Brevet FR2689192A1 — publié le 19931001

i La présente invention concerne d'une manière générale un dispositif de fixation d'un volant sur le vilebrequin d'un moteur à combustion interne au moyen d'une vis centrale pénétrant dans une cavité filetée du vilebrequin Elle concerne également le volant d'un tel dispositif. Un tel dispositif est décrit dans le document FR-A-2 526 104 Dans celui-ci, la vis de fixation peut être avantageusement présente par avance sur l'embrayage à fixer, ledit embrayage constituant un module d'embrayage comportant le volant, dit aussi plateau de réaction. Ainsi aucune erreur ne peut intervenir sur le choix de la vis de fixation, et la seule opération à réaliser est celle consistant à présenter un outil propre à intervenir sur cette vis pour sa mise en oeuvre. En bref, le coût de la mise en place d'un embrayage en bout de l'arbre d'un moteur chez un constructeur de véhicule automobile se trouve avantageusement minimisé, l'équilibrage dynamique de l'embrayage étant assuré par le fabricant de l'embrayage, en sorte que les opérations à effectuer chez le constructeur s'en trouvent avantageusement réduites d'autant. Dans ce document, la fixation s'effectue par serrage à limite élastique des filets de la vis de fixation, grâce à l'appui direct de la tête épaulée de ladite vis sur le plateau de réaction. Ainsi un bon effort de serrage est assuré sans qu'il soit normalement besoin de mettre en oeuvre un quelconque frein d'écrou. En variante, on peut prévoir des moyens de liaison en rotation entre le volant et le vilebrequin, lesdits moyens consistant en un collage. Dans ce document, on a prévu également une disposition avec un pion d'indexation, le couple transmis de l'arbre menant à l'embrayage transitant par la vis de fixation à l'exclusion du pion d'indexation. Il en résulte que la solution avec collage rend difficile un montage ultérieur. Dans le document DE-A-40 13 298, on a prévu également une disposition avec des moyens d'indexation ou de précentrage consistant en une goupille cylindrique de centrage Dans ce document, le couple transmis du vilebrequin à l'embrayage ne transite pas par ladite goupille de centrage, des dentures complémentaires 10 étant prévues pour ce faire sur le plateau de réaction 3 et sur le vilebrequin 1, comme montré à la figure 2. En pratique, les dentures sont d'orientation radiale et la denture du plateau de réaction 3 est rapportée sur celui-ci à l'aide de rivets 19 Ces dentures constituent donc des moyens de liaison en rotation intervenant entre le volant et le vilebrequin. A priori, ces dentures semblent plus favorables qu'un collage. Cependant cette disposition ne donne pas entièrement satisfaction car, pour faciliter le montage, il peut être souhaitable de faire apparaître un jeu au niveau des dentures Ce jeu s'amplifie dans le temps et devient néfaste, notamment pour la transmission du couple. Ces dentures nécessitent donc une certaine précision en matière de fabrication pour un montage sans jeu Ceci créé également des difficultés car il peut y avoir de légers défauts, notamment des coincements entre les dentures suceptibles d'entraîner des phénomènes de balourd et un voilage de l'ensemble du module, notamment du volant, avec apparition de vibrations. La tenue mécanique du double volant n'est donc pas aussi parfaite que désirée. La présente invention a pour objet de créer, de manière simple et économique, de nouveaux moyens de liaison en rotation intervenant entre le volant et le vilebrequin et palliant ces inconvénients. Suivant l'invention, un dispositif du type sus- indiqué est caractérisé en ce que lesdits moyens de liaison en rotation comportent axialement au moins une goupille de forme tronconique, portée de manière traversante par le volant, qui pénètre dans un logement complémentaire porté par le vilebrequin, et en ce que ladite goupille est soumise à l'action de moyens élastiques à action axiale prenant appui sur l'un des éléments volant vis centrale, pour action sur ladite goupille. Grâce à l'invention, un démontage du volant est rendu possible et on obtient une bonne transmission de couple et ceci de manière simple et économique, avec un rattrapage automatique des jeux grâce aux moyens élastiques et à la forme tronconique de la goupille. Les phénomènes de voilage et de balourd sont donc minimisés. En outre le logement du vilebrequin est d'une fabrication plus simple que la denture de l'art antérieur. Cette disposition facilite un montage automatique car lors de l'accostage du volant avec le vilebrequin, la goupille, en combinaison avec les moyens élastiques selon l'invention, trouvera sa position idéale de par sa forme tronconique Cette goupille constitue donc des moyens de précentrage. Les moyens élastiques peuvent appartenir au moins en partie à la goupille ou en variante être distincts de celle-ci. Les moyens élastiques peuvent consister en des lames cambrées fixées par rivetage au volant ou avantageusement en une rondelle élastique ondulée ou du type Belleville entourant un rebord annulaire d'orientation axiale, que présente le volant à sa périphérie interne. Grâce audit rebord, il est formé en quelque sorte une cage pour le montage de ladite rondelle, la tête de la vis de fixation prenant appui sur ledit rebord pour serrage axial du volant au contact du vilebrequin. La rondelle élastique peut prendre ainsi appui sur la tête de la vis de fixation Mais avantageusement elle prend appui sur un épaulement porté par ledit rebord. Ainsi avant fixation du volant, la goupille est soumise à l'action des moyens élastiques, en sorte que le montage est encore simplifié Un meilleur précentrage est ainsi obtenu et le nombre de pièces en mouvement est réduit avant fixation du volant. La goupille peut être pleine ou fendue Dans ce dernier cas, la goupille est élastique et son élasticité radiale due à la fente entraîne automatiquement une élasticité axiale permettant un bon affrontement du volant avec le vilebrequin, comme dans les solutions avec moyens élastiques distincts de la goupille Elle peut être également en deux demi-coquilles avec une goupille pleine, formant un coin, engagée entre les deux demi- coquilles. Dans tous les cas, la solution selon l'invention est simple, notamment du point de vue usinage, et robuste. La description qui va suivre illustre l'invention en regard des dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un module d'embrayage selon le document FR-A-2 526 105; la figure 2 est une demi-vue en coupe axiale d'un module d'embrayage selon le document DE-A-40 13 298; les figures 3 à 9 sont des vues partielles montrant la partie centrale de l'assemblage du volant avec le vilebrequin, ledit assemblage comportant des goupilles tronconiques selon l'invention. Dans les figures illustrées, il s'agit d'assembler un volant 3 sur le vilebrequin 1 d'un moteur à combustion interne au moyen d'une vis centrale 2 pénétrant dans une cavité filetée du vilebrequin. Ici le volant 3 forme le plateau de réaction d'un embrayage pour véhicule automobile Il peut être en deux parties, comme dans le document FR-A-2 526 104. Ainsi qu'on le sait, un embrayage (figures 1 et 2) comporte au moins, en succession axiale, un volant ou plateau de réaction 3, un disque de friction 4, un plateau de pression 5, un couvercle 6, des moyens élastiques à action axiale 7; toutes ces pièces étant ici de forme annulaire. Le volant 3 est destiné à être solidarisé, de manière décrite ci-après, à un arbre menant ici le vilebrequin 1 du moteur à combustion interne. Le disque de friction est destiné à être solidarisé en rotation à un arbre mené 8, ici l'arbre d'entrée de la boite de vitesses. Le plateau de pression 5 est solidaire en rotation du plateau de réaction 3 en étant monté mobile axialement par rapport à celui-ci. Le couvercle 6 est solidaire en rotation du -25 plateau de réaction 3 et est lié axialement à celui-ci. Les moyens élastiques 7 prennent appui sur le couvercle 6 et sollicitent le plateau de pression 5 vers le plateau de réaction 3 pour serrage axial du disque de friction 4 entre les deux plateaux 3,5. A la figure 1, les moyens élastiques 7 consistent en un diaphragme, qui porte par la périphérie interne de sa rondelle Belleville sur un bourrelet annulaire fractionné Sa du plateau de pression 5 et par la périphérie externe de sa rondelle Belleville sur un jonc 6 a du couvercle. L'embrayage est ainsi du type tiré et une butée de débrayage 7 a est insérée dans l'évidement central du diaphragme Cette butée 7 a vient en tirant sur l'extrémité des doigts du diaphragme relâcher l'effort exercé normalement par le diaphragme 7 entre le jonc 6 a et le bourrelet 5 a, avec pour conséquence la libération du disque de friction et le désengagement de l'embrayage pour changer de vitesses. Bien entendu l'embrayage peut être du type poussé et dans ce cas le diaphragme est monté de manière pivotante, par rapport au couvercle, entre un appui primaire porté par ledit couvercle et un appui secondaire, par exemple une couronne-jonc, porté par des pattes axiales issues du couvercle et traversant le diaphragme à la faveur des orifices élargis que celui-ci présente à l'extrémité externe des fentes séparant deux à deux ces doigts. Pour désengager l'embrayage, il faut dans ce cas agir en poussant sur l'extrémité des doigts du diaphragme. Le plateau de pression 5 présente trois oreilles b en saillie radiale à sa périphérie externe A ces oreilles sont fixées de manière usuelle des languettes tangentielles, non représentées, qui sont ancrées sur des pattes 6 d du couvercle 6 Les languettes assurent l'entraînement en rotation du plateau 5 avec mobilité axiale par rapport au couvercle 6 et donc au volant 3. Le couvercle 6 vient s'emboîter sur le volant par une jupe 6 b,6 c formant chambrage Des zones de ladite jupe sont serties sur le volant. A la figure 1, il s'agit de pattes rabattues sur la face extérieure du volant 3. Pour plus de précisions, on se reportera au document FR-A-2 526 105. On retiendra qu'il est formé un module d'embrayage comprenant de manière unitaire les pièces 2,3,4,5,6,7 que l'on vient fixer par la vis centrale 2 sur le vilebrequin 1 Cette vis est prisonnière axialement à jeu entre le volant 3 et le disque 4 avant montage sur le vilebrequin. En variante, le couvercle 6 peut être rapporté par des vis, de manière connue en soi, sur le volant 3, l'axe de l'une d'une telle vis étant représenté à la figure 2. L'ensemble des pièces 5,6,7 peut constituer un ensemble unitaire, dit mécanisme d'embrayage, que l'on vient rapporter sur le volant 3 après mise en place du disque de friction 4. Dans ce cas la couronne de démarrage 9 peut être solidaire non pas du couvercle 6 comme à la figure 1 mais du volant 3 (figure 2). Bien entendu comme décrit dans le document FR-A-2 526 104, on peut prévoir également une cible d'allumage. A la figure 1 la transmission du couple du vilebrequin au volant a lieu par serrage axial du volant 3 entre la tête de la vis 2 et l'extrémité libre du vilebrequin 1. Selon l'invention la transmission du couple est réalisée à l'aide de moyens de liaison en rotation spécifiques intervenant entre le vilebrequin 1 et le volant 3. Suivant l'invention, ces moyens de liaison en rotation comportent axialement au moins une goupille ,150,250,350 de forme tronconique portée de manière traversante par le volant 3, qui pénètre dans un logement complémentaire 62 porté par le vilebrequin 1, et en ce que ladite goupille est soumise à l'action de moyens élastiques à action axiale 40,140 prenant appui sur l'un des éléments volant 3 vis centrale 2, pour action sur ladite goupille. A la figure 3 la goupille 50 est de forme pleine et traverse un passage 61 d'orientation axiale et de forme tronconique complémentaire pratiqué dans le volant 3 La périphérie interne du volant 3 est conformée en flasque de fixation avec une face avant ou face extérieure destinée à venir en contact avec le vilebrequin 1. Ce volant 3 présente en saillie axiale, sur sa face avant, un anneau 32 Cet anneau est destiné à s'engager sur une portée cylindrique de guidage 15 formée sur le vilebrequin 1. Ainsi l'anneau 32, à périphérie externe chanfreinée, permet un précentrage du volant 3 par rapport au vilebrequin 1. Le logement complémentaire 62 pratiqué dans le vilebrequin est d'orientation axiale et de forme tronconique Après montage ce logement 62 est aligné axialement avec ledit passage 61. Les moyens élastiques à action axiale sont ici distincts des goupilles et consistent en une rondelle élastique 40 du type Belleville prenant appui, après montage, sur la tête 21 de la vis 2 et sur la tête, avantageusement arrondie, de la goupille 50. Pour ce faire, le volant 3 présente à sa périphérie interne un rebord annulaire 31, d'orientation axiale, éventuellement fractionné. Ce rebord 31, issu de la face dorsale du volant 3, est tourné vers la tête 21 de la vis 2 pour coopérer avec celle-ci et donc du côté opposé au vilebrequin 1. Grâce à ce rebord, un serrage du volant 3, entre la tête 21 et le vilebrequin 1, est rendu possible Il est formé également une cage délimitée par la tête 21, le rebord 31 et le volant 3, pour montage de la rondelle Belleville 40 Cette rondelle 40 entoure le rebord en étant précentrée par celui-ci. La vis 2 est centralement creuse et porte à son extrémité avant un palier 14, tel qu'un roulement, calé axialement sur ladite vis à la faveur d'un épaulement de celle-ci et d'un circlips 13 rapporté dans l'alésage interne de la vis Ce palier 14 est destiné à supporter l'extrémité avant de l'arbre 8 d'entrée de la boite de vitesses. L'alésage interne de la vis 2 comporte une portion hexagonale 22 pour coopération avec une clé complémentaire ou une tête complémentaire d'un robot permettant le vissage de la vis 2 dans le vilebrequin 1 pourvu pour ce faire d'une cavité de réception 12 pour le fût fileté extérieurement de la vis 2, ladite cavité 12 présentant à cet effet une portion filetée complémentaire. Le montage du module d'embrayage se fait par rapprochement relatif de ce module par rapport au vilebrequin et vissage; la goupille 50 rentrant sous l'action de la rondelle 40 naturellement dans le logement 62 du fait de sa forme tronconique. On notera que l'anneau 32 permet un précentrage du volant 3 sur la portée 15, ledit précentrage facilitant le vissage. Par ailleurs, avant fixation du volant, la goupille 50 ne peut s'échapper car elle est plus longue que l'épaisseur de la périphérie interne du volant. Axialement dans un sens elle ne peut s'échapper du fait qu'elle traverse le passage 61, tandis que dans l'autre sens elle vient buter sur le disque de friction 4 Il en est de même de la vis 2 et de la rondelle 40 qui sont prisonnières axialement entre le volant 3 et le disque 4. Dans cet exemple de réalisation, il est prévu une pluralité de goupilles et donc de passages 61 et logements 62 Ces goupilles sont implantées sur une même circonférence Pour faciliter un indexage du volant 3 par rapport au vilebrequin 1, on peut décaler circonférentiellement une goupille par rapport à une autre. Ainsi les goupilles sont réparties régulièrement circonférentiellement à l'exception de l'une d'entre elles Bien entendu on peut répartir régulièrement circonférentiellement les goupilles et faire une indexation en différenciant la taille de l'une d'entre elles par rapport aux autres. Après montage, l'axe de la vis 2 coïncide avec le vilebrequin 1 et le volant 3 Le vissage étant effectué comme dans le susmentionné document FR-A-2 526 104 à l'aide d'un outil traversant centralement le moyeu 4 c (figure 1) du disque de friction 4. Bien entendu, comme visible à la figure 4, la goupille 150 peut être fendue Dans ce cas, la goupille est élastique et appartient aux moyens élastiques à action axiale selon l'invention La fente permet une élasticité radiale de la goupille 150 entraînant, du fait de la conicité de celle-ci, une élasticité axiale Dans ce cas, l'élasticité radiale est favorable car elle facilite le montage des goupilles, qui trouveront automatiquement la position voulue En outre l'élasticité axiale, comme précédemment, est favorable à un bon affrontement du volant 3 avec le vilebrequin 1. Les moyens élastiques comportent également la rondelle Belleville 40 Pour limiter les mouvements de la rondelle Belleville 40 et des goupilles 150 avantageusement on prévoit un épaulement 41 sur le rebord annulaire du volant 3 Ce rebord porte ici la référence 131 et est rallongé par rapport au rebord de la figure 3. Il peut s'agir par exemple d'un circlips 41 engagé dans une gorge dudit rebord axial 131 En variante on pourrait monter un anneau par sertissage sur le rebord annulaire 131. En variante l'épaulement annulaire peut être d'un seul tenant avec le rebord et consister en un un anneau interrompu pour montage baoïnnette de pattes issues de la périphérie interne d'une rondelle Belleville ou ondulée. il Ainsi avant fixation du volant la goupille 150 est engagée dans son passage 61 sous l'action de la rondelle 40 et un ensemble imperdable 150,40,3 est formé. Lors du montage, ces goupilles 150 permettent un précentrage du volant par rapport au vilebrequin 1. L'anneau 32 pouvant être supprimé. Bien entendu, comme visible à la figure 5, la goupille tronconique 350 peut être en deux demi-coquilles avec une goupille pleine 250 de forme tronconique pénétrant dans l'alésage interne de forme tronconique délimitée par les deux demi-coquilles. Dans ce cas, la rondelle Belleville 40 prend appui sur la tête de la goupille 250 et un précentrage est obtenu comme à la figure 4. En variante les moyens élastiques peuvent consister en des lames élastiques cambrées 140 à action axiale portées à fixation par le volant 3 La fixation est ici réalisée par des rivets 100, lesdites lames s'étendant radialement au-dessus de la goupille 150 fendue ou en variante pleine, en étant associées chacune à une goupille. Comme visible en pointillés dans cette figure, la lame 140 peut être prolongée à sa périphérie interne pour former un crochet et emprisonner la tête 21 de la vis avant montage Dans cette figure, la vis 2 est pleine en étant pourvue d'une portion centrale creuse 23 de forme hexagonale pour coopérer avec l'outil de vissage. On appréciera que dans tous les cas, les goupilles sont mobiles axialement et que la charge des moyens élastiques dépend des applications Il en est de même du nombre de goupilles. Dans tous les cas les moyens élastiques prennent appui, au niveau de la face dorsale du volant 3, sur la tête de la goupille, soit directement, soit indirectement par l'intermédiaire d'un coin, la goupille étant dimensionnée en conséquence. Bien entendu (figure 7) les moyens élastiques ,140 peuvent être supprimés, l'élasticité axiale provenant de la seule goupille 150 fendue Pour ce faire, la vis 2 présente une tête 121 prolongée pour coopérer directement avec l'extrémité de la goupille 150. Cette tête 121 est évidée à sa périphérie externe, pour coopérer à jeu avec un circlips 141 porté par un rebord 132, d'orientation axiale, solidaire de la face dorsale du volant 3 et entourant avec jeu la tête 121. Ainsi il est formé avant montage un ensemble imperdable vis 2 volant 3 goupille 150, la tête 121 étant calée axialement dans un sens par la périphérie interne du volant 3, et dans l'autre sens par le circlips 141. Là également, on bénéficie d'un bon affrontement de la face avant du volant 3 avec le vilebrequin, car la vis 2 écrasera la goupille 150 en la faisant pénétrer dans ses logements 61,62. En variante (figure 8), les moyens élastiques peuvent consister en une simple rondelle 240 Cette rondelle est admise à être emprisonnée axialement entre la tête 21 de la vis 2 et le volant 3 Elle coopère avec la goupille 50 qui, initialement, fait saillie axialement par rapport à la face dorsale du volant 3. Lors du montage, on vient déformer cette rondelle 240 comme visible sur la figure 8, en sorte que celle-ci exerce une action axiale sur la goupille 50. Bien entendu, la tête 221 de la vis 2 (figure 9) peut être dotée un rebord d'orientation axiale, pour venir pincer la rondelle élastique 340. Comme à la figure 8, cette rondelle 340 est pincée entre la tête 221 et le volant 3, en étant déformée axialement par la goupille 50 saillante Cette rondelle 340 présente à sa périphérie externe des pattes permettant un montage par encliquetage sur le volant 3 présentant un rebord 132 d'orientation axiale, comme à la figure 7, avec un épaulement 241 solidaire dudit volant 3. Ainsi avant montage la rondelle 340 est emprisonnée axialement à jeu entre le volant 3 et ledit épaulement 241, en sorte qu'il est formé un ensemble imperdable volant 3 goupille 50 rondelle 340. REVENDICATIONS 1) Dispositif de fixation d'un volant ( 3) sur le vilebrequin ( 1) d'un moteur à combustion interne au moyen d'une vis centrale ( 2) pénétrant dans une cavité filetée ( 12) du vilebrequin ( 1), avec intervention de moyens de liaison en rotation intervenant entre ledit vilebrequin ( 1) et ledit volant ( 3), caractérisé en ce que les moyens de liaison en rotation comportent axialement au moins une goupille ( 50,150,250,350) de forme tronconique, portée de manière traversante par le volant ( 3), qui pénètre dans un logement complémentaire ( 62) porté par le vilebrequin ( 1), et en ce que ladite goupille est soumise à l'action de moyens élastiques à action axiale ( 40,140,240,340,150) prenant appui sur l'un des éléments volant ( 3) vis centrale ( 2), pour action sur ladite goupille. 2) Dispositif de fixation selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens élastiques à action axiale ( 140) sont au moins en partie distincts des goupilles ( 50,150,250,350) et sont fixés sur le volant ( 3). 3) Dispositif de fixation selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens élastiques ( 140) consistent en une lame élastique associée à la goupille ( 150) et fixée par rivetage sur le volant ( 3) radialement au-delà de la goupille ( 150), et en ce que ladite lame élastique agit sur la tête de ladite goupille ( 150). 4) Dispositif de fixation selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens élastiques à action axiale ( 40,340) sont au moins en partie distincts desdites goupilles ( 50,150,250,350) et sont implantés à la faveur d'un rebord annulaire d'orientation axiale ( 31,131,132), que présente le volant ( 3). ) Dispositif de fixation selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit rebord ( 31,131) est propre à coopérer avec la tête ( 21) de la vis ( 2), pour serrage du volant ( 3) entre ladite tête ( 21) et le vilebrequin ( 1) 6) Dispositif de fixation selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que l'élément élastique à action axiale ( 40) consiste en une rondelle élastique propre à coopérer après fixation avec la tête ( 21) de la vis ( 2). 7) Dispositif de fixation selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que l'élément élastique à action axiale ( 40) consiste en une rondelle élastique propre à coopérer avec un épaulement ( 41) porté par ledit rebord axial ( 31). 8) Dispositif de fixation selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens élastiques à action axiale ( 150) appartiennent au moins en partie à la goupille, qui est fendue à cet effet. 9) Volant d'embrayage, caractérisé en ce qu'il comporte une goupille ( 50,150,250,350) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8. ) Volant d'embrayage selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il appartient à un module unitaire d'embrayage comportant une vis centrale de fixation ( 2) et en succession axiale, le volant ( 3), un disque de friction ( 4), un plateau de pression ( 5), un couvercle ( 6) et des moyens élastiques à action axiale, et en ce que ledit module unitaire comporte des moyens élastiques à action axiale selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.