Brevet FR2539830A1 — publié le 19840727

L'invention a pour objet un dispositif d'embrayage-débrayage applicable aux moyeux de roues de véhicules automobiles, en particulier-les véhicules du type à quatre roues motrices, ou plus. L'objet de l'invention se rattache notamment aux secteurs techniques des -- transmissions mécaniques en général, et plus particulièrement des systèmes d'embrayages et débrayages de roues de véhicules automobiles. On rappelle que les moyeux embrayables-débrayables pour véhicules automobiles, plus spécialement destinés aux véhicules du type à quatre roues motrices, sont conçus pour permettre de désaccoupler deux roues et généralement les roues avant du véhicule, par rapport au reste de la chaîne cinématique, cela dans certaines circonstances et principalement lorsqu'on veut rouler normalement sur route avec ces véhicules. Dans ce cas, les joints homoci nétiques, le pont avant et l'arbre de transmission ne sont plus entrainés. Lorsqu'on veut utiliser les quatre roues motrices pour les déplacements en terrains accidentés, on accouple les roues avant et le véhicule fonctionne avec les quatre roues motrices dans les conditions prévues par les constructeurs. Il résulte de ces possibilités d'embrayage-débrayage ou d'accouplementdésaccouplement : une direction beaucoup plus souple et une conduite de véhicule automobile semblable à celle diun véhicule habituel à deux roues motrices l'élimination totale du bruit du pont avant ; un gain de puissance qui se traduit par des reprises plus franches et une économie d'énergie. Les moyeux ernbrayables~débrayables connus présentent des inconvénients par leur conception et leurs constructions, de sorte qu'il en découle un manque de robustesse et de fiabilité eu égard aux conditions d'utilisation, des difficultés et complications de construction et de montage, avec des anomalies dans les actions d'embrayage. Suivant l'invention, on avoulu remédier à ces inconvénients et le dispositif d'embrayage-débrayage selon l'invention comprend un corps agencé pour être fixé solidairement au moyeu de roue, dans alésage et dans le sens axial de ce corps étant formées des cannelures qui coopèrent avec une noix ou organe balladeur cannelé de manière correspondante , le dit organe balladeur présentant un alésage denté qui peut être engagé avec les dents d'un pignon fixé solidairement à l'extrémité d'un arbre dXentraiMement, des moyens de poussée et élastiques étant prévus et montés dans le corps pour embrayer en poussant axialement l'organe-balladeur denté et l'amener en prise avec le pignon eut 1 arbre, ou pour autoriser lleffet d'un ressort repoussant l'organe balladeurhors des dents du pignon, le dispositif étant caractérisé en ce que les moyens de poussée agissant sur l'organe balladeur cannelé et denté, sont constitués, dI un côté du dit organe, par un ressort de poussée appuyé par ailleurs, directement ou par organe interposé, contre le corps, tandis que, de l'autre côté du dit organe balladeur ,se trouve en appui une rondelle montée coulissante sur une portée extérieure diun écrou en prise sur la portée filetée ou vis diun organe sélecteur central dont là position axiale est fixe, et qui peut être déplacé angulairement pour embrayer ou débrayer le moyeu de la roue par rapport à l'arbre drentraînement, le dit écrou entraidé par l'organe sélecteur étant libre axialement en ayant une position angulaire fixe, un ressort étant monté entre une portée ou collerette d'appui du dit écrou et la rondelle qui peut coulisser sur la portée de l'écrou , un moyen limitant le coulissement par rapport à l'écrou, de la rondelle poussée par le ressort en direction de l'organe bal ladeur. Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront de la description qui suit. Pour fixer l'objet de l'invention , sans toutefois le limiter, dans les dessins annexés La figure 1 est une vue en perspective illustrant séparément et de manière alignée dans leur ordre de montage, les principaux éléments du dispositif selon l'invention. La figure 2 est une vue en coupe à grande échelle, montrant le dispositif selon l'invention en position de débrayage. La figure 3 est une vue en coupe à plus petite échelle illustrant le dispositif selon l'invention en position d'embrayage. La figure 4 est une vue de face partielle suivant la flèche F de la figure 2 illustrant principalement un moyen de préhension du sélecteur central. La figure 5 est une vue partielle et en coupe à grande échelle, considérée suivant la ligne 5-5 de la figure 3, montrant le montage de l'organe balladeur par rapport au pignon doentrafnement et au corps du dispositif selon l'invention. La figure 6 est une vue partielle et en coupe à grande échelle, considérée suivant la ligne 6-6 de la figure 3 ,montrant le montage de l'écrou de manoeuvre de l'organe balladeur dans le corps du dispositif et sur l'organe sélecteur central. La figure 7 est une vue à caractère schématique illustrant erjraits forts le dispositif selon l'invention, monté sur un train de roues représenté en traits fins. Afin de rendre plus-concret l'objet de llinvention, on le décrit maintenant sous une forme non limitative de réalisation illustrée aux figures des dessins. Le dispositif suivant ltinvention comprend un corps (1) dont une extrémité présente une portée de centrage (la) dans l'alésage (Ml) du moyeu (M) d' un train de roues (T) schématisé à la figure 7 OÙ llon voit encore que le moyeu porte de manière connue une jante (J) avec son pneumatique (P). A la suite de la portée de centrage (la), le corps (1) présente une collerette (lb) de fixation contre le moyeu par boulons (2) et goupille (3). Axialement, le corps (1) est ouvert de part en part sans saillie, portée ou aspérité intérieure et présente sur la quasi totalité de sa longueur des cannelures (tic) débouchant aux deux extrémités dans des chambrages (1d - le). A llextrémité du demi-arbre de roue (4) du train sont formées de manière connue des cannelures (4a) ou moyens équivalents, destinés à recevoir et à indexer angulairement par ses cannelures (5a), un pignon (5) qui y est retenu longitudinalement par une rondelle (6) et une vis axiale (7). Le pignon (5) est maintenu dans le corps (1) par un roulement à billes (8) ou autre type de roulement largement dimensionné et positionné ou immobilisé entre un épaulement (if) de i'alésage du corps , un épaulement (5b) du pignon, et des circlips ou anneaux élastiques (9 - 10). Dans les cannelures (lc) du corps coulisse librement une noix ou organe balladeur (11), dont la denture extérieure (lia) correspond aux cannelures (il), tandis qu'intérieurement, son alésage présente une denture (lob) correspondant à la denture (5c) du pignon (5). A noter que les jeux entre dents et cannelures sont calculés de telle sorte que l'accouplement s'opère sans contrainte entre la noix (11) et le pi- gnon (5). La noix (11) est commandée en translation dans le sens de l'embrayagé ou accouplement avec le pignon (5), sens repéré par la flèche (fl) dans la figure 3, par un ensemble comprenant un sélecteur central (12) qui est constitué diune portée filetée (12a) à pas rapide et à profil trapézoldal par exemple, suivie diune portée lisse (12b) de diamètre légèrement inférieur au diamètre du chambrage (le) du corps. La portée filetée (12a) coopère avec un écrou (13) dont l'extrémité située du caté de la portée lisse (12b) forme une collerette (13a) qui présente périphériquement des cannelures (13b) correspondant aux cannelures (tic) du corps afin de coulisser librement dans le corps par action sur le sélecteur central (12) qui est monté rotatif seulement sans possibilité de déplacement longitudinal entre letid du chambrage (le) et un cache ou bouchon, tandis quiun dispositif du type à bille (14) et ressort (15) logés dans un orifice (12c) de la portée (12b), coopère avec des encoches (lof) réalisées dans le chambrage (le) du corps, de manière à maintenir le sélecteur dans deux positions correspondant aux positions d embrayage et débrayage. Près de son autre extrémité, l'écrou (13) porte à rotation libre une rondelle profilée (16) destinée à s'appuyer par sa face (16a) contre la noix (11) sous la poussée d'un ressort à boudin (17) interposé entre un épaulement (16b) de la rondelle et la collerette (13a). La rondelle est retenue seulement dans le sens de déplacement vers la noix par un circlips ou anneau élastique (18) puisque dans l'autre sens c"est le ressort (17) qui la retient. On voit encore qu'entre la noix (il) et la collerette (13a), les cannelures (lc) du corps sont séparées par une gorge circulaire (lg) dans laquelle est logé un jonc ou une bague d'arrêt (19) destiné à: limiter la- course de la collerette (13a) dans un sens et à éviter lors des démontages, I'éjection de la noix (11) poussée par un ressort à boudin (20) en appui contre le roulement (8). Le sélecteur (12) présente encore à l'extrémité accessible faisant suite à la portée lisse (12b), une portée de plus petit diamètre (12d) dont la face frontale présente un évidement allongé (12e) ou autre forme en creux ou en relief destinée à servir de moyen de préhension commode en vue d'opérer manuellement ou par un outil la rotation du sélecteur (12). L'ensemble des mécanismes contenus dans le corps (1) est rendu étanche à l'égard des impuretés et éléments ambiants par un bouchon annnulaire (21) fixé par vis (22) ou autrement contre la face en bout du corps, et équipé de joints toriques (23) ou moyens analogues mis en place aux endroits appropriés. En se référant plus particulièrement aux figures 2 et 3 des dessins, on décrit maintenant le fonctionnement du dispositif selon l'invention. A la figure 2, le dispositif est représenté en position de débrayage, c'est-à-dire que l'organe balladeur (11) est désaccouplé du pignon (5) par recul de l'écrou (13) en direction de la portée lisse (12b) du sélecteur et poussée élastique (flèche f2) du ressort à boudin (20). Dans cette position, les roues équipées du dispositif, en général les deux roues avant , ne sont pas motrices, en ce sens que les pignons (5) calés sur les demi-arbres d'entrar- nement (4) ne sont pas liés Esxec les moyeux (M). Lorsqu'on veut utiliser les quatre roues motrices pour vaincre plus facilement les difficultés du terrain, on agit manuellement (ou par un moyen de commande approprié, sur le sélecteur central (12), par exemple en le tournant à l'aide du moyen de.préhension (12e), dans le sens de la flèche (f3) de la figure 4, suivant un angle déterminé par les caractéristiques du filetage de la portée filetée (12a). Dans la réalisation illustrée, l'embrayage complet s'opère par une rotation de 300O du sélecteur. repéré par les encoches (lof). La rotation du sélecteur provoque le déplacement axial de l'écrou (13) indexé en rotation par les cannelures de sa collerette (13a), et le déplacement est transmis à la rondelle profilée (16) par l'intermédiaire du ressort à boudin (17). Le ressort (17) est taré à une force plus importante que celle du ressort (20) situé derrière l'organe-balladeur. De ce fait, le dit organe-balladeur est déplacé en direction du pignon (5) calé sur le demi-arbre d'entrar- nement (4), et les deux éléments (11 et 5) s'accouplent par leurs dentures correspondantes (llb et 5c). A noter que si les dentures ne sont pas en face lors de l'embrayage, il y a compression du ressort (17) du fait du blocage provisoire de l'ensemble noix (11) - rondelle (16) et du déplacement libre de l'écrou (13). Lorsque les dents se trouvent alignées, la compression du ressort (17) assure i'engagement automatique, sûr et instantané de la noix (11) autour du pignon (5). On comprend également que la force plus importante du ressort (17) par rapport au ressort (20) autorise une compression constante sur la noix (If) en position embrayée, en évitant ainsi tout désaccouplement. A noter également que la gorge (lg) de logement du jonc d'arrêt (19) est. positionnée de telle sorte qu'au remontage la noix (11) poussée par le ressort de débrayage (20), butte contre le jonc (19)en facilitant ainsi l'engagement des cannelures (13b) de la collerette (13a) dans les cannelures (lc) du corps. Enfin, on remarque que l'organe-balladeur (11) est symétrique , donc réversible, ce qui autorise son montage dans le corps selon n'importe quel sens, et permet en cas d'usure des dentures à l'entrée du côté du pignon (5) son retournement avant remplacement. Il pourrait d'ai Ileurs en être de même pour le pignon (5) si l'on prend soin de le réaliser de manière symétrique avec deux portées de roulement. Les avantages ressortent bien de la description, on souligne encore: - la grande fiabilité du dispositif qui est composé de pièces largement dimensionnées et de formes simples. - l'efficacité de l'embrayage sans risque d'anomalie de fonctionnement, du fait du tarage supérieur du ressort d'embrayage par rapport au ressort de débrayage maintenant la noix en pression dans le sens de l'embrayage. - les facilités de montage et de démontage des éléments grâce à l'ouverture axiale complète du corps. - iaccouplement sûr et souple à rattrapage de jeu par l'action du ressort di embrayage et le montage coulissant de la rondelle d'appui de l'écrou. - le faible effort manuel de couple exigé par le sélecteur central à vis-écrou de pas rapide. - les possibilités d'adaptation du dispositif dans d'autres domaines, chaque fois que l'on veut embrayer et débrayer , accoupler et désaccoupler, dans des conditions fiables, robustes et sûres des mécanismes. L'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant plus spécialement été indiqués ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. R EV E N o 1 C~A T 'O NS - 1 - Dispositif d'embrayagedébrayage applicable aux moyeux de roues de véhicules automobiles, en particulier les véhicules du type à quatre roues motrices ou plus , qui comprend un corps (1) agencé pour être fixé solidairement au moyeu de roue (M) , dans l'alésage et dans le sens axial de ce corps étant formées des cannelures (tic) qui coopèrent avec une noix (11) ou organe balladeur cannelé de manière correspondante , le dit organe balladeur présentant un alésage denté (lob) qui peut être engagé avec les dents . (5c) d'un pignon (5) fixé solidairement à l'extrémité d'un arbre (4) dientrarnement, des moyens de poussée et élastiques étant prévus et montés dans le corps pour embrayer en poussant axialement l'organe balladeur denté (li) et l'amener en prise avec le pignon (5) et l'arbre (4) , ou pour autoriser effet d'un ressort repoussant l'organe balladeur hors des dents du pignon (5), le dispositif étant caractérisé en ce que les moyens de poussée agissant sur llor- gane balladeur cannelé et denté (11), sont constitués, d'un c8té du dit organe, par un ressort de poussée (20) appuyé par ailleurs, directement ou par organe interposé, contre le corps, tandis què, de l'autre côté du dit organe balladeur, se trouve en appui une rondelle (16) montée coulissante sur une portée extérieure diun écrou (13) en prise sur la portée filetée ou vis (12a) d'un organe sélecteur central (12) dont la position axiale est fixe, et qui peut être déplacé angulairement pour embrayer ou débrayer le moyeu (M) de la roue par rapport à l'arbre d'entraînement (4), le dit écrou (13) entraîné par l'organe sélecteur (12) étant libre axialement en ayant une position angulaire fixe, un ressort (17) étant monté entre une portée ou collerette (13a) d'appui du dit écrou et la rondelle (16) qui peut coulisser sur la portée de l'écrou, un moyen (19) limitant le coulissement par rapport à l'écrou, de la rondelle poussée par le ressort en direction de l'organe balladeur. - 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe sélecteur central à vis (12), en coopération avec l'écrou (13) et la. rondelle (16) agit dans un sens contre Organe balladeur denté (11) en comprimant le ressort qui agit contre le dit organe balladeur pour le pousser en l'amenant en prise avec le pignon (5) et embrayer, tandis que dans autre sens, I'orga- ne sélecteur tire l'écrou (13) et la rondelle (16) en libérant la poussée du ressort comprimé (20) qui agit directement contre l'organe balladeur en le libérant de l'emprise du pignon (5), le ressort (20) qui agit directement contre l'organe balladeur denté (11) ayant une capacité de pression nettement inférieure à la capacité du ressort (17) monté entre la collerette (13a) ou portée de l'écrou (13) et la rondelle (16). - 3 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, carscté- risé en ce que, dans l'action dtembrayage commandée par organe sélecteur central (12) on conJugue la poussée donnée par ltentraRnement à vis de écrou (13) et la poussée élastique de compression du ressort (17) en direction de la rondelle (16) et de l'organe balladeur (11), ces poussées s'additionnent afin d'engagerplus fermement et plus sûrement organe balladeur en prise avec le pignon, en assurant et en maintenant cet engagement. - 4 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que la combinaison de l'organe séledeur central à vis (12) avec 1 écrou 13, la rondelle (16) et le ressort (17) entre la dite rondelle et le dit écrou, autorise, lors de I'embrayage, le fonctionnement normal de la dite commande avec un effet d'embrayage un instant différé, lorsque les dents de l'or- gane balladeur sont arrêtées contre les dents du pignon, Ieembrayage s'opérant à coup sûr et automatiquement dès que les dents de l'organe balladeur se trouvent en face des creux entre les dents du pignon. - 5 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qutun;jonc ou une bague d'arrêt (19) est placé en un point longitudinal convenable dans une gorge circulaire (lg) de l'alésage du corps (1), d'une part afin de limiter la course de llécrou (13) et, d'autre part, pour retenir lors des démontages, l'organe balladeur (11) poussé élastiquement par le ressort de débrayage (20). - 6 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications A, 2 et 3, carac- térisé en ce que alésage du corps (1) est ouvert de bout en bout, sans saillie, portée ou aspérité intérieure, le dit alésage étant cannelé en (lc) à peu près d'une extrémitéau l'autre afin de guider dans le sens axial et de maintenir avec une position angulaire fixe l1orgene-belledeur (11)denté extérieurement en (lia) et la portée ou collerette (13a) de l'écrou également denté en (13b). - 7 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le pignon (5) solidaire de arbre (4) d'entrafnement, tourne dans alésage du corps en étant centré et appuyé d'une manière robuste dans un roulement à billes (8) ou autres, les bagues de ce roulement étant ajustées et arrêtées dans des portées du pignon et de l'alésage du corps, avec des moyens amovibles de retenue (9 - 10). - 8 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que l'organe balladeur (11) a une conformation symétrique de sorte qu'il est réversible et peut être engagé dans le corps par l'une ou liautre extrémité.