Brevet FR2503814A1 — publié le 19821015

La présente invention concerne un dispositif d'em- brayage, notamment le dispositif d'embrayage principal de véhicules à moteur. On connait déjà, par exemple par la description qui en est faite dans la demande de brevet en R.F.A. DE-OS N0 2 815 971, un dispositif d'embrayage à commande hydraulique constitué par les éléments suivants: un carter, un volant d'inertie solidaire en rotation du vilebrequin du moteur à combustion interne associé, qui constitue en même temps un plateau d'appui, un plateau de poussée, des moyens à ressort pour serrer un disque d'embrayage entre le plateau de poussée et le plateau d'appui, ainsi que des éléments de débrayage, qui peuvent être déplacés par un mécanisme de débrayage actionnable hydrauliquement pour desserrer le disque d'embrayage. Dans ce dispositif, un ensemble cylindre-piston dispose concentriquement prend appui sur un tube situé sur le côté boite de vitesses et agit par l'intermédiaire d' une butée de débrayage sur les languettes élastiques d'un diaphragme-ressort. Un tel agencement nécessite un espace relativement grand dans le sens axial, un grand nombre de pièces et un arbre d'entrée de la boite de vitesses qui sort de celle-ci sur une longueur relativement grande. L'invention a donc pour objet de réaliser un dispo- sitif d'embrayage à commande hydraulique qui ne présente pas les inconvénients de ce dispositif connu. A cet effet, dans le dispositif d'embrayage selon l'invention, celui des plateaux qui est axialement dépla- çable est disposé axialement entre le vilebrequin et l'au- tre plateau et le mécanisme de débrayage comporte un cylin- dre hydraulique solidaire du vilebrequin, avec un piston central, qui actionne les moyens à ressort, est déplaçable dans la direction de l'axe de rotation du dispositif et, avec le cylindre, délimite une chambre de pression. Le mécanisme de débrayage à commande hydraulique é- tant disposé entre le disque d'embrayage et l'extrémité du vilebrequin, côté embrayage, il en résulte d'une part la 2503 814 disparition de la butée de débrayage que possèdent habi- tuellement les dispositifs connus et qui est ici purement et simplement supprimée. Il en résulte d'autre part la dis- parition de la fourchette de débrayage, pièce lourde et com- plexe, et ceci permet un gain de place dans le sens axial. En outre, par suite de la faible distance qui sépare la boi- te de vitesses du disque d'embrayage, la partie de l'arbre d'entrée qui dépasse de celle-ci peut être suffisamment courte pour que le palier pilote dans lequel elle tourne habituellement puisse être purement et simplement supprimé. Dans une forme d'exécution avantageuse de l'inven- tion, le piston a la forme d'une cuvette dont le fond déli- mite la chambre de pression et dont la paroi périphérique cylindrique est déplaçable dans une ouverture cylindrique du cylindre hydraulique, des moyens d'étanchéité étant in- terposés entre la dite paroi et la face interne de celle qui délimite la dite ouverture. La chambre de pression se trouve sur le côté du piston qui est tourné vers le vile- brequin. On peut alors faire agir le fluide hydraulique sur 1- piston à partir du vilebrequin, ce qui, du fait de la suppression de conduites d'amenée, est avantageux, notam- ment du point de vue de l'entretien. Il est cependant parfaitement possible de faire agir le fluide hydraulique depuis le côté disque d'embrayage, 1' arbre de la boite de vitesses étant alors de préférence mu- ni d'un alésage longitudinal. Dans ce cas, il faut toute- fois assurer l'étanchéité entre l'arbre d'entrée de la boi- te et un élément qui tourne avec le vilebrequin. Il est particulièrement avantageux que le piston soit guidé de façon étanche dans un élément en forme de cu- vette, lequel permet, grice à un tronçon de tube venu de fa- brication avec lui, sur le côté tourné vers l'axe du dispo- sitif, la fixation d'un joint d'étanchéité pour l'arbre d' entrée de la boite de vitesses, tout en servant de guidage supplémentaire pour le piston. Lorsque le fluide hydraulilque agissant sur le piston arrive par le côté vilebrequin, le dit piston peut être gui- 2503 814 dé directement dans un cylindre dont la paroi ne forme qu' une seule pièce avec le carter. Dans les deux formes de construction possibles, le piston est muni de bras radiaux venus de fabrication, qui agissent, soit directement sur le diaphragme-ressort ou le ressort tronconique, soit par l'intermédiairement d'éléments de débrayage sur le plateau de poussée. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l' aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes d'exécution de ce dispositif: Fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'un dis- positif d'embrayage à friction, dans lequel le fluide hy- draulique agissant sur le piston arrive par le côté vile- brequin; Fig. 2 est une vue en coupe longitudinale d'une for- me d'exécution dans laquelle le fluide agissant sur le pis- ton arrive par le côté boite de vitesses; Fig. 3 est une vue en coupe transversale partielle, suivant III-III de fig. 2; Fig. 4 est une vue en coupe longitudinale d'un dis- positif d'embrayage analogue à celui de fig. 1, mais plus court dans le sens axial. Dans le dispositif d'embrayage à friction représenté à la figure 1, le carter 1 est boulonné directement sur le vilebrequin 2 d'un moteur à combustion interne (non repré- senté). Le carter 1 est assemblé avec le volant d'inertie 3, qui constitue en même temps le plateau d'appui du dispo- sitif. Entre le carter-l et le volant 3, le plateau de pous- sée est monté, solidaire en rotation mais axialement dépla- çable, au moyen de ressorts-lames radiaux 36. Il est solli- cité par un diaphragme-ressort 33 en direction du volant 3. Entre te dernier et le plateau de poussée 4 est monté un disque d'embrayage désigné par la référence générale 5, qui est muni par exemple de moyens connus pour amortir les os- cillations de torsion (rotation relative). Le diaphragme- ressort est muni de languettes élastiques 34, qui s'éten- 2503 814 dent radialement de la périphérie vers le centre et ser- vent à transmettre le mouvement de débrayage. Lorsque le moteur tourne, toutes ces pièces sont aussi entraînées en rotation autour d'un axe commun 11. Le mécanisme de débray- age est constitué par un piston 24, qui coulisse axialement dans une enceinte cylindrique 30 et qui est également dis- posé concentriquement à l'axe de rotation Il. En l'occur- rence, l'enceinte cylindrique 30 est formée par une partie du carter 1, qui a une forme tubulaire et s'étend axiale- ment devant le vilebrequin 2, en direction du disque d'em- brayage 5, en entourant le piston 24. L'étanchéité entre ce dernier et la partie tubulaire 30 est assurée par un joint 26. Le piston 24 présente à son extrémité tournée vers le disque d'embrayage î des bras 35 repliés radialement vers l'extérieur, qui s'appuient contre la face des languettes 34 qui est tournée vers le vilebrequin 2. Le fluide hydrau- lique qui agit sur le piston 24 arrive par un alésage lon- gitudinal 8 forme dans le vilebrequin 2 jusque dans la cham- bre de pression 17, o il exerce sa pression sur le fond 25 du piston. Sur le vilebrequin 2 est fixé en outre un 4- lément 10 en forme de cuvette, dont la paroi cylindrique 1. entoure le piston 24 concentriquement à l'axe de rotation 11, les bras M du piston 24 s'étendant à travers des ou- vertures 32 ménagées dans la paroi 13. L'élément 10 en for- me de cuvette a son fond 14 muni d'une cheminée centrale , qui s'étend depuis celui-ci, près du disque d'embrayage , vers le vilebrequin 2. On peut monter à l'intérieur de cette cheminée 15 le palier pilote 16 pour l'arbre d'entrée 12 de la botte de vitesses. Ce palier 16 peut normalement être supprimé, l'arbre d'entrée 12 pouvant tourillonner dans un palier du carter de la botte de vitesses, immédiatement en arrière du disque d'embrayage 5. Le mécanisme de débraya- ge 7 est donc entièrement concentrique a l'axe de rotation Il et il tourne avec le vilebrequin 2, sur lequel il est monté. Le dispositif d'embrayage qui vient d'être décrit fonctionne de la manière suivante: 2503 8 14 En amenant un fluide sous pression dans l'alésage longitudinal 8 du vilebrequin 2, il est possible d'exercer une pression sur la face du fond 25 du piston 24 qui est tournée vers le vilebrequin. Cette pression déplace le pis- ton 24 en direction du disque d'embrayage 5 et les bras radiaux 35, en repoussant l'extrémité libre des languettes 34 du diaphragme-ressort 33, font basculer celui-ci autour de ses points d'attache sur le carter 1, de sorte qu'il é- carte le plateau de poussée 4 du disque d'embrayage 5 et que ce dernier cesse d'être en contact frottant avec lui et avec le plateau d'appui constitué par le volant 3. Le dispositif d'embrayage se trouve alors à l'état débrayé. Une diminution de la pression de fluide dans la chambre 17 provoque le processus inverse et fait passer le dispositif à l'état embrayé. Il est évidemment parfaitement possible d'amener le fluide hydraulique d'actionnement du dispositif d'embraya- ge par un alésage longitudinal de l'arbre d'entrée 12 de la boite de vitesses, mais il faut alors que cet arbre 12 traverse le fond 25 du piston et que son passage soit étan- che. La figure 2 montre en coupe longitudinale partielle une forme d'exécution dans laquelle l'amenée du fluide hy- draulique s'effectue par un alésage longitudinal 9 dans l' arbre d'entrée 12. Ici aussi, le carter 1 est fixé sur le vilebrequin 2 et assemblé evec le volant 3. Dans ce carter 1 est guidé axialement le plateau de poussée 4, qui est so- lidaire en rotation de l'ensemble.çt qui est sollicité en direction du volant 2 par un ressort tronconique 6. Entre le plateau 4 et le volant 2 est monté un disque d'embraya- ge 5 connu en soi. Le moyeu de ce disque 5, comme d'ail- leurs à la figure 1, est rendu solidaire en rotation de I' arbre d'entrée 12 de la boite de vitesses par des cannelu- res. Le mécanisme de débrayage est constitué en l'occurren- ce par un élément 10, qui, pour l'essentiel, a la forme d' une cuvette dont la paroi périphérique 13 s'étend en direc- tion du vilebrequin et est boulonnée, soit sur celui-ci, 2503 814 soit sur la carter 1. Le fond 14 de l'élément 10, qui s' étend dans la zone du disque d'embrayage 5, forme dans sa partie centrale une cheminée 15, qui, dans cette forme d' exécution aussi, s'étend concentriquement à l'axe de rota- tion Il en direction du vilebrequin 2. Cette cheminée 15 présente sur sa face interne un joint 23, qui assure-lé- tanchéité du passage de l'arbre d'entrée 12 de la boite de vitesses. Il est possible aussi de loger un palier pilote 16 entre l'arbre 12 et la cheminée 15. Le piston 18 est guidé axialement dans l'enceinte cylindrique 29, avec in- terposition d'un joint d'étanchéité 31 entre sa paroi pé- riphérique 19 et celle 13 de la dite enceinte. Le fond 20 du piston 18 est parallèle à celui 14 de l'élément en for- me de cuvette 10 et il est en outre guidé par une partie annulaire 28 qu'il présente sur la cheminée 15 Pour éta- blir la communication entre la chambre de pression 17 et l'alésage longitudinal 92 de l'arbre 12, il est prévu dans la partie annulaire 28 des rainures axiales 22 particuliè- rement visibles à la figure 3. La partie annulaire 28 est suivie par une partie radiale centrale 27, de sorte que la chambre de pression 17 est fermée hermétiquement de tous côtés. A son extrémité tournée vers le vilebrequin, le pis- ton 18 est muni de bras radiaux 21 qui, depuis sa paroi pé- riphérique 13, s'étendent vers l'extérieur et prennent ap- pui sur le bord intérieur du ressort tronconique 6, côté disque d'embrayage. Pour leur passage, la paroi périphéri- que 13 de la cuvette 10 présente des ouvertures 32. Le dispositif d'embrayage qui vient d'être décrit fonctionne de la manière suivante: Pour débrayer, on introduit par l'alésage longitudi- nal 9 de l'arbre d'entrée 12 du fluide sous pression dans la chambre 17, afin de repousser le piston 18 en direction du vilebrequin 2. Les bras 21 du piston repoussent alors le centre du ressort 6, qui permet au plateau de s'écarter du volant et libère ainsi le disque d'embrayage 5. Une di- minution de pression dans la chambre 17 produit le proces- sus inverse. 2503 81 4 La figure 4 montre une forme d'exécution moins com- plexe que celle décrite en référence à la figure 1 et qui présente l'avantage d'un plus faible encombrement dans le sens axial. L'élément 10 et, par conséquent le palier pilo- te 16 ont été purement et simplement supprimés. Ce dernier n'est d'ailleurs pas nécessaire, car le disque d'embrayage , calé par son moyeu sur l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, est si près de cette dernière que le palier de l'arbre dans le carter de la boite se trouve tout contre l'endroit o est monté le disque. Pour le reste, il n'y a pas de différences de construction et de fonctionnement en- tre les deux formes d'exécution, de sorte qu'une répétition est inutile. On obtient de toute façon avec l'une et l'au- tre une construction plus légère, un nombre de pièces plus petit et un plus faible encombrement axial que dans les dispositifs connus, avec en outre la suppression des élé- ments de ces derniers qui tournaient les uns relativement aux autres et étaient soumis à la force de débrayage. 2503 814 - REVENDICATIONS - 1.- Dispositif d'embrayage A friction# notamment pour véhicules A moteur, comportant deux plateaux (3, 4) solidaires en rotation du vilebrequin (2) d'un moteur A combustion interne, dont le premierou plateau d'appui (3), est immobilisé axialement et dont le second, ou plateau de poussée (4) est axialement déplaçable, un disque d'em- brayage (5), solidaire en rotation de l'arbre d'entrée (12) d'une boite de vitesses, mais axialement déplaçable sur cet arbre, entre les deux plateaux, des moyens à ressort (6; 33,34) qui sollicitent le plateau mobile vers le pla- teau fixe et un mécanisme hydraulique (18,19; 24,30), qui écarte le plateau mobile du plateau fixe contre la force des moyens A ressort, caractérisé en ce que le plateau de poussée axialement déplaçable (4) est disposé, dans le sens axial, entre le vilebrequin (2) et le plateau d'appui (3) et en ce que le mécanisme de débrayage (19,29; 24,30) com- porte un cylindre hydraulique (29; 30) solidaire du vile- brequin (2), avec un piston central (18; 24), qui actionne les moyens A ressort (6; 33,34), est déplaçable dans la di- rection de l'axe de rotation (11) du dispositif et, avec le cylindre (29; 30) délimite une chambre de pression (17). 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que le plateau d'appui (3) est monté sur le vile- brequin (2) au moyen d'un carter (1), qui maintient les moy- ens A ressort (6; 33,34) entre lui et le plateau de pous- sée (4). 3.- Dispositif selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que le piston (18; 24) a la forme d'une cuvette, dont le fond (20; 25) délimite la chambre de pression (17' dans le sens axial et dont la paroi périphérique cylindri- que est déplaçable dans une enceinte cylindrique du cylin- dre hydraulique (29; 30) et en ce qu'il est prévu des moy- ens d'étanchéité entre cette paroi et la paroi cylindrique de cette enceinte. 4.- Dispositif selon la revendication 3, caractéri- sé en ce que la chambre de pression (17) est située sur le 2 503 81!4 côté du piston (24) tourné vers le vilebrequin. 5.- Dispositif selon la revendication 4, caractéri- sé en ce que le vilebrequin (2) comporte un canal (8) qui débouche dans la chambre de pression (17) et par lequel arrive le fluide sous pression. 6.- Dispositif selon la revendication 4, caractéri- sé en ce que l'enceinte cylindrique est formée par un pro- longement tubulaire du carter d'embrayage (1). 7.- Dispositif selon la revendication 6, caractéri- sé en ce que le prolongement tubulaire ne forme qu'une seu- le pièce avec le carter (1). 8.- Dispositif selon la revendication 3, caractéri- sé en ce que la chambre de pression (17) est située sur le côté du piston (18) qui est tourné vers la boîte de vites- ses. - 9.- Dispositif selon la revendication 8, caractéri- sé en ce que l'arbre d'entrée (12) de la boite de vitesses comporte un canal (9) qui débouche dans la chambre de pres- sion (17) et par lequel arrive le fluide sous pression. 10.- Dispositif selon la revendication 8, caractéri- sé en ce que l'enceinte cylindrique est formée dans une cu- vette (10) ouvrant en direction du vilebrequin (2), dont la paroi périphérique (13) est fixée à ce dernier ou au carter. 11.- Dispositif selon la revendication 10, caractéri- sé en ce que la cuvette (10) présente un fond (14) dont I' axe se confond avec l'axe de rotation (11) du dispositif et qui se prolonge par une cheminée (15) et en ce qu'il est prévu un joint (23) pour assurer l'étanchéité entre la che- minée (15) et l'arbre d'entrée (12) de la boite de vitesses. 12.- Dispositif selon la revendication 11, caractéri- sé en ce que la cheminée (15) s'étend en direction du pis- ton (18i, en ce que ce dernier coulisse sur la cheminée (15) par une partie annulaire (28) qui l'entoure et en ce que cette dernière et/ou la cheminée (18) présentent des rainu- res axiales pour l'amenée du fluide sous pression. 13.- Dispositif selon la revendication 3, caractéri- sé en ce que la cuvette qui forme le piston (18; 24) s'é- 2503 8 14 tend radialement vers l'extérieur pour former une bride ou des bras (35) qui prennent appui contre les moyens à res- sort (6; 33,34) ou contre les organes d'actionnement (34) de ces moyens. 14.- Dispositif selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que le plateau d'appui (3) est conformé en volant d'inertie.