Brevet FR2710956A1 — publié le 19950414

La présente invention se rapporte en général à des embrayages tels qu'utilisés couramment dans l'automobile, ainsi que dans tout autre secteur utilisant des embrayages situés comme dans l'automobile, entre une source motrice et un ensemble mené. Les embrayages sont des dispositifs bien connus qui sont utilisés pour connecter ou déconnecter à volonté une source motrice à un ensemble mené. Traditionnellement, I'accouplement est réalisé par la friction d'une partie reliée à l'un des deux organes de l'ensemble "source motriceensemble mené", celle-ci étant munie de garnitures usables, contre une ou plusieurs surfaces de friction qui elles sont solidaires de l'autre organe de l'ensemble "source motrice-ensemble mené". Le dispositif permettant de commander l'embrayage ou le débrayage du système est généralement constitué d'un mécanisme comme une butée commandée par une fourchette qui directement ou indirectement agit sur la force de pression s'exerçant entre la partie munie de garnitures usables d'une part, et la ou les surfaces de friction d'autre part. Toute intervention sur l'embrayage usé ou défectueux, situé généralement entre la source motrice et l'ensemble mené, nécessite traditionnellement au préalable la dépose de l'ensemble "source motrice-ensemble mené" ou d'au moins l'un de ces deux organes afin de procéder au remplacement des pièces défectueuses. Celà induit un coût important, proportionnel au temps de main d'oeuvre nécessaire à la dépose de ces organes habituellement peu accessibles. De surcroit, compte tenu de ces difficultés d'accès aux organes à remplacer, il est dans l'usage que chacune des pièce composant l'ensemble de l'embrayage, bien que distincte des autres, soit remplacée en même temps, ce afin d'éviter notamment la défaillance ultérieure d'une pièce plus ancienne que les autres. Le dispositif selon l'invention facilite les opérations d'entretien en les simplifiant, et réduit dans de très importantes proportions les temps nécessaires à toute intervention sur la majeure partie des pièces constituant le système d'embrayage en supprimant la nécessité de la dépose de l'ensemble "source motrice-ensemble mené" ou même de l'un de ces deux organes seulement. La présente invention a pour objet de procurer un système d'embrayage comportant un ensemble compact et facilement amovible sous la forme d'une cartouche dans laquelle se trouve regroupé l'ensemble des pièces généralement soumises à usures et contraintes, et dont le remplacement régulier est nécessaire L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaitront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre, faite en référence aux dessins schématiques annexés. Ceux-ci n'illustrent qu'un des modes de réalisation de l'invention concernant dans ce cas particulier une version simple d'un embrayage automobile à disque mené, et celà uniquement à titre d'exemple. II serait en effet quasiment impossible et de surcroit totalement inutile de fournir tous les schémas de montages possibles accompagnés de leurs explications pour le détail de chacun des différents modèles d'embrayages pour lesquels il est clair que le principe original de conception de l'invention s'applique de même. A l'identique, le choix des matériaux et dimensions des différentes pièces constitutives de l'ensemble étant variables à l'infini en fonction de la spécificité de chacune des applications, et leurs procédés de calcul étant par ailleurs parfaitement maitrisés et couramment utilisés en l'état actuel des technologies déjà employées dans l'industrie, aucune précision à ce sujet ne sera donnée ici. L'utilisateur se réfèrera aux normes courantes qu'il maitrise habituellement. Seules certaines modalités de fabrication ou de montage, particulières à l'invention, sont donc ici décrites en détail. Dans l'exemple choisi - La figure 1 représente en perspective la position décalée des différents organes de l'exemple choisi les uns par rapport aux autres et met en évidence l'originalité du concept de l'invention. - La figure 2 représente en perspective la position des différents organes de l'exemple choisi les uns par rapport aux autres, ce en position opérationnelle. - La figure 3 est une vue en coupe du seul ensemble amovible de l'exemple choisi. - La figure 4 est une vue en coupe de la totalité du système d'embrayage de l'exemple choisi. - La figure 5 représente une vue de l'outil spécial destiné à faciliter le remplacement de l'ensemble amovible de l'exemple choisi. - La figure 6 est une vue de face de la fourchette de commande d'embrayage et du carter, montrant son système de démontage extérieur pour l'exemple choisi. - La figure 7 représente en perspective la fourchette de commande d'embrayage dans son carter pour l'exemple choisi, ainsi que son plan de montage/démontage. - La figure 8 est une vue en coupe d'une variante de l'exemple choisi et concernant le système d'accouplement de l'ensemble mené (3) et selon lequel aucun outil n'est ici nécessaire pour libérer l'ensemble amovible (2). - La figure 9 est une autre vue en coupe d'une autre variante de l'exemple choisi et concernant le système d'accouplement de l'ensemble mené (3) pour lequel aucun outil n'est ici nécessaire pour libérer l'ensemble amovible (2). - La figure 10 est une vue en coupe d'une variante de la pièce précédemment décrite sous le n" (13) dans la figure 4. - La figure 1 1 est une vue en coupe d'une variante de construction du couvercle servant à maintenir en place le plateau de friction côté ensemble mené avec son mécanisme élastique de maintien sous pression (9). Un guide (25) y sert à maintenir en position centrée le roulement d'appui (10). En se référant maintenant aux dessins La figure 1 montre que Selon une caractéristique de l'invention, L'ensemble amovible (2) est intercalé entre d'une part la source motrice (1), et d'autre part le mécanisme mené (3). Selon une autre caractéristique de l'invention, I'une des deux prises de mouvement (1) est aménagée de façon à ce que l'ensemble amovible (2) puisse s'y adapter par une simple translation axiale. II s'agit dans ce schéma de la prise de mouvement de la source motrice, mais il est à noter que selon la configuration, ce pourrait être la prise de mouvement de l'ensemble mené (3) qui pourrait être aménagée de cette façon. Selon une autre caractéristique de l'invention, le vérouillage empéchant tout glissement en cours de rotation entre cette prise de mouvement (1) et l'ensemble amovible (2) est assuré à titre d'exemple non limitatif par des ergots légèrement coniques, en qualité, nombre et taille variables selon la puissance à transmettre, ceux ci étant situés sur leur surface commune de contact. La figure 2 montre que Selon une autre caractéristique de l'invention, L'ensemble amovible (2) est maintenu en position entre d'une part la prise de mouvement de la source motrice (1), et d'autre part la prise de mouvement du mécanisme mené (3). Selon une autre caractéristique de l'invention, le maintien de l'ensemble amovible (2) au contact de la prise de mouvement de la source motrice (1) est assuré à titre d'exemple non limitatif par la pression constante qui est appliquée sur la face opposée de l'ensemble amovible (2) par la prise de mouvement de l'ensemble mené (3). Cette pression peut être assurée à titre d'exemple non limitatif par un ressort. II est à noter que, selon une variante de montage particulier, au cas où la prise de mouvement de l'ensemble mené serait aménagée de façon à ce que l'ensemble amovible (2) puisse s'y adapter par une simple translation axiale comme décrit précédemment, ce pourrait être la prise de mouvement de la source motrice (1) qui pourrait être aménagée de façon à exercer la pression constante appliquée sur l'autre face de l'ensemble amovible (2). La figure 3 montre que Selon une autre caractéristique de l'invention, L'ensemble amovible (2) comprend en un ensemble compact, la totalité des pièces couramment remplacées dans une intervention classique de réparation/échange d'embrayage, à savoir - Le plateau de friction côté volant moteur (5). - Le disque d'embrayage complet avec sa garniture usable et son système d'amortissement (8). - Le plateau de friction côté ensemble mené avec son mécanisme élastique de maintien sous pression et le couvercle servant à les maintenir en place (9). - Le roulement d'appui sur le mécanisme élastique de maintien sous pression du plateau de friction côté ensemble mené (10). Selon une autre caractéristique de l'invention, le plateau de friction de la cartouche amovible (2) du côté du volant moteur (5) comporte sur sa face intérieure un alésage destiné à loger un roulement (6) Selon une autre caractéristique de l'invention, le disque d'embrayage (8) est centré sur un axe cannelé (7). Ce dernier est usiné de façon à pouvoir être introduit dans le roulement (6). Il est à noter que, selon une variante de montage particulier, I'axe cannelé (7) et le disque d'embrayage (8) peuvent être solidaires. Selon une autre caractéristique de l'invention, le roulement d'appui (10) est fixé solidairement sur le mécanisme élastique de maintien sous pression du plateau de friction côté ensemble mené (8). Dans l'exemple pris, la fixation est réalisée au moyen d'un bague échancrée (11) montée en force ou à chaud à l'intérieur du roulement (10). 11 est à noter que, selon une variante de montage particulière, cette fixation peut être réalisée au moyen d'une collerette rabattue ou d'un sertissage quelconque. La figure 4 montre que Selon une autre caractéristique de l'invention, la face de la prise de mouvement de la source motrice (1) est usinée selon une forme cônique femelle destinée à s'ajuster à la face extérieure de l'ensemble amovible (2) qui elle est usinée selon une forme cônique mâle. II est à noter que, selon une variante de montage particulier, la forme cônique femelle peut se trouver sur la face extérieure de l'ensemble amovible (2), tandis que la face cônique mâle sera usinée sur la face de la prise de mouvement de la source motrice (1). Selon une autre caractéristique de l'invention, il est prévu qu'un épaulement (20) soit aménagé sur la face cônique mâle, afin qu'en cas de difficultés lors de la désolidarisation des faces côniques mâles et femelles, un outil puisse être introduit dans l'interstice en vue d'aider l'ensemble amovible (2) à se désolidariser de la prise de mouvement de la source motrice (1). Selon une autre caractéristique de l'invention, la face de la prise de mouvement de la source motrice (1), ou selon le cas la face extérieure de l'ensemble amovible (2), comporte des alésages coniques correspondant à l'emplacement des ergots de blocage (4) situés sur leur surface de jonction commune. Ces ergots peuvent être fixés à chaud ou par tout autre procédé assurant leur maintien en place sur la pièce dont ils restent solidaires. Selon une autre caractéristique de l'invention, la prise de mouvement de l'ensemble mené (3) comporte un dispositif destiné à assurer le maintien sous pression de l'ensemble amovible (2) contre la prise de mouvement de la source motrice (1). II est à noter que, selon une variante de montage particulier, au cas où la prise de mouvement de l'ensemble mené serait aménagée de façon à ce que l'ensemble amovible (2) puisse s'y adapter par une simple translation axiale identique au système décrit précédemment, ce pourrait être la prise de mouvement de la source motrice (1) qui pourrait être aménagée de façon à exercer la pression constante appliquée sur l'autre face de l'ensemble amovible (2). Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif destiné à assurer le maintien sous pression de l'ensemble amovible (2) contre la prise de mouvement de la source motrice (1) se compose de deux éléments montés en bout de l'axe de la prise de mouvement de l'ensemble mené (3), à l'endroit où celui-ci est cannelé (15). L'un est un court arbre creux (13) pouvant coulisser longitudinalement autour dudit axe (15), et muni à l'intérieur de cannelures identiques à celles de l'axe (15) et à celles de l'axe (7) en vue de la transmission du mouvement rotatif entre ces derniers L'autre est un ressort (14) destiné à maintenir l'arbre creux (13) constamment écarté de son autre point d'appui sur l'épaulement de l'axe (15). Selon une autre caractéristique de l'invention, le bout de l'axe cannelé (7) est chanfreiné en son extrémité afin de pouvoir être facilement introduit dans l'embout femelle de l'arbre creux (13) Selon une autre caractéristique de l'invention, L'arbre creux cannelé (13) est chanfreiné en son bout pour permettre à l'axe mâle cannelé (7) de s'y emboiter sans difficulté. Selon une autre caractéristique de l'invention, le roulement d'appui (10) est muni sur sa face extérieure d'une bague (12) servant de pièce de contact avec la fourchette (17). Cette bague peut être montée en force ou à chaud à extérieur du roulement (10) ou bien fixée par tout autre moyen connu. Selon une autre caractéristique de l'invention, L'arbre creux cannelé (13) présente une gorge (21) destinée à recevoir l'outil spécial (26) destiné à le déplacer pour procéder au remplacement de l'ensemble amovible (2). Selon une autre caractéristique de l'invention, après avoir suffisamment détendu le système de commande (19) de la fourchette (17), L'outil spécial (26) destiné au remplacement de l'ensemble amovible (2) prend appui sur un bossage ou un point quelconque non représenté sur les dessins et aménagé par exemple sur l'un des carters du moteur, de la boite de vitesse ou de liaison de ces organes, et celà du côté opposé à l'arbre creux (13). 11 est ensuite appliqué un effet de levier à l'aide de cet outil, pour faire coulisser l'arbre creux (13) le long de l'axe (15) dans le sens de la compression du ressort (14), ce pour permettre le dégagement de l'ancien ensemble amovible (2) et son remplacement immédiat par un autre. Dès que le nouvel ensemble amovible (2) est en place contre la surface de la pièce (1) opposée à l'arbre creux (13) et se trouve vérouillé en rotation par enclanchement des ergots (4), il ne reste plus qu'à relacher la pression maintenue à l'aide de l'outil spécial (26), à s'assurer que l'arbre creux ( 1 3) s'est bien engagé sur l'axe (7) et qu'il y est maintenu en pression par le ressort (14). Selon une autre caractéristique de l'invention, il doit être aménagé dès leur conception un espace suffisant dans les pourtours des éventuels carters servant à fixer la source motrice à l'ensemble mené, ce pour pouvoir extraire l'ensemble amovible sans avoir besoin pour ce faire de démonter lesdits carters. Selon la taille de cet évidement, un ou plusieurs renforts amovibles peuvent être prévus sous forme par exemple d'entretoises, ce afin de conserver à ces carters toute la rigidité voulue. - La figure 5 montre que Selon une autre caractéristique de l'invention, il est créé un outil spécial (26) dont le rôle est de pourvoir facilement au remplacement de l'ensemble amovible. Cet outil peut servir tant pour faciliter un éventuel déblocage de l'ensemble amovible (2) contre la partie (1) figure 4 en l'introduisant dans l'épaulement (20), qu'à la compression du mécanisme (13) et (14) de maintien de cet ensemble amovible (2) contre la partie (1) en vue de son remplacement, ce tel que décrit précédemment. La longueur du manche de cet outil doit être suffisante pour exercer un bras de levier tel qu'aucun effort démesuré ne soit nécessaire pour procéder au remplacement de la cartouche amovible (2). Une poignée (27) est fixée solidement au bout du manche de l'outil, ce afin de permettre un mouvement rotatif éventuel de l'outil pour faciliter la désolidarisation des organes (1) et (2) à l'aide de l'épaulement (20). - Les figures 6 et 7 montrent que Selon une autre caractéristique de l'invention, la fourchette de commande (17) est articulée autour d'un axe (22), cet axe est muni à l'une de ses extrémités d'un trou permettant la mise en position d'une goupille (18) ou de tout autre système de blocage, L'autre extrémité étant munie d'un épaulement empèchant son enfoncement et facilitant son extraction. Celà permet d'encore d'éviter tout désacouplement de l'ensemble "source motrice-ensemble mené" en cas de nécessité éventuelle de remplacement de la fourchette (17) ou de son axe (22). - La figure 8 montre que Selon une autre caractéristique de l'invention, il est possible d'après une variante du système d'accouplement de l'ensemble mené (3) qu'aucun outil ne soit nécessaire pour libérer l'ensemble amovible (2). Dans ce cas, et pour l'exemple choisi, il suffit d'aménager la prise de mouvement de l'ensemble mené (3) qui comporte un dispositif destiné à assurer le maintien sous pression de l'ensemble amovible (2) contre la prise de mouvement de la source motrice (1). II est à noter que, selon une variante de montage particulier, au cas où la prise de mouvement de l'ensemble mené serait aménagée de façon à ce que l'ensemble amovible (2) puisse s'y adapter par une simple translation axiale identique au système décrit précédemment, ce pourrait être la prise de mouvement de la source motrice (1) qui pourrait être aménagée de façon à exercer la pression constante appliquée sur l'autre face de l'ensemble amovible (2). Selon cet aménagement particulier, L'arbre (3) qui comportait précédemment les cannelures mâles sera prolongé de manière à traverser de part en part l'organe mécanique au sein duquel il se trouve intégré et sera usiné de manière à ce que soit aménagé en son extrémité orientée vers le dispositif d'embrayage un logement femelle cannelé et permettant de recevoir à l'intérieur le ressort de pression (14). A l'intérieur de cet arbre ainsi évidé sera également introduit un axe (23) usiné selon le schéma illustré. Cet axe, coulissant, cannelé et maintenu en pression contre l'ensemble amovible par le ressort, jouera ainsi de cette façon le même rôle de liaison que la pièce (13) décrite figure 4. Cet axe sera à son autre extrémité également prolongé jusqu'à l'extérieur des organes mécaniques. Sur sa partie apparaissant ainsi à l'extérieur, toute pièce (24) destinée à donner une prise pour le dégager de l'ensemble amovible en- comprimant le ressort (14) pourra y être fixée de la façon la plus adéquate. Celà pourra être par exemple une pièce métallique ronde clavetée, boulonnée ou même soudée. - La figure 9 montre que Selon une autre caractéristique de l'invention, il est possible d'après une autre variante du système d'accouplement de l'ensemble mené (3) qu'aucun outil ne soit toujours nécessaire pour libérer l'ensemble amovible (2). Dans ce cas, et pour l'exemple choisi, la variante est sensiblement identique à celle mentionnée figure 8, mais l'axe (23) se prolonge jusqu'au roulement (6) apparaissant figure 3. Ce montage supprime alors la nécessité de la présence de l'axe (7) de la même figure. - La figure 10 montre que Selon une autre caractéristique de l'invention, et selon une variante de montage particulier, en fonction des vitesses de rotation atteintes par l'ensemble, L'arbre creux cannelé décrit sous le numéro (13) dans la figure 4 est usiné sur une partie de sa longueur de telle façon à pouvoir constituer un logement pour le ressort (14) figure 4, celà afin d'éviter les problèmes liés aux effets de la force centrifuge sur le ressort (détente, déséquilibrage, déformation, etc...). - La figure 11 montre que Selon une autre caractéristique de l'invention, et selon une variante de montage particuliere, un guide embouti ou rapporté (25) est situé sur le couvercle (9) et sert à maintenir en position centrée le roulement d'appui (10). Le dispositif, selon l'invention, est particulièrement adapté à un usage dans l'industrie automobile. REVENDICATIONS 1 ) Dispositif d'embrayage composé d'une cartouche (2) compacte et amovible, et caractérisé en ce que celle-ci se compose d'un ensemble comprenant les pièces soumises à usure et contraintes. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la cartouche (2) est composée d'un disque d'embrayage complet avec ses garnitures usables et son système d'amortissement (8), du plateau de friction côté volant moteur (5), du plateau de friction côté ensemble mené avec son mécanisme élastique de maintien sous pression ainsi que le couvercle servant à les maintenir en place (9), du roulement d'appui (10) rendu solidaire du mécanisme élastique de maintien sous pression du plateau de friction de l'ensemble mené au moyen d'une bague échancrée (11) montée en force ou à chaud à l'intérieur du roulement (10), ou que selon d'autres variantes de montage, la liaison sus-indiquée est réalisée au moyen d'une collerette rabattue ou d'un sertissage quelconque. Dans une variante de construction un guide (25) servant à maintenir en position centrée le roulement d'appui (10) est embouti ou rapporté sur le couvercle (9). Le roulement d'appui (10) est muni sur sa face extérieure d'une bague dure (12) servant de pièce de contact avec la fourchette (17). Cette bague (12) peut être montée en force ou à chaud à extérieur du roulement (10) ou bien fixée par tout autre moyen connu. La cartouche (2) comporte sur le plateau de friction côté volant moteur (5) un alésage destiné à recevoir un roulement (6). L'axe (7) se trouve engagé dans ce roulement et traverse le moyeu du disque d'embrayage (8). 3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la cartouche (2) est maintenue en place entre la source motrice (1) et l'ensemble mené (3) au moyen de la pression exercée en fonctionnement normal par un dispositif équipant l'un de ces deux organes vers le dispositif équipant l'autre organe et destiné à la recevoir. Le dispositif destiné à assurer la pression permet de supprimer cette pression au moment du remplacement de la cartouche amovible (2). 4) Dispositif selon les revendications 1, 2 et 3 caractérisé en ce que le dispositif de pression est composé, en plus de l'axe de la prise de mouvement, d'un ressort (14) et d'un arbre creux (13) chanfreiné sur les extrémités de ses cannelures intérieures et muni d'une gorge (21) de manière à ce qu'il puisse y être introduit l'embout de l'outil spécial (26), ou autre. Cet arbre (13) peut dans une variante être usiné;elon la figure 10)de telle façon qu'y soit ménagé un logement destiné au maintien extérieur du ressort (14). Dans une variante de montage, le dispositif de pression est composé de deux éléments (23) et (14) en plus de l'axe de la prise de mouvement (3) qui est usiné de telle façon à recevoir ces éléments. L'axe de la prise de mouvement (3) ainsi que l'axe usiné (23) sont alors prolongés de manière à traverser de part en part l'organe mécanique au sein duquel ils se trouvent intégrés. II est alors fixé sur l'extrémité de l'axe (23) une prise (24) pour son retirement. Selon une autre variante, I'élément (23) est usiné de telle façon remplacer également l'axe (7) et à s'emboiter à sa place dans le moyeu du disque d'embrayage (8) et le roulement (6) de la cartouche amovible (2). 5) Dispositif selon les revendications 1, 2, 3 et 4 caractérisé en ce que l'emboitement et le déboitement de la cartouche (2) dans l'organe destiné à la recevoir (1) soient réalisés par une transaction axiale de faible ampleur. 6) Dispositif selon les revendications 1, 2, 3, 4 et 5 caractérisé en ce que l'élément contre lequel la cartouche (2) est maintenue en place par la pression exercée de l'autre côté, a la forme d'un plateau circulaire évidé côniquement en son centre (1). L'une des faces extérieures de la cartouche (2) est usinée en cône mâle pour pouvoir s'adapter à ce plateau circulaire évidé côniquement (1). Les usinages de la face cônique de la cartouche (2) et du plateau circulaire évidé côniquement (1) sont réalisés de telle façon à ce qu'un épaulement (20) soit conservé lorsque ces deux pièces sont emboitées ensemble. Le glissement en rotation entre la surface de contact (1) et la cartouche amovible (2) est empêché au moyen d'ergots légèrement côniques (4) insérés sur leur plan de contact commun dans l'évidement du plateau circulaire (1) , en position, nombre et taille variables tandis que la face cônique mâle de la cartouche (2) destinée à entrer en contact avec ce plateau (1) est munie d'usinages côniques femelles permettant à ces ergots d'y pénétrer. Dans gne variante, les surfaces de contacts entre (1) et (2) sont usinées à l'inverse de ce qui vient d'être décrit, à savoir que l'évidement cônique femelle muni d'ergots côniques mâles (4) se situe sur la cartouche (2) alors que l'usinage cônique mâle muni de logements destinés à recevoir les ergots se situe sur le plateau (1). 7) Dispositif selon les revendications 1, 2, 3, 4, 5 et 6 caractérisé en un outil spécial de forme appropriée (26)(selon figure 5)et dont l'embout a la forme adéquate pour lui permettre d'être introduit tant dans la gorge (21), que l'épaulement (20). Le bout du manche est muni d'une poignée transversale (27) fixée rigidement par soudure ou autre. 8) Dispositif de commande d'un embrayage composé d'une fourchette (17) articulée autour d'un axe (22), et caractérisé en ce que l'axe traverse de part en part le ou les carters situés autour du mécanisme d'embrayage. 9) Dispositif selon la revendication 8 et caractérisé par la forme de l'axe (22) selon laquelle une des extrémités est munie d'un épaulement important, alors que l'autre extrémité est usinée de façon à pouvoir recevoir un système de blocage tel que goupille, boulon ou autre.