Brevet FR2665233A1 — publié le 19920131

i EMBRAYAGE A COMMANDE ELECTROMAGNETIQUE 1 La présente invention se rapporte à un embrayage à commande électromagnétique qui peut être actionné sélectivement afin de coupler et de découpler un arbre rotatif et un élément de sortie rotatif Plus particulièrement, la présente invention concerne un embrayage du type dans lequel une armature pivotante est disposée coaxialement avec l'arbre et est entraînée axialement vers l'enveloppe d'un champ électromagnétique par le flux magnétique quand le champ est excité Pour attirer l'armature vers le champ, le flux coupe un entrefer étroit entre l'enveloppe de champ et l'armature. Quand l'armature est attirée vers l'enveloppe du champ, cette armature tire une plaque de pression pouvant se déplacer axialement et fait appuyer cette plaque sur les disques d'un paquet de disques en contact à frottement les uns avec les autres et avec une plaque de pression fixe dans le sens axial Ce contact à frottement a pour effet que l'élément de sortie est mis en rotation avec l'arbre d'entrée. La présente invention a pour objectif général de fournir un embrayage nouveau et amélioré du type précité, dans lequel l'armature est empêchée de pivoter par rapport à l'arbre et est maintenue en position 1 exactement d'équerre par rapport à cet arbre, de façon à maintenir une largeur uniforme de l'entrefer entre l'armature et l'enveloppe de champ sur toute la circonférence de l'armature Le résultat est obtenu avec un embrayage à commande électromagnétique pour coupler sélectivement un manchon rotatif à un arbre pivotant, ledit arbre et le diamètre intérieur dudit manchon présentant des clavettes disposées axialement et espacées angulairement, ledit embrayage comprenant un champ électromagnétique, un moyen pour supporter ledit arbre pour assurer sa rotation par rapport au champ, une armature coaxiale avec et pouvant se déplacer axialement par rapport au dit arbre et en se rapprochant ou en s'écartant du champ, ladite armature étant attirée magnétiquement vers le champ quand ce champ est excité, une première et une seconde plaques à pression écartées axialement l'une de l'autre sur ledit arbre et étant pourvues chacune d'un trou central ayant des dents espacées angulairement qui correspondent aux clavettes dudit arbre de façon à coupler lesdites plaques à pression pour assurer leur rotation avec ledit arbre, un premier et un second groupes de disques situés dans l'espace entre lesdites plaques à pression, les disques dudit premier groupe étant espacés axialement les uns des autres et présentant des trous ayant des dents écartées angulairement correspondant aux clavettes dudit arbre de façon à coupler les disques du premier groupe pour assurer sa rotation avec ledit arbre, les disques du second groupe étant insérés alternativement entre les disques dudit premier groupe et présentant des périphéries extérieures pourvues de dents écartées angulairement et correspondant aux clavettes dudit manchon de façon à coupler ledit manchon pour assurer sa rotation avec les disques dudit second groupe, ladite première plaque à pression étant située entre ladte armature et ladite seconde plaque à 1 pression et étant maintenue pour empêcher son déplacement axial le long de cet arbre, de façon à restreindre le déplacement axial des disques vers ladite armature, et un moyen connectant la seconde plaque à pression de manière rigide à ladite armature pour provoquer son mouvement de va-et- vient avec cette armature tout en maintenant un écartement axial fixe entre ladite seconde plaque à pression et ladite armature, tandis que la seconde plaque à pression amène les disques en contact a frottement les uns avec les autres, de manière à ce que ledit manchon soit mis en rotation avec ledit arbre lorsque l'armature est attirée vers le champ, la seconde plaque à pression coopérant avec l'arbre de manière à maintenir l'armature dans un plan disposé perpendiculairement à l'axe de l'arbre. L'invention sera décrite plus en détail à l'aide des figures, qui représentent respectivement: La figure 1, une vue en coupe transversale prise axialement à travers un mode de réalisation d'un embrayage nouveau et amélioré, qui comprend les caractéristiques uniques de la présente invention; La figure 2, une vue agrandie de certaines pièces représentées à 1 figure 1; La figure 3, une coupe transversale partielle et réduite prise essentiellement suivant la ligne 3- 3 de la figure 2; La figure 4, une coupe transversale partielle prise suivant la ligne 4-4 de la figure; La figure 5, une coupe transversale partielle réduite prise essentiellement suivant la ligne 5- 5 de la figure 2; La figure 6, une coupe transversale partielle prise suivant la ligne 6-6 de la figure 5; La figure 7, une coupe transversale partielle 1 réduite prise essentiellement suivant la ligne 7-7 de la figure 2; La figure 8, une coupe transversale partielle prise suivant la ligne 8-8 de la figure 7; La figure 9, une coupe transversale partielle réduite prise essentiellement suivant la ligne 9-9 de la figure 2; La figure 10, une coupe transversale partielle prise suivant la ligne 10-10 de la figure 9; La figure 11, une coupe transversale partielle réduite prise essentiellement suivant la ligne 11-11 de la figure 2; La figure 12, une coupe transversale prise suivant la ligne 12-12 de la figure 11; Les figures 13, 14, 15 et 16 sont des vues généralement semblables à la figure 2, mais à échelle réduite et représentant quatre modes de réalisation supplémentaires d'un embrayage comprenant les caractéristiques de la présente invention. A titre d'exemple, la présente invention a été représentée dans les figures sous forme d'un embrayage 20 à commande électromagnétique, destiné à coupler un élément de sortie 21 pour assurer sa rotation avec un élément d'entrée 22 et pour découpler sélectivement l'élément de sortie de l'élément d'entrée. Dans ce cas, l'élément de sortie 21 se présente sous forme d'un manchon cylindrique dont la paroi intérieure présente des nervures ou des clavettes 23 disposées dans le sens axial et espacées angulairement L'élément d'entrée 22 est un arbre à gradins ayant des nervures ou des clavettes 24 disposées dans le sens axial et écartées angulairement, qui sont disposées sur la périphérie extérieure de la partie de l'arbre de plus grand diamètre Les clavettes 25, de diamètre réduit, disposées dans le sens axial et écartées angulairement, 1 sont placées sur l'arbre 22, aux extrémités des clavettes 24 et sont situées à peu près à mi-chemin sur la longueur de l'arbre. L'embrayage 20 comprend un champ électromagnétique 30 exempt de rotation et formé par une enveloppe 31 et une bobine annulaire 32 disposée dans l'enveloppe Un palier à billes 33 à double rangée et à contact angulaire est fixé dans l'enveloppe et supporte l'arbre 22 pour que celui-ci puisse tourner par rapport à l'enveloppe La rotation de l'enveloppe est empêchée par un taquet anti-rotation 34 sur l'enveloppe, qui est conçu de manière à venir s'ancrer sur un élément de châssis fixe (non représenté). Un conducteur électrique 35 est disposé radialement dans l'enveloppe 31 et est connecté à la bobine 32 Quand le conducteur est connecté à une source de tension continue, la bobine est excitée et produit un flux magnétique afin d'engager l'embrayage 20 Le flux traverse un entrefer 36 et attire magnétiquement une armature 37 vers l'enveloppe 31 Il en résulte alors qu'un paquet de disque 38 agit pour coupler le manchon de sortie 21 de façon à ce que celui-ci tourne avec l'arbre d'entrée 22. Conformément à la présente invention, l'armature 37 et le paquet de disque 38 sont connectés ensemble et sont montés sur l'arbre d'entrée 22 d'une manière unique, qui empêche l'armature de venir se relever contre l'arbre Par conséquent, la largeur axiale de l'entrefer 36 entre l'enveloppe et l'armature reste uniforme sur toute la périphérie de l'armature, ce qui permet un fonctionnement sûr de l'embrayage 20. L'armature 37 est représentée en détail aux figures 3 et 4 et comprend un élément annulaire présentant un alésage intérieur lisse 39 L'armature 1 entoure les clavettes 25 de l'arbre 22 avec un jeu radial assez étroit d'environ 0,08 mm. Le paquet de disques 38 comprend deux plaques à pression écartées axialement l'une de l'autre 40 et 41 La plaque à pression 40 est située entre l'armature 37 et la plaque à pression 41 et est disposée face à face avec l'armature Comme le montrent les figures 5 et 6, la plaque à pression 40 est un élément annulaire ayant un alésage intérieur présentant des clavettes ou des dents 43 écartées angulairement et qui correspondent aux clavettes 24 de l'arbre 22 de manière à mettre la plaque à pression en rotation avec l'arbre des bagues d'emboîtement 44 et 45 (figure 2) sont situées sur les côtés opposés de la plaque à pression 40 et viennent s'adapter dans des rainures qui s'étendent sur la circonférence de l'arbre 22 de manière à maintenir la plaque à pression 40 dans une position fixe dans le sens axial sur l'arbre La bague à emboîtement 44 est une bague droite, tandis que la périphérie intérieure de la bague à emboîtement 45 est biseautée (voir figure 2) et vient s'adapter dans une rainure biseautée de manière à reprendre le jeu axial de la plaque à pression 40. Comme le montrent les figures 11 et 12, la plaque à pression 41 est essentiellement identique à la plaque à pression 40 La plaque à pression 41 peut glisser d'un mouvement alternatif sur l'arbre 22 et son alésage intérieur présente des clavettes ou des dents 47 écartées angulairement, qui correspondent aux clavettes 24 de l'arbre, de manière à permettre leur glissement lorsqu'un couple est transmis de l'arbre à la plaque à pression. Plusieurs disques à frottement 50, écartés axialement sont disposés entre les plaques à pression 40 et 41 et constituent une partie du paquet de disques 1 38 Dans le cas présent, il existe sept disques de ce genre et l'alésage intérieur de chacun d'eux présente des clavettes ou des dents 51 écartées angulairement (figures 7 et 8) qui correspondent aux clavettes 24 de l'arbre 22 Les disques tournent avec l'arbre et sont capables de glisser axialement le long de celui-ci. Les périphéries extérieures des disques sont écartées vers l'intérieur par rapport à la périphérie intérieure du manchon de sortie 21. Des disques à frottement supplémentaire 52 sont interposés entre les disques à frottement 50 et sont également disposés à proximité des faces intérieures opposées des plaques à pression 40 et 41, l'embrayage 20 représenté ici comportant 8 disques 52 Comme le montrent les figures 9 et 10, chacun des disques 52 se présente sous forme d'une bague de largeur radiale relativement faible et présentant des clavettes ou des dents 53 angulairement espacées autour de sa périphérie extérieure Les dents 53 correspondent aux clavettes 23 sur la paroi intérieure du manchon de sortie 22. Le paquet de disques 38 est complété par six vis 55 écartées angulairement (figure 2) et par six douilles tubulaires 56 Chaque vis 55 comprend une tête tronconique 57 et un fût fileté 58 Les têtes 57 des vis viennent se loger dans des trous fraisés 59 (figures 11 et 12) dans la plaque à pression 41. Le fût 58 des vis traverse les trous 59, pénètre dans les trous lisses 60 (figure 7), dans les disques 50 et les trous lisses 61 (figure 5) dans la plaque à pression et vient se visser dans les trous filetés 62 (figure 3) dans l'armature 37 Les douilles 56 sont enfilées sur les fûts des vis et sont disposées dans les trous 60 et 61 Une extrémité de chaque douille 56 vient au contact de la face antérieure de la plaque 1 à pression 41, tandis que l'autre extrémité de chaque douille vient au contact de la face opposée de l'armature 37 Les douilles maintiennent un écartement axial fixe entre l'armature 37 et la plaque à pression 41. Quand la bobine 32 est excitée, le flux magnétique traverse l'entrefer 36 et attire l'armature 37 axialement vers l'enveloppe 31, mais pas suffisamment loin pour que l'armature vienne en contact avec l'enveloppe Lorsque l'armature se déplace vers l'enveloppe, elle agit par les vis 55 et oblige les têtes 57 de ces vis à tirer axialement la plaque à pression 41 vers la plaque à pression fixe 40 Par conséquent, les disques 52 sont serrés à frottement contre les disques 50 et, en outre, les deux disques extérieurs 50 sont serrés à frottement contre les plaques à pression 40 et 41 Comme les plaques à pression 40 et 41 et les disques 50 sont clavetés sur l'arbre 22 et tournent avec celui-ci, ce serrage à frottement a pour résultat que les disques 52 tournent avec les plaques à pression 40 et 41 et les disques et qu'un couple est transmis au manchon d'entrée 22 au moyen des dents 53 sur les disques 52 et des clavettes 23 dans le manchon 24 Par conséquent, le manchon de sortie 21 est couplé à l'arbre d'entrée 22 et tourne avec celui-ci. Quand la bobine 32 est mise hors tension, les disques 50 et 52 ont tendance à s'écarter l'un de l'autre et cessent d'être en contact à frottement l'un avec l'autre, si bien que le manchon 21 est découplé de l'arbre 22 Les disques poussent la plaque à pression 41 de la gauche vers la droite et la plaque à pression agit par l'intermédiaire des vis, de manière à retirer l'armature 37 de l'enveloppe de champ 31. Comme la plaque à pression 41 est clavetée 1 sur l'arbre 22 et est rigidement fixée à l'armature 37 par les vis 35, la plaque à pression empêche que l'armature ne pivote contre l'arbre et maintient donc l'entrefer 36 à une largeur constante sur toute la circonférence de l'armature Comme l'armature est guidée sur les clavettes 25 angulairement écartées, il existe relativement peu de fuite de flux passant par l'arbre. Un autre mode de réalisation d'un embrayage 20 A comportant les caractéristiques de la présente invention est représenté à la figure 13 Dans ce cas, les vis 55 et les douilles 56 sont remplacées par des entretoises 70 angulairement écartées qui traversent les trous dans la plaque à pression 40 A et dans les disques 50 A du paquet de disques 38 A Les extrémités de chaque entretoise viennent buter contre les faces opposées de l'armature 37 A et la plaque à pression 41 A, de façon à maintenir un écartement axial fixe entre ces pièces Un fût fileté 71, de diamètre réduit, est réalisé à l'une des extrémités de chaque entretoise et vient se visser dans le trou taraudé de l'armature 37 A Chaque entretoise est étroitement fixée à la plaque à pression 40 A par des vis à-chapeau 72 dont la tête vient appuyer sur la plaque à pression et dont le fût traverse la plaque à pression et est vissé dans un trou taraudé dans l'entretoise 70 L'embrayage 20 B, représenté à la figure 14, est semblable à l'embrayage A sauf que chaque entretoise 70 B comprend un fût fileté allongé 73 qui traverse un trou dans la plaque à pression 41 B Un écrou 74 est vissé sur le fût 73 de chaque entretoise 70 B et serre la plaque à pression 41 B contre l'extrémité de l'entretoise. Dans l'embrayage 20 C représenté à la figure , l'entretoise 70 C traverse un trou 75 dans la plaque à pression 41 C avec ajustage serré Dans l'embrayage 1 20 D représenté à la figure 16, l'entretoise 70 B traverse un trou 76 dans la plaque à pression 41 D avec un ajustage à frottement doux et comporte une tête 77 qui vient au contact de la plaque à pression 41 D Une vis de réglage 78 traverse radialement la plaque à pression 41 D et est serrée contre l'entretoise 70 D afin d'empêcher que la plaque à pression ne se déplace axialement par rapport à l'entretoise. 1 1 R E V E N D I C A T I O N S 1 Embrayage à commande électromagnétique pour coupler sélectivement un manchon rotatif ( 21) à un arbre rotatif ( 22), ledit arbre ( 22) et le diamètre intérieur du dit manchon ( 21) présentant des clavettes disposées dans le sens axial et écartées angulairement ( 23, 24), ledit embrayage comportant un champ électromagnétique, un moyen pour supporter ledit arbre ( 22) pour assurer sa rotation par rapport au dit champ, une armature ( 37) coaxiale avec et pouvant se déplacer axialement par rapport à l'arbre ( 22) et en s'écartant ou en se rapprochant de ce champ, ladite armature ( 37) étant attirée magnétiquement vers ledit champ quand le champ est excité, une première et une seconde plaques à pression ( 40, 41) écartées axialement l'une de l'autre sur ledit arbre ( 22) et présentant chacune un trou central ayant des dents angulairement espacées ( 43, 47) correspondant aux clavettes ( 24) de l'arbre ( 22), de manière à coupler lesdites plaques à pression ( 40, 41) pour provoquer leur rotation avec l'arbre ( 22), un premier et un second groupes de disques ( 50, 52) disposés dans l'espace entre lesdites plaques à pression,les disques ( 50) du premier groupe étant écartés axialement les uns des autres et présentant des trous ayant des dents angulairement écartées ( 51) correspondant aux clavettes ( 24) de l'arbre ( 22) d e manière à coupler les disques ( 50) du premier groupe pour provoquer leur rotation avec l'arbre ( 22), les disques ( 52) du second groupe étant insérés alternativement entre les disques ( 50) du premier groupe et présentant des périphéries extérieures pourvues de dents ( 53) angulairement écartées correspondant aux clavettes ( 23) dudit manchon ( 21) Zde façon à coupler ce manchon ( 21) afin qu'il tourne avec les disques ( 52) du second 1 groupe, la première plaque à pression ( 40) étant disposée entre l'armature ( 37) et la seconde plaque à pression ( 41) et étant maintenue pour empêcher son déplacement axial sur l'arbre ( 22) de façon à restreindre le déplacement axial des disques vers l'armature ( 37),et un moyen connectant rigidement la seconde plaque à pression ( 41) à l'armature ( 37) pour empêcher son mouvement de va-et-vient avec ladite armature ( 37) tout en maintenant un écartement axial fixe entre la seconde plaque à pression ( 41) et l'armature ( 37) tandis que la seconde plaque à pression ( 41) met les disques ( 50, 52) en contact à frottement les uns avec les autres de manière à provoquer la rotation du manchon ( 21) avec l'arbre ( 22) quand ladite armature ( 37) est attirée vers le champ, la seconde plaque à pression ( 41) coopérant avec l'arbre ( 22) de manière à maintenir ladite armature ( 37) dans un plan disposé perpendiculairement à l'axe de l'arbre ( 22). 2 Embrayage à commande électromagnétique tel que défini à la revendication 1, dans lequel ledit moyen comprend des vis ( 55) disposées dans le sens axial et écartées angulairement, ayant des fûts ( 58) vissés dans ladite armature ( 37) et ayant des têtes ( 57) venant au contact de la seconde plaque à pression ( 41) et des douilles 556) venant s'enfiler sur lesdites vis ( 55) et ayant des extrémités venant buter contre les faces opposées de l'armature ( 37) et contre la seconde plaque à pression ( 41). 3 Embrayage à commande électromagnétique selon la revendication 1, dans lequel ledit moyen comprend des entretoises ( 70) disposées dans le sens axial et angulairement écartées, ayant des fûts ( 51) vissés dans ladite armature ( 37) et ayant des extrémités venant buter contre les faces opposées de l'armature 1 ( 37 A) et contre la seconde plaque à pression ( 41 A), et un moyen pour serrer lesdites armatures ( 70) contre la seconde plaque à pression ( 41 A). 4 Embrayage à commande électromagnétique selon la revendication 3, dans lequel ledit moyen de serrage comprend des vis ( 52) angulairement écartées et traversant axialement la seconde plaque à pression ( 41 A) et vissées dans lesdites entretoises ( 70), lesdites vis ( 52) ayant des têtes venant au contact de la seconde plaque à pression ( 41 A). Embrayage à commande électromagnétique selon la revendication 3, dans lequel ledit moyen de serrage comprend des parties filetées ( 53) réalisées d'une pièce avec lesdites entretoises ( 70 B) et traversant axialement la seconde plaque à pression ( 41 B) et des écrous ( 74) sur ladite partie filetée ( 73) et venant au contact de la seconde plaque à pression ( 41 B). 6 Embrayage à commande électromagnétique selon la revendication 1, dans lequel ledit moyen comprend des entretoises ( 70 C) disposées dans le sens axial et angulairement écartées, qui ont chacune des fûts de diamètre réduit vissés dans ladite armature ( 37), l'extrémité de chaque entretoise proche de son fût venant au contact de ladite armature ( 37) et la partie de l'extrémité opposée de chaque armature venant se loger, avec ajustage à pression, dans la seconde plaque à pression ( 41 C). 7 Embrayage à commande électromagnétique selon la revendication 1, dans lequel ledit moyen comprend des entretoises ( 70 D) disposées dans le sens axial et angulairement écartées, comprenant chacune des fûts de diamètre réduit vissés dans ladite armature ( 37), les extrémités de chaque entretoise proche de son fût venant au contact de ladite armature ( 37) 1 et une vis de réglage ( 78) maintenant l'entretoise ( 70 D) pour empêcher son mouvement axial par rapport à la seconde plaque a pression.