Brevet FR2626638A1 — publié le 19890804

La présente invention concerne d'une manière générale les embrayages, et en particulier les rayages multidisques dont la commande est hydraulique. Un embrayage multidisque comporte, globalement, deux parties coaxiales, une première, ou partie menante équipée annulairement d'un ou plusieurs disques de friction échelonnés axialement et une deuxième, ou partie menée, équipée de disques intercalaires eux aussi échelonnés axialement, et disposés en alternance avec les disques de friction. Lorsqu'un tel embrayage multidisque doit être commandé hydrauliquement l'une des deux parties, par exemple la partie menée comprend deux pièces en relation de cylindre-piston, situées d'un premier côté axial des disques intercalaires-et de friction, ee formant entra elles une-chambre de pression a voluiae variable. Lorsque du fluide sous pression est envoyé dans cette chambre de pression, la pièce formant piston Se déplace axialement pour agir sur les disques intercalaires et de friction et serrer ceux-ci axialement entre elle et un flasque fixe situé du coté axial oppose de c es disques. tes deux parties coaxiales, menante et menée, sont alors solidaires en rotation l'une de l'autre Afin de désolidariser les deux parties coaxiales on relâche la pression dans la chambre de pression ce qui permet a des moyens élastiques, , prévus i Cet effet, d'assurer le desserrage des disques. De manière connue en soi, on prévoit dans de tels dispositifs un circuit de lubrification et/ou de refroidissement des disques.utilisant également un fluide sous pression. t1un des problème s à résoudre dans la réallvation d'un tel embrayage multidisque à commande hydraulique résulte de ce que le f-luide prése-nt dans leur circuit de lubrification etjou refroidissement peut induire, par effet de traînée, une rotation intempenstive de la partie menée alors que celle-ci est en position de désengagement vis-à-vis de la partie menante. Ce type d'embrayage trouvant notamment son application dans la commande dlune prise de force sur des vehicules tels que des tracteurs, ce problème est important car il peut rendre difficile et meme dangereux l'engagement sur une telle prise de force d'un outil en entraînant celui-ci en rotation de maniere inopportune. Pour pallier cette difficulte', il est connu d'associer à la partie menée de l'embrayage un frein, communément dit frein de traînée, propre à agir sur celle-ci lorsque'elle est en position de désengagement. Un tel frein de traitée peut comporter un piston propre à appliquer un patin de freinage contre une portée, en général cylindrique de la partie menee à controler, ou bien être, tel que propose dans le brevet français n 77 27970 dépose le 16 septembre 1977, un frein à bande. Ces solutions, tien que souvent satisfaisantes, présentent certains inconvénients ; tout d'abord elles sont conteuses et de plus elles augmentent notablement l'encombrement radial de l'embrayage car l'action du frein de traînée s'exerce alors à l'extérieur de la pièce formant cylindre. Afin de réduire l'encombrement d'un tel dispositif il a déjà été proposé de faire agir le frein à 11 intérieur du carter fixe mais las solutions proposées à ce jour sont soit complexes, soit incapables d'absorber le couple de frottement nécessaire La présente invention a d'une manière générale pour objet de proposer un dispositif d'embrayage à commande hydraulique comportant un frein de traînée qui soit peu encombrant, simple de construction et efficace en fonctionnement. D'une maniere plus précise, elle a pour objet un embrayage à commande hydraulique du genre comportant dans un carter fixe, une première partie portant au moins un disque lié en rotation mais mobileaxialement, une seconde partie comportant un piston et-un cylindre portant au moins un disque lié en rotation et mobile axialement, un disque de frein apte à agir sur la face interne du carter fixe pour immobilisation de celle desdites premiere et seconde partie qui est la partie menee caractérisé en ce que ledit disque de frein est soumis à l'action d'un organe élastique annulaire du type rondelle Belleville L'utilisation d'un organe élastique annulaire du type rondelle Belleville permet d'exercer une force de freinage importante an utilisant un organe de faible encombrement Suivant une autre caractéristique de l'invention, Cet organe élastique annulaire est lie en rotation au cylindre de la partie menée de manière à encaisser le couple de freinage Cet organe élastique annulaire peut, de plus, être soumis à des moyens de commande pilotés par le déplacement axial d'un élément de la partie menée Ces moyens de commande sont tels qu'ils diminuent l'action de serrage exercée par la rondelle- BÉelleville sur le disque de friction en fonction du serrage de l'embrayage, ils peuvent être soit mécaniques et être alors formés par au moins un étrier lié par exemple au piston, soit hydrauliques si l'on prévoit un piston intermédiaire qui, du fait d'une différence d pression, peut se déplacer en même temps que le piston de la partie menez. Dans un mode d'execution préféré de l'invention, l'organe élastique annulaire est commande par des étriers liés au premier disque intercalaire Il est alors possible d'utiliser ledit organe élastique annulaire pour écarter les disques de friction et les disques intercalaires lors de la libération de l'embrayage Suivant cette disposition, on peut alors ne pas utiliser le ressort usuellement prévu pour repousser le piston lors de la libération de l'embrayage, l'organe élastique annulaire pouvant avantageusement le remplacer Lès caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, å titre d'exemple, en référence aux dessins annexes sur lesquels * - la figure 1 est une demi-vue en coupe d'un dispositif d'embrayage à commande hydraulique suivant 1' invention, - la figure 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la figure 1, - la figure 3 est une vue suivant la flèche III de la figure I, - la figure 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 1, - la figure 5 est une vue partielle en coupe d'uns variante de réalisation du dispositif. - la figure 6 est une demi-vue en coupe d'une autre variante de réalisation du dispositif Globalement, et tel que représenté sur ces figures, l'embrayage à' commande hydraulique suivant l'invention comporte une partie menante 10 et une partie menée 20 montées dans un carter fixe 30 partiellement représenté. La partie menante 10 comprend un moyeu ll lié en rotation, par exemple par un montage à cannelures, à un arbre menant, non représenté, pouvant etre un arbre de sortie du moteur du véhicule automobile sur lequel ledit embrayage 'à commande hydraulique est mis en oeuvre. Ledit moyeu li présente, à distance de l'axe, un prolongement annulaire axial 12 à profil externe cannelé pour le montage de disques annulaires de friction 13 dont deux seulement sont représentés ici Ces disques de friction 13 sont, de maniere connue en soi, engagés par une denture 14, qu'ils présentent à cet effet à leur périphérie interne, sur les cannelures 15 du prolongement axial 12.Ils sont ainsi liés 'en rotation audit prolongement axial 12 tout en étant laissés libres en translation L'embrayage présente, alternant axialement avec les disques de friction 13, des disques intercalaires 22 de la partie menée 20 Ces disques intercalaires 22 sont calés en rotation sur une jupe 21, que comporte ladite partie menée, en étant en prise, par une denture 23 prévue à cet effet sur leur périphérie externe, avec des rainu-res 24 ajourant axialement, de place en place, jusqu'à son extrémité cette jupe 21. Comme les disques de friction 13, ces disques intercalaires 22 sont libres en translation vis 'à vis de l'élément qui les porte,c'est-à-dire la jupe 21. Afin de serrer l'embrayage, les disques de friction 13 et les disques intercalaires 22 sont déplacés par un moyen de commande, qui sera décrit ultérieurement, en direction d'un flasque formant plateau de reaction 25 cale axialement et en rotation sur la jupe 21. Dans la forme de réalisation représentée, ce plateau de réaction 25 est calé axialement sur la jupe 21 par une rondelle 27, du type rondelle fendue radialement, qui est en prise avec une gorge 28 de la jupe 21 et avec une gorge 29 du plateau de réaction 25. A proximité de son extrémité, la jupe 21 est, sur sa face externe frettée par un anneau 35 que en est rendu solidaire par soudage par exemple Le dispositif suivant l'invention est un embrayage a commande hydraulique, les moyens de commande 40 dudit embrayage sont donc des moyens hydrauliques. Ces moyens de commande 40 ònt partie de la partie menée 20, celle-ci comportant a cet effet deux éléments en relation de cylindre-piston. Le cylindre 41 est formé par la jupe 21 et un retour radial 42 que celle-ci preente à son extrémité apposée au plateau de réaction 25. Le piston 43 est situé à l'intérieur de ce cylindre 41, et présente un prolongement axial 44 dirigé vers les disques de friction 13 et intercalaires 22 montés en alternance, afin d'agir en poussée sur ceux-ci. Le cylindre 41 et le piston 43 sont disposés annulairement autour d'un moyen formant distributeur hydraulique 45. Le cylindre 41 est liå, à la périphérie interne du. flasque radial 42, à un flasque 46 dudit distributeur hydraulique 45 par des rivets 47, Le piston 43 est monté coulissant dans l'espace annulaire situé entre la jupe 21 et le distributeur hydraulique 45, pour son montage à étanchéité le piston 43 porte un joint au contact de la surface interne de la jupe et un joint au contact de la surface externe du distributeur hydraulique. Le piston 43, le cylindre 41 et le distributeur hydraulique 45 délimitent entre eux une chambre à volume variable 48 susceptible d'être alimentée en fluide sous pression par un conduit 49 du distributeur hydraulique 45, Sous l'action du fluide sous pression, le piston 43 passe de sa position représentée sur les figures pour laquelle les disques sont écartes les uns des autres à une position, non représentée, pour laquelle il assure le serrage axial des disques contre le plateau de reaction 25. Ce piston 43 est sollicité en permanence en direction de sa position de désengagement de l'embrayage par un ressort 50., positionné dans l'espace annulaire libre 51 qui subsiste, de manière connue en soi, entre le prolongement axial 12 du moyeu il de la partie menante 10, le prolongement axial 44 du piston 43 et le distributeur hydraulique 45 Le ressort 50 est en appui à une de ses extrémités, contre le piston 43 et, à l'autre de ses extrémités, contre un flasque 52 solidaire axialement du distributeur hydraulique. Pour assurer la lubrification etZou le refroidissement des disques de l1embrayag, du fluide sous pression est amené par le canal 53 du distributeur hydraulique 45. Le fluide alors utilisé peut être différent de celui assurant la commande hydraulique maisr en pratique, on utilise par simplification, le même fluide. Le fluide de lubrification et/ou de refroidissement entre par le canal 53 dans l'espace annulaire 51, circule entre les prolongements axiaux 12 et 44 du moyeu Il et du piston 43, vers les disques de friction 13 et les disques intercalaires 22, puis après -avoîr balayé ces disques, s'échappe par les rainures 24 de la jupe 21 dans le carter 30. C'est la circulation de ce fluide de lubrification et/ou de refroidissement qui, lorsqueI'embraya;ge est desserré. peut induire une rotation intempestive de la partie menée par effet de traînée. La présente invention prévoit donc l'utilisation d'un frein de traînée 60. De manière conu e en soi, on utilise comme pièce fixe, pour immobiliser la partie menée 20 le carter 30 de l'embrayage à commande hydraulique. Unplateau de pression 61 globalement annulaire vient serrer, contre la face interne du carter 30, un disque de frein 62 qui peut être porté soit par le plateau de pression 61, soit par le carter fixe 30. Suivant l'invention, le plateau de pression 61 est soumis à l'action d'un organe élastique annulaire tel qu'une rondelle Belleville 63 pour serrer ledit frein de traînée 60. Des moyens sont alors prévus dans le dispositif d'embrayage à commande hydraulique pour desserrer ledit frein de traînée lors du serrage de l'embrayage Ces moyens de commande peuvent être mécaniques, tel que représente sur les figures l à 5, ou hydrauliques, tel que représenté en variante a la figure 6. si l'on se réfère aux figures 1-s 5, la rondelle Belleville 63 est, par sa périphérie interne, solidaire en rotation du flasque radial 42 de l'élément formant cylindre 41 de la partie menée 20 A cet effet, les rivets 47, assurant la solidarisation dudit flasque 42 sur le flasque 46 du distributeur hydraulique 45, présentent une tête allongée axialement 64 venant se loger dans des échancrures 65 de la périphérie interne de la rondelle Belleville 63. pour son positionnement rais, la rondelle Belleville 63 est montée par sa périphérie interne sur une portée 66 se terminant par un épaulement 67 du distributeur hydraulique 45 contre lequel elle est axialement en appui Le plateau de pression 61, est conforme, en au moins deux points de sa périphérie externe, de manière à présenter des pattes 68. Ces pattes 68 ont une partie axiale 69, en direction de la partie menée 20, puis une partie radiale 701 se dirigeant à l'opposé de l'axe du dispositif et se terminant par une partie élargie 71.Comme visible sur la figure 4, la rondelle Belleville 63 est solidarisée en rotation au plateau de pression 61 en étant engagée par des échancrures 72 de sa périphérie externe sur ces pattes 68 La ronde-lle Belleville 63 se trouvant en appui par sa périphérie interne contre l'épaulement 67 du distributeur hydraulique 45, et en appui par sa périphérie externe contre le plateau de pression 61 du frein de traînée 60, elle exerce une force axiale sur ledit plateau de pression 61 en direction du carter fixe 30 de manière à serrer le disque de frein 62.De plus, le montage de la rondelle Belleville 63 par des échancrures 65 de sa périphérie interne sur les têtes allonges 64 des rivets 47 et par des échancrures 72 de sa périphérie externe sur les pattes 68 dudit plateau de pression 61 permet que ce soit ladite rondelle Belleville 63 qui entraîne le frein de traînée en rotation et assure le passage de tout le couple de frottement, ceci n'aurait pas été possible si un élément élastique autre qu'annulaire avait été prévu. Dans un dispositif d'embrayage à commande hydraulique comprenant un frein de traînée, ledit frein doit Etre serré lorsque l'embrayage est desserré mais afin de ne pas géner lors de l'utilisation dudit embrayage, ledit frein de traînée doit etre dessere lorsque l'embrayage est serré. L'utilissatîon pour le serrage du frein de traînée 60 d'un organe élastique annulaire tel que la rondelle Belleville 63 -permet, comme on le verra ci apres, d'avoir des moyens de commande du serrage du frein de traînée 60 très Simple. Les moyens de commande 80 du serrage du frein de traînée 60 peuvent avantageusement, tel que visible sur les figures 1 à 5, se réduire a. une pièce que l'on appellera l'étrier 81. Cet étrier 81 est destiné à agir, par- une de ses extrémités, sur l'organe élastique annulaire 63 ; cette action se fa t1 -dans cet exemple de réalisation, par l'intermédiaire du plateau; de pression 61.Afin de rendre l'étrier 81 solidaire en translation du plateau de pression 61,- il présente une ouverture 82 en forme de T, la partie large d e ladite ouverture 82 permet le passage de la partie élargie 71 de la patte 68 du plateau de pression 61, tandis que la partie étroite de ladite ouverture 82 ne permet le passage que de la partie radiale 70. Par ce montage, simple et rapide, l'étrier est lié au plateau de pression 61 et peut déplacer celui-ci axialement A son autre extrémité, l'étrier- 81 est commandé en translation par un élément mobile axialement de la -partie menée 20.Cet élément mobile peut être soit le piston 43, soit l'un des disques intercalaires 22-. A la figure l. on a représente une disposition préférée de l'invention suivant laquelle ledit étrier 81 est commande en translation par le disque intercalaire 22 le plus proche du piston 43. A cet effet, comme visible sur les figures,- l'extrémité de l'étrier 81 est repliée en direction de l'axe et forme alors une patte 83 qfli traverse la jupe 21 par une des rainures 24 de celle-ci an amont du disque intercalaire 22 le plus proche du -piston 43 Ladite patte 83 présente une extrémité élargie 84 pour son maintien radial par rapport à la jupe 21. De préférence, afin .de ne pas risquer de coincement lors des manoeuvres de l'embrayage, il est prévu plusieurs étriers 81, par exemple deux an positions diamétralement opposées ou trois régulièrement répartis circonférentiellement Le dispositif étant maintenant décrit, nous allons en expliquer le fonctionnement. Sur la figure I, l'embrayage à commande hydraulique est représenté à l'état desserre, les disques 13 et 22 sont écarts les uns des autres, le frein de traînee 60 est serré. Lorsque l'on veut embrayer, le fluide sous pression est admis par le canal 49, du distributeur hydraulique 45, dans la chambre 48 et repousse alors le piston 43, vers la gauche de la figure 1, jusqu'a' sa position extrême pour laquelle il serre les disques de friction 13 et les disques intercalaires 22 entre son prolongement axial 44 et le plateau de réaction 25 On comprend aisément que, lors de son serrage, le premier disque intercalaire 22 pousse par sa périphérie externe sur la patte 83 de l'étrier 81. L'étrier 81 étant, ainsi commandé en translation vers la gauche, entraîne le plateau de pression 61 par ses pattes 68. Le disque de frein 62 est alors desserré et le frein de tralnee 60 n1a plus d'action. Lorsque la pression est relachée dans la chambre 48, la rondelle Belleville 63 rappelle le plateau de pression 61 vers la droite dans la position de la figure 1 pour serrer de nouveau le frein de traînée 60 Le ressort de rappel 50 repousse le piston 43 dans sa position de la figure 1, aidé par l'action de la rondelle Belleville 63 sur l'étrier 81 et sur le disque intercalaire 22* Du fait du positionnement de la patte 83 de manière à âtre commandée, au serrage, et à commander, au dasserrage, le disque intercalaire 22, l'écartement des disques de friction 13 et des dinguas intercalaires 22 est obtenu de façon plus fiable lors du débrayage que si l'on agissait par la patte 83 sur le piston 43. En variante, figure 5, il est prévu que l'étrier 81 agisse directement sur la rondelle Belleville 63, pour cela on réalise un accrochage de la rondelle Belleville 63 à l'étrier par des dents. Dans cette réalisation on a également changé la forme du plateau de pression 6l afin qu'il prenne appui sur une région médiane de la rondelle Belleville 63, afin d'augmenter la charge exercée par ladite rondelle Belleville 63 Ceci peut être utile si le couple de traînée à combattre est très élevé, mais -cela peut également permettre de ne pas utiliser le ressort de rappel 50 en assurant le rappel du piston par la rondele Belleville 63 seule . Si besoin est, il est également possible d'accoler deux rondelles Belleville pour disposer-d une charge plus élevée. On voit ici un autre avantage de l'utilisation d'an organe élastique annulaire : on peut, sans être pénalisé par des problèmes de volume modifier de fanon simple la charge disponible dans. le frein de traînée 60 A la figure 6, est représentée une variante du dispositif d'embrayage à commande hydraulique suivant laquelle les moyens de commande 80 du frein de traînée 60 sont hydrauliques. sur cette figure les mêmes éléments qu'aux figures précédentes portent les mêmes références Dans cet exemple de réalisation, la partie formant cylindre 41 de-la partie menée, est liée en rotation au distributeur hydraulique 45 par des cannelures 90 situées à la périphérie interne du retour radial 42 qui eng-renent sur des cannelures 92 correspondantes du distributeur hydraulique Ce montage par cannelures permet au cylindre 41 de pouvoir se déplacer axialement vis- à vis du-distributeur hydraulique 45 pour les raisons qui ressortiront de la description qui va suivre Dans cette réalisation, c'est la retour radial 42 du cylindre 41 qui sert comme plateau de pression afin, de serrer le disque de frein 62 contre le carter fixe 30* Ce retour radial 42 est poussé vers la position de serrage du frein de traînée 60 par l'action axiale d'un organe élastique annulaire 63 suivant l'invention L)a rondelle Belleville 62 prend appui axialementa sa périphérie interne sur une rondelle 92 liée au distributeur hydraulique 45 et à sa périphérie externe sur un bourrelet circonférentiel d'un piston intermédiaire 93 La chambre hydraulique 48 de commande de l'embrayage multidisque se trouve délimitée par le piston 43, le cylindre 41, le piston intermédiaire 93 et le distributeur hydraulique 45. Lorsque, pour la commande en serrage de l'embrayage, du fluide sous pres-sion est admis, par le canal 49, dans la chambre 48, le piston 43 est pousse vers la gauche de la figure- 6 Du fait, de la différence entre les surfaces du piston 43 et du piston intermédiaire 93, et donc de la différence de pression se produisant, le piston 93 se trouve déplacé lui aussi vers la gauche de la figure 6, ainsi que le cylindre 41, à l'encontre de l'effort exerce par la rondelle Belleville 63. Le disque de frein 62 est ainsi desserré Le piston intermédiaire 93 se déplace de la course C laissée au montage entre la périphérie interne de la rondelle Bellaville 63 et le piston intermédiaire 93 Z cette course C suffisant au desserrage du disque de frein 62. Lors du débrayage, le fluide sous pression n'est plus admis dans la chambre hydraulique 48 de commande et la force exercée par la rondelle Belleville 63 repousse le piston intermédiaire 93 et le flasque radial 42 vers la droite de la figure de manière à serrer le disque de frein 62 du frein de traînée 60. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas aux exemples décrits mais englobe toute variante de réalisation dudit embrayage à commande hydraulique. REVENDICATIONS 1 - Embrayage à commande hydraulique du genre comportant dans un carter fixe (30), une première partie (10) portant au moins un disque (13) lié en rotation mais mobile axialement, une seconde partie ( comportant un piston éft, rotation et mobile axialement, un disque ae frein (62) apte à agir sur la face interne du carter fixe (30) pour immobilisation de celle desdites première et seconde parties qui est le partie menée (20) caractérisé en ce que ledit disque de frein (62) est soumis a l'action d'un organe élastique annulaire (63) du type rondelle Belleville. 2 - Embrayage à commande hydraulique selon la revendications 1 caractérisé en ce que ledit organe élastique annulaire (63) est soumis a des moyens de commande (80) pilotés par le déplacement axial d'un élément de la partie menée. 3 - Embrayage à commande hydraulique suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de commande (80) diminuent l'action de serrage exercée par l'organe élastique annulaire (63) sur le disque de frein (62) en fonction du serrage des disques (13, 22) de l'embrayage. 4 - Embrayage à commande hydraulique suivant la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande (80) sont mécaniques et formés par au moins un étrier (81) apte à agir par la première de ses extrémités sur la périphérie externe de l'organe élastique annulaire (63) directement ou indirectement. 9 - Embrayage a commande hydraulique suivant la revendication 4, caractérisé en ce que par la deuxième de ses extrémités, l'étrier (81) est apte à être commandé en translation par un élément mobile axialement de la partie menée (20) 6 - Embrayage à commande hydraulique suivant la revendication 5, caractérisé en ce que ledit cylindre (41) étant en partie conformé en jupe (21) présentant des rainures (24) pour le montage des disques (22), l'étrier (81) comporte à la deuxième de ses extrémités une patte (83) en direction da l'axe du dispositif qui traverse le cylindre (41)' par une d ces rainures (24) et présente une extrémité élargie (64) pour son maintien radial. 7 - Embrayage à commande hydraulique suivant la revendication 6, caractérisé en ce que ladite patte (83) de l'étrier (81) traverse ledit cylindre (41) en amont du disque (22) le plus proche du piston (43). 8 - Embrayage à commande hydraulique l'une aes revendications précédentes caractérise en ce que ledit organe élastique annulaire (63) est -solidaire en rotation à sa périphérie interne d'un flasque radial (42), que présente ledit cylindre (41), par la coopération avec des échancrures (65) quelle présente à cet effet de la tête allongée axialement (64) de rivets (47) assurant la solidarisation dudit flasque radial (42) sur un distributeur hydraulique (45) et qu'il exerce son action de serrage du disque de friction par sa périphérie externe 20 9 - Embrayage à commande hydraulique suivant l'une des revendications 4 à 88 caractérise en ce que l'étrier (81) est rendu solidaire par la premiere de ses extrémités d'un plateau de pression (61) globalement annulaire soumis à l'action de la périphérie externe de l'organe élastique annulaire (63). 10 - Embrayage à commande hydraulique suivant l'une des revendication 4 à 8, caractérise en ce que l'étrier (81) est rendu solidaire par la première de ses extrémités de la périphérie externe de l'organe élastique annulaire (63) r le plateau de pression (61) prenant appui sur une région médiane de celui-ci. 11 - Embrayage à commande hydraulique suivant 1t renvendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande (80) sont hydrauliques et comprennent un piston intermédiaire (93) sur un bourrelet circonférentiel duquel appuie la périphérie externe de l'organe élastique annulaire (63). 12 - Embrayage à commande hydraulique suivant la revendication Il,- caractérise en ce que ledit piston intermédiaire (93) est situe à l'intérieur du cylindre (41) et commande en translation le flasque -radial (42) dudit cylindre (41), ledit flasque radial (4Z) du cylindre (41) servant comme plateau de pression du disque de frein (62)