Brevet FR2549552A1 — publié le 19850125

1. L'invention est relative à un embrayage à utiliser par exemple dans les machines industrielles, dans l'industrie automobile, etc Dans un embrayage conventionnel, un disque d'embrayage 5 est interposé entre une roue d'inertie d'entrée formant volant et une plaque de pression; le couple est transmis depuis cette roue à un arbre de sortie coaxial au disque d'embrayage quand celui-ci est plaqué contre la roue à l'aide de la plaque de pression Toutefois, cet embrayage 10 présente l'inconvénient qui réside en ce que les à-coups dans le couple qui sont engendrés pendant l'enclenchement de l'embrayage sont suceptibles de produire un glissement du fait que le disque d'embrayage est exclusivement en forme de disque, ce qui fait que la taille de l'embrayage 15 et la force avec laquelle il faut appuyer sur la pédale d'embrayage sont importantes en regard de la capacité de transmission de couple, c'est-à-dire de l'amplitude du couple maximal qui peut être transmis. Un but de l'invention est, par conséquent, de réduire 20 la taille de l'embrayage et la force nécessaire pour enfoncer la pédale d'embrayage en regard de la capacité de transmission de couple de l'embrayage. Un autre but de l'invention est d'empêcher les à-coups et le broutage quand l'embrayage est engagé, de manière à 25 améliorer la sensation d'enclenchement et de libération de l'embrayage. A cet effet, l'embrayage selon l'invention est caractérisé par le fait que le disque d'embrayage, qui est interposé entre la roue formant volant et la plaque de pres30 sion, comporte une partie centrale en forme de disque et une partie périphérique extérieure en forme de cone. Suivant une autre caractéristique, le disque d'embrayage est agencé pour commencer à coopérer avec ladite roue par sa partie en forme de disque. On comprendra bien l'invention à la lecture de la description qui va suivre et en référence aux dessins annexés dans lesquels: Fig 1 est une coupe axiale schématique d'un embrayage 2. établi selon un premier mode de réalisation de l'invention. Fig 2 est une vue analogue à la Fig 1 et montre, à plus grande échelle, un détail de l'embrayage. Fig 3 est un graphique montrant la relation entre la 5 capacité de transmission de couple et le déplacement axial de la plaque de pression. Fig 4 est une vue analogue à la Fig 2 et relative à une variante. Fig 5 est une vue analogue à la Fig 2 et montre 10 encore une autre variante, et Fig 6 montre schématiquement un autre agencement du disque d'embrayage. Sur la Fig 1, on a représenté une roue d'inertie 1 formant volant, une plaque de pression 2 et un disque d'em15 brayage 3 La roue 1 est assujettie à l'extrémité d'un arbre vilebrequin d'un moteur (non représenté); l'extrémité d'entrée d'un arbre mené 5 est supportée par un palier central 4 de la roue 1 Cet arbre mené 5 constitue l'arbre d'entrée d'un dispositif de changement de vitesse, 20 par exemple une boite de vitesses Le disque d'embrayage 3 comporte un moyeu central 7 qui est calé en rotation sur l'arbre 5 tout en pouvant coulisser sur celui-ci, à l'aide de cannelures 6. Le disque d'embrayage 3 présente une partie centrale 3 a en forme de disque et une partie périphérique extérieure 3 b en forme de cône, coaxiale à la partie 3 a La partie en forme de disque 3 a reçoit, par moulage, une paire de garnitures annulaires 8 sur la face avant et sur la face arrière d'une plaque menée 9 constituant cette partie en 30 disque 3 a; les garnitures 8 sont en regard d'une surface de friction radiale 10 de la roue 1 et d'une surface radiale 11 de la plaque de pression 2 La partie périphérique radialement intérieure de la plaque 9 est fixée à un flasque 7 a du moyeu 7 à l'aide de rivets (non représentés). La partie 3 b en forme de cône reçoit, par moulage, une paire de garnitures annulaires en forme de cône sur la face avant et sur la face arrière d'une partie conique correspondante 9 a de la plaque 9; ces garnitures sont situées en 3. regard d'une surface conique de friction 14 de la roue 1 et d'une surface conique de friction 15 de la plaque de pression 2 La partie conique extérieure 9 a est constituée par un prolongement radial extérieur de la plaque 9 à par5 tir de la partie centrale 3 a en forme de disque; un grand nombre de rainures radiales (non représentées) sont prévues sur la partie conique 9 a de manière à absorber et amortir les chocs axiaux et radiaux. La plaque de pression 2 est reliée à un capot d'em10 brayage 17 par l'intermédiaire d'une pluralité de bandes (non représentées) qui s'étendent en direction circonférentielle; la partie périphérique centrale du capot d'embrayage 17 est fixée à la roue 1 par plusieurs boulons (non représentés) Deux anneaux 18 en fil sont retenus par 15 la partie périphérique intérieure du capot 17, un ressort en membrane 19 étant supporté entre les deux anneaux 18 pour être ainsi monté sur le capot 17 La partie périphérique extérieure du ressort 19 est en contact avec la plaque de pression 2 et sa partie périphérique intérieure 20 est en regard d'un organe de commande 20. Comme montré sur la Fig 2, la plaque de pression 2 comporte une plaque intermédiaire 2 a, en forme de disque annulaire, qui est portée par le corps de la plaque 2 au moyen d'un ressort 22 Ce ressort 22, qui a la forme an25 nulaire représentée à la Fig 2, est assujetti aux plaques 2 et 2 a, par exemple par des rivets (non représentés) La position relative entre la surface de fiction 11 de la plaque 2 a et la surface de friction 15 de la plaque 2 est présélectionnée de manière que, quand la plaque de pres30 sion 2 se déplace en direction axiale dans la direction de la flèche A de la Fig 2, pour l'enclenchement de l'embrayage, la surface de friction 11 vient en contact avec la garniture associée 8 avant que la surface de friction 15ne vienne en contact avec la garniture de friction asso35 ciée 12, de sorte que l'autre garniture 8 vienne en contact avec la surface de friction radiale 10 de la roue 1 avant que l'autre garniture 12 ne vienne en contact avec la surface de friction conique 14 de celle-ci Ensuite, 4. quand la plaque de pression 2 s'est déplacée suffisamment, et que le couple transmis atteint la valeur Tl de la Fig 3, la surface conique de friction 15 commence à presser la partie conique 3 b contre la surface conique 14 de la roue 1. On décrira maintenant le fonctionnement de l'embrayage. La Fig 1 représente l'embrayage dans son état enclenché A partie de cet état, quand la pédale d'embrayage est enfoncée pour déplacer l'organe de commande 20 dans 10 le sens des flèche A des Fig 1 et 2, la partie périphérique extérieure du ressort 19 fléchit vers l'arrière pour J reculer la plaque de pression 2; le disque d'embrayage 3 est ainsi dégagé de la roue 1 et de la plaque de pression 2 pour désenclencher l'embrayage Ensuite, quand la pédale 15 d'embrayage est progressivement relâchée, la plaque de pression 2 avance dans la direction des flèches A et la plaque 2 a en forme de disque vient presser la partie 3 a en forme de disque contre la surface radiale de friction de la roue 1 Ensuite, quand la plaque de pression 2 20 poursuit son mouvement dans cette direction jusqu'à un point Pl représenté sur la ligne en trait plein de la Fig 3, le couple transmis augmentant simultanément, la plaque de pression 2 commence à presser la partie conique 3 b contre la surface conique de friction 14 de la roue 1, 25 jusqu'à ce que l'embrayage soit complètement enclenché pour le point P 2 On a montré en tirets sur la Fig 3 la courbe caractéristique d'un embrayage conventionnel qui ne comporte pas la partie périphérique extérieure en forme de cône. Comme on le voit sur la Fig 3, la capacité de transmission de couple est augmentée dans une large mesure quand on prévoit, selon l'invention, la partie conique 3 b sur le disque d'embrayage Un tel disque d'embrayage à cône présente l'avantage déterminant de permettre, pour un même encombrement, une grande capacité de transmission de couple bien qu'il puisse présenter l'inconvénient qui réside en ce qu'il peut se produire un à-coup en raison de l'enclenchement brutal de l'embrayage et un broutage dû à un 5. contact irrégulier Toutefois, du fait que la partie conique de l'embrayage selon l'invention est mise en oeuvre immédiatement avant la fin de l'enclenchement total d'un embrayage classique, on peut obtenir une grande capacité 5 de transmission de couple sans pour autant subir les inconvénients habituels des embrayages à cône résidant dans les à-coups et le broutage De plus, après la fin de l'enclenchement de l'embrayage, il ne peut pas se produire de glissement, ou patinage, car l'embrayage est verrouillé 10 même s'il se produit un à-coup dans le couple. Comme indiqué ci-dessus, la capacité de transmission de couple de l'embrayage selon l'invention est augmentée par rapport à celle des embrayages antérieurs En d'autres termes, pour une même capacité de transmission de couple, 15 l'embrayage peut avoir un encombrement réduit De plus, la force nécessaire pour désenclencher l'embrayage, notamment la force d'enfoncement de la pédale d'embrayage, peut être réduite En d'autres termes, la force nécessaire pour enfoncer la pédale d'embrayage peut être réduite par rapport 20 à celle qui est nécessaire dans les embrayages classiques, pour une même capacité-de transmission de couple. Suivant l'invention, du fait que la partie de l'embrayage en forme de disque est la première à être enclenchée, les inconvénients d'un embrayage habituel a cône, tels que les à-coups et le broutage, sont évités Du fait que la partie de l'embrayage en forme de cône est verrouillée immédiatement avant la fin de l'enclenchement de l'embrayage, on évite les à-coups et le broutage au moment de l'enclenchement et on améliore la sensation d'enclenche30 ment et de désenclenchement de l'embrayage De plus, du fait qu'il existe un ressort 22 disposé entre les plaques de pression 2 et 2 a (Fig 2), il n'est plus nécessaire de prévoir des moyens d'amortissement pour le disque d'embrayage 3 Enfin, on peut utiliser un disque d'embrayage 35 composite, du type comportant des garnitures de friction moulées sur une plaque, et la durée de vie de l'embrayage est augmentée. Comme montré sur la Fig 4, selon une variante, une 6. plaque de pression 2 b de forme conique peut être montée sur la plaque de pression 2, à sa partie périphérique extérieure, par l'intermédiaire d'un ressort 24 Dans cet exemple, les constituants sont agencés de manière qu'une déformation du ressort 22 qui est disposé entre les plaques de pression 2 et 2 a soit plus grande que la déformation du ressort 24 disposé entre les plaques de pression 2 et 2 b, et que, de ce fait, la plaque de pression 2 a vienne en contact avec sa garniture avant que la plaque 2 b 10 vienne en contact avec la sienne Du fait que le verrouillage de la partie conique de l'embrayage se fait graduellement dans cette variante, les à-coups et le broutage peuvent être évités sur toute la course d'enclenchement de l'embrayage et la sensation d'enclenchement et de désen15 clenchement de l'embrayage est améliorée. La partie périphérique extérieure conique 3 b du disque d'embrayage 3 peut être constituée par plusieurs pièces réparties circonférentiellement, et la partie centrale plate 9 a peut également être constituée par plusieurs 20 pièces réparties circonférentiellement de la même manière. De plus, la partie conique 9 a peut être constituée par une plaque en acier à ressort en un matériau différent de celui de la plaque 9. La partie périphérique intérieure 3 a en forme de dis25 que est susceptible de s'user plus que la partie périphérique extérieure 3 b en forme de cône de sorte que, si une garniture de friction métallique et/ou céramique résistante à l'usure est utilisée pour la partie 3 a en disque et une garniture organique est utilisée pour la partie 3 b en cône, 30 on obtient avantageusement que l'usure des garnitures des deux parties de l'embrayage est uniforme même après un long usage, de sorte que la position du point Pl de la Fig 3 n'est pas changée et que les caractéristiques de fonctionnement sont stables après un long usage. Comme montré à la Fig 5, le ressort 22 peut être fixé aux plaques de pression 2 et 2 a au moyen de rivets 25 et 26 Le même agencement peut être appliqué au ressort 24 de la Fig 4. 7. La partie conique 3 b du disque d'embrayage 3 peutêtre constituée par plusieurs pièces qui sont à des distances différentes de l'axe d'embrayage, de manière que les pièces les plus extérieures aient une inclinaison plus faible par rapport à l'axe de l'embrayage (Fig 6) Dans cette variante, le disque d'embrayage présente une forme sensiblement en bol qui permet d'obtenir une capacité de transmission de couple supérieure pour un même encombrement. 8, R E V E N D I C A T IONS 1 Embrayage, comportant un disque d'embrayage ( 3) disposé entre une roue ( 1) et une plaque de pression ( 2), caractérisé par le fait que le disque d'embrayage ( 3) est 5 constitué par une partie centrale ( 3 a) en forme de disque et une partie périphérique extérieure ( 3 b) en forme de cone. 2 Embrayage selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est agencé pour que, lors de son enclen10 chement, la partie centrale ( 3 a) en forme de disque devienne active avant la partie extérieure ( 3 b) en forme de cone, 3 Embrayage selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'une plaque de pression ( 2 a) en 15 forme de disque est portée par la plaque de pression ( 2) par l'intermédiaire d'un ressort ( 22). 4 Embrayage selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le ressort ( 22) est fixé à la plaque de pression ( 2) et à la plaque ( 2 a) en forme de disque par 20 l'intermédiaire des rivets ( 25, 26). Embrayage selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'une plaque de pression ( 2 b) de forme conique est portée par la plaque de pression ( 2), à la partie périphérique extérieure de celle-ci, à travers 25 un ressort ( 24), la déformation de ce ressort ( 24) étant établie de manière qu'elle soit plus faible que celle du ressort ( 22) disposé entre la plaque de pression ( 2) et la plaque de pression ( 2 a) en forme de disque, de manière que la plaque de pression ( 2 a) coopère avec sa garniture de friction ( 8) avant que la plaque de pression ( 2 b) de forme conique ne vienne coopérer avec sa garniture de friction ( 12). 6 Embrayage selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'une garniture métallique et/ou 35 céramique résistant à l'usure est assujettie à la partie intérieure ( 3 a) en forme de disque et qu'une garniture organique est assujettie à la partie ( 3 b) en forme de cône. 9. 7 Embrayage selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que la partie ( 3 b) en forme de cône du disque d'embrayage est composée de plusieurs pièces situées à des distances différentes par rapport à l'axe central de l'embrayage, les pièces extérieures présentant une inclinaison plus faible par rapport audit axe central. 8 Embrayage selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que le disque d'embrayage ( 3) comporte une partie centrale en forme de disque ( 3 a) et une 10 partie extérieure en forme de cône ( 3 b), le disque d'embrayage ( 3) étant interposé entre une roue ( 1) et une plaque de pression ( 2), le disque d'embrayage ( 3) coopérant, par un système à cannelures ( 6), avec un arbre mené ( 5) supporté de manière rotative par la roue ( 1), un capot 15 d'embrayage ( 17) étant prévu à l'arrière de la roue ( 1), un ressort ( 19) du type en diaphragme étant porté par le capot d'embrayage ( 17) au moyen d'anneaux en fil ( 18), le ressort ( 19) étant mis en position active et en position inactive par un organe de commande ( 20).