Brevet FR2663098A1 — publié le 19911213

La présente invention se rapporte généralement à un ensemble embrayage/frein et plus particulièrement à un ensemble embrayage/frein à utiliser avec une machine telle qu'une tondeuse à gazon derrière laquelle on marche Dans un ensemble embrayage/frein de ce type, l'embrayage est normalement dégagé pour découpler la lame de coupe de l'arbre d'entraînement du moteur et de plus, le frein est normalement engagé pour empêcher une rotation de la lame Lorsqu'une commande manuelle,telle qu'un homme mort est actionnée, l'embrayage est engagé et le frein est libéré afin de permettre l'entrainement de la lame. Un ensemble embrayage/frein du même type général que la présente invention est révélé dans le brevet Etat Unis de Takata et autres No 4 377 224 Dans l'ensemble embrayage/frein du brevet de Takata et autres, un moyeu d'entrée tourne avec l'arbre d'entraînement du moteur de la tondeuse tandis qu'un moyeu de sortie est supporté pour tourner relativement à l'arbre Un plateau de friction est couplé pour tourner avec et se déplacer axialement relativement au moyeu de sortie et il est sollicité par ressort en engagement avec le moyeu d'entrée Quand l'embrayage est engagé, le moyeu d'entrée fait tourner le moyeu de sortie par l'intermédiaire du plateau de friction. L'ensemble de Takata et autres comporte également un élément de freinage qui est supporté pour se déplacer axialement relativement à l'organe d'entrée. Quand l'homme mort est libéré à la main, un moyen d'actionnement en rotation est tourné dans une direction et agit,par l'intermédiaire d'une série de billes angulairement espacées,pour coincer l'élément de freinage axialement en engagement avec le plateau de friction. Cela applique une force de freinage au moyeu de sortie et en même temps force le plateau de friction hors d'engagement avec le moyeu d'entrée afin d'interrompre l'entraînement du moyeu d'entrée au moyeu de sortie. Quand l'homme mort est actionné à la main, le moyen d'actionnement en rotation est tourné en direction opposée, l'organe de freinage libère le plateau de friction et le plateau de friction transmet le couple du moyeu d'entrée au moyeu de sortie. Afin qu'un ensemble embrayage/frein du type ci-dessus fonctionne bien, il est nécessaire que l'élément de freinage soit maintenu contre toute rotation De même, il est nécessaire que l'élément de freinage soit sollicité vers le moyen d'actionnement en rotation de manière que lorsque le frein est libéré, l'élément de freinage remette les billes en bonne position angulaire pour l'étape suivante d'engagement du frein/dégagement de l'embrayage Dans l'ensemble embrayage/frein du brevet de Takata et autres, la rotation de l'élément de freinage est empêchée par un certain nombre de boulons angulairement espacés qui traversent l'élément de freinage et qui sont vissés dans l'extrémité inférieure du moteur Des ressorts à boudin- sont emboîtés sur les boulons anti-rotation etsont comprimés contre l'élément de freinage afin de solliciter ce dernier vers le moyen d'actionnement en rotation. La présente invention a pour but général de procurer un nouvel ensemble perfectionné embrayage/frein du type ci-dessus o la nécessité de boulons multiples angulairement espacés contre la rotation est évitée tout en permettant encore d'appliquer à l'élément de freinage des forces angulairement équilibrées de ressort Selon un objectif plus détaillé de l'invention, on obtient ce qui précède en prévoyant un ensemble embrayage/frein ayant une simple connexion anti-rotation pour empêcher la rotation de l'élément de freinage et ayant un certain nombre de ressorts angulairement espacés et agencés de manière unique; séparés de la connexion anti-rotation et pouvant appliquer des forces angulairement équilibrées à l'élément de freinage. L'invention réside également dans la nouvelle localisation des ressorts pour réduire le danger que des débris de gazon s'accumulent sur les ressorts. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention, et dans lesquels: la figure 1 est vue en coupe transversale axiale d'un ensemble embrayage/freinosontincorporées les caractéristiques de la présente invention et elle montre l'ensemble installé sur l'arbre d'entraînement d'un moteur typique de tondeuse à gazon; la figure 2 est une vue en coupe transversale axiale agrandie de certains composants de l'ensemble embrayage/frein montré à la figure l; la figure 3 est une vue réduite et en plan des composants montrés à la figure 2; la figure 4 est une vue en plan réduite, du dessousdes composants montrés à la figure 2; et la figure 5 est une vue en élévation du boulon anti-rotation pour l'élément de freinage de l'ensemble embrayage/frein. Pour l'illustration, l'invention a été montrée sur les dessins dans le cadre d'un ensemble embrayage/frein 10 Tandis que l'ensemble a de nombreuses applications, il est particulièrement adapté à une utilisation en conjonction avec le moteur 11 d'une tondeuse à gazon Le moteur comporte un arbre d'entraînement 12 qui dépasse vers le bas et -qui east- supporté pour une rotation par un organe de base ou un bloc moteur 13 Une lame de coupe (non représentée) est adaptée à être entraînée en rotation par l'arbre. En général, l'ensemble embrayage/frein 10 comporte un organe d'entrée ou moyeu 15 ayant un flasque 16 dépassant radialement Le moyeu d'entrée 15 est calé sur l'arbre d'entraînement 12 du moteur il et il y est maintenu par une vis 17 ayant une tête élargie 18 La vis 17 traverse le moyeu d'entrée 15 et est vissée dans l'arbre 12 tandis que la tête 18 engage l'extrémité inférieure d'un palier 19 et force le palier à bloquer le moyeu d'entrée contre l'extrémité inférieure de l'arbre. Un organe de sortie ou moyeu 20 est tourillonné pour une rotation sur le palier 19 et il présente des trous angulairement espacés 21 Des moyens de fixation (non représentés) sont vissés dans les trous 21 pour relier la lame de la tondeuse à gazon au moyeu de sortie 20. Entre le moyeu de sortie 20 et le flasque 16 du moyeu d'entrée 15 est prévu un plateau de friction 25 ayant une bague 26 en un matériau de friction qui est fixée à son c 8 té supérieur Le plateau de friction 25 est couplé pour tourner avec et se déplacer axialement relativement au moyeu de sortie 20 au moyen de doigts angulairement espacés 27 (un seul doigt étant visible) qui font corps avec et pendent du plateau de friction et qui s'adaptent coulissants dans des fentes qui sont forméesdans le pourtour externe du moyeu de sortie Les doigts servent de clavettespour coupler en rotation le plateau de friction 25 au moyeu de sortie 20 tout en permettant au plateau de friction de se déplacer axialement par rapport au moyeu de sortie. Un ressort à boudin 28 est comprimé entre le moyeu de sortie 20 et le plateau de friction 25 et il sollicite ce dernier vers le haut pour presser le matériau de friction 26 contre le flasque 16 du moyeu d'entrée 15 Quand le matériau de friction est en engagement avec le flasque, le plateau de friction 25 couple le moyeu d'entrée 15 au moyeu de sortie 20 pour effectuer la rotation de la lame de la tondeuse à gazon. Au dessus du moyeu d'entrée 15 est placé un élément de freinage 30 qui présente un rebord annulaire 31 qui est adapté à venir en engagement avec le matériau de friction 26 sur le plateau de friction 25 L'élément de freinage 30 est supporté pour se déplacer vers le basà partir de la position montrée à la figure 1 etquand l'élément de freinage est déplacé vers le bas, le rebord 31 pousse le plateau de friction 25 vers le bas pour libérer le matériau de friction 26 du flasque 16 du moyeu d'entrée et ainsi interrompre l'entraînement entre le moyeu d'entrée et le moyeu de sortie 20 En même temps, le rebord 31 agit contre le matériau de friction 26 pour retarder la rotation du plateau de friction 25 et du moyeu de sortie et ainsi freiner la lame de la tondeuse à gazon jusqu'à l'arrêt Quand l'élément de freinage 30 est déplacé vers le haut, la pression de freinage contre le matériau de friction est libérêeet de plus le ressort 28 sert à pousser le plateau de friction 25 vers le-haut afin de presser le matériau de friction contre le flasque 16 du moyeu d'entrée 15 pour ainsi engager l'entraînement. Le déplacement vers le haut et vers le bas de l'élément de freinage 30 s'effectue en réponse à la rotation du moyen d'actionnement en rotation 35 Là, le moyen d'actionnement comporte une portion centrale 36 en forme de coupe (figure 2) qui reçoit un palier 37 qui à son tour est supporté sur le moyeu d'entrée 15 et est axialement retenu par une bague à fermeture automatique 36 (figure 1) Le palier 37 supporte ainsi le moyen d'actionnement 35 pour un mouvement de rotation relativement au moyeu d'entrée 15. Un rebord 39 dépassant radialement vers l'extérieur (figure 2) fait corps avec l'extrémité supérieure de la portion 36 en forme de coupe du moyen d'actionnement 35 et son côté inférieur présente un certain nombre de gorges angulairement espacées 40 (comme trois) (figures 2 et 3) qui sont généralement alignées circonférentiellement avec un nombre identique de gorges (figures 2 et 4) dans le côté supérieur de l'élément de freinage 30 Une bille sphérique 42 est placée dans chaque paire de gorges alignées 40,41 etelle est prise en sandwich entre l'élément de freinage 30 et le moyen d'actionnement en rotation 35 Une cage mince 43 est également placée entre l'élément de freinage et le moyen d'actionnement et elle reçoit les trois billes pour maintenir un espacement angulaire fixe entre les billes. Les gorges 40,41 qui coopèrent sont en rampe de manière que lorsque le moyen d'actionnement 35 est tourné dans une directionles billes 42 se coincent contre l'élément de freinage 30 et forcent ce dernier vers le bas pour dégager l'embrayage 16,26 et appliquer le frein 26,31 Quand le moyen d'actionnement est tourné en direction opposée, l'élément de freinage peut se déplacer vers le haut pour engager l'embrayage et libérer le frein. Dans une tondeuse à gazon typique, la rotation du moyen d'actionnement 35 s'effectue en réponse au mouvement d'un homme mort (non représenté) qui est placé adajacent au manche de la tondeuse à gazon Le moyen d'actionnement présente un bras allongé 45 qui est activement connecté à l'homme mort Si l'homme mort est libéré, un ressort de torsion (non représenté) tourne le moyen d'actionnement 35 dans une direction pour dégager l'embrayage 16,26 et appliquer le frein 26,31 Quand l'homme mort est actionné à la main et maintenu, le moyen d'actionnement est tourné dans une direction pour engager l'embrayage et libérer le frein Un doigt 46 (figure 2) est frappé vers le bas par le moyen d'actionnement 35 et il s'adapte dans une fenêtre arquée 47 dans l'élément de freinage 30 pour restreindre la rotation du moyen d'actionnement sur une étendue limitée. Afin que l'élément de freinage 30 applique une force de freinage au plateau de friction 25, il est nécessaire que l'élément de freinage soit maintenu contre une rotation Selon la présente invention, cela est obtenuparunesimple connexion anti-rotation 50 entre le bloc moteur et l'élément de freinage 30 Là, la connexion anti-rotation 50 a la forme d'un simple boulon ayant un corps fileté relativement court 51 (figure 5) à une extrémité, une tête hexagonale agrandie d'enfoncement 52 à son extrémité opposée et une portion d'épaulement lisse et relativement longue 53 entre le corps et la tête Le boulon 50 est installé simplement en insérant la portion d'épaulement 53 à travers une fente 54 (figures 3 et 4) dans l'élémentde zfréinage 30 et enfoncant le corps 51 dans un trou taraudé 55 (figure 1) dans le bloc moteur 13 Comme seul un boulon 50 est utilisé pour empêcher la rotation de l'élément de freinage 30, le fabricant de tondeuses à gazon peut économiser la fourniture et l'installation de nombreux boulons anti-rotation et économiserle perçage et la taraudage de nombreux trous 55 dans le bloc moteur 13. Le présent ensemble embrayage/frein 10 est également caractérisé par le fait que des ressorts 60 (figures 2 et 3) pour solliciter l'élément de freinage 30 vers le haut 1 vers le moyen d'actionnement 35 sont séparés du boulon anti-rotation 50 et sont de préférence placés de manière à réduire le risque que des déchets de gazon s'accumulent sur les ressorts Dans ce cas, trois ressorts à boudin de compression sont également espacés autour du côté supérieur du moyen d'actionnement 35 entre es gorges 40. Une languette allongée 61 est intégralement jointe à la spire supérieure de chaque ressort, elle s'étend vers le bas à travers le corps du ressort pour se terminer dans un crochet 62 courbé vers le haut Le corps de chaque ressort repose sur le côté supérieur du rebord 39 du moyen d'actionnement tandis que la languette du ressort passe vers le bas à travers une fente allongée 63 (figure 3) dans le rebord et à travers une fente allongée généralement circonférentiellement alignée 64 (figure 4) formée dans l'élément de freinage 30, avec également une ouverture de réception de la languette dans la cage 43. Le crochet 62 à l'extrémité inférieure de chaque languette 61 s'engage dans un trou 65 qui est formé dans l'élément de freinage 30 à proximité de la fente 64 pour ancrer le ressort et précharger celui-ci à l'état de compression. Quand l'élément de freinage 30 est déplacé vers le bas par la rotation du moyen d'actionnement 35 et l'action de coincement des billes 42, les ressorts 60 sont encore plus comprimés Ainsi, quand le moyen d'actionnement 35 est subséquemment en direction opposée, les ressorts 60 attirent l'élément de freinage 30 vers le haut, vers le moyen d'actionnement pour libérer la pression sur la bague de friction 26 Le muvement positif vers le haut de l'élément de freinage force les gorges 41 à forcer les billes 42 dans une direction opposée à la direction dans laquelle les billes se déplaçaient pendant le coincement de l'élément de freinage et ainsi les billes sont remises aux bonnes positions angulaires dans les gorges 40 et 41 pour de nouveau coincer l'élément de freinage vers le bas lors du début de la séquence suivante de freinage. Même si l'ensemble embrayage/frein ne comprend qu'un seul boulon antirotation 50, les trois ressorts 60 exercent des forces angulairement équilibrées sur l'élément de freinage 30 Etant placés au dessus du moyen d'actionnement 35, les ressorts sont protégés des déchets de gazon et alors ils ne peuvent s'encrasser. R E V E N D I C A T I 0 N S 1 Ensemble embrayage/frein pour une machine ayant un organe de base et un arbre rotatif d'entraînement dépassant de l'organe de base, ledit ensemble comprennant un organe d'entrée connecté pour tourner avec ledit arbre, un organe de sortie supporté pour tourner relativement audit arbre, un plateau de friction couplé pour tourner avec et se déplacer axialement relativement audit organe de sortie, un moyen sollicitant ledit plateau de friction axialement en engagement de friction avec ledit organe d'entrée afin de forcer ledit organe d'entrée à faire tourner ledit organe de sortie par ledit plateau de friction, un élément de freinage supporté pour se déplacer axialement relativement audit organe d'entrée tout en permettant la rotation dudit organe d'entrée relativement audit élément de freinage, moyen d'actionnement en rotation, un certain nombre de billes angulairement espacéesentre ledit moyen d'actionnement et ledit élément de freinage, lesdites billes fonctionnant en réponse à la rotation dudit moyen d'actionnement dans une direction pour coincer ledit élément de freinage axialement en engagement avec ledit plateau de friction et forcer ledit élément de freinage pour forcer ledit plateau de friction axialement hors d'engagement avec ledit organe d'entrée, caractérisé par une simple connexion anti-rotation ( 50) entre l'élément de freinage et l'organe de base pour restreindre la rotation de l'élément de freinage, et un certain nombre de ressorts angulairement espacés ( 60) connectés entre l'élément de freinage et le moyen d'actionnement ( 35) en des emplacements angulairement espacés de la connexion anti-rotation et servant à solliciter ledit élément de freinage axialement vers ledit moyen d'actionnement pour ainsi forcer les billes à se déplacer angulairement lorsque le moyen d'actionnement est tourné dans une direction opposée à la première direction. 2 Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la connexion anti-rotation comprend un simple boulon ( 50) qui traverse une ouverture dans l'élément de freinage et qui est vissé dans l'organe de base. 3 Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des ressorts ( 60) comporte un enroulement supporté sur le moyen d'actionnement et ayant une languette connectée à l'élément de freinage, chacun des enroulements étant comprimé quand l'élément de freinage est coincé axialement en engagement avec le plateau de friction. 4 Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend de plus des groupes régulièrement espacés ( 63,64):d'ouverture généralement axialement alignéesdans l'élément de freinage et le moyen d'actionnement et recevant les languettes ( 61) des ressorts. Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen d'actionnement ( 35) est placé au dessus de l'élément de freinage, les enroulements des ressorts étant placés au dessus du moyen d'actionnement. 6 Ensemble embrayage/frein pour une machine ayant un organe de base et ayant un arbrerotatif d'entraînement dépassant de l'organe de base, ledit ensemble ayant un organe d'entrée connecté pour tourner avec ledit arbre organe de sortie supporté pour tourner relativement audit arbre plateau de friction couplé pour tourner avec et se déplacer axialement relativement audit organe de sortie, un moyen sollicitant ledit plateau de friction axialement en engagement de friction avec la l'organe d'entrée afin de forcer ledit organe d'entrée à faire tourner ledit organe de sortie au moyen dudit plateau de friction, un élément de freinage supporté pour se déplacer axialement relativement audit organe d'entrée tout en permettant la rotation dudit organe d'entrée relativement audit élément de freinage, un moyen d'actionnement en rotation, un certain nombre de billes angulairement espacées entre le moyen d'actionnement et l'élément de freinage, lesdites billes servant,en réponse à la rotation dudit moyen d'actionnement dans une direction,à coincer ledit élément de freinage axialement en engagement avec ledit plateau de friction et à forcer ledit élément de freinage à forcer ledit plateau de friction axialement hors d'engagement avec ledit organe d'entrée, caractérisé en ce qu'une simple connexion anti-rotation ( 50) est prévue entre l'élément de freinage et l'organe de base pour restreindre la rotation dudit élément de freinage, et des moyens formant ressorts ( 60) sont connectés entre l'élément de freinage et le moyen d'actionnement,agissant sur au moins l'un dudit élément de freinage et dudit moyen d'actionnement en un certain nombre d'emplacementsangulairement espacés et éloignés de ladite connexion antirotation et servant à solliciter ledit élément de freinage axialement vers ledit moyen d'actionnement pour ainsi forcer les billes à se déplacer angulairement quand le moyen d'actionnement est tourné dans une direction opposée à la première direction.