FR2576072A1 - Ensemble d'embrayage reversible pour la marine - Google Patents
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Abstract
ENSEMBLE D'EMBRAYAGE REVERSIBLE 13 POUR UNE TRANSMISSION MARINE A ANGLE QUI COMPREND UN MOTEUR 11 DEVANT ETRE MONTE HORIZONTALEMENT. POUR DONNER L'INCLINAISON NECESSAIRE A L'ARBRE D'HELICE 12, LA LIGNE DE TRANSMISSION EST COUDEE A L'INTERIEUR DU CARTER D'EMBRAYAGE 14 EN UTILISANT DES MOYENS D'ENGRENAGES CONIQUES. LE CARTER 14 COMPREND TROIS ARBRES HORIZONTAUX, C'EST-A-DIRE UN ARBRE D'ENTREE 15, UN ARBRE D'EMBRAYAGE 17 ET UN ARBRE INTERMEDIAIRE ET UN SEUL ARBRE INCLINE A SAVOIR L'ARBRE DE SORTIE 16. L'ARBRE D'EMBRAYAGE 17 PORTE DES PIGNONS DE MARCHE AVANT ET DE MARCHE ARRIERE 28, 29 QUI SONT ENTRAINES PAR L'ARBRE D'ENTREE 15 PAR L'INTERMEDIAIRE D'UN TRAIN D'ENGRENAGES COMPRENANT DES PIGNONS DROITS, ET UN MOYEN D'EMBRAYAGE A DOUBLE ACTION 30 POUR COUPLER SELECTIVEMENT CHACUN DES PIGNONS 28, 29 A L'ARBRE D'EMBRAYAGE 17. LES MOYENS D'EMBRAYAGE CONIQUE SONT UNIQUEMENT DISPOSES ENTRE L'ARBRE D'EMBRAYAGE 17 ET L'ARBRE DE SORTIE 16 ET COMPRENNENT DONC UN SEUL PIGNON CONIQUE 38. LE MONTAGE DES TROIS ARBRES PARALLELEMENT ENTRE EUX ET L'EMPLOI D'UN SEUL PIGNON CONIQUE 38 CONTRIBUENT A ECONOMISER LE PRIX DE REVIENT DE L'ENSEMBLE D'EMBRAYAGE.
Description
ENSEMBLE D'EMBRAYAGE REVERSIBLE POUR LA MARINE
La présente invention concerne un ensemble d'embrayage réversible pour moteur marin à utiliser sur des bateaux comme des bateaux de plaisance y compris des yachts et des bateaux à moteur ainsi que des bateaux de pêche. Plus particulièrement, la présente invention concerne un ensemble d'embrayage réversible pour moteur marin à utiliser sur des bateaux et adaptés pour être montés entre un moteur, placé dans la poupe de la coque afin que son extrémité de sortie soit orientée vers la poupe, et un arbre d'hélice orienté vers l'arière et vers le bas par rapport à la coque. La présente invention concerne donc un ensemble d'embrayage réversible à utiliser dans un système de transmission à angle pour la marine. Un type standard d'un système de transmission à angle de ce type est structuré de façon que la totalité de l'unité de propulsion depuis le moteur jusqu'à l'arbre de l'hélice en passant par l'ensemble d'embrayage réversible soit montée dans une position inclinée vers l'arrière et vers le bas d'un angle égal à l'angle d'inclinaison à donner à l'arbre de l'hélice. Dans le cas d'un bateau ayant un système de transmission à angle de ce type standard, la hauteur du logement du moteur est agrandie du fait de la position inclinée du moteur si bien que l'espace laissé à l'équipage est réduit de la même quantité. L'agrandissement de l'espace laissé à l'équipage à l'intérieur de la coque d'un bateau est très important et toujours nécessaire. A partir de là, il a été proposé quelques unités de propulsion du type transmission à angle dans lesquelles, bien que le moteur soit monté dans une position horizontale ou presque horizontale, la ligne de transmission est coudée en une certaine portion o l'ensemble de l'embrayage réversible est monté, afin de donner à la ligne de transmission l'inclinaison nécessaire
vers l'arrière et vers le bas.
Un procédé simple pour créer un coude dans la ligne de transmission d'un système de transmission à angle consiste à utiliser un mécanisme d'engrenage conique. Un tel mécanisme d'engrenage conique est, cependant, relativement encombrant. Il y a encore un autre grave inconvénient, du fait que des engrenages coniques ayant une grande distance conique d'environ 330 mm sont nécessaires pour couder la ligne de transmission d'un petit angle de 15 degrés environ correspondant au petit angle d'inclinaison de l'arbre de l'hélice. La fabrication d'engrenages coniques ayant de telles distances coniques nécessite une très grande machine, ce qui rend cette fabrication difficile et très coûteuse. Cet inconvénient est éliminé si l'on utilise un mécanisme d'engrenage conique du type représenté sur les figures 14 et 15 du brevet japonais A (Publication des Brevets Japonais selon l'article 65 bis de la loi japonaise des brevets) No. 55-156796. Dans le cas d'un ensemble de propulsion pour moteur marin selon l'art antérieur mentionné ci-dessus, un ensemble d'embrayage réversible ayant un arbre de sortie orienté verticalement est monté dans la poupe de la coque en position verticale. Au-dessous de cet ensemble d'embrayage réversible est monté un mécanisme d'engrenage conique qui coude la ligne de transmission de façon importante par rapport à la direction verticale vers l'arrière et vers le bas afin de donner le petit angle d'inclinaison nécessaire à l'arbre de l'hélice. Un tel mécanisme d'engrenage conique va réduire la distance conique des pignons coniques, de sorte que ces pignons
pourront être fabriqués pour un coût relativement modique.
La structure selon l'art antérieur va cependant élever le niveau de l'ensemble d'embrayage réversible et par conséquent le niveau du moteur. Il en résultera donc
également une réduction de l'espace réservé à l'équipage.
Un autre aspect de l'art antérieur qui propose une inclinaison de la ligne de transmission d'un système de transmission à angle est connu, par exemple, d'après le brevet U.S. No. 4.303.400 (voir la figure 14 de ce brevet) et d'après le brevet japonais A No.55-59098. Selon cet aspect de l'art antérieur, un engrenage ou autre élément de transmission tournant monté sur un arbre de transmission incliné est relié à un tel arbre de façon à pouvoir tourner avec lui au moyen d'un joint universel à vitesse constante qui est monté dans l'engrenage ou autre élément tournant.Dans la structure selon l'art antérieur, un mécanisme comprenant un joint universel à vitesse constante pour couder ou incliner la ligne de transmission est, cependant, monté à l'extérieur d'un ensemble d'embrayage réversible. Ceci allonge alors la totalité de l'unité de propulsion, si bien que l'espace réservé à
l'équipage est également réduit.
Les brevets U.S. No. 3.570.319 et No. 4.188.833 décrivent un autre aspect de l'art antérieur pour introduire un coude ou une inclinaison sur la ligne de - transmission d'un système de propulsion pour la marine dans lequel des pignons coniques sont utilisés pour donner l'inclinaison à la ligne de transmission à l'intérieur de l'ensemble d'embrayage réversible. Un pignon conique peut être fabriqué pour un prix modique en utilisant une fraiseuse équipée d'un outil conique pour faire varier la distance entre une fraise et le centre du flanc d'un pignon quand la fraise est déplacée en travers du flanc du pignon afin de former le profil des dents. L'unité de propulsion pour la marine selon l'art antérieur est considérée comme satisfaisante, car elle peut être fabriquée pour un coût modique et parce que la mécanique introduisant un coude ou une inclinaison sur la ligne de
transmission n'allonge pas l'unité de propulsion.
Cependant, une unité de ce type implique encore le
problème suivant.
Dans l'ensemble d'embrayage réversible décrit dans chacun des deux brevsts U.S. cités ci-dessus, un arbre intermédiaire est disposé à l'intérieur d'un carter d'embrayage à un niveau moyen entre un arbre d'entrée monté à un niveau élevé et un arbre de sortie monté à un niveau bas. La puissance de propulsion de la direction avant est transmise directement de l'arbre d'entrée à l'arbre de sortie par une manoeuvre sélective d'un embrayage à fluide de direction avant du type multidisque monté sur l'zarbre d'entrée, tandis que la puissance de propulsion dans la direction arrière est transmise depuis l'arbre d'entrée par l'arbre intermédiaire à l'arbre de sortie par une manoeuvre sélective d'un embrayage à fluide de direction arrière du type multidisque monté sur l'arbre intermédiaire. Par conséquent, des pignons coniques destinés à donner l'inclinaison nécessaire vers l'arrière et vers le bas à l'arbre de sortie sont installés sur l'arbre d'entrée, sur l'arbre intermédiaire et suri'arbre de sortie. Pour obtenir l'engrenage de ces pignons montés sur les trois arbres, il est nécessaire, comme l'indique en détail le brevet U.S. No. 4.188.833 de placer ces trois arbres de façon que chacun d'eux soit incliné par rapport aux deux autres. Ceci nécessite une grande précision d'usinage dans la fabrication d'un ensemble d'embrayage réversible, ce qui contribue à augmenter le coût de fabrication. De plus, le nombre des pignons coniques dont le coût de fabrication est encore élevé par rapport à celui des pignons droits, y compris des pignons droits
hélicoidaux, est élevé.
En conséquence, un premier objet de la présente invention consiste à proposer un nouvel ensemble d'embrayage réversible pour moteur marin à utilisser dans un système de transmission à angle dans lequel, bien que l'on utilise des pignons coniques pour couder ou incliner la ligne de transmission à l'intérieur de l'ensemble d'embrayage lui-même, les arbres de transmission à l'intérieur de l'ensemble d'embrayage, à l'exception de l'arbre de sortie, sont tous montés parallèlement entre eux pour donner à l'arbre de sortie l'inclinaison nécessaire vers le bas et vers-l'arrière et dans lequel le nombre des pignons coniques nécessaires est réduit, de façon à pouvoir réduire le coût de l'ensemble d'embrayage réversible qui représente habituellement une partie
considérable du coût de l'ensemble d'un bateau.
Un objet associé consiste à proposer un nouvel ensemble d'embrayage réversible pour moteur marin qui atteigne l'objet exposé ci-dessus sans sacrifier le
caractère compact de l'ensemble d'embrayage.
Ces objets sont atteints, selon la présente invention, de la façon suivante: La présente invention concerne un ensemble d'embrayage réversible pour moteur marin adapté pour être monté entre un moteur, fixé dans la portion de poupe de la coque avec son extrémité de sortie orientée vers la poupe, et un arbre d'hélice disposé avec une orientation vers l'arrière et vers le bas par rapport à la coque et caractérisé en ce que: dans un carter d'embrayage de l'ensemble, sont tourillonnés un arbre d'entrée horizontal sétendant au dehors du carter vers l'avant, un arbre de sortie incliné s'étendant au dehors du carter vers l'arrière et vers le bas, un arbre d'embrayage horizontal et un arbre intermédiaire horizontal, lesdits arbres d'entrée et de sortie étant disposés de façon que l'extrémité arrière dudit arbre d'entrée et l'extrémité avant dudit arbre de sortie soient placées face à face au moins sur une certaine portion avec un petit intervalle entre eux, ledit arbre d'embrayage étant monté au-dessus desdits arbres d'entrée et de sortie et ledit arbre intermédiaire étant placé à un niveau moyen entre ledit arbre d'embrayage et ledit arbre d'entrée; et en ce que ledit arbre d'embrayage porte un pignon de marche avant tournant librement et un pignon de marche arrière qui sont espacés l'un de l'autre dans la direction avant et dans la direction arrière, un moyen d'embrayage disposé entre lesdits pignons de marche avant et de marche arrière et ayant pour fonction d'accoupler sélectivement l'un desdits pignons audit arbre d'embrayage, et un petit pignon tournant en même temps que et monté fixe sur une portion d'extrémité arrière dudit arbre d'embrayage, ledit pignon de marche avant engrenant avec un pignon d'entraînement monté en vue de son entraînement sur ledit arbre d'entrée, et ledit pignon de marche arrière étant relié etre entraîné par ledit pignon d'entraînement au moyen dudit arbre intermédiaire et d'une paire de pignons montés sur cet arbre dont l'un engrène avec ledit pignon d'entraînement et l'autre engrène avec ledit pignon de marche arrière, et ledit arbre de sortie portant un grand pignon tournant en même temps que lui, l'un parmi le grand pignon et le petit pignon ayant la forme d'un pignon conique de façon que le grand pignon et le petit pignon
puissent engréner ensemble.
Dans la structure présentée ci-dessus, la rotation de l'arbre d'entrée est transmise en permanence au pignon de marche avant monté sur l'arbre d'embrayage par le pignon d'entraînement de l'arbre d'entrée dans la direction de propulsion vers l'avant et au pignon de marche arrière monté sur l'arbre d'entraînement par l'intermédiaire du pignon d'entraînement monté sur l'arbre d'entrée et la paire de pignons montés sur l'arbre intermédiaire dans la direction de propulsion vers l'arrière. Par conséquent, lorsque le pignon de marche avant ou de marche arrière est accouplé sélectivement à l'arbre d'embrayage par une opération sélective du moyen d'embrayage disposé entre ces pignons, l'arbre d'entraînement est entraîné en rotation de façon à faire tourner l'arbre de sortie à vitesse réduite par l'intermédiaire du petit pignon monté sur la portion d'extrémité arrière de l'arbre d'entraînement et du grand pignon monté sur l'arbre de sortie de sorte que cet arbre de sortie et, par conséquent l'arbre d'hélice qui s'y trouve accouplé, soient entrainés en rotation dans la direction de propulsion avant ou dans la direction de
propulsion arrière.
Contrairement à la structure décrite dans les brevets U.S. No.3.570.319 et No. 4.188.833 cités ci-dessus, l'arbre d'entrée employé dans la structure selon la présente invention est installé à un niveau bas, de façon que l'extrémité arrière de l'arbre d'entrée soit placée, sur une portion au moins, face à l'extrémité avant de l'arbre de sortie qui est placé à un niveau bas pour être relié à l'arbre de l'hélice, et un arbre d'embrayage est installé à un niveau élevé à l'intérieur du carter d'embrayage. Ce montage des arbres permet d'assurer une rotation sélective de l'arbre d'embrayage dans la direction de propulsiona avant ou dans la direction de propulsion arrière quand les deux pignons de marche avant et de marche arrière et l'embrayage intercalé sont montés sur l'arbre d'embrayage, et permet également de transmettre la rotation de l'arbre d'embrayage à l'arbre de sortie placé au-dessous dudit arbre d'embrayage en prévoyant un seul train d'engrenage. La présente invention a en fait réalisé une telle structure et assure à l'arbre de sortie l'inclinaison nécessaire vers l'arrière et vers le bas, grâce à un seul engrenage conique disposé entre
l'arbre d'embrayage et l'arbre de sortie.
- Selon la présente invention, l'arbre d'entrée, l'arbre d'embrayage et l'arbre intermédiaire peuvent donc être placés dans des directions absolument parallèles et tous les pignons des trains d'engrenage disposés entre ces trois arbres peuvent être des pignons droits y compris des pignons droits hélicoïdaux. Un seul pignon conique est donc utilisé. Grâce & cette structure selon laquelle, bien que seul l'arbre d'embrayage soit disposé avec une orientation inclinée vers l'arrière et vers le bas, les trois autres arbres sont montés parallèlement entre eux, la précision d'usinage nécessaire est nettement réduite dans la fabrication de l'ensemble d'embrayage. Ces faits contribuent beaucoup à réduire le coût de fabricatin de
l'ensemble d'embrayage réversible pour moteur marin.
Néanmoins, la présente invention ne sacrifie pas le caractère compact de l'ensemble d'embrayage. Comme l'arbre d'entrée et l'arbre de sortie sont disposés de façon que les faces frontales intérieures des extrémités de ces arbres empiètent l'une sur l'autre quand on les regarde dans la direction verticale, il n'y a pas une grande différence de niveau entre ces deux arbres à l'intérieur du carter d'embrayage. Grâce à cela, la disposition des arbres selon laquelle l'arbre d'entrée est placé à un niveau bas, tandis que l'arbre d'embrayage est à un niveau
élevé n'augmente pas la hauteur du carter d'embrayage.
Parmi les arbres d'entrée et de sortie qui sont disposés à l'intérieur du carter d'embrayage de façon à être séparés l'un de l'autre dans la direction avant et arrière, l'arbre d'entrée porte un seul pignon pour transmettre la puissance à l'arbre d'embrayage et l'arbre de sortie porte un seul pignon pour prélever la puissance qui lui est transmise par l'arbre d'embrayage. Donc, chacun des arbres d'entrée et de sortie peut avoir une longueur faible, si bien que le montage de l'arbre d'entrée à bas niveau n'augmente pas la longueur du carter d'embrayage dans les directions avant et arrière. Comme l'arbre d'embrayage porte un petit pignon pour transmettre la puissance à l'arbre de sortie et des pignons de marche avant et arrière, et un dispositif d'embrayage intercalé, cet arbre d'embrayage a une longueur relativement importante. Il n'est cependant pas nécessaire de prévoir un intervalle important entre le pignon de marche arrière et le petit pignon monté sur l'arbre d'entraînement. De plus, le moyen d'embrayage peut être construit de façon à ne pas allonger l'arbre d'embrayage en employant un embrayage à cône ou un embrayage à cliquet comme moyen d'embrayage. Par conséquent, l'arbre d'embrayage peut être installé de façon à ne pas allonger beaucoup le carter d'embrayage
dans la direction avant et dans la direction arrière.
Les portions des extrémités intérieures de l'arbre d'entrée et de l'arbre de sortie qui sont disposées de la manière précédemment décrite en détail peuvent être tourillonnées selon un mode de réalisation de la présente invention, grâce à une portion de cloison support qui est intégralement formée avec une cloison intérieure du carter d'embrayage de façon à dépasser vers l'intérieur du carter. Une telle portion de cloison support joue le rôle de support commun pour les arbres d'entrée et de sortie de
façon à simplifier la structure de support de ces arbres.
Comme embrayage employé dans un ensemble d'embrayage réversible pour moteur marin, on connait un embrayage à fluide du type multidisque, un embrayage mécanique du type multidisque, un embrayage à cône, un embrayage à cliquet et analogue. Parmi ces embrayages, un embrayage du type multidisque comportant une pluralité de disques de frottement possède une grande longueur axiale, est relativement coûteux et entraine également des pertes de puissance relativement grandes dues au patinage de l'embrayage entre les disques de frottement dans la position neutre ou non focntionnelle de l'embrayage. De telles pertes de puissance sont considérables quand on emploie un embrayage à fluide-du type multidisque, car les disques de friction du côté entrée de l'embrayage tournent et cisaillent l'huile même quand l'embrayage est au point mort. Un embrayage à cliquet qui transmet le couple par des cliquets d'embrayage ou des dents engagées est difficile à construire pour une grande puissance. Dans un mode de réalisation de la présente invention, on a donc employé un embrayage à cône qui peut être fabriqué pour un prix modique, qui a une dimension axiale réduite et qui peut réduire de 2 % les pertes de puissance. Il est difficile d'autre part, de construire un embrayage à cône de façon qu'il serve en même temps de mécanisme limiteur de couple. Selon un mode de réalisation préféré, un tel embrayage à cône est donc associé à un limiteur de couple
d'une manière qui sera décrite en détail ci-dessous.
Le moyen d'embrayage entre les pignons de marche avant et de marche arrière est constitué par un cône coulissant mais non tournant monté sur l'arbre d'embrayage et ayant une paire de surfaces d'embrayage coniques adaptées pour s'engager avec les surfaces coniques respectives formées sur les pignons de marche avant et de marche arrière. En plus de cela, un boîtier cylindrique creux est monté de façon à pouvoir tourner sur l'arbre d'entrée et l'un ou l'autre d'une pluralité d'éléments à friction sont supportés de façon à pouvoir glisser sans tourner respectivement sur l'arbre d'entrée et le boîtier cylindrique afin de constituer un limiteur de couple du type multidisque sur l'arbre d'entrée. Le pignon d'entraînement cité ci-dessus est intégralement formé dans le boîtier cylindrique sur la surface périphérique
extérieure de ce dernier.
Un embrayage conique lui-même ayant la structure décrite ci-dessus est bien connu dans l'art antérieur pour être décrit, par exemple, dans le brevet U.S. No.4.278.156. Un limiteur de couple du type multidisque, cité ci-dessus, est, cependant, construit dans un espace
laissé libre à l'intérieur du carter d'embrayage.
C'est-à-dire que le carter d'embrayage contient un espace libre relativement important autour de l'arbre d'entrée, car cet arbre d'entrée est séparé de l'arbre de sortie vers l'avant et que cet arbre d'entrée ne porte pas d'autre élément de transmission tournant que le pignon d'entraînement. Le limiteur de couple obtenu en utilsant cet espace libre ou espace ouvert va protéger de la surcharge les éléments de transmission en utilisant de
préférence un embrayage à cône.
Pour faciliter la fabrication d'un tel limiteur de couple, l'ensemble d'embrayage est construit selon un autre mode de réalisation de la présente invention de façon que le boitier cylindrique destiné au limiteur de couple comprenne sur sa surface périphérique intérieure une pluralité de rainures cannelées pour supporter ladite autre pluralité d'éléments de friction sur les portions périphériques extérieures de ces éléments, ledit boîtier comprenant en outre des ouvertures d'extrémité à l'avant et à l'arrière ayant chacune un diamètre supérieur au diamètre extérieur desdits éléments à friction supportés par ledit boîtier, et ce boîtier étant monté sur l'arbre d'entrée grâce à une paire de paliers à billes espacés
dans la direction axiale.
Le limiteur de couple du type multidisque employé dans l'ensemble d'embrayage réversible pour moteur marin
selon l'art antérieur est construit, selon la description
donnée, par exemple, dans le brevet JP-A No. 57-161337, de façon que son boitier cylindrique qui est installé par un montage tournant sur l'arbre de transmission ait une ouverture d'extrémité d'un diamètre légèrement supérieur au diamètre extérieur de l'arbre de transmission et soit tourillonné à la périphérie extérieure de ce boîtier sur le carter d'embrayage au moyen d'une paire de paliers. Par conséquent, une pluralité de rainures axiales destinées à supporter les éléments de friction sont formées sur la surface périphérique intérieure dudit boitier cylindrique individuellement par fraisage. De plus une pluralité de protubérances doivent être formées précédemment dans les portions, o les rainures axiales doivent être usinées, pour garantir un mouvement rectiligne de la fraise. Cela rend l'usinage du boitier cylindrique très difficile. Par contre, la pluralité de rainures cannelées sur la surface périphérique intérieure du boltier cylindrique qui est soutenu de l'intérieur par l'arbre d'entrée grâce & la paire de paliers à billes, et possède donc de larges ouvertures aux deux extrémités, peuvent être usinées
rapidement par brochage en utilisant un outil à canneler.
Dans l'ensemble d'embrayage réversible selon la présente invention, un arbre d'embrayage portant un mécanisme d'embrayage qui nécessite une lubrification est disposé à un niveau élevé à l'intérieur du carter d'embrayage. Pour appliquer l'huile de lubrification depuis un espace inférieur à l'intérieur du carter recevant de l'huile de lubrification, jusqu'aux portions ou parties de l'arbre d'embrayage nécessitant une lubrification, un mécanisme d'application du lubrifiant est prévu selon encore un autre mode de réalisation de la présente invention. A cet effet, l'arbre d'embrayage comprend un passage pour lubrifiant qui est en communication avec les portions à lubrifier de l'arbre d'embrayage et comprend une extrémité ouverte sur la face de l'extrémité avant de l'arbre d'embrayage le boitier cylindrique dudit limiteur de couple portant un pignon de pompage usiné directement sur sa surface extérieure afin de pomper l'huile de lubrification depuis l'espace inférieur interne du carter d'embrayage jusqu'à l'extrémité ouverte dudit passage de lubrifiant en passant par un conduit de lubrification qui est délimité à
l'intérieur du carter.
Le pignon de pompage cité ci-dessus est construit-de façon à être entraîné en rotation par l'arbre d'entrée sans aucune structure de support particulière, il a un grand diamètre de façon à être largement immergé sous le niveau d'huile se trouvant à l'intérieur du carter
d'embrayage et à fonctionner de façon efficace.
L'invention va maintenant être décrite plus en détail à l'aide du mode de réalisation illustré sur les dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue latérale en coupe d'un mode de réalisation de l'ensemble d'embrayage réversible pour moteur marin selon la présente invention; la figure 2 est une vue arrière en coupe de l'ensemble d'embrayage réversible représenté sur la figure 1, une moitié gauche illustrant une vue en coupe le long de la ligne IIL-IIL de la figure 1 et une moitié droite illustrant une vue en coupe le long de la ligne IIR-IIR de la figure 1; la figure 3 est une vue plane en coupe d'une partie de l'ensemble d'embrayage réversible représenté sur les figures 1 et 2 le long de la ligne III-III de la figure 2; la figure 4 est une vue en coupe latérale agrandie d'une partie de la figure 1; la figure 5 est une vue latérale, avec suppression partielle, vue le long de la ligne V-V de la figure 2; et la figure 6 est une vue schématique en élévation d'un bateau sur lequel l'ensemble d'embrayage réversible
représenté sur les figures 1 et 2 est monté.
La présente invention concerne un ensemble d'embrayage réversible pour moteur marin 13 qui, comme le repréente schématiquement la figure 6, est prévu pour être monté entre un moteur 11, fixé dans la portion de poupe de la coque d'un bateau, avec son extrémité de sortie orientée vers la poupe, et un arbre d'hélice 12 orienté
vers l'arrière et vers le bas à partir de la coque.
Comme représenté sur la figure 1, l'ensemble d'embrayage réversible 13 comprend un carter d'embrayage 14 qui doit être fixé à l'extrémité arrière du moteur. Le carter 14 représentée comprend des capots d'extrémité avant et arrière 14a et 14b. Comme représenté sur les figures 1 à 3, dans le carter d'embrayage 14 sont tourillonnés un arbre d'entrée 15, un arbre de sortie 16,
un arbre d'embrayage 17 et un arbre intermédiaire 18.
Parmi ces quatre arbres, l'arbre d'entrée 15, l'arbre d'embrayage 17 et l'arbre intermédiaire 18 sont orientés horizontalement et parallèlement entre eux. L'arbre de sortie 16 est incliné vers l'arrière et vers le bas d'un angle égal à l'angle d'inclinaison de l'arbre de l'hélice
12 représenté sur la figure 6.
Comme représenté sur la figure 1, l'arbre d'entrée se prolonge vers l'avant à l'extérieur du carter d'embrayage 14, et il est relié au volant 19 d'un moteur
11 par l'intermédiaire d'un accouplement amortisseur 20.
L'arbre de sortie 16 se prolonge vers l'arrière à l'extérieur du carter 14 et porte à son extrémité arrière un demi-accouplement 21 pour assurer la connexion avec l'arbre d'hélice 12. L'arbre d'entrée 15 et l'arbre de sortie 16 sont en outre disposés de façon que l'extrémité arrière de l'arbre d'entrée 15 et l'extrémité avant de l'arbre de sortie 16 soient face à face sur environ la moitié de leur face frontale d'extrémité intérieure avec entre eux un petit intervalle comme on peut le voir sur les figures 1 et 2. Une portion d'extrémité avant de l'arbre d'entrée 15 est tourillonnée dans le capot d'extrémité avant 14a par l'intermédiaire d'un palier à rouleau conique 22, tandis qu'une portion d'extrémité arrière de l'arbre de sortie 16 est tourillonnée dans le capot d'extrémité arrière 14b par un palier à rouleaux coniques 23. Une portion d''extrémité arrière de l'arbre d'entrée 15 et une portion d'extrémité avant de l'arbre de sortie 16 sont en outre tourillonnées par des paliers à rouleaux coniques 25 et 26 à une portion de cloison support 24 qui est intégralement formée dans la cloison inférieure du carter 14 et qui se prolonge à partir de cette cloison à l'intérieur du carter. Une telle portion de cloison support 24 fait pont entre la cloison inférieure et une cloisonlatérale du carter d'embrayage 14 et sert également a tourillonner une portion d'extrémité arrière de l'arbre intermédiaire 18 par l'intermédiaire d'un palier à rouleaux coniques 27 comme
représenté sur la figure 3.
Comme représenté sur les figures 1 et 2, l'arbre d'embrayage 17 est placé à l'intérieur du carter 14 de façon que cet arbre 17 soit placé au-dessus des arbres d'entrée et de sortie 15 et 16o Comme représenté sur la figure 2, l'arbre intermédiaire est disposé dans le carter 14 à une hauteur moyenne entre l'arbre d'embrayage 17 et l'arbre d'entrée 15. On voit doncque, parmi les arbres 15 à 18, l'arbre d'embrayage 17 est situé au niveau le plus élevé à l'intérieur du carter d'embrayage 14, Sur cet arbre d'embrayage 17, sont montés libres par des paliers à aiguilles un pignon de marche avant 28 et un pignon de marche arrière 29 qui sont espacés l'un de l'autre dans les directions avant et arrière, comme représenté sur la figure 1. Entre ces pignons 28 et 29, est monté un cône 30 qui constitue un moyen d'embrayage pour coupler de façon sélective chacun des pignons 28 et 29 à l'arbre d'embrayage 17. Ce cône 30 est monté de façon à pouvoir se déplacer, mais sans tourner, sur l'arbre 17, grâce à une liaison par clavette hélicoidale 31. Le cône comprend une paire de surfaces coniques d'embrayage 30a et 30b qui sont adaptées pour s'engager par friction avec les surfaces d'embrayage coniques 28a et 29a formées dans les pignons de marche avant et arrière 28 et 29. Sur la portion d'extrémité arrière de l'arbre d'embrayage 17 est monté, de manière fixe, un petit pignon cylindrique 32 au
moyen d'une goupille.
Comme représenté sur les figures 1 et 4, un limiteur de couple 33 du type multidisque est installé & l'intérieur de la carter d'embrayage 14 et sur l'arbre d'entrée 15. Ce limiteur de couple 33 comprend un boîtier cylindrique creux 34 sur la surface périphérique extérieure duquel est intégralement formé un pignon d'entraînement 35 qui transmet la puissance de l'arbre d'entrée 15 vers l'arbre d'embrayage 17. Le pignon de marche avant 28 sur l'arbre d'embrayage 17 est engréné directement avec ce pignon d'entraînement 35. Comme représenté sur la figure 3, une paire de pignons 36 et 37
sont fixés par un montage fixe & l'arbre intermédiaire 18.
Parmi ces pignons, le pignon placé en avant 36 est claveté sur l'arbre 18 et en position fixe dans la direction axiale de cet arbre. Le pignon placé en arrière 37 est usiné intégralement avec l'arbre intermédiaire 18. Comme représenté sur la figure 2, le pignon 36 engrène avec le pignon d'entraînement 35 sur l'arbre d'entrée 15 tandis que le pignon 37 engrène avec le pignon de marche arrière 29 sur l'arbre d'embrayage 17. A l'intérieur du carter d'embrayage 14, l'arbre de sortie 16 comprend une portion conique sur laquelle un grand pignon conique 38 est monté à force. Ce pignon conique 38 engrène avec le petit pignon
cylindrique 32 monté sur l'arbre d'embrayage 17.
Etant donné le montage des trains d'engrenages & l'intérieur du carter d'embrayage 14 qui a été décrit en détail ci-dessus, la rotation de l'arbre d'entrée 15 est transmise vers le pignon de marche avant 28 par le pignon d'entraînement 35 et vers le pignon de marche avant 28 par le pignon d'entraînement 35 et vers le pignon de marche arrière 29 par les pignons 35, 36 et 37. Par conséquent, le pignon de marche avant 28 de l'arbre d'embrayage 17 est entrainé en rotation dans une direction de propulsion avant, tandis que le pignon de marche arrière 29 monté sur l'arbre d'embrayage 17 est entraîné en rotation dans la direction de propulsion arrière. Par un décalage sélectif du cône 30 sur l'arbre d'embrayage 17, ledit arbre d'embrayage est entraîné en rotation de façon sélective dans la direction de propulsion avant par un embrayage à friction entre les surfaces d'embrayage 30a et 28a ou dans une direction de propulsion arrière par un embrayage à friction entre les surfaces d'embrayage 30b et 29a. Une telle rotation de l'arbre d'embrayage 17 est transmise à l'arbre de sortie 16 par l'intermédiaire d'un train d'engrenages réducteur de vitesse comprenant le petit et le grand pignonsengrenés 32 et 38, de sorte que l'arbre de sortie 16 et l'arbre de l'hélice 12 sont entraînés en rotation pour provoquer la propulsion du bateau en avant
ou en arrière.
Pour décaler le cône 30 sur l'arbre d'embrayage 17 de façon sélective, il a été prévu un poussoir 39 représenté sur la figure 2 qui se prolonge jusque dans une rainure centrale annulaire formée sur le cône 30 et s'engage avec ce cône. Ce poussoir 39 est supporté par un arbre de commande 40 en une position excentrique dudit arbre de commande. Cet arbre de commande 40 traverse une paroi latérale du carter d'embrayage 14 et il est fixé à
un levier de commande 41 placé à l'extérieur du carter 14.
Comme représenté sur la figure 5, le levier de commande 41 est manoeuvré à partir d'une position neutre N, dans laquelle le cône 30 est placé dans une position neutre représentée sur la figure 1 pour tourner jusqu'à la position de marche avant F, dans laquelle le cône 30 est déplacé en avant pour provoquer l'embrayage par friction entre les surfaces d'embrayage 28a et 30a, ou dans la position de marche arrière R o le cône 30 est déplacé en arrière pour provoquer l'embrayage par friction entre les surfaces d'embrayage 29a et 30b. Ce levier de commande 41 est manoeuvré par un mécanisme de commande à distance comme, par exemple, celui qui est décrit dans le brevet
U.S. No. 4.278.156 qui a été cité précédemment.
La structure du limiteur de couple 33 mentionnée précédemment va être décrite en détail en se référant à la figure 4. Comme dans le cas des limiteurs de couple classiques du type multidisque, l'arbre d'entrée 15 et le boîtier 34 soutiennent en les empêchant deux ensembles d'éléments à friction 42 et 43 qui sont poussés pour provoquer l'embrayage par friction entre eux au moyen de
lames de ressort 44 placées à l'intérieur du bottier 34.
Le boitier cylindrique 34 représenté possède une forme particulière telle qu'il s'ouvre en avant et en arrière par des ouvertures d'extrémité avant et arrière ayant un diamètre plus important que le diamètre extérieur des éléments à friction 43 qui doivent être supportés par ce boîtier 34. Alors que la pluralité des éléments à friction 42 sont supportés en introduisant une pluralité des dents formées sur la surface périphérique intérieure de chacun des éléments 42 dans une pluralité de rainures cannelées a formées sur la surface périphérique extérieure de l'arbre d'entrée 15, une autre pluralité d'éléments de friction 43 sont supportés par le boîtier cylindrique 34 en introduisant une pluralité de dents formées à la surface périphérique extérieure de chacun des éléments 43 dans une pluralité de rainures cannelées 34a formées sur la surface périphérique intérieure du boîtier 34. La pluralité de nervures cannelées 34a peut être formée en même temps par brochage étant donné la forme du bottier cylindrique 34 qui possède de larges ouvertures aux deux extrémités. Pour supporter le boitier cylindrique 34 ayant de telles larges ouvertures aux deux extrémités par un montage tournant relativement à l'arbre d'entrée 15, on utilise une paire de paliers à bille 45 et 46 qui sont montés sur l'arbre 15 de façon à recevoir le bottier 34 sur l'alésage intérieur de ce boitier. le palier 45 placé en avant est monté entre le palier à rouleaux coniques 22 et un épaulement annulaire 15b à l'extrémité avant de la rainure clavetée 15a de façon à être en position fixe. La bague intérieure du palier placé en arrière 46 est intercalée entre un épaulement annulaire 15c de l'extrémité arrière de la rainure cannelée 15a et le palier à rouleaux coniques 25, tandis que la bague extérieure de ce palier 46 est intercalée entre un épaulement annulaire 34b sur la surface périphérique intérieure du boitier 34 et un jonc 47 fixé au bottier 34
sur son alésage intérieur.
Comme représenté sur la figure 4,les lames de ressort 44 portent à leur extrémité de base, sur le palier à billes 46 et agissent à leur extrémité libre sur les éléments à friction 42 et 43 par l'intermédiaire d'une plaque de pression annulaire 48. L'alésage intérieur du boîtier 34 présente une portion filetée 34c, située devant les rainures cannelées 34a, sur laquelle une vis de réglage annulaire 49 est vissée dans le boitier 34. Cette vis de réglage 49 permet d'ajuster la capacité du limiteur de couple 33 et est donc utilisée dans l'assemblage de ce limiteur 33 de façon que la vis 49 soit d'abord tournée dans la direction qui la déplace à fond vers les éléments à friction 42 et 43 pour obtenir la compression totale des lames de ressort 44 et, ensuite, elle est tournée dans le sens inverse d'un nombre de tours prédéterminé de façon à ajuster la force-de poussée des lames de ressort 44 à une valeur prédéterminée. La vis de réglage 49 présente des trous 49a dans lesquels il est possible d'introdure de façon amovible un outil tournant ainsi qu'une languette 49b qui coudée qui est introduite dans un perçage 34d prévu dans le boîtier 34 après réglage de la force de
poussée du ressort pour empêcher la rotation de la vis 49.
Pour appliquer de l'huile de lubrification qui doit être introduite dans l'espace inférieur à l'intérieur du carter d'embrayage 14 sur des portions ou des pièces de l'arbre d'embrayage 17 nécessitant une lubrification et se trouvant à un niveau élevé à l'intérieur du carter 14, il est prévu un mécanisme qui sera décrit en détail plus loin. Comme représenté sur la figure 1, l'arbre d'embrayage 17 présente un passage de lubrifiant orienté dans la direction axiale 51 qui communique avec des portions à lubrifier de l'arbre 17 par des perçages radiaux prévus dans cet arbre. Le passage 51 possède une extrémité ouverte sur la face d'extrémité avant de l'arbre d'embrayage 17. Dans la portion d'extrémité avant à l'intérieur du carter 14 on a délimité un passage 52 pour le lubrifiant qui communique par son extrémité supérieure avec l'ouverture d'extrémité du passage pour lubrifiant 51. Le passage 52 comprend une portion annulaire entourant une portion d'extrémité du boîtier du limiteur de couple 34 sur environ 180 degrés, comme représenté en trait discontinu sur la figure 4, et possède une extrémité inférieure qui s'ouvre sur la portion inférieure à l'intérieur du carter 14 au-dessous du bottier 34. La surface périphérique extérieure du bottier cylindrique 34 est formée avec un engrenage de pompage intégré 53 qui fait saillie dans le passage 52 dans la portion annulaire du passage. Il est prévu que l'huile de lubrification remplisse l'intérieur du carter du boitier 14 jusqu'à un niveau tel qu'environ la moitié inférieure de l'arbre d'entrée 15 soit plongée dans l'huile. Le pignon de pompage 53 pompe donc cette huile vers le haut jusque dans le passage de lubrifiant 53 par suite des éclaboussures et
de la force centrifuge dues à la rotation de ce pignon 53.
L'huile de lubrification pompée vers le haut par le pignon 53 est appliquée à partir du passage pour lubrifiant 52 jusque dans le passage pour lubrifiant 51 & travers un filtre 54 qui est installé dans le passage 52 en avant de
l'ouverture d'extrémité du passage pour lubrifiant 51.
Cette huile de lubrification est alors appliquée aux portions ou parties de l'arbre d'embrayage 17 qui doivent être lubrifiées. L'arbre d'entrée 15 comprend un passage pour lubrifiant 55 ayant une ouverture sur la face d'extrémité arrière de l'arbre 15 et communiquant avec les portions ou parties de l'arbre d'entrée à lubrifier telles que les
éléments à friction 42 et 43.
Comme indiqué précédemment, l'ensemble d'embrayage réversible pour moteur marin 13 représenté ici est monté sur un bateau comme repréenté sur la figure 6. Etant donné que l'angle d'inclinaison à donner à l'arbre d'hélice 12
est obtenu par l'ensemble d'embrayage 13 lui-même, c'est-
à-dire par une inclinaison correspondante de l'arbre de sortie 16, le moteur 11 est monté en position horizontale dans la coque. Comme on peut le voir d'après les figures 1 et 2, l'intérieur du carter d'embrayage 14 est presque totalement utilisé sans aucun espace libre important, si bien que l'ensemble d'embrayage 13 est construit de façon compacte et laisse à l'équipage un espace important dans le bateau. Bien qu'il reste un certain espace au-dessous du limiteur de couple 33, cet espace est utilisé dans l'ensemble d'embrayage réversible représenté pour constituer une chemise d'eau 56 qui refroidit l'huile de
lubrification se trouvant à l'intérieur du carter 14.
Sur un bateau, l'ensemble d'embrayage réversible 13 a pour objet de transmettre la puissance du moteur 11 à l'arbre de l'hélice 12 de façon sélective dans une direction de propulsion en avant ou en arrière grâce à un décalage sélectif du cône 30 au moyen d'un levier de commande 41 afin de coupler le pignon de marche avant ou arrière 28 ou 29 de façon sélective à l'arbre d'embrayage 17. De manière classique, le limiteur de couple 33 du type multidisque a pour objet de limiter le couple transmis par son intermédiaire de façon à protéger les éléments de la transmission d'un surcharge de telle manière que si un couple ayant une valeur dépassant une valeur prédéterminée qui correspond à la force de poussée des lames 44 est appliqué, les éléments à friction 42 et 43 patinent de
façon à diminuer le couple.
Quant aux pignons 28, 29, 35,36 et 37 entre deux quelconques des arbres parallèles que constituent l'arbre d'entrée 15, l'arbre d'embrayage 17 et l'arbre d'embrayage 18, on utilise des engrenages droits. Dans l'assemblage d'embrayage représenté, les engrenages droits utilisés sont des engrenages droits hélicoidaux pour réduire le bruit créé par la rotation simultanée des pignons engrenés. Comme pignons coniques pour assurer l'inclinaison-nécessaire vers le bas de l'arbre de sortie 16, on utilise un seul pignon conique 38 qui relie l'arbre de sortie 16 en permanence à l'arbre d'embrayage 17 de façon à être entrainé en rotation avec une vitesse de
rotation réduite par l'arbre d'embrayage.
L'inclinaison nécessaire de l'arbre de sortie 16 peut être également obtenue en formant le petit pignon 32 de l'arbre d'embrayage 17 en forme de pignon conique à la place du grand pignon conique 38 placé sur l'arbre de sortie 16. On préfère cependant, pour faciliter le réglage du jeu entre les pignons 32 et 38 qui engrènent, employer le pignon conique 38 représenté lequel est monté sur
l'arbre de sortie 16 qui ne porte qu'un seul pignon.
Claims (5)
1. Ensemble d'embrayage réversible pour moteur marin adapté pour être monté entre un moteur, fixé dans la portion de poupe de la coque de façon que son extrémité de sortie soit orientée vers la poupe, et un arbre d'hélice orienté vers l'arrière et vers le bas par rapport à la coque, caractérisé en ce que dans un carter d'embrayage de l'ensemble sont tourillonnés un arbre d'entrée horizontal s'étendant vers l'avant à partir du carter, un arbre de sortie incliné s'étendant vers l'arrière et vers le bas à partir du carter, un arbre d'embrayage horizontal et un arbre intermédiaire horizontal, lesdits arbres d'entrée et de
sortie étant disposés de façon que l'extrémité arrière --
dudit arbre d'entrée et l'extrémité avant dudit arbre de sortie soient placées face à face au moins sur une certaine portion, avec entre eux un petit intervalle, ledit arbre d'embrayage étant placé au-dessus desdits arbres d'entrée et de sortie et ledit arbre intermédiaire étant placé à un niveau moyen entre ledit arbre de sortie et ledit arbre d'entrée; et en ce que ledit arbre d'embrayage porte un pignon de marche avant et un pignon de marche arrière montés en roration libre, espacés l'un de l'autre dans la direction avant et dans la direction arrière, un moyen d'embrayage disposé entre lesdits pignons de marche avant et de marche arrière et ayant pour fonction de coupler de façon sélective l'un desdits pignons audit arbre d'embrayage, ainsi qu'un petit pignon tournant en même temps monté fixe sur une portion d'extrémité arrière dudit arbre d'embrayage, ledit pignon de marche avant engrenant avec un pignon d'entraînement, lui-même monté sur l'arbre d'entrée pour être entraîné par cet arbre, et ledit pignon de marche arrière étant connecté pour être entraîné par le pignon d'enrainement au moyen dudit arbre intermédiaire et d'une paire de pignons portés par cet arbre dont l'un engrène avec ledit pignon d'entrainement et dont l'autre engrène avec ledit pignon de marche arrière, et ledit arbre de sortie portant un grand pignon tournant en même temps que lui, l'un parmi le grand pignon et le petit pignon ayant la forme d'un pignon conique de façon que le
grand pignon et le petit pignon s'engrènent ensemble.
2. Ensemble d'embrayage pour moteur marin selon la
revendications 1, caractérisé en ce qu'une cloison
intérieure du carter d'embrayage comprend une portion de cloison support intégrée faisant saillie vers l'intérieur du carter, une portion d'extrémité arrière dudit arbre d'entrée et une portion d'extrémité avant dudit arbre de sortie étant tourillonnées dans ladite cloison support
grâce à des paliers.
3. Ensemble d'embrayage réversible pour moteur marin selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits moyens d'embrayage sont constitués par un cône monté de façon à coulisser sans tourner sur ledit arbre d'embrayage et comprenant des surfaces d'embrayage coniques adaptées pour s'engager avec les surfaces coniques respectives d'embrayage formées sur lesdits pignons de marche avant et de marche arrière; et en ce qu'un boîtier cylindrique creux est monté rotatif sur ledit arbre d'entrée, ledit arbre d'entrée et ledit boîtier supportant respectivement l'un ou l'autre parmi une pluralité d'éléments de friction de façon à constituer un limiteur de couple du type multidisque sur ledit arbre d'entrée, ledit pignon d'entraînement étant usiné intégralement dans ledit boîtier cylindrique sur la
surface périphérique extérieure de ce dernier.
4. Ensemble d'embrayage reversible pour moteur marin selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit boîtier cylidnrique comprend sur sa surface périphérique intérieure une pluralité de rainures cannelées pour supporter ladite autre pluralité d'éléments de friction sur les portions périphériques extérieures de ces éléments, ledit boitier comprenant en outre des ouvertures d'extrémité avant et arrière dont chacune a un diamètre supérieur au diamètre extérieur desdits éléments de friction supportés par ledit boltier et étant montés sur ledit arbre intérieur grâce à une paire de paliers à bille
espacés entre eux dans la direction axiale.
5. Ensemble d'embrayage réversible pour moteur marin selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit arbre d'embrayage est usiné avec un passage pour lubrifiant qui communique avec des portions à lubrifier dudit arbre d'embrayage et qui possède une extrémité ouverte sur la face d'extrémité avant dudit arbre d'embrayage, ledit boîtier cylindrique étant usiné à la surface périphérique extérieure de cette dernière un engrenage de pompage intégré pour pomper l'huile de lubrification depuis l'espace inférieur à l'intérieur du carter d'embrayage et la faire monter jusqu'à l'extrémité ouverte dudit passage pour lubrifiant par un conduit de
lubrifiant qui est délimité à l'intérieur dudit carter.
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