Brevet FR2548301A1 — publié le 19850104

"Embrayage à ressort diaphragme comprimé, avec rattrapage automatique de l'usure dans la région du cercle de pivotement" L'invention se rapporte à un embrayage à friction, en particulier pour véhicules automobiles, comprenant une cloche d'embrayage fixée à un volant d'inertie, un plateau de pression, qui est sollicité axialement vers le volant par un ressort diaphragme, et est disposé mobile en translation axiale mais bloqué dans la direction circonférentielle, le ressort diaphragme s'appuyant contre le plateau de pression dans sa région radialement extérieure et contre la cloche dans sa région moyenne, et présentant, en qualité d'éléments de débrayage, des languettes élastiques qui s'étendent radialement vers l'intérieur, cependant que, pour la fixation et l'appui axial du ressort diaphragme, il est prévu, dans la région moyenne de ce ressort, des éléments d'appui solidaires de la cloche qui traversent le ressort diaphragme en passant à travers des ouvertures correspondantes. Un tel embrayage à friction est connu, par exemple, par le brevet de la R.F.A. 1 775 116. Dans cet embrayage à friction connu, pour éviter le jeu entre le ressort diaphragme et son montage dans la région d'un cercle de pivotement par suite d'usure, il est proposé de soutenir élastiquement l'appui qui est sollicité par une force pendant l'opération de débrayage au moyen d'un ressort, et avec une force suffisante pour que le ressort diaphragme soit serré sans jeu dans cette zone dans tous les états de fonctionnement. Par suite du serrage sans jeu du ressort diaphragme au moyen d'une très grande force élastique, il existe une forte hystérésis entre l'opération d'embrayage et l'opération de débrayage, ce qui signifie qu'il se produit une perte de force de pression entre le plateau de pression et le volant d'inertie.En outre, dans cette application, on doit tenir compte du fait que les écarts de tolérance qui se produisent au moment du rivetage des éléments d'appui doivent être couverts par cette précon trainte élastique, de sorte que, en pratique, on doit prévoir une précontrainte élastique très supérieure à celle qui serait effectivement nécessaire dans certaines circonstances. Le but de la présente invention est d'éviter ces inconvénients introduits par le montage sans jeu d'un ressort diaphragme et de prévoir un rattrapage automatique du jeu qui présente aussi peu que possible d'effets négatifs sur le fonctionnement de l'embrayage à friction. Ce problème est résolu par un embrayage à friction caractérisé en ce que des éléments de compensation sont interposés axialement entre les surfaces de portée des éléments d'appui et le ressort diaphragme et peuvent se déplacer radialement sous l'effet de la force centrifuge et en ce que les éléments de compensation et/ou la fente orientée radialement qui est formée entre les surfaces de portée des élément d'appui et les surfaces de portée du ressort diaphragme ou d'un élément d'appui interposé axialement entre le ressort diaphragme et les éléments de compensation, surfaces de portée qui regardent en sens inverse, présentent une dimension axiale qui se rétrécit avec une forme de coin allant radialement vers l'extérieur. Grâce à l'agencement d'éléments de compensation sollicités par la force centrifuge, qui peuvent se déplacer sensiblement radialement entre le ressort diaphragme et les éléments d'appui sur la surface exempte de charge du ressort diaphragme dans l'état débrayé de l'embrayage, et grâce à une pente appropriée des surfaces d'appui sur lesquelles les éléments de compensation s'appuient, il est possible de réaliser une compensation automatique de l'usure qui n'agit cependant sur le serrage du ressort diaphragme qu'avec une faible composante de force axiale. Les éléments de compensation peuvent présenter ici une forme possédant une symétrie de révolution et, par suite, les tolérances entre les éléments d'appui et le ressort diaphragme sont pratiquement sans effet dans la direction axiale puisque chacun de ces éléments de com pensation possédant une symétrie de révolution peut assurer le rattrapage du jeu dans sa zone de montage indépendamment des autres. Selon une autre caractéristique de l'invention, les éléments de compensation présentent des ouvertures et les éléments d'appui traversent ces ouvertures. Selon une autre caractéristique de l'invention, les éléments d'appui sont munis de surfaces de guidage parallèles entre elles et qui s'étendent radialement, pour coopérer avec les ouvertures des éléments de compensation constituées par des trous allongés qui s'étendent sensiblement radialement. Selon une autre caractéristique de l'invention, sur chaque élément d'appui est guidé un élément de compensation séparé. Selon une autre caractéristique de l'invention, les ouvertures sont constituées par des trous allongés qui s'étendent, dans la direction longitudinale, parallèlement à une ligne radiale qui passe par le centre de gravité de l'élément de compensation et sont montés solidairement en rotation sur les éléments d'appui mais guidés sur ces éléments librement en translation radiale. Selon une autre caractéristique de l'invention, les éléments da compensation sont constitués par des segments de couronne et sont guidés chacun sur plusieurs éléments d'appui communs pour se déplacer radialement, les trous allongés de chaque élément de compensation s'étendant parallèlement entre eux. Selon une autre caractéristique de l'invention, les segments de couronne forment une couronne sensiblement fermée et au moins une de leurs surfaces dirigées axialement forme la surface latérale d'un tronc de cône. Selon une autre caractéristique de l'invention, entre les éléments de compensation et le ressort diaphragme sont interposées axialement des bagues de portée qui sont montées solidairement en rotation mais librement en translation axiale sur les éléments d'appui, et les bagues de portée s'appuient à plat sur les éléments de compensation et portent, sur la face radialement extérieure des éléments d'appui, un bec de portée qui fait saillie vers le ressort diaphragme. Selon une autre caractéristique de l'invention, la surface de portée par laquelle la bague de portée est appuyée contre l'élément de compensation s'étend obliquement à l'axe de rotation de l'embrayage et la surface de portée de l'élément d'appui s'appuie à plat contre llélé- ment de compensation et s'étend perpendiculairement à l'axe de rotation. Selon une autre caractéristique de l'invention, un anneau en fil qui entoure en commun tous les éléments d'appui sur leur côté radialement extérieur est interposé axialement entre les éléments de compensation et le ressort diaphragme. Selon une autre caractéristique de l'invention, la surface de portée des éléments d'appui est inclinée obliquement à l'axe de rotation de l'embrayage et les surfaces des éléments de compensation qui s'appuient contre l'an- neau en fil s'étendent perpendiculairement à l'axe de rotation. Selon une autre caractéristique de l'invention, les éléments d'appui sont fixés à la cloche de l'embrayage. C'est ainsi que, par exemple, les différents éléments de compensation sont réalisés sous la forme de pièces distinctes et munis d'un trou allongé dont les surfaces de guidage parallèles sont guidées avec précision par des contre-surfaces de guidage correspondantes, paralpèles, orientées radialement, prévues sur les éléments d'appui. De cette façon, il est garanti que les surfaces de portée sur les éléments d'appui correspondent toujours de la façon désirée aux contre-surfaces de portée prévues sur les éléments de compensation. Toutefois, on peut éga- lement réaliser sans inconvénients les éléments de compensation sous la forme de plusieurs segments de couronne de même dimension dont chacun encadre au moins deux éléments d'appui voisins et qui sont guidés par rapport à ces derniers dans leur déplacement radial. L'invention est exposée dans la suite à propos d'exemples de réalisation. Sur ces derniers Figures 1 et 2 sont des vues en coupe longitudinale partielle de plateaux de compression munis d'un rattrapage automatique de jeu Figures 3 et 4 sont des vues agrandies représentant les zones de montage du ressort diaphragme dans la région du cercle de pivotement des plateaux de compression selon les figures 2 et 1, respectivement Figure 5 est une vue en coupe de la zone de montage suivant V-V de figure 4 ; et Figures 6 et 7 sont, respectivement, une vue en coupe longitudinale et une vue en élévation d'un plateau de compression comprenant des éléments de compensation en forme de couronne, la coupe longitudinale étant prise suivant VI-VI de figure 7. Sur les figures 1 et 2, on a représenté la moitié supérieure d'un plateau de compression (1) en coupe. Ce plateau est composé de la cloche (2) de l'embrayage, d'un plateau de pression (3), qui est relié solidairement en rotation à la cloche de l'embrayage,par exemple au moyen de lamelles tangentielles (6), mais qui admet un déplacement axial. Entre la cloche (2) de l'embrayage et le plateau de pression (3), est interposé un ressort diaphragme (4) qui est muni de languettes élastiques (5) orientées radialement vers l'intérieur et qui sont d'une seule pièce avec ce ressort. Le ressort diaphragme (4) prend appui sur le plateau de pression (3) au niveau de sa périphérie extérieure et il prend appui sur la cloche (2) de l'embrayage dans une région moyenne de son diamètre.Dans le cas des embrayages à friction du type "comprimé" dans lesquels les languettes élastiques (5) se déplacent vers l'embrayage au cours de la manoeuvre de débrayage, cet appui est prévu sur les deux faces du ressort diaphragme (4). Habituellement, il est prévu, à cet effet, dans la cloche (2) de l'embrayage,à chaque appui, un élément d'appui (8) présenté sous la forme d'une cheville rivée qui reçoit la force de réaction axiale du ressort diaphragme (4). Dans cette construction, il peut être prévu un anneau en fil (9) entre la cloche (2) de l'embrayage et l'élément d'appui (8) sur chaque face du ressort diaphragme (4), mais il peut être prévu une moulure (10) sur la cloche (2) de l'embrayageen remplacement de l'un des anneaux en fil. Une forme de réalisation de ce genre est reproduite sur la figure 2. Sur la figure 1, l'anneau en fil disposé entre le ressort diaphragme (4) et l'élément d'appui (8) est remplacé par un élément (13) à profil de moulure, cette forme de réalisation étant décrite de façon plus détaillée dans la suite. I1 convient d'exposer ce qui suit à propos du principe de fonctionnement d'un embrayage à ressort diaphragme de ce genre décrit sur les figures 1 et 2. L'embrayage complet comprend, en dehors du plateau de compression (1), le disque d'embrayage non représenté et le volant d'inertie. La cloche (2) de l'embrayage est boulonnée rigidement sur le volant d'inertie et tourne avec ce dernier autour de l'axe de rotation (7). Le disque d'embrayage est serré entre le volant et le plateau de pression (3) et, dans l'état embrayé de l'embrayage, le ressort diaphragme (4) prend appui sous l'effet de sa propre force de précontrainte, d'une part, contre le plateau de pression (3) et, d'autre part, contre la moulure (10) de la cloche (2). Pour débrayer l'embrayage et, de cette façon, libérer le disque d'embrayage, on exerce une force sur les languettes élastiques (5) par l'intermédiaire d'un dispositif de débrayage et on fait pivoter ces languettes élastiques (5) vers le plateau de serrage (3).Dans ce mouvement, il se produit au niveau de l'appui du ressort diaphragme (4) sur la cloche, un transfert de portée passant de la moulure (10) à l'élément (13) à profil de moulure ou à l'anneau en fil (9). Au niveau de sa périphérie extérieure, le ressort diaphragme (4) bascule en s'éloignant du volant, en sens inverse de la direction du mouvement des languettes élastiques (5), et permet ainsi au plateau de pression (3) d'agrandir sa distance du volant d'inertie dans une mesure suffisante pour que le disque d'embrayage ne soit plus serré et ne soit plus soumis à un effet de friction. L'opération d'embrayage s'effectue dans le sens de déplacement inverse.Sous l'ef fet du mouvement de pivotement du ressort diaphragme (4) dans la région de son appui sur la cloche (2) de l'em- brayage et également sous l'effet du transfert de portée, il se produit avec le temps une usure de cette région. Ceci signifie que la course de débrayage qu'il est nécessaire de décrire au niveau des languettes élastiques (5) s'agrandit. Pour assurer le rattrapage automatique du jeu dans cette région, les régions d'appui (9) et (13) qui font face aux moulures (10) de la cloche (2) de l'embrayage sont sollicitées par un mécanisme de déplacement axial afin de supprimer automatiquement et sans palier le jeu qui s'est formé. A cet effet, il est prévu, entre chaque élément d'appui (8) et l'élément (9) ou (13) qui est en contact avec le ressort diaphragme (4), un élément de compensation (11) sollicité par la force centrifuge et qui peut se déplacer sensiblement radialement, la configuration de cet élément étant représentée de façon plus précise et à échelle agrandie sur les figures 3 à 5. La figure 3 montre l'une des formes de réalisation possible. L'élément d'appui (8), constitué par une cheville rivée, est ancré rigidement dans la cloche (2) de l'em- brayage. Dans cette cloche (2) est en outre formée une moulure (10) qui représente la portée d'appui du ressort diaphragme (4) sur la cloche. Sur sa face qui est à l'op- posé de la cloche (2), le ressort diaphragme (4) prend appui sur la tête de l'élément d'appui (8) par l'intermédiaire d'un anneau en fil (9) et de l'élément de compensation (11). L'élément d'appui (8) présente, dans ce cas, une surface de portée (15) qui est inclinée sur la perpen diculaire à l'axe de rotation (7i. En face de cette surface, l'anneau en fil (9) définit une autre surface de portée (16) qui s'étend perpendiculairement à l'axe de rotation (7). Ces deux surfaces de portée (15) et (16) délimitent une fente qui se rétrécit radialement vers l'extérieur.C'est dans cette fente qu'est disposé l'élément de compensation (11) qui s'ajuste exactement dans cette fente par ses contre-surfaces de portée (17) et (18). Ainsi que ceci ressort particulièrement clairement de la figure 5, l'élément de compensation (11) est muni d'un trou allongé (19) qui est délimité par deux surfaces de guidage parallèles. Ces surfaces de guidage (20) s'étendent radialement et sont guidées sur des contre-surfaces de guidage (21) de l'élément d'appui (8). Ceci garantit que, dans son déplacement, chacun des éléments de compensation (11) décrit un mouvement exactement radial. Lorsque l'embrayage tourne, tous les éléments de compensation (11) sont sollicités radialement vers l'extérieur par la force centrifuge. Dans l'état débrayé de l'embrayage, l'anneau en fil (9) et l'élément de compensation (11) sont soulagés de toute contrainte de la part du ressort diaphragme (4), puisque ce dernier prend appui sur la moulure (10).L'élément de compensation (11) est donc en mesure de se déplacer radialement vers l'extérieur jusqu'à ce qu'il n'existe plus aucun jeu entre l'élément d'appui (8) et le ressort diaphragme (4). La figure 4 représente en principe la même forme de réalisation mais, ici, l'anneau en fil (9) de la figure 3 est remplacé par un élément (13) à profil de moulure, qui présente un bec (14) destiné à s'appliquer directement contre le ressort diaphragme (4). Dans cette forme de réa- lisation, l'élément d'appui (8) est muni d'une surface de portée (15) qui s'étend perpendiculairement à l'axe de rotation (7) tandis que la surface de portée (16) de l'élément (13) à profil de moulure est inclinée. L'élément de compensation (11) s'ajuste par ses contre-surfaces de portée (17) et (18) dans la fente ainsi formée, qui pos sède une forme conique. Ici également, on obtient, par l'intermédiaire des surfaces de guidage (20) et des contresurfaces de guidage (21), que l'élément de compensation (11) ne peut pas tourner au cours de son déplacement axial. Les avantages de cette construction résident dans le fait que les éléments de compensation (11) ne peuvent exercer sur le montage du ressort diaphragme (4) que de très faibles forces agissant dans la direction axiale, même en présence de vitesses de rotation relativement élevées. De cette façon, d'une part, on obtient un rattrapage irréprochable du jeu et, d'autre part, l'hystérésis de force de l'actionnement de l'embrayage entre la manoeuvre d'embrayage et la manoeuvre de débrayage, est extrêmement réduite. Par ailleurs, les différents éléments de compensation (11) peuvent être conservés entièrement identiques pour tous les types d'embrayages, de sorte que la complication nécessaire pour le rattrapage du jeu est extrêmement réduite. En outre, le fait que le rattrapage du jeu s'effectue séparément sur chaque élément d'appui (8) individuel apporte le grand avantage consistant en ce que les tolérances de montage des éléments d'appui (8) restent absolument sans importance critique en ce qui concerne l'espace axial nécessaire pour le montage du ressort diaphragme (4) et pour l'agencement des différents éléments puisque, en effet, chacun des éléments de compensation s'adapte automatiquement aux conditions de place disponible qui lui sont offertes. Un choix approprié de l'angle formé entre les surfaces de portée et les contre-surfaces de portée donne la possibilité de maintenir les éléments de compensation (11) par auto-blocage dans la position dans laquelle ils se sont placés sous l'effet de la force centrifuge à l'état débrayé de l'embrayage. Ceci assure automatiquement un auto-blocage dans chaque position. Une autre variante est représentée sur les figures 6 et 7. La figure 6 est une vue en coupe d'un plateau de com pression (1) ; la figure 7 est une vue en élévation de ce plateau de compression (1), prise de l'avant. Un plateau de pression (3) est fixé à la cloche (2) de l'embrayage par l'intermédiaire de lamelles (6) de façon connue. Le ressort diaphragme (4) est monté entre la cloche (2) et le plateau de pression (3) par ses languettes élastiques qui sont dirigées radialement vers l'intérieur. Plusieurs éléments d'appui (8) sont fixés dans la cloche (2) de l'embrayage, dans une disposition répartie sur un cercle de diamètre moyen. Dans le cas considéré, on a prévu sur les deux faces du ressort diaphragme (4) et de ses languettes élastiques (5) des anneaux en fil (9) qui représentent le cercle de pivotement. Entre l'anneau en fil intérieur (9) et la tête de l'élément d'appui (8) correspondant, est agencé un élément de compensation (12) dont la forme est visible en particulier sur la figure 7. L'élément de compensation (12) présente la forme d'un segment de couronne circulaire qui est guidé dans la direction radiale sur au moins deux éléments d'appui (8) adjacents. Chaque élément de compensation (12) présente à cet effet au moins deux trous allongés (22) qui s'étendent parallèlement entre eux et s'étendent en outre parallèlement à une ligne (23) qui passe par le centre de gravité (24) de l'élément de compensation (12) et par l'axe de rotation (7) du plateau de compression (1). Ceci garantit que chaque élément de compensation (12) individuel décrira un mouvement de compensation purement radial. - REVENDICATIONS 1.- Embrayage à friction, notamment pour véhicules automobiles, comprenant un volant d'inertie et une cloche d'embrayage (2) fixée au volant d'inertie, un plateau de pression (3) monté solidairement en rotation mais guidé mobile en translation axiale sur le volant d'inertie et/ ou sur la cloche (2) de l'embrayage, un disque de friction interposé axialement entre le volant d'inertie et le plateau de pression (3), un ressort diaphragme (4) présentant sensiblement la forme d'un disque annulaire, qui prend appui sur la cloche (2) de l'embrayage au niveau d'un cercle possédant un premier diamètre et sur le plateau de pression (3) au niveau d'un cercle possédant un deuxième diamètre, qui serre le plateau de pression (3) axialement vers le volant d'inertie avec une précontrainte et présente des languettes élastiques de débrayage (5) qui font saillie radialement vers l'intérieur, ainsi que plusieurs éléments d'appui (8), disposés radialement à l'intérieur de celui des deux cercles qui possède le plus grand diamètre et qui sont décalés les unes par rapport aux autres dans la direction circonférentielle, qui passent à travers des ouvertures du ressort diaphragme (4), sont fixés, d'un côté de la face du ressort diaphragme (4) sollicitée par la précontrainte, sur la cloche (2) de l'embrayage ou sur le plateau de pression (3), selon que c'est l'un ou l'autre de ces deux éléments (2, 3) qui prend appui sur le ressort diaphragme (4) au niveau de celui des deux cercles qui possède le plus petit diamètre, ces éléments d'appui présentant, sur la face du ressort diaphragme (4) qui est dépourvue de précontrainte, une surface de portée (15) qui regarde vers le ressort diaphragme (4), embrayage caractérisé en ce que des éléments de compensation (11, 12) sont interposés axialement entre les surfaces de portée (15) des éléments d'appui (8) et le ressort diaphragme (4) et peuvent se déplacer radialement sous l'effet de la force centrifuge et en ce que les éléments de compensation (11, 12) et/ou la fente orientée radialement qui est formée entre les surfaces de portée (15) des éléments d'appui et les surfaces de portée (16) du ressort diaphragme (4) ou d'un élément d'appui (9, 13) interposé axialement entre le ressort diaphragme (4) et les éléments de compensation (11, 12), surfaces de portée (16) qui regardent en sens inverse et présentent une dimension axiale qui se rétrécit avec une forme de coin allant radialement vers l'extérieur. 2.- Embrayage à friction selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments de compensation (11, 12) présentent des ouvertures (20, 22) et que les éléments d'appui (8, 21) traversent ces-ouvertures (20, 22). 3.- Embrayage à friction selon la revendication 2, caractérisé en ce que les éléments d'appui (8) sont munis de surfaces de guidage (21) parallèles entre elles et qui s'étendent radialement, pour coopérer avec des ouvertures (20, 22) des éléments de compensation (21) constituées par des trous allongés qui s'étendent sensiblement radialement. 4.- Embrayage à friction selon la revendication 3, caractérisé en ce que, sur chaque élément d'appui (8), est guidé un élément de compensation (11) séparé. 5.- Embrayage à friction selon la revendication 2, caractérisé en ce que les ouvertures sont constituées par des trous allongés (22) qui s'étendent, dans la direction longitudinale, parallèlement à une ligne radiale (23) qui passe par le centre de gravité (24) de l'élément de compensation (12) et sont montés solidairement en rotation sur les éléments d'appui (8) mais guidés sur ces éléments librement en translation radiale. 6.- Embrayage à friction selon la revendication 5, caractérisé en ce que les éléments de compensation sont constitués par des segments de couronne (12) et sont guidés chacun sur plusieurs éléments d'appui communs (8) pour se déplacer radialement, les trous allongés (22) de chaque élément de compensation (12) s'étendant parallèlement entre eux. 7.- Embrayage à friction selon la revendication 6, caractérisé en ce que les segments de couronne (12) forment une couronne sensiblement fermée et en ce qu'au moins une de leurs surfaces dirigées axialement forme la surface latérale d'un tronc de cône. 8.- Embrayage à friction selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que, entre les éléments de compensation (11) et le ressort diaphragme (4), sont interposées axialement des bagues de portée (13) qui sont montées solidairement en rotation mais librement en translation axiale sur les éléments d'appui (8) et en ce que les bagues de portée (13) s'appuient à plat sur les éléments de compensation (11) et portent, sur la face radialement extérieure des éléments d'appui (8), un bec de portée (14) qui fait saillie vers le ressort diaphragme (4). 9.- Embrayage à friction selon la revendication 8, caractérisé en ce que la surface de portée (16) par laquelle la bague de portée (13) est appuyée contre l'élé- ment de compensation (11) s'étend obliquement à l'axe de rotation de l'embrayage et en ce que la surface de portée (15) de l'élément d'appui (8) s'appuie à plat contre l'élément de compensation (11) et s'étend perpendiculairement à l'axe de rotation. 10.- Embrayage à friction selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'un anneau en fil (9) qui entoure en commun tous les éléments d'appui (8) sur leur côté radialement extérieur est interposé axialement entre les éléments de compensation (11, 12) et le ressort diaphragme (4). 11.- Embrayage à friction selon la revendication 10, caractérisé en ce que la surface de portée (15) des éléments d'appui (8) est inclinée obliquement à l'axe de rotation de l'embrayage et en ce que les surfaces des éléments de compensation (11, 12) qui s'appuient contre l'anneau en fil (9) s'étendent perpendiculairement à l'axe de rotation. 12.- Embrayage à friction selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que les éléments d'appui (8) sont fixés à la cloche (2) de l'embrayage.