Brevet FR2806766A1 — publié le 20010928

L'invention concerne un embrayage en particulier pour la ligne d'entraînement d'un véhicule à moteur, contenant un arbre d'entrée auquel est relié, sans liberté de rotation relative, un volant présentant une surface de friction globalement annulaire, un arbre de sortie auquel est relié, sans liberté de rotation relative, un disque d'embrayage présentant une garniture de friction adaptée à la surface de friction du volant, une plaque de pression mobile selon la direction axiale, un dispositif de manoeuvre au moyen duquel la plaque de pression peut passer dans une position qui pousse le disque d'embrayage contre le volant, en appui à liaison par friction, et dans une position qui libère la liaison par friction, ainsi qu'un carter pour recevoir les composants mentionnés, avec une ouverture de passage pour l'arbre d'entrée et une ouverture de passage pour l'arbre de sortie. La Figure 5 représente une coupe d'un embrayage. Un arbre d'entrée 2, venant d'un moteur, par exemple le vilebrequin du moteur, est relié, sans liberté de rotation relative, à un volant 4 qui forme généralement un volant du moteur et qui, à cette périphérie extérieure, est rabattu pour donner une paroi cylindrique puis un anneau d'appui 6 à l'extrémité. Dans le prolongement de l'arbre d'entrée 2 est disposé un arbre de sortie 8, coaxial à l'arbre d'entrée 2, auquel est relié, sans liberté de rotation relative, un disque d'embrayage 10 qui, dans sa zone radialement extérieure, est muni d'une garniture de friction globalement annulaire 12 pour appui contre une contre-surface correspon- dante du volant 4. Le volant 4 peut également être muni d'une garniture de friction. Le disque d'embrayage 10 peut coulisser axialement par rapport à l'arbre de sortie 8 ou bien il est flexible en soi. Sert à presser le disque d'embrayage contre le volant 4 un disque de pression ou plaque de pression 1 4 qui peut coulisser axialement par rapport à l'arbre de sortie 8 et peut être relié, sans liberté de rotation relative, à l'arbre de sortie 8. Normalement la plaque de pression 14 est, par une rondelle élastique 16 qui s'appuie contre l'anneau d'appui 6, poussée en appui contre le disque d'embrayage de façon telle que le disque d'embrayage 10 se trouve en prise, avec liaison par friction et sans patinage, avec le volant 4. La rondelle élastique est recçue, à sa périphérie radialement intérieure, dans un anneau d'entraînement 18 porté sur un anneau de manoeuvre 20 qui peut coulisser axialement sur l'arbre de sortie 8 à l'aide d'un mécanisme de manoeuvre 22. Lorsque, sur la Figure 6, on fait coulisser l'anneau de manoeuvre 20 vers la droite, la rondelle élastique 16 se déforme de façon que la plaque de pression 1 4 ne pousse plus contre le disque d'embrayage 10 et l'embrayage débraye. L'ensemble du dispositif est reçu à l'intérieur d'un carter 24 qui, sur le côté d'un mécanisme d'entraînement non représenté, est formé par une cloche dite cloche d'embrayage 26 fixée par flasque-bride au carter de moteur 28. Il est beaucoup exigé de ces embrayages mécaniques qui travaillent avec un ou plusieurs volants. L'embrayage doit embrayer en douceur, transmettre des moments élevés et avoir une longue durée de vie. Dans le cas des boîtes de vitesses automatiques, en particulier des boites de vitesses opérant sous charge, dans le cas desquelles, selon les circonstances, il y a plusieurs changements de vitesse sous charge élevée, brièvement l'un derrière l'autre, on peut en venir à des contraintes thermiques trop élevées de l'embrayage qui influencent défavorablement la capacité de fonctionnement et la durée de vie. L'invention a pour but de concevoir un embrayage du type mentionné au début de façon à améliorer sa capacité de charge thermique. Dans le cas d'un embrayage, en particulier pour la ligne d'entraînement d'un véhicule à moteur, contenant un arbre d'entrée auquel est relié, sans liberté de rotation relative, un volant présentant une surface de friction globalement annulaire, un arbre de sortie auquel est relié, sans liberté de rotation relative, un disque d'embrayage présentant une garniture de friction adaptée à la surface de friction du volant, une plaque de pression mobile selon la direction axiale, un dispositif de manoeuvre au moyen duquel la plaque de pression peut passer dans une position qui pousse le disque d'embrayage contre le volant, en appui à liaison par friction, et dans une position qui libère la liaison par friction, ainsi qu'un carter pour recevoir les composants mention- nés, avec une ouverture de passage pour l'arbre d'entrée et une ouverture de passage pour l'arbre de sortie, on atteint ce but par le fait que le volant au moins radialement, à l'intérieur de la garniture de friction, est équipé d'aubes de façon à produire, lors de sa rotation, un flux d'air qui s'écoule le long de sa face opposée à la garniture de friction. Du fait que le volant produit un flux d'air, l'embrayage conforme à l'invention peut évacuer notablement plus de chaleur de sorte que même pour une quantité de chaleur croissante, les garnitures de friction restent à températures assez basses et ne sont pas en danger. De préférence le volant, le disque d'embrayage et la plaque de pression présentent dans une zone radiale entre l'arbre de sortie et la garniture de friction, des passages de façon que le flux d'air produit par les aubes du volant s'écoule axialement le long de l'arbre de sortie. De préférence le carter entoure le volant, le disque d'embrayage et la plaque de pression de façon que se forme un chemin d'écoulement, fermé en soi, qui conduit, le long de l'arbre de sortie, axialement, de la plaque de pression au volant, entre le carter et le volant, radialement, vers l'extérieur, le long de la face périphérique intérieure du carter, du volant vers la plaque de pression et, le long de la face intérieure du carter, radialement vers l'intérieur i15 vers l'arbre de sortie. De préférence le carter présente une entrée d'air et une sortie d'air et qu'à l'intérieur du carter un chemin d'écoulement conduit de l'entrée d'air à la sortie d'air en passant à travers le volant. De préférence l'entrée d'air est prévue sur la face du carter opposée au volant et que la sortie d'air est prévue sur la face périphérique extérieure du carter, de sorte que le chemin d'écoulement conduit, axialement, de l'entrée d'air, le long de l'arbre de sortie, à travers le volant et, de là, entre le volant et la face intérieure du carter, traverse radialement vers l'extérieur vers la sortie d'air. De préférence le carter présente sur sa face intérieure des nervures de refroidissement. De préférence le volant forme un volant d'un moteur. De préférence le volant présente des nervures de refroidissement. De préférence sont disposés dans le sens allant de l'arbre d'entrée à I'arbre de sortie - un premier volant relié, sans liberté de rotation relative, à l'arbre d'entrée, - un premier disque d'embrayage relié, sans liberté de rotation relative, à un premier arbre de sortie, - une première plaque de pression, manoeuvrable par un mécanisme de manoeuvre, pour manoeuvrer le premier disque d'embrayage, - un second volant relié, sans liberté de rotation relative, à l'arbre d'entrée, - un second disque d'embrayage relié, sans liberté de rotation relative, à un arbre de sortie disposé coaxialement au premier arbre de sortie et logeant en soi le premier arbre de sortie et, - une seconde plaque de pression, manoeuvrable par le premier disque de manoeuvre pour manoeuvrer le second disque d'embrayage. On explique ci-dessous l'invention à l'aide de dessins schématiques, à titre d'exemple et avec d'autres détails. - La Figure 1 est une coupe d'une première forme de réalisation d'un embrayage conforme à l'invention, - La Figure 2 est une coupe d'une seconde forme de réalisation d'un embrayage conforme à l'invention, - La Figure 3 est une vue en coupe d'un volant, - La Figure 4 est une vue perspective du volant et, - La Figure 5 est une coupe d'un embrayage. Les embrayages représentés schématiquement ci-dessous se distinguent de l'embrayage de la Figure 5 par le fait que sont prévus deux volants 4a et 4b qui sont reliés sans liberté de rotation relative, à l'arbre d'entrée 2 et avec lesquels collabore, I'un, le disque d'embrayage 10 a et l'autre, le disque d'embrayage 10b, disques d'embrayage pour chacun desquels est prévue une plaque de pression 14a et 1 4b qui sont, chacune au moyen d'une rondelle élastique 16a et 16b, pressées normalement en appui contre le disque d'em- brayage correspondant 10a ou 10b de sorte que ceux-ci se trouvent en appui, à liaison par friction, contre le volant correspondant. Le disque d'embrayage 10a est relié, sans liberté de rotation relative, à un arbre de sortie intérieur 8a tandis que le disque d'embrayage 10 Ob est relié, sans liberté de rotation relative, à un arbre de sortie extérieur 10 Ob qui est prévu creux pour recevoir l'arbre de sortie 8a. Des embrayages du type décrit sont par exemple employés dans des boîtes de vitesses opérant sous charge dans lesquelles l'arbre d'entrée 2 est simultanément relié, par l'intermédiaire de l'embrayage, aux deux arbres de sortie 8a et 8b. Le mécanisme de manceuvre prévu pour déformer les rondelles élastiques 16a et 1 6b n'est pas représenté en détail. Il correspond toutefois dans sa construction de principe à celui de la Figure 5. Dans le cas de processus de changement de vitesse s'opérant sous charge et lors du démarrage, il apparaît entre les disques d'embrayage et les volants beaucoup de chaleur qui ne peut que mal s'évacuer à travers le carter 24 de sorte que l'on en arrive à des échauffements notables avec les problèmes qui en résultent. Pour améliorer l'évacuation de la chaleur, tous les disques ou plaques ou rondelles élastiques, qui s'étendent radialement par rapport aux arbres, présentent, dans leur zone périphérique entre les arbres et les garnitures de friction, des passages 30 non représentés en détail, de sorte qu'à l'extérieur des arbres de sortie 8a et 8b se forme un chemin d'écoulement 32 le long duquel l'air peut s'écouler dans le sens axial. Le volant 4a est muni d'aubes 34 de facon à former, lors de sa rotation, un ventilateur axial qui, selon la Figure 1, déplace l'air de la droite vers la gauche à travers le volant 4a. Les aubes peuvent également être prévues de facçon que l'air s'écoule de la gauche vers le droite, c'est-à- dire depuis le volant, comme le volant du moteur, vers le couvercle de l'embrayage. Entre le carter 24 et la surface frontale, côté gauche selon la Figure 1, du volant 4a existe un espace intermédiaire le long duquel l'écoulement peut s'écouler radialement vers l'extérieur. Entre la paroi périphérique extérieure 36 du carter 24 et le dispositif d'embrayage ou une paroi extérieure 38, globalement de forme cylindrique, qui relie l'un à l'autre les volants 4a et 4b, existe un espace intermédiaire de sorte que l'air déplacé par le volant 4a peut s'écouler axialement en sens opposé à l'écoulement qui se fait le long des arbres, puis s'écoule radialement vers l'intérieur le long de la face intérieure de la surface frontale de droite du carter, sur le trajet 40. Il se forme donc au total un chemin d'écoulement fermé o l'air s'écoule autour du volant 4a et de la paroi cylindrique 38 qui lui est liée, et refroidit donc efficacement les volants 4a et 4b. Pour que la chaleur récupérée par le flux d'air puisse s'éva- cuer efficacement vers l'extérieur, la face intérieure du carter présente des nervures 42 dont il est avantageux qu'elles soient prévues dans les zones dans lesquelles le carter n'est pas mitoyen à l'extérieur. Il va de soi que la face de gauche selon la Figure 1, du volant 4a peut également présenter des nervures dans la zone dans laquelle la garniture de friction est rapportée du côté droit, ces nervures pouvant intervenir en complément comme ventilateur radial qui déplace efficacement le flux d'air radialement vers l'extérieur. La Figure 2 représente une forme de réalisation variante de l'embrayage, étant précisé que ne sont munies de repères que les zones qui se distinguent de la forme de réalisation de la Figure 1. À la différence de la Figure 1, le carter 24 de la forme de réalisation de la Figure 2 n'est pas prévu entièrement clos, mais il présente, dans la zone de la paroi frontale de droite, une entrée 42, et, le long de la périphérie extérieure, une sortie annulaire 44. Il va de soi que l'entrée 42 peut également être prévue globalement annulaire. Comme on le voit directement sur la Figure 2, on obtient, à l'aide de l'entrée 42 et de la sortie 44, que le chemin d'écoulement 50 ne soit pas fermé dans ce cas, mais passe par l'entrée 42, le long des arbres vers la gauche à travers le volant 4a, puis, de là, radialement vers l'extérieur et sorte vers l'extérieur par la sortie 44. Avec la forme de réalisation de la Figure 2 on obtient un refroidissement particulièrement efficace de l'embrayage. La Figure 3 représente en coupe, et la Figure 4 en perspective, le volant 4a, étant précisé que manque la paroi cylindrique extérieure 38 qui relie le volant 4a au volant 4b et forme à son extrémité libre l'anneau d'appui 6 (Figure 5) pour la rondelle élastique 16b. Cette paroi cylindrique 38 peut par exemple être vissée avec le volant 4a ce pour quoi sont prévus, dans sa surface périphérique extérieure, des trous pour vis 46. Comme on le voit, le volant 4a est conçu, dans la zone dans laquelle il vient en appui avec le disque d'embrayage 10 Oa, sous forme d'un anneau massif, à surface annulaire 52, qui, par l'intermédiaire des aubes 34, se transforme en un moyeu 54 à l'intérieur duquel est prévue une denture pour une liaison, sans liberté de rotation relative, du volant 4a avec l'arbre d'entrée 2. Les aubes 34 ont une forme telle que le volant 4a forme un ventilateur axial qui, lorsque le vilebrequin du moteur tourne, déplace l'air de la droite vers la gauche sur les Figures, à travers les passages 30 prévus entre les aubes 34. L'invention expliquée à l'aide des exemples de réalisation peut faire l'objet de multiples variantes. L'embrayage ne doit pas impérativement être un embrayage à deux arbres de sortie. Il peut être prévu mécanique, comme représenté sur la Figure 5, ou conçu sous forme d'un embrayage multidisque, plusieurs disques d'embrayage et plusieurs volants étant alors prévus pour transmettre le moment entre l'arbre d'entrée et l'arbre de sortie. Dans le cas d'exigences extrêmement élevées, en particulier dans le cas de la forme de réalisation de la Figure 2, peut être prévu un ventilateur électrique supplémen- taire qui favorise éventuellement l'écoulement de l'air en fonction de la température. De plus deux volants peuvent être conçus sous forme de ventilateurs axiaux. Un embrayage, en particulier pour la ligne d'entraînement d'un véhicule à moteur, contient un arbre d'entrée 2 auquel est relié, sans liberté de rotation relative, un volant 4a, 4b présentant une garniture de friction globalement annulaire, un arbre de sortie 8a, 8b auquel est relié, sans liberté de rotation relative, un disque d'embrayage 1 Oa, 1 Ob présentant une surface annulaire 52 correspondant à la garniture de friction du volant, une plaque de pression 1 4a, 14b mobile selon la direction axiale, un dispositif de manoeuvre 1 8, 20, 22 grâce auquel la plaque de pression peut venir en une position o elle pousse le disque d'embrayage en appui de liaison par friction contre le volant et une position qui libère la liaison par friction, et un carter 24 pour recevoir les composants mentionnés, avec une ouverture de passage pour l'arbre d'entrée et une ouverture de passage pour l'arbre de sortie. Pour mieux refroidir l'embrayage, le volant 4a, 4b est prévu, au moins radialement à l'intérieur de la garniture de friction, muni d'aubes 34 de facçon à produire, lors de sa rotation, un flux d'air qui s'écoule le long de sa face opposée à la garniture de friction. R E V E N D I C A TIONS 1. Embrayage en particulier pour la ligne d'entraînement d'un véhicule à moteur, contenant un arbre d'entrée auquel est relié, sans liberté de rotation relative, un volant (4a, 4b) présentant une surface de friction globalement annulaire, un arbre de sortie auquel est relié, sans liberté de rotation relative, un disque d'embrayage (1 0a, 10 Ob) présentant une garniture de friction adaptée à la surface de friction du volant, une plaque de pression mobile selon la direction axiale, un dispositif de manoeuvre au moyen duquel la plaque de pression peut passer dans une position qui pousse le disque d'embrayage contre le volant, en appui à liaison par friction, et dans une position qui libère la liaison par friction, ainsi qu'un carter pour recevoir les composants mentionnés, avec une ouverture de passage pour l'arbre d'entrée et une ouverture de passage pour l'arbre de sortie, caractérisé par le fait que le volant, au moins radialement à l'intérieur de la garniture de friction, est équipé i 5 d'aubes de façon à produire, lors de sa rotation, un flux d'air qui s'écoule le long de sa face opposée à la garniture de friction. 2. Embrayage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le volant (4a, 4b), le disque d'embrayage (10a, 10b) et la plaque de pression présentent dans une zone radiale entre l'arbre de sortie et la garniture de friction, des passages de façon que le flux d'air produit par les aubes du volant s'écoule axialement le long de l'arbre de sortie. 3. Embrayage selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le carter entoure le volant (4a, 4b), le disque d'embrayage (10a, 1ob) et la plaque de pression de façon que se forme un chemin d'écoulement, fermé en soi, qui conduit, le long de l'arbre de sortie, axialement, de la plaque de pression au volant, entre le carter et le volant, radialement, vers l'extérieur, le long de la face périphérique intérieure du carter, du volant vers la plaque de pression et, le long de la face intérieure du carter, radialement vers l'intérieur vers l'arbre de sortie. 4. Embrayage selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le carter présente une entrée d'air (42) et une sortie d'air (44) et qu'à l'intérieur du carter un chemin d'écoulement conduit de l'entrée d'air à la sortie d'air en passant à travers le volant. 5. Embrayage selon la revendication 4, caractérisé par le fait que l'entrée d'air (42) est prévue sur la face du carter (24) opposée au volant et que la sortie d'air est prévue sur la face périphérique extérieure du carter, de sorte que le chemin d'écoulement conduit, axialement, de l'entrée d'air, le long de l'arbre de sortie, à travers le volant et, de là, entre le volant et la face intérieure du carter, traverse radialement vers l'extérieur vers la sortie d'air. 6. Embrayage selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que le carter (24) présente sur sa face intérieure des nervures de refroidissement (42). 7. Embrayage selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le volant (2a, 2b) forme un volant d'un moteur. 8. Embrayage selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que le volant présente des nervures de refroidissement. 9. Embrayage selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que sont disposés alternativement l'un derrière l'autre dans le sens axial plusieurs volants (4a, 4b), disques d'embrayage (10Oa, 1Ob) et plaques de pression i O. Embrayage selon la revendication 9, caractérisé par le fait que sont disposés dans le sens allant de l'arbre d'entrée (2) à l'arbre de sortie (8a, 8b) - un premier volant relié, sans liberté de rotation relative, à l'arbre d'entrée, - un premier disque d'embrayage relié, sans liberté de rotation relative, à un premier arbre de sortie, - une première plaque de pression, manoeuvrable par un mécanisme de manoeuvre, pour manoeuvrer le premier disque d'embrayage, - un second volant relié, sans liberté de rotation relative, à l'arbre d'entrée, - un second disque d'embrayage relié, sans liberté de rotation relative, à un arbre de sortie disposé coaxialement au premier arbre de sortie et logeant en soi le premier arbre de sortie et, - une seconde plaque de pression, manoeuvrable par le premier disque de manceuvre pour manoeuvrer le second disque d'embrayage.