Brevet FR2661960A1 — publié le 19911115

La présente invention se rapporte en général à des embrayages et en particulier à un embrayage à friction intérieurement assisté qui, normalement, repose sur les forces engendrées par les ressorts d'engagement et adjoints pour centrer et faire tourner le manchon de débrayage avec le couvercle, et qui de plus comprend un ou plusieurs évidements et protubérances qui coopèrent et qui sont formés sur le couvercle et le manchon de débrayage et afin d'empêcher une rotation relative excessive en conditions extrêmes de fonctionnement. Les embrayages sont des dispositifs bien connus que l'on utilise pour connecter sélectivement une source de puissance de rotation, comme le vilebrequin d'un moteur, à un mécanisme mené tel qu'une transmission. Typiquement, un couvercle de l'embrayage est connecté à un volant porté à l'extrémité du vilebrequin du moteur pour une rotation avec lui Entre le volant et le couvercle de l'embrayage est disposé un plateau de pression Le plateau de pression est connecté pour une rotation avec le volant et le couvercle mais il peut se déplacer axialement relativement à eux Un assemblage d'un disque mené est disposé dans l'embrayage entre le plateau de pression et le volant L'assemblage du disque mené est porté sur un arbre de sortie de l'embrayage qui est également l'arbre d'entrée de la transmission. Quand le plateau de pression est déplacé vers le volant, l'assemblage du disque mené vient en engagement de friction entre eux pour forcer l'arbre de sortie de l'embrayage à tourner avec le volant, le couvercle et le plateau de pression De cette manière, l'embrayage est engagé pour transmettre la puissance du moteur à la transmission afin d'entraîner le véhicule Quand le plateau de pression est éloigné du volant, l'assemblage du disque mené est libéré de cet engagement de friction afin de déconnecter cette connexion d'entraînement L'embrayage est typiquement dégagé pour permettre une opération de changement de vitesse dans la transmission. Un assemblage de débrayage est prévu pour sélectivement déplacer le plateau de pression vers l'avant et vers l'arrière en direction axiale, afin d'engager et de dégager l'embrayage comme on le souhaite L'assemblage de débrayage comporte un manchon généralement cylindrique de débrayage qui est disposé autour de l'arbre de sortie de l'embrayage L'extrémité avant du manchon de débrayage s'étend dans l'embrayage Un certain de leviers ou moyens similaires d'actionnement sont typiquement connectés entre le manchon de débrayage et le couvercle Des portions des leviers sont en aboutement contre le plateau de pression de manière que le mouvement du manchon de débrayage provoque un mouvement correspondant du plateau de pression Des ressorts d'engagement sont typiquement montés entre le manchon de débrayage et le couvercle pour solliciter le manchon de débrayage et le plateau de pression vers leur position engagée L'extrémité arrière du manchon de débrayage traverse une ouverture centrale formée à travers le couvercle Un assemblage de palier est monté à l'extrémité arrière du manchon de débrayage Un levier de changement à commande manuelle est connecté à l'assemblage de palier pour effectuer le mouvement du manchon de débrayage et par conséquent du plateau de pression. Plus récemment, des embrayages ont également été pourvus d'un certain nombre de ressorts adjoints montés entre le manchon de débrayage et le couvercle Les ressorts adjoints s'étendent généralement radialement entre le couvercle et le manchon de débrayage quand l'embrayage est engagé, exerçant ainsi peu ou pas de force axiale sur le manchon de débrayage Cependant, quand le manchon de débrayage passe de sa position engagée à sa position dégagée, les ressorts adjoints sont déplacés pour une orientation angulaire En conséquence, les ressorts adjoints exercent une certaine force axiale qui tend à déplacer le manchon de débrayage à sa position dégagée. Ainsi, on peut voir que le manchon de débrayage tourne avec le couvercle pendant l'utilisation La rotation relative entre le manchon de débrayage et le couvercle n'est pas souhaitable parce que cela provoque une usure des leviers connectés entre eux De même, une rotation relative excessive peut provoquer une torsion des ressorts d'engagement par rapport à leur siège sur le manchon de débrayage et le couvercle, endommageant ainsi l'embrayage Afin d'empêcher cette rotation relative, dans certains embrayages de l'art antérieur, des cannelures sont prévues qui sont formées sur le manchon de débrayage qui coopèrent avec des cannelures correspondantes formées sur le couvercle D'autres embrayages de l'art antérieur sont pourvus de protubérances élargies sur la surface interne du couvercle qui s'étendent dans des fentes formées sur une portion élargie du manchon de débrayage. Dans ces deux structures d'embrayage de l'art antérieur, l'espace entre le portions d'engagement du couvercle et du manchon de débrayage est très petit En d'autres termes, il ne peut y avoir qu'une très petite quantité de rotation relative avant que ces portions ne viennent en engagement l'une avec l'autre pour empêcher une plus ample rotation relative Malheureusement, le manchon de débrayage exerce constamment une certaine traînée relativement au couvercle à cause du frottement dans l'assemblage du palier Par suite de cette traînée, les portions d'engagement de ces embryages de l'art antérieur viennent fréquemment en contact pendant l'utilisation, même en condition de faible couple et de vitesse lente. Un tel engagement, tandis qu'il est souhaitable du point de vue prévention de la rotation relative, n'est pas souhaitable parce qu'il provoque une usure entre les portions en engagement Cet engagement n'est pas souhaitable non plus parce qu'il a tendance à résister à un mouvement axial du manchon de débrayage entre ses positions engagée et dégagée, diminuant ainsi la force effective d'engagement produite par les ressorts d'engagement et augmentant la quantité de force requise pour déplacer le manchon de débrayage vers sa position dégagée Ainsi, il serait souhaitable de prévoir une structure d'embrayage empêchant la rotation relative entre le couvercle et le manchon de débrayage sans provoquer fréquemment un engagement non souhaitable de frottement entre eux. La présente invention se rapport à un embrayage à friction intérieurement assisté, ayant à la fois des ressorts d'engagement et des ressorts adjoints qui s'étendent entre un couvercle et un manchon de débrayage. Les forces dirigées radialement, exercées par les ressorts, centrent continuellement le manchon de débrayage coaxialement relativement au couvercle En conditions normales de fonctionnement, ces forces dirigées radialement sont suffisantes pour faire tourner le manchon de débrayage avec le couvercle et empêcher une rotation relative entre eux Cet agencement d'entraînement "flottant" est souhaitable parce qu'il n'y a pas de connexion mécanique continue entre le couvercle et le manchon de débrayage, qui peut provoquer une usure et affecter le fonctionnement de l'embrayage Afin d'empêcher une rotation relative excessive entre le couvercle et le manchon de débrayage, un certain nombre de protubérances sont formées sur le manchon de débrayage qui s'étendent dans des évidements respectifs formés sur le couvercle. Les évidements sont dimensionnés pour être considérablement plus grands que les protubérances afin de ne provoquer un engagement que lorsque que quatre ou cinq degrés de mouvement relatif de rotation ou plus se présentent entre le manchon de débrayage et le couvercle. La présente invention a pour objetif de procurer un embrayage qui repose normalement sur les forces engendrées par les ressorts d'engagement et adjoints pour centrer et faire tourner le manchon de débrayage avec le couvercle. La présente invention a pour autre objectif de procurer un tel embrayage qui comporte de plus un ou plusieurs évidements et protubérances qui coopèrent et qui sont formés sur le couvercle et le manchon de débrayage pour empêcher une rotation relative excessive lorsque des conditions extrêmes se présentent. 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 une vue en élévation extrême avant d'un assemblage d'un couvercle d'embrayage selon la présente invention; la figure 2 est une vue en coupe et en élévation, faite suivant la ligne 2-2 de la figure 1 montrant l'assemblage du couvercle de l'embrayage en position engagée; la figure 3 est une vue en élévation et en coupe similaire à la figure 2, montrant l'assemblage du couvercle de l'embrayage en position dégagée; la figure 4 est une vue en élévation extrême arrière du couvercle illustré aux figures 1 à 3; et la figure 5 est une vue en élévation extrême arrière du manchon de débrayage illustré aux figures 1 à 3. En se référant maintenant aux dessins, les figures 1 à 3 montrent un assemblage d'un couvercle d'embrayage, généralement indiqué en 10, selon la présente invention. L'assemblage 10 comprend un couvercle 11 qui est adapté à être connecté à un volant (non représenté) d'une manière conventionnelle, pour une rotation avec lui autour d'un axe longitudinal Le couvercle 11 est de préférence formé d'une seule pièce d'un matériau tel que du fer, en le coulant Comme on peut mieux le voir aux figures 1 et 4, le corps principal du couvercle 11 est généralement de forme annulaire et il comprend un certain nombre de sièges de ressort d'engagement 12 qui font corps avec lui Le couvercle 11 comprend de plus un certain nombre de sièges de ressort adjoint 13 qui font corps avec lui Le but de ces sièges de ressort 12 et 13 sera décrit ci-dessous. Un plateau annulaire de pression 15 est connecté au couvercle 11 pour une rotation avec lui au moyen d'un certain nombre de pattes et fentes espacées, généralement indiquées en 16 sur les figures 2 et 3 L'agencement des pattes et fentes est conventionnel et permet au couvercle 11 d'entraîner en rotation le plateau de pression 15 tout en permettant au plateau de pression 15 de se déplacer axialement relativement à lui, comme on le sait bien Le plateau de pression 15 est sollicité axialement vers le couvercle 11 par un certain nombre de ressorts de retour 17 qui sont disposés sur le pourtour de l'assemblage 10. Un épaulement annulaire 15 a est formé autour du plateau de pression 15, qui est tourné vers le couvercle 11. L'assemblage 10 du couvercle d'embrayage peut comprendre une bague d'ajustement telle que montrée en 20 aux figures 1 à 3 La bague d'ajustement 20 est conventionnelle et elle comporte une surface filetée externe qui est adaptée à coopérer avec une surface filetée interne qui est formée sur le couvercle 11 La rotation de la bague d'ajustement 20 relativement au 7, couvercle 11 provoque un mouvement axial de cette bague. Un mécanisme automatique conventionnel d'ajustement en fonction de l'usure, généralement indiqué en 21 sur la figure 1, est prévu pour faire automatiquement tourner la bague d'ajustement 20 relativement au couvercle 11 tandis que l'usure se produit dans l'embrayage La structure et le fonctionnement de la bague d'ajustement 20 et du mécanisme d'ajustement automatique 21 en fonction de l'usure sont mieux décrits dans le brevet US N O 3 752 286, dont la divulgation est incorporée ici à titre de référence Cependant, comme cela deviendra mieux apparent ci- dessous, la présente invention peut être utilisée sur des embrayages qui sont réglables à la main ou qui ne sont pas réglables. Un certain nombre de leviers conventionnels 25 sont prévus dans l'assemblage 10 du couvercle de l'embrayage Les leviers 25 s'étendent généralement radialement vers l'extérieur à partir de l'axe de rotation et ils sont espacés de manière équidistante autour de lui. Les extrémités externes des leviers 25 sont traversées de fentes pour recevoir des protubérances respectives qui sont formées sur la bague d'ajustement 20 Les extrémités internes des leviers 25 s'étendent dans une gorge périphérique qui est formée dans un manchon de débrayage 26 Le manchon de débrayage 26 est disposé coaxialement autour de l'axe de rotation et il est axialement mobile le long de celui-ci La structure et le fonctionnement du manchon 26 seront décrits en détail ci-dessous. Entre leurs extermités externe et interne, les leviers 25 engagent l'épaulement annulaire 15 a du plateau de pression 15 Ainsi, comme on le sait bien, le mouvement axial du manchon de débrayage 26 force les leviers 25 à pivoter autour des protubérances de la bague d'ajustement , pour ainsi provoquer un mouvement axial du plateau de pression 15 Par exemple, quand le manchon de débrayage 26 est déplacé vers la gauche en regardant les figures 2 et 3, le plateau de pression 15 est également déplacé vers la gauche Ce mouvement provoque l'engagement de l'embrayage. Quand le levier de débrayage 26 est déplacé vers la droite, le plateau de pression 15 est également déplacé vers la droite pour dégager l'embrayage. Comme on peut mieux le voir sur les figures 2, 3 et 5, le manchon 26 a généralement la forme d'un cylindre creux Le manchon de débrayage 26 est de préférence formé d'une seule pièce d'un matériau tel que du fer, en le moulant L'extrémité avant du manchon de débrayage 26 s'étend dans le couvercle 11 et la gorge périphérique ci-dessus mentionnée y est formée pour recevoir les extrémités internes des leviers 25 Des sièges de ressort d'engagement 27 font corps sur l'extrémité avant du manchon 26 Des sièges de ressort adjoint 28 font également corps à l'extrémité avant du manchon 26. L'extrémité arrière du manchon de débrayage 26 s'étend en dehors de l'assemblage 10 Un assemblage conventionnel d'un palier de dégagement 29 est fixé à l'extrémité arrière du manchon de débrayage 26 pour un mouvement axial avec lui, tout en permettant un mouvement relative de rotation L'assemblage 29 est adapté à être engagé et axialement déplacé par une tringlerie conventionnelle (non représentée) afin de permettre à un opérateur de déplacer sélectivement les composants de l'assemblage 10 entre les positions engagée et dégagée. Un ressort conventionnel d'engagement 30 est supporté entre chacun des sièges de ressort d'engagement 12 qui sont formés sur le couvercle 11 et son siège de ressort d'engagement correspondant 27 formé sur le manchon de débrayage 26 D'une manière qui est bien connue, les ressorts d'engagement 30 sollicitent le manchon 26 vers la gauche en regardant les figures 2 et 3, sollicitant ainsi le plateau de pression 15 vers la gauche à sa position engagée, contre la sollicitation des ressorts de retour 17 La force exercée axialement par les ressorts d'engagement 30 est bien plus importante que la force exercée par les ressorts de retour 17 En conséquence, le manchon 26 et le plateau de pression 15 sont normalement placés à leur position engagée relativement au couvercle 11. Comme on l'a décrit ci-dessus, le manchon de débrayage 26 est déplacé vers la droite pour le déplacer l O ainsi que le plateau de pression 15 à leur position dégagée Pour accomplir cela, une force axiale doit s'exercer sur le manchon 26 qui peut surmonter la sollicitation des ressorts d'engagement 30 Cette force est fournie à l'assemblage du palier 32 par le fonctionnement manuel du levier de changement qui lui est connecté Afin de réduire cette force exercée par l'opérateur sans réduire de manière importante la grandeur de la force exercée par les ressorts d'engagement 30 lorsque l'embrayage est engagé, un certain nombre de ressorts adjoints 31 sont prévus Les ressorts adjoints 31 sont supportés entre chacun des sièges de ressort adjoint 13 formés sur le couvercle 11 et les sièges correspondants de ressort adjoints 28 formés sur le manchon 26 La structure et le fonctionnement des ressorts adjoints 31 ainsi que le fonctionnement général de l'embrayage sont décrits en détail dans le brevet US no 4 760 906 incorporé ici à titre de référence. En conditions normales de fonctionnement, les ressorts d'engagement 30 et les ressorts adjoints 31 exercent des forces radialement vers l'intérieur, contre le manchon de débrayage 26 Cela se produit que le manchon de débrayage 26 soit à sa position engagée, sa position dégagée ou entre les deux Tandis que le manchon de débrayage 26 est déplacé de sa position engagée montrée à la figure 2 à sa position dégagée montrée à la figure 3, les ressorts adjoints 31 sont déplacés d'une orientation généralement radiale à une orientation en angle Par suite, la grandeur de la force dirigée radialement vers l'intérieur exercée par ses ces ressorts adjoints 31 diminue tandis que le manchon de débrayage 26 se rapproche de sa position engagée Cependant, en même temps, les ressorts d'engagement 30 passent d'une orientation sur un grand angle à une orientation sur un petit angle, augmentant ainsi la grandeur de la force dirigée radialement vers l'intérieur exercée tandis que le manchon de débrayage 26 se rapproche de sa position engagée. On notera par conséquent que l'usage combiné des ressorts d'engagement 30 et des ressorts adjoints 31 a tendance à centrer continuellement le manchon 26 coaxialement relativement au couvercle 11 En conditions normales de fonctionnement, ces forces dirigées radialement sont suffisantes pour entraîner en rotation le manchon 26 avec le couvercle 11 et empêcher une rotation relative entre eux Cet agencement d'entraînement "flottant" est souhaitable parce qu'il n'y a pas de connexion mécanique continue ou fréquente entre le couvercle 11 et le manchon 26 Comme on l'a décrit ci-dessus, une telle connexion n'est pas souhaitable parce qu'elle peut provoquer une usure sur ces composants et parce qu'elle peut affecter le fonctionnement de l'embrayage 10. Cependant, dans certaines situations inha- bituelles, les forces combinées radialement dirigées exercées par les ressorts d'engagement 30 et les ressorts adjoints 31 peuvent être insuffisantes pour empêcher la rotation relative entre le couvercle 11 et le manchon 26. Une telle situation peut se produire si l'assemblage du palier 29 doit se gripper ou normalement mal fonctionner. Si cette situation se produit, le manchon 26 tourne relativement au couvercle 11 jusqu'à ce que certain des 1 1 ressorts 30 ou 31 soient comprimés à une condition solide ou bien jusqu'à ce que les ressorts 30 ou 31 soient tordus au point de tomber des sièges respectifs Aucun de ces modes de rupture n'est souhaitable parce ce que cela peut provoquer une dégradation importante de l'embrayage. En conséquence, un mécanisme de sécurité intégrée est prévu pour empêcher une rotation excessive du manchon 26 relativement à l'embrayage 11 dans le cas d'une situation anormale telle que décrite ci-dessus Le mécanisme à sécurité intégrée comprend un certain nombre de protubérances 35 qui font corps avec le centre ou la portion de manchon du manchon de débrayage 26 Ces protubérances 35 s'étendent radialement vers l'extérieur du manchon 26 dans des évidements correspondants 36 qui sont formés dans le couvercle 11. Comme le montre la figure 1, les évidements 36 sont considérablement plus grands que les protubérances Ainsi, les protubérances 35 sont reçues dans les évidements 36 mais en condition normale de fonctionnement, elles ne viennent pas en engagement avec leurs côtés. Cependant, dans le cas d'une situation anormale, les protubérances 35 viennent en engagement avec les côtés des évidements 36 lorsque le manchon de débrayage 26 a tourné d'une quantité prédéterminée relativement au couvercle 11. De préférence, les protubérances 35 viennent en engagement avec les évidements au bout de quatre à cinq degrés de mouvement relatif, bien qu'une plage plus grande de mouvement puisse être souhaitable dans certaines circonstances De cette manière, un arrêt positif est prévu pour empêcher une dégradation sérieuse de l'embrayage. R E V E N D I C A T I O N S 1 Assemblage d'un couvercle d'embrayage caractérisé en ce qu'il comprend un couvercle ( 11); un plateau de pression ( 15) un moyen ( 16) pour relier ledit plateau de pression audit couvercle pour une rotation avec lui et pour un mouvement axial relativement à lui entre des positions engagées et dégagées relativement audit couvercle; l O un moyen ( 26) pour déplacer sélectivement ledit plateau de pression entre lesdites positions engagée et dégagée; un premier moyen élastique ( 30) s'étendant entre le couvercle et le moyen pour sélectivement déplacer afin d'exercer une force relativement importante pour solliciter ledit plateau de pression vers ladite position engagée; un second moyen élastique ( 31) s'étendant généralement radialement entre ledit couvercle et ledit moyen pour sélectivement déplacer pour exercer une force relativement petite afin de solliciter le plateau de pression vers la position dégagée lors d'une sortie de position engagée et pour normalement forcer le moyen pour sélectivement déplacer à tourner avec le couvercle; et un moyen ( 35, 36) formé sur le couvercle et le moyen pour déplacer sélectivement afin d'empêcher une rotation relative excessive entre eux. 2 Assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen précité pour empêcher une rotation relative excessive comporte un évidement ( 36) formé dans le couvercle et une protubérance ( 35) formé sur le moyen pour sélectivement déplacer, qui s'étend dans l'évidement. 3 Assemblage selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'évidement ( 36) est plus grand que la protubérance ( 35) pour permettre une quantité limitée de rotation relative entre le couvercle et le moyen pour sélectivement déplacer. 4 Assemblage selon la revendication 3, caractérisé en ce que la quantité limitée précitée de rotation relative est de 5 degrés. Assemblage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen précité pour sélectivement déplacer comporte un manchon de débrayage ( 26) et en ce que le protubérance précitée fait corps avec ledit manchon. 6 Assemblage selon la revendication 5, caractérisé en ce que plusieurs protubérances sont formées sur le manchon ( 26) précité, chacune s'étendant dans un évidement correspondant formé dans le couvercle ( 11) précité.