectivement en appui contre les éléments formant siège de ressort et les faces arrières ( 15) des cuvettes coniques ( 5). 3 ) Embrayageà cônes selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que ledit arbre rotatif ( 3) est monté dans un boitier ( 1) au moyen de roulements situés de part et d'autre des faces arrières descuvettes coniques ( 5), qu'un collier de butée est inséré entre la face arrière de chaque cuvette conique ( 5) et le roulement correspondant,et que chacun des moyens de rap- pel est constitué d'une rondelle Belleville ( 17) dont la face intérieure et la face extérieure sont en appui respectivement contre le collier de butée et la face arrière de la cuvette conique correspondante. 4 ) Embrayage à cônes selon la revendication 1, 2546998, b caractérisé en ce que ledit arbre de rotation ( 3) est monté dans un boitier ( 1) au moyen de deux roulements situés de part et d'autre des faces arrières des cuvettes coniques ( 5), qu'un collier de butée est inséré entre la face arrière de chaque cuvette conique ( 5) et le roulement correspondant, et que cha- cun desdits moyens de rappel est constitué de ressorts à disque dont les extrémités radiales intérieure et extérieure sont respectivement en appui contre le collier de butée et la face arrière de la cuvette conique correspondante. 50)embrayage à cônes selon la revendication 1 carac- térisé en ce que ledit arbre rotatif ( 3) est en prise,sans jeu axial, sur un arbre moteur ( 2) coaxial.