Dispositif d'embrayage<B>à</B> friction Uinvention a pour objet un dispositif d'embrayage<B>à</B> friction destiné<B>à</B> transmettre un couple d'un arbre<B>à</B> un autre arbre coaxial. Ce dispositif est caractérisé en ce qu'il com prend deux organes solidaires en rotation d'un desdits arbres, et susceptibles d'être déplacés axialement l'un par rapport<B>à</B> l'autre, ce dépla cement relatif étant provoqué, dans un sens au moins, par l'action d'un fluide de com mande sous pression qui exerce des pressions de sens opposés sur les deux organes susdits, et un troisième organe solidaire de l'autre des- dits arbres,
le tout étant disposé de façon que les déplacements relatifs desdits deux organes solidaires en rotation assurent alterna tivement l'engagement<B>à</B> friction des deux pre miers avec le troisième organe et le dégagement.
Le dessin représente,<B>à</B> titre d7exemple, une forme d'exécution du dispositif d'em brayage faisant l'objet de l'invention.
La figure<B>1</B> est une vue en coupe axiale de ladite forme d'exécution.
La figure 2 est une vue partielle selon A-A de la figure<B>1.</B>
La figure<B>3</B> est une vue analogue<B>à</B> celle de la figure 2, les pièces étant représentées dans une autre position relative.
<B>A</B> la figure<B>1,</B> le signe de référence<B>1</B> désigne une partie d'un bâti fixe dans lequel le dispositif d'embrayage<B>à</B> friction est sup porté. Un premier organe<B>3</B> est claveté sur un arbre moteur non représenté. Cet organe<B>3</B> est supporté<B>à</B> l'intérieur du bâti<B>1</B> par un palier <I>la,</I> de sorte qu'il est susceptible d'être déplacé axialement par rapport<B>à</B> l'arbre moteur.
Un deuxième organe 4 est relié<B>à</B> l'organe<B>3</B> par des cannelures<B>5,</B> disposées au voisinage de la périphérie de ces organes, de sorte que ces deux organes peuvent se déplacer axialement l'un vers l'autre ou s'écarter axialement l'un de l'autre mais sont solidaires l'un de l'autre en rotation. Un prolongement<B>6</B> est vissé- en 3a sur la périphérie<B>de</B> l'organe<B>3</B> et une garni ture annulaire<B>7</B> est disposée<B>à</B> Pinît6rieur <B>de</B> ce prolongement<B>6.</B> La fonction de cette gar niture sera expliquée plus loin.
Des ressorts<B>à</B> boudin<B>8</B> sont logés chacun <B>à</B> l'intérieur d'une cavité 4a pratiquée dais la face frontale extérieure de l'organe 4, et ces ressorts sont maintenus chacun entre le fond de ladite cavité et un rebord radial du prolon gement<B>6,</B> de sorte qu'ils ont tendance<B>à</B> écarter l'organe 4 du prolongement<B>6</B> et<B>à</B> rapprocher ainsi l'une de l'autre des surfaces de friction coniques<B>3b</B> et 4b des organes<B>3</B> et 4.
Un troisième organe<B>9</B> est claveté sur un arbre de sortie<B>10</B> qui est supporté dans un palier<B>à</B> bille<B>11.</B> L'organe<B>9</B> comprend une partie coni- que 9a qui est garnie, sur ses deux faces, d'une matière<B>de</B> friction<B>9b.</B> L'angle au sommet des cônes des surfaces de friction peut être petit, par exemple égal<B>à 150,</B> du fait qu'on peut disposer d'un déplacement axial amplement suffisant pour assurer le débrayage complet.
Une partie 3c de la face intérieure de l'or gane<B>3</B> est de forme cylindrique et coopère avec une partie 4c de la surface extérieure de l'organe 4, qui agit<B>à</B> la façon d'un piston, un anneau 12, formant un joint d'étanchéité, étant intercalé entre ces deux surfaces cylindriques. Des ouvertures<B>13</B> sont pratiquées dans l'organe<B>9</B> afin de permettre au fluide de com mande de circuler librement d'un côté<B>à</B> l'autre de cet organe.
Pour débrayer le dispositif décrit, on intro duit du fluide sous pression dans l'espace situé entre les organes<B>3</B> et 4, de façon<B>à</B> forcer les faces<B>3b</B> et 4b de ces organes<B>à</B> s'écarter l'une de l'autre. Ce fluide est envoyé<B>à</B> travers un conduit<B>lb</B> pratiqué dans la partie<B>1</B> et ensuite <B>à</B> travers des conduits<B>3d</B> pratiqués dans l'organe<B>3.</B> Le fluide pénètre dans l'espace compris entre les organes<B>3</B> et 4 en passant<B>à</B> travers une soupape<B>à</B> volet annulaire 14.
Les extrémités des conduits<B>3d</B> débouchent vers la droite (figure<B>1)</B> dans des -parties 3e d'une rainure annulaire interrompue qui constituent des lumières formées dans la face de l'organe <B>3</B> pour le passage du fluide, séparées les unes des autres et réguliùrement espacées, comme on peut<B>le</B> voir aux figures 2 et<B>3.</B> Le siège de la soupape<B>à</B> volet 14 est formé sur la face de l'organe<B>3.</B> Le volet est construit de manière <B>à</B> être porté par l'organe<B>3</B> et<B>à</B> pouvoir recou vrir les rainures 3e<B><I>;
</I></B> il est susceptible d'effec tuer une rotation partielle par rapport<B>à</B> l'organe <B>3,</B> cette rotation étant limitée par des languettes radiales l4a qui s'étendent<B>à</B> partir dudit volet et qui coopèrent avec des saillies<B>3f</B> de l'organe<B>3</B> qui s'étendent radialement vers l'intérieur.<B>A</B> la figure 2, le volet 14 est repré senté dans la position qu'il assume après avoir tourné dans le sens du mouvement des aiguilles d'une montre par rapport<B>à</B> l'organe<B>3</B> jusqu'à ce que ses languettes l4a viennent buter contre les saillies<B>3f.
A</B> la figure<B>3,</B> le volet 14 est représenté dans la position qu'il assume après avoir tourné dans le sens contraire de celui du mouvement des aiguilles d'une montre, jusqu'à ce que ses languettes l4a viennent buter de l'autre côté des saillies 3f. Le volet 14 présente des orifices l4b <B>;
</B> ceux-ci, et les lan guettes l4a, les saillies<B>3f,</B> les rainures 3e et les orifices l4b occupent des positions relatives telles et sont construits de manière que, pour l'une quelconque des positions limites du volet 14, les orifices l4b ne sont plus en regard ou ne sont que partiellement en regard des rainu res 3e mais que, dans les positions intermé diaires du volet, les orifices l4b sont chacun entièrement en regard de l'une des rainures 3e.
Le volet 14 est donc capable d'une rotation partielle, c'est-à-dire que la rotation relative de ce volet par rapport<B>à</B> l'organe<B>3</B> qui le sup porte, est toujours inférieure<B>à</B> un tour complet et est de nature telle que chaque orifice l4b de ce volet est amené,<B>à</B> par-tir d'une position dans laquelle il ne correspond pas<B>à</B> la rainure 3e susceptible de lui correspondre ou dans laquelle il correspond partiellement<B>à</B> une des extrémités de cette rainure, jusque dans une position dans laquelle il ne correspond plus<B>à</B> l'autre extrémité de ladite rainure ou ne corres pond plus que partiellement<B>à</B> cette autre extrémité de la rainure 3e.
Le volet 14 est solidaire en rotation d'une pièce coaxiale<B>16 à</B> laquelle il est relié par des clavettes 14c. Ledit organe<B>16</B> est pressé contre l'organe<B>9</B> avec lequel il est en prise par fric tion. Un ressort<B>15</B> est monté entre le volet 14 et la pièce<B>16</B> et la disposition des pièces est telle que le ressort<B>15</B> tend<B>à</B> maintenir cons tamment le volet 14 et la pièce<B>16</B> en contact avec les organes<B>3</B> et<B>9</B> respectivement. La force de friction agissant entre la pièce<B>16</B> et l'organe<B>9</B> est choisie supérieure<B>à</B> celle agissant entre le volet 14 et l'organe<B>3.</B>
Admettons que l'organe<B>3</B> est entraîné, que le dispositif est embrayé et qu'on désire le débrayer. Du fluide sous pression est alors envoyé dans les rainures 3e<B>à</B> travers les conduits<B>lb</B><I>et</I><B>3d.</B> Le volet est soulevé par le passage du fluide et la pression de ce fluide oblige les organes<B>3</B> et 4<B>à</B> s'écarter l'un de l'autre, de sorte que l'organe<B>9</B> est dégagé des surfaces de friction<B>3b</B> et 4b. L'arbre<B>10</B> est ainsi débrayé de l'arbre d'entrée. Comme la poussée qui provoque le débrayage est intérieu rement équilibrée, le dispositif d'embrayage peut rester longtemps<B>à</B> l'état débrayé sans risque d'usure exagérée. Afin de rendre impos sible tout embrayage intempestif on peut conti nuer de fournir du fluide sous pression pour compenser toute fuite de fluide.
En général, l'arbre d'entrée et l'arbre<B>10</B> continuent de tourner après débrayage, mais<B>à</B> des vitesses différentes. En admettant que, après débrayage, l'arbre<B>10</B> est entraîné<B>à</B> une vitesse plus grande que celle de l'arbre d'entrée et que le sens de rotation desdits arbres est,celui du mouvement des aiguilles d'une montre, la pièce<B>16</B> a alors tendance<B>à</B> faire tourner le volet 14 dans le sens des aiguilles d'une montre par rapport<B>à</B> l'organe<B>3</B> et<B>à</B> l'amener dans la position dans laquelle il est représenté<B>à</B> la figure 2.
Un patinage se produit alors entre l'organe<B>9</B> et la pièce<B>16.</B> Lorsqu'on désire embrayer<B>à</B> nou veau, on laisse tomber la pression du fluide contenu dans le conduit<B>lb.</B> Les ressorts<B>8</B> rapprochent alors l'un de l'autre les organes <B>3</B> et 4 et par conséquent les faces<B>3b</B> et 4b, le fluide étant expulsé d'entre les organes<B>3</B> et 4. Car, bien que le volet 14 soit alors fermement appuyé contre l'organe<B>3,</B> une petite ouverture subsiste du fait que les orifices l4b ne recou vrent que partiellement les extrémités des rainures 3e. Le fluide s'échappe donc lente ment<B>;</B> sa vitesse d'écoulement, hors de l'espace compris entre les organes<B>3</B> et 4, dépend de la mesure dans laquelle les orifices l4b recou vrent les rainures 3e.
(Si aucune ouverture ne subsistait, le fluide s'échapperait très lentement, uniquement par fuites.) L'embrayage s'effectue donc lentement,<B>à</B> une vitesse correspondant<B>à</B> la vitesse d'échappement du fluide. Le recou vrement des rainures 3e par les orifices 14b dans cette position limite du volet 14 peut être choisi d'avance, de façon<B>à</B> assurer un engage ment suffisamment lent. Au cas où l'arbre d'entrée est accéléré jusqu'à être amené<B>à</B> tour ner un peu plus vite que l'arbre<B>10,</B> le volet 14 est entramé en rotation dans le sens contraire du mouvement des aiguilles d'une montre, de sorte que les orifices l4b viennent entièrement en regard des rainures 3e.
Le fluide s'échappe alors librement et rapidement et l'embrayage s'effectue rapidement, mais sans choc puisque les organes<B>3</B> et 4 et l'organe<B>9</B> qui viennent en engagement tournent sensiblement<B>à</B> la même vitesse. Un engagement lent se produira si, après débrayage, l'organe<B>3</B> tourne plus vite que l'arbre<B>10,</B> la position du volet au moment où le dispositif est débrayé étant alors celle représentée<B>à</B> la figure<B>3.</B>
L'amplitude du déplacement axial possible est limitée par les intervalles<B>17</B> et<B>18</B> existant entre l'organe<B>3</B> et le palier 2, respectivement entre l'organe 4 et une butée<B>19.</B> De préfé rence, l'organe<B>9</B> est monté de façon<B>à</B> ne pouvoir se déplacer axialement.
La fonction de la garniture annulaire<B>7</B> est de retenir une certaine quantité de fluide entre elle-même et l'organe 4. Lorsque le dispositif d'embrayage tourne, le fluide ainsi retenu est mis sous pression par l'action de la force cen trifuge, et cette pression, renforçant l'action du ressort<B>8,</B> tend<B>à</B> neutraliser ainsi la part de la pression du fluide contenu entre les organes <B>3</B> et 4, due<B>à</B> la force centrifuge.
On remarquera que, dans la forme d'exécu tion décrite et représentée, les ressorts<B>8</B> sont maintenus entre la face extérieure de la paroi frontale de l'organe 4 et le rebord radial du prolongement<B>6</B> fixé<B>à</B> l'organe<B>3 ;</B> ils se trou vent donc entièrement<B>à</B> l'extérieur de l'espace ménagé entre les organes<B>3</B> et 4, destiné<B>à</B> contenir le fluide de commande, espace qu'on peut appeler<B> </B> chambre de fonctionnement<B> .</B> En conséquence, la dimension et la forme des ressorts<B>8</B> est indépendante des dimensions et de la forme de cette chambre de fonctionne ment. De plus, les ressorts peuvent être cons truits de façon<B>à</B> être très forts puisqu'une ample force peut être exercée au moyen du fluide de commande et que cette force est appliquée d'une façon sensiblement exempte de friction.
La possibilité de disposer de ressorts très forts et d'un cône présentant un faible angle au sommet permet de construire le dispositif d'embrayage décrit de façon<B>à</B> lui permettre de transmettre un couple relative ment grand par rapport<B>à</B> ses dimensions.
Le dispositif d'embrayage décrit convient notamment pour la transmission de couple dans un véhicule.
<B> Friction </B> Clutch Device The invention relates to a <B> friction </B> clutch device intended <B> </B> to transmit torque from a shaft <B> to </B> another coaxial tree. This device is characterized in that it comprises two members integral in rotation with one of said shafts, and capable of being displaced axially relative to each other, this relative displacement being caused, in at least one direction, by the action of a pressurized control fluid which exerts pressures in opposite directions on the two aforementioned members, and a third member integral with the other of said shafts,
the whole being arranged so that the relative displacements of said two integral members in rotation alternately ensure the <B> to </B> friction engagement of the first two with the third member and the release.
The drawing represents, <B> by </B> by way of example, an embodiment of the clutch device forming the subject of the invention.
Figure <B> 1 </B> is an axial sectional view of said embodiment.
Figure 2 is a partial view along A-A of figure <B> 1. </B>
Figure <B> 3 </B> is a view similar <B> to </B> that of Figure 2, the parts being shown in another relative position.
<B> A </B> figure <B> 1, </B> the reference sign <B> 1 </B> designates a part of a fixed frame in which the clutch device <B> to </B> friction is supported. A first member <B> 3 </B> is keyed on a motor shaft, not shown. This member <B> 3 </B> is supported <B> inside </B> the inside of the frame <B> 1 </B> by a bearing <I> la, </I> so that it is capable of being displaced axially with respect to <B> to </B> the motor shaft.
A second member 4 is connected <B> to </B> member <B> 3 </B> by grooves <B> 5, </B> arranged in the vicinity of the periphery of these members, so that these two members can move axially towards one another or move away axially from one another but are integral with one another in rotation. An extension <B> 6 </B> is screwed in 3a on the periphery <B> of </B> the member <B> 3 </B> and an annular lining <B> 7 </B> is located <B> at </B> Inside <B> of </B> this extension <B> 6. </B> The function of this trim will be explained later.
Springs <B> to </B> coil <B> 8 </B> are each housed <B> inside </B> a cavity 4a made in the outer front face of the member 4, and these springs are each held between the bottom of said cavity and a radial rim of the extension <B> 6, </B> so that they tend <B> to </B> separate the member 4 from the extension <B> 6 </B> and <B> to </B> thus bring the conical friction surfaces <B> 3b </B> and 4b of the members <B> 3 </ B closer to each other > and 4.
A third member <B> 9 </B> is keyed to an output shaft <B> 10 </B> which is supported in a <B> </B> ball bearing <B> 11. </B> The <B> 9 </B> member comprises a conical part 9a which is lined on both sides with a <B> </B> friction material <B> 9b. </B> L The angle at the apex of the cones of the friction surfaces can be small, for example equal to <B> to 150, </B> because there can be an ample axial displacement available to ensure complete disengagement.
A part 3c of the inner face of the organ <B> 3 </B> is cylindrical in shape and cooperates with a part 4c of the outer surface of the organ 4, which acts <B> to </B> like a piston, a ring 12, forming a seal, being interposed between these two cylindrical surfaces. Openings <B> 13 </B> are made in the member <B> 9 </B> in order to allow the control fluid to circulate freely from one side <B> to </B> the other of this organ.
To disengage the device described, pressurized fluid is introduced into the space located between the components <B> 3 </B> and 4, so as <B> to </B> forcing the faces <B> 3b < / B> and 4b of these <B> to </B> components deviate from each other. This fluid is sent <B> to </B> through a pipe <B> lb </B> made in part <B> 1 </B> and then <B> through </B> through pipes <B > 3d </B> performed in the <B> 3 organ. </B> The fluid enters the space between the <B> 3 </B> and 4 organs, passing <B> to </ B > through a <B> </B> annular flap valve 14.
The ends of the conduits <B> 3d </B> open towards the right (figure <B> 1) </B> in -parties 3e of an interrupted annular groove which constitute lumens formed in the face of the organ <B> 3 </B> for the passage of the fluid, separated from each other and regularly spaced, as can <B> </B> see in figures 2 and <B> 3. </B> The seat of the <B> to </B> flap valve 14 is formed on the face of the member <B> 3. </B> The flap is constructed so <B> to </B> to be carried by the component <B> 3 </B> and <B> to </B> able to cover the grooves 3e <B> <I>;
</I> </B> it is capable of effecting a partial rotation with respect to <B> </B> the member <B> 3, </B> this rotation being limited by radial tabs 14a which extend <B> to </B> from said flap and which cooperate with projections <B> 3f </B> of the member <B> 3 </B> which extend radially inward. <B> A </B> in figure 2, the shutter 14 is shown in the position it assumes after having turned clockwise with respect to <B> to </B> l 'member <B> 3 </B> until its tabs l4a abut against the projections <B> 3f.
A </B> figure <B> 3, </B> the shutter 14 is shown in the position it assumes after having rotated in the opposite direction of clockwise movement, until that its tongues l4a abut on the other side of the projections 3f. The shutter 14 has orifices 14b <B>;
</B> these, and the tabs 14a, the projections <B> 3f, </B> the grooves 3e and the orifices 14b occupy such relative positions and are so constructed that, for any one of the limit positions of the shutter 14, the orifices 14b are no longer facing or are only partially facing the grooves 3e but that, in the intermediate positions of the shutter, the orifices 14b are each entirely facing one of the grooves 3rd.
The flap 14 is therefore capable of partial rotation, that is to say that the relative rotation of this flap with respect to <B> </B> the member <B> 3 </B> which sup door, is always <B> </B> less than one full turn and is of such a nature that each orifice 14b of this flap is brought, <B> to </B> from a position in which it does not does not correspond <B> to </B> the groove 3e likely to correspond to it or in which it partially corresponds <B> to </B> one of the ends of this groove, until in a position in which it no longer corresponds <B > to </B> the other end of said groove or only partially corresponds <B> to </B> this other end of the groove 3e.
The shutter 14 is integral in rotation with a coaxial part <B> 16 to </B> which it is connected by keys 14c. Said member <B> 16 </B> is pressed against the member <B> 9 </B> with which it is engaged by friction. A spring <B> 15 </B> is mounted between the shutter 14 and the part <B> 16 </B> and the arrangement of the parts is such that the spring <B> 15 </B> tends <B> to </B> keep flap 14 and part <B> 16 </B> in constant contact with components <B> 3 </B> and <B> 9 </B> respectively. The friction force acting between the part <B> 16 </B> and the member <B> 9 </B> is chosen to be greater <B> than </B> that acting between the flap 14 and the member < B> 3. </B>
Let us assume that the <B> 3 </B> component is driven, that the device is engaged and that we want to disengage it. Pressurized fluid is then sent into grooves 3e <B> to </B> through conduits <B> lb </B> <I> and </I> <B> 3d. </B> The damper is raised by the passage of the fluid and the pressure of this fluid forces the components <B> 3 </B> and 4 <B> to </B> to move away from each other, so that the component <B> 9 </B> is clear of the friction surfaces <B> 3b </B> and 4b. The shaft <B> 10 </B> is thus disengaged from the input shaft. As the thrust which causes the disengagement is internally balanced, the clutch device can remain in the disengaged state for a long time without risk of excessive wear. In order to make any inadvertent engagement impossible, it is possible to continue to supply pressurized fluid to compensate for any fluid leakage.
In general, the input shaft and the <B> 10 </B> shaft continue to rotate after disengagement, but <B> at </B> different speeds. Assuming that, after disengaging, the shaft <B> 10 </B> is driven <B> at </B> a speed greater than that of the input shaft and that the direction of rotation of said shafts is , that of clockwise movement, the part <B> 16 </B> then tends <B> to </B> turn the shutter 14 clockwise with respect to <B > to </B> organ <B> 3 </B> and <B> to </B> bring it to the position in which it is represented <B> in </B> in figure 2.
Slippage then occurs between component <B> 9 </B> and part <B> 16. </B> When you want to engage <B> to </B> again, let the pressure drop of the fluid contained in the pipe <B> lb. </B> The springs <B> 8 </B> then bring the members <B> 3 </B> and 4 closer together and consequently the faces <B> 3b </B> and 4b, the fluid being expelled between the members <B> 3 </B> and 4. Because, although the shutter 14 is then firmly pressed against the member <B> 3, </B> a small opening remains due to the fact that the holes 14b only partially overlap the ends of the grooves 3e. The fluid therefore escapes slowly <B>; </B> its flow speed, out of the space between the components <B> 3 </B> and 4, depends on the extent to which the orifices 14b overlap the grooves 3e.
(If no opening remained, the fluid would escape very slowly, only by leaks.) The clutch is therefore performed slowly, <B> at </B> a speed corresponding <B> to </B> the speed fluid escape. The overlap of the grooves 3e by the orifices 14b in this limiting position of the shutter 14 can be chosen in advance, so as to <B> </B> ensure sufficiently slow engagement. In case the input shaft is accelerated until it is brought <B> to </B> turn a little faster than the shaft <B> 10, </B> the shutter 14 is rotated counterclockwise, so that the holes 14b fully face the grooves 3e.
The fluid then escapes freely and quickly and the engagement takes place quickly, but without shock since the components <B> 3 </B> and 4 and the component <B> 9 </B> which come into engagement run approximately <B> at </B> the same speed. Slow engagement will occur if, after disengaging, the component <B> 3 </B> rotates faster than the shaft <B> 10, </B> the position of the shutter at the moment when the device is disengaged then being that represented <B> in </B> figure <B> 3. </B>
The amplitude of the possible axial displacement is limited by the intervals <B> 17 </B> and <B> 18 </B> existing between the member <B> 3 </B> and the bearing 2, respectively between the 'member 4 and a stop <B> 19. </B> Preferably, the member <B> 9 </B> is mounted so <B> to </B> not able to move axially.
The function of the annular seal <B> 7 </B> is to retain a certain quantity of fluid between itself and the member 4. When the clutch device turns, the fluid thus retained is put under pressure by the 'action of the central trifugal force, and this pressure, reinforcing the action of the spring <B> 8, </B> tends <B> to </B> thus neutralize the part of the pressure of the fluid contained between the organs < B> 3 </B> and 4, due <B> to </B> centrifugal force.
It will be noted that, in the embodiment described and shown, the springs <B> 8 </B> are held between the outer face of the front wall of the member 4 and the radial edge of the extension <B> 6 </B> attached <B> to </B> organ <B> 3; </B> they are therefore entirely <B> outside </B> the space between the organs <B> 3 </B> and 4, intended <B> to </B> contain the control fluid, a space that can be called <B> </B> operating chamber <B>. </B> Accordingly, the size and shape of the <B> 8 </B> springs is independent of the size and shape of this operating chamber. In addition, the springs can be constructed to be very strong since ample force can be exerted by means of the control fluid and this force is applied in a substantially friction-free manner. .
The possibility of having very strong springs and a cone having a low angle at the top makes it possible to construct the clutch device described in such a way <B> to </B> allowing it to transmit a relatively large torque compared to < B> to </B> its dimensions.
The described clutch device is particularly suitable for transmitting torque in a vehicle.