Un embrayage à cames est un type de roulement à éléments roulants qui tourne librement dans un sens et se verrouille en place lorsqu’il est tourné dans le sens opposé. Cet embrayage utilise des rouleaux sprag à ressort qui permettent à un élément de tourner en roue libre autour de l’autre jusqu’à ce que la direction soit inversée. Un embrayage à cames est souvent utilisé dans la transmission de changement de vitesse automatique d’un véhicule à moteur. Il est également utilisé dans divers types d’applications d’hélicoptère, de motocyclette et de levage. Les embrayages à cames sont parfois utilisés comme dispositif d’arrêt dans certains types de systèmes de convoyage.
Un embrayage à cames a l’apparence générale d’un roulement à rouleaux, mais ne fonctionne que comme un seul dans un seul sens. Lorsqu’il est tourné dans la direction opposée, il fonctionne comme un embrayage plutôt que comme un roulement. Lorsqu’un couple inverse est appliqué, les galets d’entraînement situés entre les deux éléments s’inclinent légèrement pour se verrouiller en position et arrêter instantanément la rotation du deuxième élément. Les galets d’entraînement de cet appareil sont à ressort pour empêcher le jeu de se produire pendant les opérations d’embrayage.
Les constructeurs automobiles utilisent parfois un embrayage à cames dans les transmissions automatiques pour assurer un changement de vitesse en douceur lorsqu’un véhicule est sous charge. Dans cette application, un embrayage séparé est utilisé pour préparer la transmission au changement de vitesse en l’empêchant de tourner plus vite que la vitesse actuellement engagée. Au cours de ce processus, le couple est libéré de l’embrayage à cames pour permettre à la transmission de tourner de manière contrôlée mais en roue libre. Pour terminer le changement de vitesse, le rapport supérieur est alors engagé en faisant passer le cames en son embrayage ou en mode de conduite lorsque le couple est réappliqué. L’ensemble du processus est ensuite répété pour chaque changement de vitesse successif.
Ces dispositifs sont parfois utilisés pour transférer le couple du moteur d’un hélicoptère vers son rotor principal. En cas de panne moteur, ce type d’embrayage permettra au rotor de passer en auto-rotation en continuant à tourner plus vite que le moteur ne tourne. De nombreux types de motos utilisent également un embrayage à cames comme mécanisme d’entraînement principal entre le moteur et la roue arrière. L’utilisation de ce type d’embrayage permet à la roue arrière de conserver une adhérence avec la chaussée lors de manœuvres de rétrogradation rapide. Les embrayages à cames sont également utilisés comme antiretour dans de nombreux types d’équipements de levage industriels pour éviter que leur charge ne tombe en cas de défaillance mécanique catastrophique.
Un embrayage à cames entre également en jeu comme mécanisme d’arrêt dans les convoyeurs inclinés. Les convoyeurs chargés fonctionnant dans une position inclinée tentent fréquemment de reculer lorsque le mécanisme d’entraînement est arrêté. Dans cette application, l’élément extérieur se fixe au convoyeur au moyen d’un bras de torsion. L’élément intérieur de l’embrayage tourne alors librement avec le mouvement vers l’avant du convoyeur. Si le convoyeur tente de reculer, les rouleaux à cames sont engagés et le mouvement est interrompu.