Brevet FR2606477A1 — publié le 19880513

"Dispositif d'embrayage à rattrapage d'usure automatique" L'invention se rapporte à un dispositif d'embrayage à rattrapage d'usure automatique, c'est-à-dire plus particulièrement du type dans lequel la course d'embrayage est susceptible d'être réajustée à une valeur prédéterminée, lors de chaque manoeuvre dudit embrayage. On sait que, dans un embrayage à friction, notamment du type comportant un moyen d'actionnement élastique formé par un ressort annulaire appelé communément diaphragme, celui-ci présente une partie externe conformée en rondelle Belleville qui prend appui sur deux nervures et/ou joncs radialement espacés et situés respectivement sur le plateau de pression et sur le couvercle. En position embrayée de l'embrayage, ces deux appuis sont espacés d'une distance en projection axiale devant rester dans une plage prédéterminée afin que la force développée par le diaphragme reste convenable. Or, l'usure des garnitures de friction a tendance à augmenter cette distance, en projection axiale, et par conséquent à changer les paramètres de fonctionnement de l'embrayage, notamment la force nécessaire au débrayage. On connaît plusieurs systèmes de rattrapage d'usure automatique. A titre d'exemple, le brevet français N 2345620 décrit un système dans lequel le plateau de pression comporte deux parties coaxiales déplaçables axialement l'une par rapport à l'autre de façon à pouvoir augmenter la longueur axiale globale dudit plateau de pression au fur et à mesure de l'usure des garnitures de matériau de friction portées par le ou les disques de friction adjacents, en compensant ainsi cette usure.Dans l'exemple antérieur mentionné ci-dessus, les deux parties coaxiales du plateau de pression sont plus particulièrement vissées l'une dans l'autre et un mécanisme à cliquet et roue à rochet, couplé à une vis sacs fin, commande le dévissage progressif de l'une des parties coaxiales du plateau de pression par rapport à l'aLre. Ce système antérieur présente notamment le défaut de ne pouvoir commander le rattrapage d'usure que lorsqu'un certain -degré d'usure non négligeable a déjà été atteint, ceci en raison du caractère discontinu d'une commande par cliquet et roue à rochet. En outre, ce système complexe et coûteux est d'un encombrement axial relativement important. D'autre part, le document de brevet français N-2424442 montre un système de rattrapage d'usure dans lequel des pièces annulaires en tôle définissant les rampes très courtes sont rapportées respectivement sur le plateau de pression d'une part et une pièce annulaire intermédiaire, intercalée axialement entre le plateau de pression et le diaphragme. Le système présente plusieurs défauts. En premier lieu, les pièces en tôle peuvent se déformer axialement lorsqu'elles transmettent de fortes charges. I1 peut en résulter que le système de commande de rattrapage d'usure sort de sa plage de fonctionnement normal. En outre, la rotation relative des éléments portant les rampes en tôle est commandée par un mécanisme à vis sans fin relativement compliqué, et donc coûteux et peu fiable. La nature de ce mécanisme n'autorise qu'un débattement angulaire faible. Par conséquent, le réglage est grossier et peu progressif. La nécessité de définir, dans ces conditions, des rampes courtes, donc très inclinées, rend l'irréversibilité du montage très précaire. L'invention permet de résoudre ces inconvénients. Dans cet esprit, l'invention concerne en premier lieu un dispositif d'embrayage destiné à relier deux arbres disposés dans le prolongement axial l'un de l'autre, du type comportant un plateau de pression solidaire en rotation d'un premier arbre et mobile axialement ainsi qu'au moins un disque de friction solidaire en rotation d'un second arbre, ledit plateau de pression étant intercalé axialement entre ledit disque de friction et un moyens d'actionnement élastique commandé comme par exemple un diaphragme et comportant deux parties coaxiales déplaçables axialement l'une par rapport à l'autre sous la cormande de moyens de détection d'usure dudit disque de friction, respectivement une première partie apte à entrer en contact avec une garniture de matériau de friction portée par ledit disque de friction et une seconde partie comportant une zone d'appui pour ledit moyen d'actionnement, caractérisé en ce que lesdites deux parties coaxiales sont munies de rampes massives à progressivité axiale, complémentaires, orientées circonférentiellement et engagées les unes sur les autres et en ce que des moyens élastiques à action circonférentielle sont montés avec contrainte initiale entre des butées respectivement solidaires desdites première et seconde parties. Ainsi, les moyens pour déplacer circonférentiellement les rampes les unes par rapport aux autres sont indépendants des moyens de mesure de l'usure proprement dits et ne sont donc pas conditionnés par eux. On peut donc définir des rampes beaucoup plus longues offrant une liaison parfaitement irréversible. Dans l'exemple décrit ci-après, le nombre de rampes est ainsi limité à huit répartis sur 360-. Un autre but de l'invention est de proposer des moyens de détection d'usure du ou des disques de friction susceptibles de commander le déplacement relatif des parties coaxiales du plateau de pression, qui soient à la fois plus simples et plus performants que le mécanisme antérieur à cliquet et roue à rochet, faciles à monter et d'une grande sûreté de fonctionnement. De façon générale, ces moyens de détection d'usure forment un agencement de limitation de la course de débrayage de ladite première partie, de façon que, un retrait supplémentaire éventuel du diaphragme décharge la seconde partie de toute sollicitation axiale permettant aux moyens élastiques à action circonférentielle précités de commander la rotation de cette seconde partie en modifiant ainsi les plages de contact entre les rampes à progressivité axiale desdites première et seconde parties. Dans cet esprit, l'invention concerne également un dispositif d'embrayage selon la définition qui précède, caractérisé en ce que l'agencement de limitation de la course de débrayage de ladite première partie est constitué de plusieurs mécanismes logés dans des espaces longitudinaux régulièrement répartis circonférentiellement et définis entre la surface cylindrique externe de ladite première partie et des bossages ou analogues ménagés dans une pièce annulaire externe ou couvercle solidaire dudit premier arbre, chaque bossage comportant deux-parois sensiblement parallèles à la direction axiale commune des deux arbres et en ce que chaque mécanisme comporte deux butées espacées parallèlement à la direction axiale des deux arbres, faisant saillie de ladite surface cylindrique externe de la première partie du côté de l'une desdites parois parallèles, une pièce de blocage allongée, plus longue que la distance séparant lesdites deux parois parallèles et engagée entre les deux butées espacées, et un ressort attelé à ladite pièce de blocage du côté de l'autre desdites parois parallèles et monté pour solliciter cette pièce de blocage en direction dudit disque de friction. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation particulier d'un embrayage à friction conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique selon une demi-coupe diamétrale de l'embrayage en question; - la figure 2 est une coupe partielle II-II de la figure 1; - la figure 3 est une vue de détail de l'embrayage, représenté selon la coupe III-III de la figure 1; - la figure 4 est une vue de détail en pespective d'un fragment de ladite seconde partie du plateau de pression, dégagé de la première partie et vu selon la flèche IV de la figure 1; et - la figure 5 est une vue partielle en coupe V-V développée de la figure 2 et illustrant plus particulièrement la forme des rampes à progressivité axiale. En se reportant aux dessins , on a représenté un dispositif d'embrayage Il installé entre deux arbres montés dans le prolongement axial l'un de l'autre, respectivement un arbre menant 12 et un arbre mené 13. S'agissant de l'embrayage d'un véhicule automobile, l'arbre menant 12 est plus particulièrement constitué par l'extrémité du vilebrequin du moteur tandis que l'arbre mené 13 est l'arbre d'entrée d'une boite de vitesses.Le dispositif d'embrayage, du type à friction, est classique et comporte notamment un plateau de réaction 14 solidaire de l'arbre menant 12, une pièce annulaire externe 15, appelée communément couvercle et fixée au plateau de réaction 14, un disque de friction 16, solidaire en rotation de l'arbre mené 13, un plateau de pression 17 solidaire en rotation du couverlce 15 mais mobile axialement par rapport à lui et un moyen d'actionnement élastique commandé 18, formant ressort, appelé communément diaphragme, intercalé entre le plateau de pression et le couvercle de façon à pouvoir repousser, en se déformant, le plateau de pression vers le plateau de réaction, entraînant ainsi le disque de friction 16 en rotation.Le diaphragme 18 se déforme en étant actionné dans sa région centrale par une butée d'embrayage (non représentée) montée coaxialement à l'arbre mené 13 et mobile longitudinalement le long de celui-ci. L'embrayage représenté est du type tiré, c'est-à-dire que le débrayage s'effectue en tirant sur le diaphragme dans le sens de la flèche F. Cependant, l'invention s'applique également à un embrayage de type poussé. Le disque de friction 16 comporte un moyeu central 21 muni de cannelures internes coopérant avec des cannelures complémentaires 22 prévues sur l'arbre 13, ce montage permettant à la fois la liaison en rotation entre l'arbre 13 et le disque 16 et le coulissement de ce dernier le long dudit arbre. Le diaphragme 18 se compose d'une pluralité de doigts radiaux 24 rattachés à une couronne externe 25 formant rondelle Belleville.Cette dernière est en appui par ses faces opposées contre un jonc 26, solidaire du couvercle 15 et une nervure-annulaire 28 définie sur l'une des faces du plateau dé pression 17 et définissant ainsi une zone d'appui circulaire entre ce plateau de pression et le diaphragme. Le plateau de pression 17 est en deux parties coaxiales, respectivement une première partie 30 munie d'une surface annulaire 32 apte à entrer en contact avec une garniture de matériau de friction 16a portée par le disque de friction 16 et une seconde partie 31 comportant la zone d'appui précitée matérialisée par l'arête de la nervure annulaire 28. Selon l'exemple plus spécifiquement décrit, la seconde partie 31 a la forme générale d'une bague engagée dans une gorge annulaire 34 de ladite première partie 30. Le diamètre externe de la seconde partie 31 est ajusté au diamètre externe de la gorge 34 de façon à assurer un guidage axial convenable entre les deux parties. Cependant, l'épaisseur de la bague définissant ladite seconde partie 31 est inférieure à la largeur radiale de la gorge annulaire 34 de façon à définir un espace libre 35, annulaire, adjacent à ladite bague. Selon une caractéristique importante de l'invention, les deux parties coaxiales 30, 31 sont munies de rampes à progressivité axiale, 30a, 31a, complémentaires orientées circonférentiellement et engagées les unes sur les autres. D'autre part, des moyens élastiques à action circonférentielle constitués ici par des ressorts hélicoidaux 38 logés dans l'espace libre 35 sont montés avec contrainte initiale entre des butées 39, 40 respectivement solidaires desdites première et seconde parties. On entend par "rampes à progressivité axiale" de telles rampes "s'élevant" à partir d'une surface de base perpendiculaire à l'axe commun des deux arbres. Ces surfaces de base, fictives, sont repérées en 42, 43 par des lignes parallèles, en traits interrompus sur la figure 5 où le profil des rampes 30a, 31a, apparaît clairement. Ces rampes sont en contact deux à deux, respectivement et normalement sollicitées les unes contre les autres par le diaphragme 18. Leur faible progressivité assure une parfaite stabilité des positions relatives desdites parties coaxiales. Par conséquent, à chaque position angulaire relative possible entre ces dernières, correspond un éloignement plus ou moins grand des deux surfaces de base 42, 43 et par conséquent une longueur axiale globale plus ou moins grande du plateau de pression 17. Pour ce qui concerne la première partie 30, les rampes 30a sont définies sur une nervure annulaire 46 faisant saillie de la paroi de fond 47 (perpendiculaire à l'axe des deux arbres) de la gorge annulaire 34. Lesdites rampes 30a sont donc définies sur la face de cette nervure qui est sensiblement parallèle à la paroi de fond 47.Comme le montre la figure 4, les rampes 31a de la partie 31 sont creusées sur une face annulaire, perpendiculaire à l'axe des deux arbres, de la seconde partie 31 qui se trouve engagee dans la gorge annulaire 35. Dans l'exemple représenté, chacune desdites parties coaxiales 30, 31 est munie de huit rampes à progressivité axiale occupant par conséquent, chacune, un secteur angulaire de 45 . La rotation possible entre les deux parties coaxiales ne représente qu'une fraction de ce secteur angulaire, 20 dans l'exemple décrit. Cette rotation est en fait limitée par les butées 39, 40 (voir figure 2) entre lesquelles les ressorts 38 sont montés avec précompression initiale. Ces butées ont ici la forme de projections radiales ou pions rapportés sur les première et seconde parties coaxiales 30, 31 et faisant saillie dans l'espace libre 35 de la gorge annulaire 34. Ces ressorts sont montés de telle façon que, en l'absence de sollicitation notable exercée par le-diaphragme sur le plateau de pression, ils puissent provoquer une rotation de la partie 31 par rapport à la partie 30 dans un sens tendant à augmenter la longueur axiale globale du plateau de pression 17, du fait de la coopération des rampes 30a et 31a. Sur la figure 5, ces rampes sont représentées en trait fort dans une position correspondant à un disque de friction neuf, c'est-à-dire avec les parties coaxiales 30, 31 engagées au maximum l'une dans l'autre.La ligne en trait mixte 49 indique la nouvelle position-de l'une des rampes de la partie 31 par rapport à la rampe correspondante de la partie 30 lorsque les garnitures de friction sont complètement usées et que par conséquent, les deux parties coaxiales 30, 31 ont tourné de 20 environ l'une par rapport à l'autre, de façon à faire ressortir davantage la partie 31 de la gorge annulaire 34. Comme mentionné précédemment, la rotation relative entre les parties 30 et 31 est pilotée par des moyens de détection d'usure constituant un agencement de limitation de la course de débrayage de ladite première partie 30. Dans l'exemple décrit, cet agencement est constitué de plusieurs mécanismes 50 logés dans des espaces longitudinaux 51 correspondants, régulièrement répartis circonférentiellement à la périphérie du dispositif d'embrayage. Chaque espace 51 est défini entre la surface cylindrique externe de ladite première partie 30 et des bossages 52 ou cavités analogues, ménagés dans ou rattachés au couvercle 15. Chaque bossage 52 comporte ainsi deux parois 53, 54 sensiblement parallèles à la direction axiale commune des deux arbres 12, 13.Chaque mécanisme 50 comporte deux butées 56 espacées parallèlement à la direction axiale du dispositif et faisant saillie de la surface cylindrique externe de la première partie 30, du côté de l'une, 53, des deux parois parallèles. Une pièce de blocage 58 allongée, plus longue que la distance séparant les deux parois 53, 54, est engagée entre les deux butées 56. Enfin, un ressort 60 est attelé à cette pièce de blocage, du côté de l'autre, 54, desdites palois parallèles et est monté pour la solliciter en direction du disque de friction 16. Ce ressort 60, hélicoidal, est monté avec compression initiale entre une paroi du bossage 52 perpendiculaire aux parois 53 et 54 et la pièce de blocage elle-même, en étant engagé sur une projection 61 faisant saillie d'un côté de cette pièce.Selon l'exemple représenté, ladite pièce de blocage 58 a la forme d'une tige à section carrée ou rectangulaire dont les extrémités coopérant avec les parois 53 et 54 sont arrondies. Le fonctionnement du système de rattrapage d'usure qui vient d'être décrit est le suivant. A chaque course d'embrayage, c'est-à-dire dans un sens opposé à celui de la flèche F, chaque pièce de blocage 58 est entraînée à la fois par l'une des butées 56 et par le ressort 60. La pièce de blocage 58 accompagne donc le mouvement du plateau de pression. En revanche, lors de la course de débrayage suivante, seul le ressort 60 exerce une action sur la pièce de blocage 58 au début du retrait de ce même plateau de pression. La pièce 58 se bloque donc entre les deux parois parallèles 53 et 54 et la course de retrait de ladite première partie 30 est bloquée lorsque l'autre butée 56 vient prendre appui contre ladite pièce de blocage. En cas d'usure du disque de friction, la fin de la course de débrayage aboutit à décharger momentanément la seconde partie 31 de la poussée exercée par le diaphragme 18, ce qui permet aux ressorts 38 de faire tourner ladite seconde partie 31 par rapport à la première partie 30 de façon à compenser l'excédent de course dû à l'usure des garnitures 16s du disque de friction 16. De cette façon, le diaphragme 18 travaille toujours dans les mêmes conditions, en se déformant dans les mêmes limites, quel que soit le degré d'usure du disque de friction. Il est à noter que la structure décrite ci-dessus permet, en fabrication, une standardisation de la seconde partie du plateau 31, quel que soit le diamètre du plateau de pression. Il suffit de prévoir en conséquence la position de la gorge 34 dans la première partie 30. REVENDICATIONS 1- Dispositif d'embrayage destiné à-relier deux arbres (12, 13) disposés dans le prolongement axial l'un de l'autre, du type comportant un plateau de pression (17) solidaire en rotation d'un premier arbre (12) et mobile axialement ainsi qu'au moins un disque de friction (16) solidaire en rotation d'un second arbre, ledit plateau de pression étant intercalé axialement entre ledit disque de friction et un moyen d'actionnement élastique (18) commandé comme par exemple un diaphragme et comportant deux parties coaxiales (30,31) déplaçables axialement l'une par rapport à l'autre sous la commande de moyens de détection d'usure dudit disque de friction, respectivement une première partie (30) apte à entrer en contact avec une garniture de matériau de friction portée par ledit disque de friction et une seconde partie (31) comportant une zone d'appui (28) pour ledit moyen d'actionnement, caractérisé en ce que lesdites deux parties coaxiales sont munies de rampes massives à progressivité axiale (30a, 31a), complémentaires, orientées circonférentiellement et engagées les unes sur les autres et en ce que des moyens élastiques à action circonférentielle (38) sont montés avec contrainte initiale entre des butées (39,40) respectivement solidaires desdites première et seconde parties. 2- Dispositif d'embrayage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite seconde partie (31) a la forme générale d'une bague engagée dans une gorge annulaire (34) de ladite première partie, en ce que des ressorts hélicoidaux (38) sont logés dans un espace libre (35) de ladite gorge annulaire, adjacent à ladite bague et en ce que lesdites butées (39,40) sont respectivement solidaires desdites première et seconde parties et logées dans ladite gorge annulaire. 3- Dispositif d'embrayage selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits ressorts (38) sont montés précomprimés entre lesdites butées, ces dernières ayant par exemple la forme de pions rapportés sur lesdites première et seconde parties. 4- Dispositif d'embrayage selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que lesdites rampes (30a) de ladite première partie sont définies sur une face perpendiculaire à l'axe commun des deux arbres, d'une nervure annulaire (46) faisant saillie d'une paroi de fond (47) de ladite gorge annulaire (34). 5- Dispositif d'embrayage selon l'une des revendications 3 à 4, caractérisé en ce que chacune desdites parties coaxiales est munie de huit rampes à progressivité axiale précitées occupant chacune un secteur angulaire sensiblement égal à 45 , la rotation possible entre les deux parties coaxiales étant à une fraction choisie de ce secteur angulaire, par exemple 20*. 6- Dispositif d'embrayage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens de détection d'usure forment un agencement de limitation de la course de débrayage de ladite première partie. 7- Dispositif d'embrayage selon la revendication 6, caractérisé en ce que cet agencement est constitué de plusieurs mécanismes (50) logés dans des espaces longitudinaux (51) régulièrement répartis circonférentiellement et définis entre la surface cylindrique externe de ladite première partie (30) et des bossages (52) ou analogues ménagés dans une pièce annulaire externe (15) ou couvercle, solidaire dudit premier arbre (12), chaque bossage comportant deux parois (53,54) sensiblement parallèles à la direction axiale commune des deux arbres. 8- Dispositif d'embrayage selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque mécanisme comporte deux butées (56) espacées parallèlement à la direction axiale des deux arbres faisant saillie de ladite surface cylindrique externe de la première partie (30) du caté de l'une (53) desdites palois parallèles. 9- Dispositif d'embrayage selon la revendication 8, caractérisé en ce que chaque mécanisme comporte en outre une pièce de blocage (58) allongée, plus longue que la distance séparant lesdites deux parois parallèles et engagée entre les deux butées espacées r et un ressort (60) attelé à ladite pièce de blocage du côté de l'autre (54) desdites parois parallèles et monté pour solliciter cette pièce de blocage en direction dudit disque de friction. 10- Dispositif d'embrayage selon la revendication 9, caractérisé en ce que ladite pièce de blocage (58) a la forme d'une tige à section carrée ou rectangulaire aux extrémités arrondies. 11- Dispositif d'embrayage selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que ledit ressort est un ressort (60) hélicoldal monté en compression entre une paroi du bossage correspondant et ladite pièce de blocage, en étant par exemple engagé sur une projection (61) faisant saillie d'un côté de celle-ci.