Brevet FR2726872A1 — publié le 19960515

L'invention se rapporte à un embrayage à ressort-diaphragme ou à rondelle-ressort, notamment destiné à un véhicule automobile, comprenant un volant moteur fixé au vilebrequin d'un moteur à combustion interne et définissant un axe de rotation, un plateau de pression monté en regard du volant moteur, de manière fixe en rotation mais axialement mobile, un disque d'embrayage comportant des garnitures de friction, disposé entre le plateau de pression et le volant moteur, un ressort-diaphragme ou une rondelle-ressort pour solliciter mécaniquement le plateau de pression en direction du volant moteur, un dispositif de desserrage pour le plateau de pression, ainsi qu'un dispositif automatique de rattrapage d'usure pour le ressort- diaphragme ou la rondelle-ressort, en fonction de l'usure des garnitures de friction. L'état de la technique divulgue plusieurs embrayages à friction présentant une compensation automatique d'usure. A titre d'exemple, les documents DE-OS 43 06 688 et 44 12 107 divulguent de mettre en oeuvre dans la zone de l'appui entre le ressort- diaphragme ou la rondelle-ressort et le plateau de pression, des éléments mobiles à surfaces inclinées en rampe, qui, lors de l'apparition d'une usure, établissent à nouveau la position initiale du ressort- diaphragme ou de la rondelle-ressort par rapport au carter, pour maintenir constantes, aussi bien la position de montage que la force de pression. Le but de la présente invention consiste à améliorer un embrayage d'un mode de construction du type de celui cité plus haut, de façon à ce que le couple transmissible soit maintenu constant tout au long de la totalité de la durée de vie de l'ensemble de l'embrayage. Conformément à l'invention, ce but est atteint grâce au fait que la grandeur du rattrapage d'usure est réglable en fonction de la force de pression nécessitée au niveau du plateau de pression. Grâce au fait que la grandeur du rattrapage d'usure est réglée en fonction de la force de pression nécessaire au niveau du plateau de pression, il est possible de tenir compte de tous les facteurs qui ont une influence sur la transmission du couple à l'intérieur de l'embrayage, durant le fonctionnement. La caractéristique des ressorts de desserrage, qui sollicitent le plateau de pression lors de la phase de desserrage, joue ici un rôle important. Comme avec le temps, en raison de l'usure des garnitures de friction, le plateau de pression se rapproche du volant moteur, les forces exercés par les ressorts de desserrage sur le plateau de pression, varient également. Cette variation peut être prise en considération grâce à la configuration conforme à l'invention. Par ailleurs, on sait que les ressorts- diaphragmes présentent des pertes de tassement, qui sont connues et peuvent de ce fait être prises en considération. En outre, il est connu que certaines garnitures de friction sur le disque d'embrayage, subissent au cours de leur durée de vie, des variations de coefficient de frottement. Il est également possible de tenir compte de telles variations. Par ailleurs, la grandeur du rattrapage d'usure est de préférence fixée de manière à être inférieure à la grandeur de l'usure apparaissant effectivement aux garnitures de friction. Cette configuration permet de tenir compte du fait que les forces des ressorts de desserrage du plateau de pression augmentent lorsque l'usure augmente. Cette augmentation de force agissant à l'encontre de la force de pression du ressort-diaphragme ou de la rondelle-ressort, peut être compensée par le fait que la grandeur du rattrapage d'usure est fixée conformément à la force supplémentaire nécessaire à surmonter la force des ressorts de desserrage. Dans le cas d'une compensation totale de la course d'usure, le ressort-diaphragme ou la rondelle- ressort conserveraient leur force, conformément à la position de montage, et la force de pression diminuerait en consequence. Comme usuellement, le ressort-diaphragme ou la rondelle-ressort fonctionnent dans la plage décroissante de leur courbe caractéristique de ressort, la compensation automatique de la course d'usure effective, permet d'obtenir une augmentation de la force élastique de ressort, qui correspond à l'augmentation de la force des ressorts de desserrage. Par ailleurs, il est prévu un dispositif destiné à détecter la grandeur de l'usure effective, qui détermine, par l'intermédiaire d'une démultiplication, la grandeur de la compensation d'usure à effectuer. Dans ce cas, le rapport de démultiplication peut être réglé de manière fixe, mais il est toutefois également possible de réaliser un rapport de démultiplication variable sur toute la plage d'usure, conformément aux exigences imposées par l'embrayage à friction particulier considéré. Selon une autre caractéristique de l'invention, dans un embrayage à friction dans lequel le dispositif de desserrage comprend un dispositif de ressort à force élastique de ressort augmentant dans le sens de l'embrayage, comprend, par ailleurs, un dispositif de rattrapage d'usure agissant par l'intermédiaire de surfaces inclinées en rampe susceptibles de coulisser l'une par rapport à l'autre, et par l'intermédiaire duquel la force de pression émanant de la rondelle-ressort ou du ressort- diaphragme est transmise au plateau de pression d'une part, et qui d'autre part est limité par des éléments de transmission de jeu, dans son mouvement de rattrapage, il est prévu que le dispositif pour le rattrapage d'usure comprenne un élément mobile, qui présente une surface inclinée en rampe en regard d'une surface conjuguée correspondante du plateau de pression, et un contour en regard de l'élément de transmission de jeu, les inclinaisons de ces deux éléments étant différentes de manière telle, que la grandeur du rattrapage d'usure par rapport à la rondelle-ressort ou au ressort-diaphragme soit inférieure à la grandeur de l'usure effective. Grâce au mode de construction choisi, il est possible d'effectuer, en fonction de l'inclinaison des surfaces inclinées en rampe, en tenant compte du contour en regard des éléments de transmission de jeu, une compensation d'usure conforme aux exigences de la force de pression nécessaire au niveau des garnitures de friction. Les dispositifs nécessaires à cet effet, sont d'une construction simple et d'une fabrication aisée. Par ailleurs, conformément à l'invention, l'élément mobile est réalisé en tant qu'élément annulaire, qui est disposé concentriquement à l'axe de rotation, est susceptible de tourner et est sollicité par ressort, qui s'appuie de préférence par plusieurs surfaces inclinées en rampe réparties en périphérie, sur des surfaces conjuguées correspondantes du plateau de pression, qui présente une surface d'appui concentrique, interrompue, pour la rondelle-ressort ou le ressort diaphragme, et qui comprend dans les interruptions, des zones (leviers de butée) des éléments de transmission de jeu, des contours orientés dans la direction périphérique étant prévus dans les interruptions, en regard des leviers de butée des éléments de transmission de jeu, et présentant une inclinaison opposée à l'inclinaison des surfaces inclinées en rampe. Cette configuration de l'élément annulaire permet, par une adaptation appropriée de l'inclinaison des contours dans l'élément annulaire, d'entraîner une compensation partielle d'usure à effectuer. L'inclinaison des surfaces inclinées en rampe est sensiblement fixée par la fonction de ces surfaces (blocage automatique par friction pendant que l'embrayage est dans sa position embrayée), tandis que l'inclinaison des contours peut être fixée conformément aux exigences de la force de pression. Il est ici possible de réaliser les contours dans les interruptions de l'élément annulaire de manière à ce qu'ils soient rectilignes, dans l'optique d'un rattrapage d'usure régulier durant toute la durée de vie, mais il est toutefois également possible que les contours présentent une inclinaison différente le long de leur étendue périphérique, ce qui permet de tenir compte d'autres influences, outre la variation de la force des ressorts de desserrage. L'invention va être explicitée plus en détail dans la suite, au regard d'un exemple de réalisation représenté sur les dessins annexés, qui montrent: Fig. 1 une coupe longitudinale d'un embrayage; Fig. 2 la coupe A-A selon la figure 1; Fig. 3 - 5 une représentation agrandie de la figure 2, dans différents états de fonctionnement; Fig. 6 la courbe de la force élastique de ressort en fonction de l'usure. La figure 1 montre un embrayage à ressort- diaphragme 1, en coupe. Le volant moteur 2 est fixe à un vilebrequin non représenté d'un moteur à combustion interne, et tourne avec celui-ci autour de l'axe de rotation 3. Au volant moteur 2 est fixé un carter d'embrayage 4, qui englobe le plateau de pression 5 ainsi que le ressort-diaphragme 6. Le plateau de pression 5 est guidé de manière fixe en rotation mais axialement mobile, par rapport au carter d'embrayage 4, et ainsi également par rapport au volant moteur 2, et ceci, dans le cas présent, par des lames de ressort 8 s'étendant sensiblement de manière tangentielle, qui exercent une force de desserrage sur le plateau de pression 5, à savoir dans le sens d'un éloignement du volant moteur 2. Entre le plateau de pression 5 et le volant moteur 2, sont indiquées les garnitures de friction 11 d'un disque d'embrayage. Entre le plateau de pression 5 et le carter d'embrayage 4 est disposé le ressort-diaphragme 6, de manière telle qu'il s'appuie, au niveau d'un diamètre moyen, sur le carter d'embrayage 4, et est maintenu par plusieurs tenons d'espacement répartis dans la direction périphérique. Au niveau de son diamètre extérieur, il repose sur le plateau de pression 5, avec interposition d'un dispositif pour le rattrapage d'usure 10. Le ressort-diaphragme 6 comporte des languettes de ressort 7 dirigées radialement vers l'intérieur et susceptibles d'être actionnées par l'intermédiaire d'un système de débrayage non représenté. Le système de débrayage agit dans la direction de la flèche F, sur les languettes de ressort 7. A la place du ressort-diaphragme 6, il est naturellement également possible d'utiliser une rondelle- ressort, un système de leviers distinct devant être prévu pour le débrayage de l'embrayage à friction. Le dispositif 10 pour le rattrapage d'usure va être décrit plus en détail dans la suite, au regard de la figure 2. Il possède un élément annulaire 16, qui s'étend de manière centrée par rapport à l'axe de rotation 3, et qui est enserré entre le plateau de pression 5 et le ressort-diaphragme 6. L'élément annulaire 16 repose, par l'intermédiaire de plusieurs surfaces inclinés en rampe 17 réparties en périphérie, sur des surfaces conjuguées 18 correspondantes du plateau de pression 5. Dans le cas présent, les surfaces conjuguées 18 sont certes réalisées sur une pièce distincte, mais celle-ci doit dans tous les cas être reliée de manière fixe au plateau de pression 5. L'inclinaison des surfaces inclinées en rampe 17 et des surfaces conjuguées 18, selon un angle B1, est déterminée entre autres par le fait que dans l'état embrayé de l'embrayage, lorsque l'élément annulaire 16 est appliqué par la force du ressort-diaphragme 6 sur les surfaces conjuguées 18, il ne doit pas pouvoir se produire de rotation relative, grâce à un blocage automatique. Par ailleurs, le dispositif 10 est composé d'un ou de plusieurs ressorts 12, qui sollicitent l'élément annulaire 16 dans la direction périphérique, avec une force qui a tendance à augmenter la distance entre la périphérie extérieure du ressort-diaphragme 6 et le plateau de pression 5. Par ailleurs, sont prévus plusieurs éléments de transmission de jeu 13, qui sont répartis en périphérie, et qui comportent chacun, une broche coulissante 14, parallèle à l'axe de rotation 3 et s'appuyant par une tête sur une surface du volant moteur 2. Chaque élément de transmission de jeu 13 comporte en plus, sur son côté opposé à celui dirigé vers le plateau de pression 5, un levier de butée 15 dirigé sensiblement radialement vers l'intérieur, qui, sans être influencé par le ressort-diaphragme 6, repose sur l'élément annulaire 16, et dans l'état débrayé de l'embrayage, empêche celui-ci, par butée axiale, d'effectuer une rotation relative non souhaitée, sous l'effet des ressorts 12. Chaque levier de butée 15 s'étend ici dans une interruption 19 correspondante de l'élément annulaire 16, et l'élément annulaire 16 repose par un contour 20 de l'interruption 19, sur le levier de butée 15, à savoir sur le côté du levier de butée 15, dirigé vers le plateau de pression. Le contour 20 de l'interruption 19, peut, comme cela est représenté dans le cas présent, être rectiligne, selon une inclinaison correspondant à l'angle 82, cette inclinaison étant de sens opposé à celui de l'inclinaison des surfaces inclinées en rampe 17 et des surfaces conjuguées 18 présentant l'angle B1. Mais, il est toutefois également possible de ne pas réaliser le contour 20 sous forme de ligne droite, mais sous forme de ligne courbe, conformément à un comportement déterminé de l'embrayage. Dans ce cas, l'inclinaison du contour 20 sera toutefois également de sens opposé à celui de l'inclinaison des surfaces inclinées en rampe 17 et des surfaces conjuguées 18, le long de la totalité de la course d'usure. Le principe du déroulement d'une phase de compensation d'usure, est décrit dans la suite, au regard des figures 1 et 2, en combinaison avec la figure 6. La figure 6 montre l'allure typique d'une courbe de force d'un ressort-diaphragme, la force élastique de ressort étant tout d'abord croissante le long de la course de déplacement du ressort, puis à nouveau décroissante après le passage par un maximum. Usuellement, les ressorts-diaphragmes sont montés dans les embrayages à friction de manière telle, que dans l'état neuf, le ressort-diaphragme présente une position de montage (EL) qui se situe sur la plage décroissante de la courbe. Dans les embrayages à friction classiques, sans compensation d'usure, le ressort-diaphragme modifie sa position de montage conformément à l'usure qui apparaît au niveau des garnitures de friction 11, et ainsi, la force qu'il exerce varie selon la flèche de la figure 6. Cela permet de garantir que la force de pression est toujours suffisante, malgré l'usure. Dans le cas d'un embrayage à friction à compensation automatique d'usure, conformément à l'état de la technique pris en considération, la position de montage du ressort- diaphragme est maintenue absolument constante, et ainsi également sa force élastique de ressort. La position de montage correspondant à (EL) reste conservée. Dans le cas du présent mode de construction, il est toutefois prévu un dispositif 10 pour le rattrapage d'usure, qui influence de manière prédéterminée la position de montage du ressort- diaphragme 6. Comme, par exemple, lorsque l'usure au niveau des garnitures de friction 11 augmente, le plateau de pression 5 se rapproche du volant-moteur 2, la force de précontrainte des lames de ressort 8 tangentielles, utilisée en tant que force de desserrage, augmente. Comme cette force de desserrage agit à l'encontre de la force de pression du ressort-diaphgrame 6, il se produirait, au cours de la durée de vie de l'embrayage à friction, un abaissement de la force de pression agissant au niveau des garnitures de friction 11, et la capacité totale de transmission du couple en serait affectée. De ce fait, le dispositif 10 est conçu de façon à ne pas effectuer une compensation d'usure à cent pour-cent, mais uniquement un rattrapage d'usure. Cela est obtenu par le fait que les leviers de butée 15 coopèrent, dans les interruptions 19 de l'élément annulaire 16, avec un contour 20, qui, dans le cas d'une configuration rectiligne, forme un angle B2 par rapport au plan de la surface de friction du plateau de pression. L'inclinaison du contour 20 permet de garantir que l'élément annulaire 16, à chaque phase de rattrapage, ne compense qu'une partie de l'usure apparue au niveau des garnitures de friction 11, de sorte que, conformément à la figure 6, la postion de montage du ressort-diaphragme 6, soit légèrement modifiée lorsque l'usure augmente, à savoir dans la direction de la flèche sur la figure 6. Ainsi, la force exercée par le ressort-diaphragme 6 sur le plateau de pression, augmente, par exemple, de la valeur de laquelle augmente la force de desserrage des lames de ressort tangentielles 8. De cette manière, on dispose tout au long de la course totale d'usure des garnitures de friction 11, d'une force de pression toujours identique, de sorte que le couple pouvant être transmis par l'embrayage à friction reste conservé. Les différentes étapes de rattrapage d'usure vont être explicitées plus en détail dans la suite, au regard des figures 3 à 5. La figure 3 représente l'état neuf de l'embrayage à friction, conformément à la figure 2. Les garnitures de friction 11 non usées présentent une épaisseur de garniture X1, cette distance constituant simultanément la distance entre le plateau de pression 5 et le volant moteur 2. I1 en résulte une distance entre le volant moteur 2 et le ressort-diaphragme 6, dans sa zone radialement extérieure, d'une valeur Y1. L'élément annulaire 16 est ici monté de manière telle, qu'il s'appuie, avec son interruption, sur le levier de butée , à l'encontre de la force du ressort 12, c'est à dire à l'encontre de la force P. Le levier de butée 15 s'appuie donc en même temps sur le contour 20. A l'état neuf, chaque élément de transmission de jeu 13 s'appuie avec sa broche coulissante 14, sur une surface fixe avec le carter, dans le cas présent sur le volant moteur 2. Lors d'une phase d'embrayage succédant à cet état neuf, lors duquel apparaît de l'usure au niveau des garnitures de friction 11, il s'établit une situation telle que celle représentée sur la figure 4. L'épaisseur de matériau des garnitures de friction 11 s'est réduite à la valeur X2, cette valeur X2 étant inférieure à X1. Chacun des leviers de butée 15 s'éloigne du contour 20 d'une valeur égale à cette grandeur, en direction du ressort-diaphragme 6, sans toutefois entrer en contact avec celui-ci. I1 est à noter que la distance Y2 entre le ressort-diaphragme 6 et le volant moteur 2 est également inférieure à Y1 de la même valeur que la différence entre X1 et X2. En effet, durant la phase d'usure, l'ensemble des pièces 5, 16, 6 se sont rapprochées du volant moteur 2. Lors de la phase de débrayage suivante, un système de débrayage agit sur les languettes de ressort 7 du ressort-diaphragme 6, avec une force dans la direction de la flèche F, de sorte que le ressort-diaphragme 6 bascule autour des tenons d'espacement 9, et, dans la zone de son diamètre extérieur, réduit sa force d'appui sur l'élément annulaire 16. Le système de ressort comprenant le ressort 12, est à présent en mesure, par l'intermédiaire de la force élastique de ressort P. de faire tourner l'élément annulaire 16 par rapport au plateau de pression 5 ou au ressort-diaphragme 6, à savoir à l'encontre de la force des lames de ressort tangentielles 8 faisant office de ressorts de desserrage. Cette rotation relative de l'élément annulaire 16 peut se poursuivre jusqu'à ce que les interruptions 19 viennent s'appuyer par leurs contours 20, sur le levier de butée 15. Dans cet état de fonctionnement, les éléments de transmission de jeu 13 avec leurs leviers de butée 15, sont arrêtés dans leur position par les forces agissant sur eux (force élastique de ressort P du ressort 12 par l'intermédiaire du contour 20), et la valeur du rattrapage d'usure est à présent uniquement fonction de l'inclinaison des contours 20. L'état final, après la phase de rattrapage et après suppression de la force de débrayage selon la flèche F, est représenté sur la figure 5. Dans ce cas, l'embrayage est à nouveau totalement embrayé, et l'élément annulaire 16 a été tourné d'une valeur déterminée par rapport au plateau de pression 5 et au ressort-diaphragme 6, dans la direction de la flèche P de la force élastique de ressort des ressorts 12. Ainsi, le ressort-diaphragme 6 présente une distance au volant moteur 2, d'une valeur égale à Y3, Y3 étant supérieur à Y2 et inférieur à Y1. Le contour 20 dans l'interruption 19 peut naturellement également présenter une forme courbe au lieu d'être rectiligne, à savoir en fonction, par exemple, de variations du coefficient de frottement au niveau des garnitures de friction, durant la durée de vie d'un disque d'embrayage. Par ailleurs, il est, par exemple, également possible de tenir compte de pertes de friction, qui peuvent se produire au niveau des points de contact entre le ressort-diaphragme et les autres pièces, ainsi que de pertes de tassement du ressort- diaphragme après une période plus longue. REVENDICATIONS. 1. Embrayage à ressort-diaphragme ou à rondelle-ressort, notamment destiné à un véhicule automobile, comprenant un volant moteur fixé au vilebrequin d'un moteur à combustion interne et définissant un axe de rotation, un plateau de pression monté en regard du volant moteur, de manière fixe en rotation mais axialement mobile, un disque d'embrayage comportant des garnitures de friction, dispose entre le plateau de pression et le volant moteur, un ressort- diaphragme ou une rondelle-ressort pour solliciter mécaniquement le plateau de pression en direction du volant moteur, un dispositif de desserrage pour le plateau de pression, ainsi qu'un dispositif automatique de rattrapage d'usure pour le ressort-diaphragme ou la rondelle-ressort, en fonction de l'usure des garnitures de friction, caractérisé en ce que la grandeur du rattrapage d'usure (Y1 - Y3) est réglable en fonction de la force de pression nécessitée au niveau du plateau de pression (5). 2. Embrayage à ressort-diaphragme ou à rondelle-ressort selon la revendication 1, caractérisé en ce que la grandeur du rattrapage d'usure (Y1 - Y3) est de préférence fixée de manière à être inférieure à la grandeur de l'usure (X1 - X2) apparaissant effectivement aux garnitures de friction (11). 3. Embrayage à ressort-diaphragme ou à rondelle-ressort selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'est prévu un dispositif (15, 16) destiné à détecter la grandeur de l'usure effective (X1 - X2), qui détermine, par l'intermédiaire d'une démultiplication (20), la grandeur (Y1 - Y3) de la compensation d'usure à effectuer. 4. Embrayage à ressort-diaphragme ou à rondelle-ressort selon la revendication 3, caractérisé en ce que le rapport de démultiplication est réglé de manière fixe. 5. Embrayage à ressort-diaphragme ou à rondelle-ressort selon la revendication 3, caractérisé en ce que le rapport de démultiplication est variable sur toute la plage d'usure. 6. Embrayage à ressort-diaphragme ou à rondelle-ressort selon les revendications 4 ou 5, le dispositif de desserrage comprenant un dispositif de ressort à force élastique de ressort augmentant dans le sens de l'embrayage, comprenant par ailleurs, un dispositif (10) de rattrapage d'usure agissant par l'intermédiaire de surfaces inclinées en rampe (17, 18) susceptibles de coulisser l'une par rapport à l'autre, et par l'intermédiaire duquel la force de pression émanant de la rondelle- ressort ou du ressort-diaphragme (6) est transmise au plateau de pression (5) d'une part, et qui d'autre part est limité par des éléments de transmission de jeu (13), dans son mouvement de rattrapage, caractérisé en ce que le dispositif pour le rattrapage d'usure (10) comprend un élément mobile (16), qui présente une surface inclinée en rampe (17) en regard d'une surface conjuguée (18) correspondante du plateau de pression (5), et un contour (20) en regard de l'élément de transmission de jeu (13), les inclinaisons de ces deux éléments (17, 20) étant différentes de manière telle, que la grandeur du rattrapage d'usure (Y1 - Y3) par rapport à la rondelle-ressort ou au ressort-diaphragme (6) soit inférieure à la grandeur de l'usure effective (X1 - X2). 7. Embrayage à ressort-diaphragme ou à rondelle-ressort selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'élément mobile est réalisé en tant qu'élément annulaire (16), qui est disposé concentriquement à l'axe de rotation (3), est susceptible de tourner et est sollicité par ressort, qui s'appuie de préférence par plusieurs surfaces inclinées en rampe (17) réparties en périphérie, sur des surfaces conjuguées (18) correspondantes du plateau de pression (5), qui présente une surface d'appui concentrique, interrompue, pour la rondelle-ressort ou le ressort diaphragme (6), et qui comprend dans les interruptions (19), des zones (leviers de butée 15) des éléments de transmission de jeu (13), des contours (20) orientés dans la direction périphérique étant prévus dans les interruptions (19), en regard des leviers de butée (15) des éléments de transmission de jeu (13), et présentant une inclinaison (B2) opposée à l'inclinaison (B1) des surfaces inclinées en rampe (17). 8. Embrayage à ressort-diaphragme ou à rondelle-ressort selon la revendication 7, caractérisé en ce que les contours (20) présentent une inclinaison différente le long de leur étendue périphérique.