FR2704187A1 - Embrayage à friction comportant un mécanisme de freinage. - Google Patents
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Abstract
Un embrayage à friction comprend un premier manchon (17) relié à un arbre d'entraînement (14) et un deuxième manchon (16) relié à un arbre entraîné (15), des disques de friction (18, 19) pouvant être basculés entre un état d'embrayage et un état de débrayage, et un piston (20) mobile entre une première position afin de placer les disques (18, 19) dans l'état d'embrayage, et une deuxième position afin de placer les disques (18, 19) dans l'état de débrayage. L'embrayage comporte en outre un mécanisme de freinage (B) destiné à freiner la rotation de l'arbre (15) lorsque les disques (18, 19) sont dans l'état de débrayage, un premier élément de freinage (26) relié de manière opérationnelle au piston (20), et un deuxième élément de freinage (24) destiné à venir en contact avec le premier élément (26) lorsque le piston (20) est déplacé vers la deuxième position. Le deuxième élément (24) peut tourner sur une plage prédéterminée avec le premier élément (26).
Description
EMBRAYAGE A FRICTION COMPORTANT UN MECANISME
DE FREINAGE
La présente invention se rapporte à un embrayage à friction monté dans un carter de transmission ou équivalent et disposé entre un arbre d'entraînement destiné à recevoir la puissance du moteur et un arbre entraîné destiné à recevoir la puissance provenant de l'arbre d'entraînement et à transmettre la puissance à un arbre de prise de force, et plus particulièrement à un embrayage à friction ayant un mécanisme de freinage destiné à empêcher une
rotation par inertie de l'arbre entraîné.
Un embrayage à friction conventionnel, plus particulièrement un embrayage à friction pouvant être actionné hydrauliquement, utilisé dans un tracteur ou équivalent, comprend un premier manchon relié à un arbre d'entraînement, un deuxième manchon relié à un arbre entraîné, et un ensemble de disque de friction ayant plusieurs disques de friction montés entre le premier manchon et le deuxième manchon. L'ensemble de disque de friction peut être basculé entre un état d'embrayage afin de permettre la transmission de puissance entre le premier manchon et le deuxième manchon, et un état de débrayage afin d'interrompre la transmission de puissance. L'embrayage à friction comporte en outre un piston d'embrayage mobile entre une première position afin de placer l'ensemble de disque de friction dans l'état d'embrayage, et une deuxième position afin de placer l'ensemble de disque
de friction dans l'état de débrayage.
Il est nécessaire d'empêcher la rotation par inertie apparaissant dans ce type d'embrayage a friction actionné hydrauliquement afin d'éviter l'inconvénient d'un outil de travail externe qui continue à tourner par inertie lorsque l'embrayage hydraulique est désengagé. Dans ce but, des propositions ont été faites dans le brevet U.S. numéro 4.751.989 et la publication de brevet européen numéro 0 389 957 afin de procurer un mécanisme de freinage à l'embrayage à friction. Ce mécanisme de freinage utilise un ressort de rappel agissant dans une direction de désengagement de l'embrayage, qui appuie un élément du côté entraîné de l'embrayage contre un élément fixe sur le carter de transmission, afin de
freiner ainsi l'embrayage.
La construction antérieure destinée à presser l'élément du côté entraîné contre l'élément fixe afin de freiner l'embrayage est capable d'arrêter la rotation par inertie indiquée ci-dessus. Toutefois, le
côté entraîné de l'embrayage est bloqué en rotation.
Normalement, ce type d'embrayage est maintenu dans un état désengagé lorsque le moteur est arrêté, avec pour
résultat que le côté entraîné est maintenu non rotatif.
Lorsque, par exemple, un mécanisme de boîte de vitesse est disposé en aval de l'embrayage hydraulique, une opération de changement de vitesse peut être impossible tant que le mécanisme de freinage est en fonctionnement. En outre, lorsqu'un outil de travail externe est relié au tracteur, des saillies d'engagement formées de manière circonférentielle à intervalles choisis sur un arbre de prise de force peuvent être déphasées par rapport à des renfoncements d'engagement formés dans un arbre d'entrée de force de l'outil de travail. La construction d'embrayage antérieur ci-dessus gêne une action d'engagement des
saillies et des renfoncements dans une telle situation.
Par ailleurs, il est impossible d'engager les saillies et renfoncements si l'outil de travail raccordé est du type ayant une section d'entrée de force qui ne peut pas tourner par rapport à l'arbre de prise de force
lorsque l'outil de travail est en contact avec le sol.
Le but de la présente invention est de procurer un embrayage à friction destiné à permettre à un arbre de prise de force de tourner sur une plage prédéterminée même lorsqu'un frein est actionné pour
empêcher une rotation par inertie.
Le but ci-dessus est atteint, selon la présente invention, grâce à un embrayage à friction comportant un mécanisme de freinage destiné à freiner la rotation d'un arbre entraîné lorsque des disques de friction sont dans un état d'embrayage, le mécanisme de freinage comprenant un premier élément de freinage relié de manière opérationnelle à un piston d'embrayage, et un deuxième élément de freinage destiné à venir en contact avec le premier élément de freinage lorsque le piston d'embrayage est déplacé vers une position de désengagement de l'embrayage, le deuxième élément de freinage pouvant tourner sur une plage
prédéterminée avec le premier élément de freinage.
Lorsque le conducteur effectue une opération de désengagement de l'embrayage à friction ci-dessus, le piston d'embrayage se déplace vers la position de débrayage. Avec ce mouvement du piston d'embrayage, le premier élément de freinage tournant avec le piston d'embrayage est pressé contre le deuxième élément de freinage, les deux éléments de freinage étant ainsi reliés rigidement l'un à l'autre. Du fait que le deuxième élément de freinage tourne uniquement sur une plage prédéterminée, l'arbre entraîné arrête de tourner par inertie dans le sens de rotation d'entraînement du moteur. Du fait que le deuxième élément de freinage peut tourner sur la plage prédéterminée, l'arbre de prise de force peut être entraîné en rotation sur un angle prédéterminé lorsque le mécanisme de freinage est en fonctionnement. Ceci permet à un outil de travail externe d'être relié facilement à l'arbre de prise de force. Ainsi, une rotation par inertie de l'arbre entraîné et de l'outil de travail externe peut être arrêtée de façon fiable lorsque l'embrayage à friction actionné hydrauliquement est désengagé. L'outil de travail peut être relié à l'arbre de prise de force en douceur lorsque le mécanisme de freinage est en
fonctionnement.
D'autres caractéristiques et avantages de
l'invention apparaîtront à la lecture de la description
d'une forme de réalisation préférée illustrée par les
dessins annexes.
La figure 1 est une vue de côté d'un tracteur agricole. La figure 2 est une vue schématique d'un
système de transmission.
La figure 3 est une vue de dessus en coupe
d'un embrayage hydraulique et de composants associés.
La figure 4 est une vue de face d'un deuxième
élément de freinage.
La figure 5 est une vue de côté d'une soupape hydraulique. Les figures 6a, 6b et 6c sont des vues explicatives du fonctionnement de la soupape hydraulique. La figure 7 est une vue schématique d'un
circuit hydraulique.
La figure 8 est une vue représentant une
structure de liaison.
La figure 9 est une vue de face d'un levier
de commande.
La figure 10 est une vue de dessus d'un guide
de levier.
La figure 11 est une vue de côté en coupe
d'un embrayage hydraulique modifié.
La figure 12 est une vue de face d'un deuxième élément de freinage représenté sur la figure 11. Une forme de réalisation de la présente
invention va être décrite en se référant aux dessins.
La figure 1 représente une vue de côté d'un tracteur agricole et la figure 2 un système de transmission de celui-ci. Le système de transmission comprend un système propulseur et un système de prise de force. Le système propulseur transmet la puissance d'un moteur 1 à un mécanisme de changement de vitesse principal 4 en passant par un embrayage principal 2 et un arbre tubulaire 3. La puissance est ensuite transmise à un différentiel arrière 7 par l'intermédiaire d'un embrayage pouvant être actionné hydrauliquement 5 afin de permettre des opérations de changement de vitesse et par l'intermédiaire d'un mécanisme de changement de vitesse auxiliaire 6, et également à un différentiel avant (non représenté) par l'intermédiaire d'un arbre de transmission 8. Le système de prise de force transmet la puissance du moteur 1 à un arbre de prise de force arrière 11 par l'intermédiaire d'un premier mécanisme de réduction à engrenage 9, d'un embrayage hydraulique du type à friction multidisques C et d'un deuxième mécanisme de réduction à engrenage 10, et de manière sélective à un arbre de prise de force intermédiaire 13 au moyen d'un
mécanisme de commutation 12.
L'embrayage hydraulique du type à friction multidisques C et une structure de commande de celui-ci
vont ensuite être décrits.
L'embrayage hydraulique C est monté entre un arbre d'entraînement 14 destiné à recevoir la puissance du moteur 1 et un arbre entraîné de prise de force 15 disposé coaxialement à et pouvant tourner par rapport à l'arbre d'entraînement 14. L'embrayage hydraulique C comprend un deuxième manchon 16 ayant une structure de tube double et monté au moyen de cannelures sur l'arbre entraîné 15 afin de tourner avec celui- ci. Le deuxième manchon 16 comprend un tube interne 16a et un tube
externe 16b définissant un espace tubulaire entre eux.
Cet espace reçoit un premier manchon 17 fixé à une extrémité de l'arbre d'entraînement 14 afin de tourner avec celui-ci. Des disques de friction d'entraînement 18 et des disques de friction entraînés 19 sont disposés de manière alternée entre le premier manchon 17 et le tube externe 16b. Les disques d'entraînement 18 sont bloqués sur le premier manchon 17 alors que les disques entraînés 19 sont bloqués sur le tube externe 16b. Un piston hydraulique 20 est monté de façon axialement coulissante dans une zone au fond de l'espace tubulaire. Le piston 20 est rappelé vers une position de débrayage vers l'intérieur par un ressort hélicoïdal 21 monté entre le premier manchon 17 et le tube interne 16a. Une soupape hydraulique V peut être actionnée afin d'envoyer de l'huile sous pression destinée à actionner le piston 20 à l'encontre de la force de rappel du ressort hélicoïdal 21. Avec l'huile sous pression envoyée, le piston 20 pousse les disques de friction 18 et 19 afin d'engager l'embrayage C. L'extrémité du ressort hélicoïdal 21 éloignée du piston est supportée par une rondelle 23 fixée en position par un anneau de retenue 22. Le ressort hélicoïdal 21 monté à l'intérieur de cette manière facilite une opération d'assemblage. Un roulement 56 est monté sur une extrémité libre du tube interne entrainé 16a. Ce roulement 56 supporte le premier manchon d'entraînement 17. Lorsque le piston hydraulique 20 est repousse vers la position de débrayage par le ressort hélicoïdal 21, un premier élément de freinage 26 sous la forme d'une plaque annulaire et pouvant tourner avec le piston 20 est déplacé par la force de rappel de débrayage en contact de pression avec un deuxième élément de freinage 24 afin d'appliquer une force de freinage. Cette structure procure un mécanisme de
freinage B destiné à empêcher la rotation par inertie.
Le deuxième élément de freinage 24 définit une saillie d'engagement 24a destinée à venir en contact avec une partie fixe 25a d'un carter de transmission 25 afin d'empêcher la rotation par inertie dans un sens correspondant à un sens d'entraînement du moteur 1, et afin de permettre la rotation sur une plage angulaire prédéterminée inférieure à 360 degrés dans le sens opposé. Plus spécialement, le deuxième élément de freinage 24 sous la forme d'une plaque annulaire est monté de façon rotative sur le deuxième manchon 16. Le premier élément de freinage 26 est disposé axialement à la suite du deuxième élément de freinage 24, également sur le deuxième manchon 16. Le premier élément de freinage 26 possède des doigts 27 vissés dessus et s'étendant axialement par rapport à l'arbre entraîné 15 à travers le deuxième manchon 16 afin de pouvoir coulisser par rapport à ce dernier. Une extrémité de chaque doigt 27 est fixée dans le piston hydraulique 20. Ainsi, le premier élément de freinage 26 peut tourner avec le deuxième manchon 16 et peut coulisser axialement avec le piston 20. Lorsque l'embrayage C est désengagé, le ressort hélicoïdal 21 force le premier élément de freinage 26 et le deuxième élément de freinage 24 en contact de pression face à face l'un
avec l'autre afin de fonctionner en tant que frein.
Comme cela est représenté sur la figure 4, la saillie d'engagement 24a a une faible longueur circonférentielle et, avec rotation du deuxième élément de freinage 24 dans le sens d'entraînement du moteur 1, vient en contact avec la partie fixe 25a formée sur une paroi interne du carter de transmission 25, de façon à empêcher une rotation supplémentaire du deuxième élément de freinage 24. Cet élément de freinage 24 peut être entraîné manuellement en rotation sur 340 degrés dans le sens opposé au sens d'entraînement lorsque l'embrayage C est désengagé. Le deuxième mécanisme de réduction à engrenage 10 procure un rapport de réduction 12/30, l'arbre de prise de force arrière 11 pouvant ainsi tourner sur 136 degrés. Cette caractéristique permet à un outil de travail externe
d'être relié facilement à l'arbre de prise de force 11.
Des détails de la soupape hydraulique V vont
ensuite être décrits.
Comme cela est représenté sur les figures 3 et 5, la soupape hydraulique V possède un corps de soupape 29 monté dans un alésage 28 formé dans une paroi latérale du carter de transmission 25, avec des brides minces 30 de la soupape V boulonnées sur trois supports formés sur une surface externe de la paroi latérale. Un léger espace est formé entre une surface interne de l'alésage 28 et du corps de soupape 29, qui est rempli avec un joint élastique 31. Le corps de soupape 29 comprend une section de commutation de conduite d'huile 32 s'étendant à l'intérieur de la surface externe du carter de transmission 25. Avec cette construction, les brides minces 30, lorsqu'ils sont boulonnés fermement sur les trois supports, absorbent toute déformation interne due aux erreurs dimensionnelles ou équivalents, et le joint élastique 31 absorbe toute déformation du carter de transmission g , la section de commutation de conduite d'huile 32
étant ainsi protégée d'une telle déformation interne.
Le corps de soupape 29 définit un orifice
d'entrée 33 destiné à recevoir l'huile sous pression.
L'huile sous pression est envoyée vers l'embrayage hydraulique C en s'écoulant le long de conduites d'huile s'étendant depuis un clapet antiretour 34 en passant par un tiroir rotatif 35 agissant comme élément de commutation de conduite d'huile, un tube de raccordement 36, un support de roulement 37 et le deuxième manchon 16. Comme cela est représenté sur la figure 5, le corps de soupape 29 comprend une partie renflée massive dans laquelle sont montés le tiroir 35 et le clapet anti- retour 34 et est emmanché à la presse dans le support de roulement 37. Une conduite d'huile
sous pression Li s'étendant depuis le clapet anti-
retour 34 jusqu'au tiroir 35 est sensiblement perpendiculaire à une conduite d'huile d'embrayage L2 s'étendant depuis le tiroir 35 jusqu'au tube de raccordement 36. Ces conduites d'huile Ll et L2 se trouvent dans le même plan s'étendant radialement par rapport au tiroir 35. Les conduites d'huile L1 et L2 peuvent être réalisées facilement en perçant la partie renflée massive dans des sens opposés en direction d'un axe de tiroir afin de pénétrer dans un alésage de réception de tiroir. Ainsi, un orifice de réservoir T communiquant avec l'intérieur du carter de transmission est défini dans une position opposée à la conduite d'huile d'embrayage L2 à travers le tiroir 35. Le tube de raccordement 36 comprend un tube métallique avec un tube en caoutchouc monté dessus, et est emmanché à la presse dans le corps de soupape 29 et le support de
roulement 37.
Comme cela est représenté sur les figures 6a, 6b et 6c, le tiroir 35 définit une conduite d'huile circonférentielle L3 s'étendant sur sensiblement 90 degrés afin de relier les conduites d'huile L1 et L2 de façon à engager l'embrayage C, et une conduite d'huile diamétrale L4 s'étendant diamétralement depuis une position intermédiaire de la conduite d'huile circonférentielle L3. Comme cela est représenté sur les figures 6a, 6b et 6c et la figure 7, la conduite d'huile Ll est reliée à l'orifice de réservoir T lorsque l'embrayage C est désengage, et à la conduite d'huile d'embrayage L2 lorsque l'embrayage C est engagé. Les conduites d'huile L3 et L4 comprennent des parties rétrécies 38 et 39 respectivement. Ainsi, lors d'une opération de commutation de conduite, la conduite d'huile d'embrayage L2 communique avec la conduite d'huile L1 ou l'orifice de réservoir T par l'intermédiaire de la partie rétrécie 38 ou 39 afin de produire un état semi-embrayé. Un étranglement 40 est disposé en amont du clapet anti-retour 34 afin de
limiter une quantité d'huile délivrée.
Une plaque 41 est fixée à une extrémité du tiroir 35 disposée à l'intérieur du carter de transmission 25 afin de pouvoir tourner avec le tiroir 35. La plaque 41 possède un doigt d'engagement 42, et un ressort hélicoïdal 43 entoure le doigt d'engagement 42 et un doigt fixe 44 formé sur le corps de soupape 29 afin de rappeler la plaque 41 et le tiroir 35 vers une position de débrayage. Lorsque le tiroir 35 est entrainé en rotation vers une position d'engagement d'embrayage, une extrémité de la plaque 41 vient en contact avec le support de roulement 37 afin
d'effectuer un réglage de position.
Une structure de commande de soupape va
maintenant être décrite.
Le tiroir 35 possède un bras de commande 45 fixé sur une extrémité de celui-ci qui dépasse du carter de transmission 25. Le bras de commande 45 est relié par l'intermédiaire d'un câble de commande 48 à un levier de commande 47 disposé sur le côté d'un siège de conducteur 46. Comme cela est représenté sur les figures 8 et 9, le levier de commande 47 est supporté par un cadre F afin de pouvoir pivoter autour d'un axe X de façon à actionner l'embrayage C. Le levier de commande 47 peut également pivoter autour d'un axe Y s'étendant perpendiculairement à l'axe X, et est rappelé par un ressort hélicoïdal 49 dans une direction de pivotement prédéterminée. Le ressort hélicoïdal 49 s'étend en oblique entre une position intermédiaire du levier de commande 47 et un élément d'engagement 50 disposé sous l'axe X, afin d'agir également comme
ressort de basculement sur le levier de commande 47.
Comme cela est représenté sur la figure 10, le cadre F définit une ouverture de guidage 51 destinée à guider le levier de commande 47. L'ouverture de guidage 51 comprend une position d'engagement d'embrayage MARCHE et une position de débrayage ARRET sous la forme de renfoncements d'engagement 53 et 52 respectivement dans lesquels le levier de commande 47 est mobile sous
l'effet de la force de rappel du ressort hélicoïdal 49.
L'ouverture de guidage 51 comprend en outre une partie étagée 54 opposée au renfoncement d'engagement 52 définissant la position de débrayage ARRET. La partie étagée 54 engage le levier de commande 47 au cours de son déplacement vers la position d'engagement d'embrayage MARCHE afin de produire de manière positive un état semi- embrayé. Par conséquent, un engagement
brutal de l'embrayage est évité de façon fiable.
Dans la forme de réalisation précédente, le premier élément de freinage 26 est boulonné sur les doigts 27 emmanchés à la presse dans le piston hydraulique 20. En variante, comme cela est représenté sur les figures 11 et 12, le premier élément de freinage 26 peut être monté sur une partie non circulaire du deuxième manchon 16 afin pouvoir de tourner avec celui-ci et pouvoir être déplacé5 axialement par rapport à celui-ci. Cet élément de freinage 26 peut être poussé par des doigts 27 contre
le deuxième élément de freinage 24.
Claims (7)
1. Embrayage à friction monté dans un carter de transmission (25) ou équivalent et disposé entre un arbre d'entraînement (14) destiné à recevoir la puissance d'un moteur (1) et un arbre entraîné (15) destiné à recevoir la puissance provenant de l'arbre d'entraînement (14) et à transmettre la puissance à un arbre de prise de force (11), ledit embrayage à friction (C) étant caractérisé en ce qu'il comprend: un premier manchon (17) relié audit arbre d'entraînement (14); un deuxième manchon (16) relié audit arbre entraîné (15); des moyens de disque de friction (18, 19) disposés entre ledit premier manchon (17) et ledit deuxième manchon (16), lesdits moyens de disque de friction (18, 19) pouvant être basculés entre un état d'embrayage afin de permettre la transmission de puissance entre ledit premier manchon (17) et ledit deuxième manchon (16), et un état de désengagement d'embrayage afin d'interrompre la transmission de puissance; un piston d'embrayage (20) mobile entre une première position afin de placer lesdits moyens de disque de friction (18, 19) dans ledit état d'engagement d'embrayage, et une deuxième position afin de placer lesdits moyens de disque de friction (18, 19) dans ledit état de désengagement d'embrayage; et un mécanisme de freinage (B) destiné à freiner la rotation dudit arbre entraîné (15) lorsque lesdits moyens de disque de friction (18, 19) sont dans ledit état de désengagement d'embrayage, ledit mécanisme de freinage (B) comprenant: un premier élément de freinage (26) relié de manière opérationnelle audit piston d'embrayage (20); et un deuxième élément de freinage (24) destiné à venir en contact avec ledit premier élément de freinage (26) lorsque ledit piston d'embrayage (20) est déplacé vers ladite deuxième position, ledit deuxième élément de freinage (24) pouvant tourner sur une plage prédéterminée avec ledit premier élément de freinage (26).
2. Embrayage à friction selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit deuxième élément de freinage (24) se présente sous la forme d'une plaque annulaire montée de façon rotative sur ledit deuxième
manchon (16).
3. Embrayage à friction selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit deuxième élément de freinage (24) comprend une saillie (24a) destinée à engager une partie (25a) dudit carter de transmission (25) lorsque ledit deuxième élément de freinage (24) est entraîné en rotation, ledit deuxième élément de freinage (24) pouvant tourner autour dudit deuxième
manchon (16) sur pratiquement 360 degrés.
4. Embrayage à friction selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit premier élément de freinage (26) se présente sous la forme d'une plaque annulaire mobile en contact face à face avec ledit
deuxième élément de freinage (24).
5. Embrayage à friction selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit piston d'embrayage (20) et ledit premier élément de freinage (26) sont interconnectés par plusieurs doigts de liaison (27) disposés de manière circonférentielle sur ledit premier
élément de freinage (26).
6. Embrayage à friction selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit embrayage à friction (C) peut être actionné hydrauliquement, et comporte en outre des moyens de rappel (21) destinés à rappeler ledit piston d'embrayage (20) vers ladite deuxième position, ledit piston d'embrayage (20) pouvant être déplacé hydrauliquement de ladite deuxième position vers ladite première position d'embrayage à l'encontre
d'une force de rappel desdits moyens de rappel (21).
7. Embrayage à friction selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits moyens de rappel (21)
sont constitués par un ressort hélicoïdal.
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