Brevet FR2750467A1 — publié le 19980102

"Embrayage à friction à dispositif de rattrapage de jeu pour véhicule automobile" La présente invention concerne un embrayage à friction, pour véhicule automobile à moteur thermique, et se rapporte plus particulièrement à un embrayage équipé d'un dispositif de rattrapage du jeu dû principalement à l'usure des garnitures de friction, ledit dispositif opérant continûment au fur et à mesure de l'usure desdites garnitures. Un embrayage à friction classique comporte généralement un plateau de réaction, éventuellement en deux parties pour formation d'un volant amortisseur, calé en rotation sur un premier arbre, usuellement un arbre menant tel que le vilebrequin du moteur à combustion interne, et supportant par sa périphérie externe un couvercle auquel est rattaché au moins un plateau de pression. Le plateau de pression est solidaire en rotation du couvercle et du plateau de réaction tout en pouvant se déplacer axialement sous la sollicitation de moyens élastiques à action axiale commandés, généralement un diaphragme métallique prenant appui sur le couvercle, tandis qu'un disque de friction, portant des garnitures de friction à sa périphérie externe, solidaire en rotation d'un arbre, usuellement un arbre mené tel que l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, est intercalé entre le plateau de pression et le plateau de réaction de façon à être serré entre eux lorsque l'embrayage est en position d'engagement. Le diaphragme commande le déplacement axial du plateau de pression lorsqu'il est actionné par une butée de débrayage. Au cours de la durée de vie d'un tel embrayage, les garnitures de friction ainsi que, dans une moindre mesure, les contre-matériaux, plateau de pression et plateau de réaction, s'usent, ce qui provoque une variation de la force de serrage entre le disque de friction, d'une part, et les plateaux de pression et de réaction, d'autre part, en raison des modifications des conditions de travail du diaphragme. La course d'embrayage varie également, ainsi que la force nécessaire pour débrayer. En dotant un tel embrayage d'un dispositif de rattrapage du jeu dû principalement à l'usure des garnitures, on évite ces inconvénients. On connaît par le document FR 2 426 834 un dispositif de rattrapage de jeu dans lequel un premier plateau, en l'occurrence le plateau de pression, est en deux parties coaxiales déplaçables axialement l'une par rapport à l'autre de façon à ce que l'épaisseur globale du premier plateau augmente au fur et à mesure que l'usure augmente. Dans ce document, les deux parties coaxiales du premier plateau sont déplaçables axialement l'une par rapport à l'autre grâce à un dispositif de rattrapage qui comporte des moyens de rampes portés de manière complémentaire par les deux parties coaxiales qui sont en outre déplaçables en rotation l'une par rapport à l'autre dans le sens de l'augmentation de ladite épaisseur globale et empêchées de tourner l'une par rapport à l'autre dans le sens contraire au précédent par un moyen unidirectionnel. La mise en mouvement de rotation relative des parties coaxiales est commandée par un déclencheur sensible à l'état d'usure et réalisée par un moyen élastique à action circonférentielle attelé entre lesdites deux parties coaxiales. Un tel dispositif permet effectivement de rattraper de manière continue le jeu dû à l'usure des garnitures de friction. La présente invention a pour but un embrayage du genre ci-dessus qui soit de réalisation plus simple, en ayant un moindre nombre de pièces. Ainsi, selon l'invention, un embrayage à friction, notamment pour véhicule automobile, du genre comportant un plateau de réaction destiné à être calé en rotation sur un arbre menant, un disque de friction, portant à sa périphérie externe des garnitures de friction, destiné à être calé en rotation sur un arbre mené, un plateau de pression, un couvercle fixé sur le plateau de réaction, des moyens élastiques à action axiale agissant entre le couvercle et le plateau de pression, le plateau de pression étant solidaire en rotation du couvercle tout en pouvant se déplacer axialement par rapport à lui, I'un des deux plateaux, plateau de réaction ou plateau de pression, dit premier plateau, étant constitué de deux demi-plateaux, un demi-plateau, dit externe, et un demi-plateau, dit interne, le demi-plateau interne étant celui qui fait face à une garniture de friction et qui est destiné à coopérer avec elle, les deux demi-plateaux étant solidaires en rotation de l'arbre menant mais déplaçables axialement, I'un par rapport à l'autre, sous l'action d'un dispositif de rattrapage du jeu dû à l'usure principalement des garnitures de friction, lequel dispositif de rattrapage de jeu comprend au moins une paire de rampes complémentaires disposées circonférentiellement associées respectivement à chacun des deux demi-plateaux, I'une des rampes, dite rampe d'appui, étant solidaire en rotation de l'un des demi-plateaux, I'autre rampe, dite rampe d'ajustage, étant solidaire de l'autre demi-plateau et adaptée à se déplacer circonférentiellement par rapport à la rampe d'appui, dans le sens de l'augmentation de l'épaisseur globale dudit premier plateau, dit sens de rattrapage, et empêchées de se déplacer dans l'autre sens par un moyen dit unidirectionnel, ledit déplacement circonférentiel étant commandé par un déclencheur sensible à l'état d'usure, est caractérisé par le fait que la rampe d'ajustage est ménagée à la périphérie d'une pièce d'inertie, en sorte que l'acyclisme du moteur thermique du véhicule automobile est mis à profit pour faire effectuer aux rampes complémentaires leur déplacement circonférentiel relatif dans le sens de rattrapage du jeu. En effet, comme on le sait, I'acyclisme en rotation se traduit par des accélérations angulaires alternées qui peuvent atteindre plus ou moins deux mille radians par seconde carrée ; grâce à la pièce d'inertie selon l'invention soumise à ces accélérations angulaires, lorsque l'embrayage est débrayé et que, dès lors, les deux demiplateaux ne sont plus sous l'effort axial des moyens élastiques à action axiale, la rampe d'ajustage tourne dans le sens de rattrapage par rapport à la rampe d'appui, puisque le moyen unidirectionnel l'empêche de tourner dans l'autre sens. Ainsi, il n'est pas nécessaire de prévoir un moyen élastique à action circonférentielle entre les deux parties dites coaxiales et on tire profit de l'acyclisme. De préférence, la rampe d'appui est portée par le demi-plateau interne. Avantageusement, la rampe d'ajustage est portée par le demi-plateau externe. Selon une forme de réalisation préférée, le premier plateau est le plateau de pression. Avantageusement, les moyens élastiques à action axiale sont constitués d'un diaphragme, et le demi-plateau externe est muni d'un cordon d'appui pour le diaphragme. De préférence, le demi-plateau externe est une pièce annulaire disposée à l'intérieur d'une gorge du demi-plateau interne s'étendant axialement et ouverte vers le couvercle ; la rampe d'ajustage est portée par une face axiale de la pièce annulaire et la rampe d'appui est portée par la face axiale de la gorge située en regard ; de préférence ladite face axiale de la pièce annulaire est la face interne. Avantageusement, les rampes d'ajustage et d'appui sont des filets hélicoïdaux ayant pour axe l'axe de l'embrayage. Selon une forme de réalisation, la rampe d'appui est un fil enroulé en hélice dont une extrémité est solidaire en rotation du demi-plateau interne et dont l'autre extrémité est libre, ledit fil constituant le moyen unidirectionnel. Selon une autre forme de réalisation, le moyen unidirectionnel est un cliquet porté par l'un des deux demi-plateaux, ledit cliquet coopérant avec des dents à rochet portées par l'autre des deux demi-plateaux. De préférence, le déclencheur est une tige traversant, d'une part, le couvercle en pouvant se déplacer axialement par rapport à lui dans la limite d'un jeu axial et, d'autre part, à frottement une patte radiale du plateau de pression. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un embrayage à dispositif de rattrapage de jeu dû principalement à l'usure des garnitures, selon l'invention - la figure 2 est une vue partielle en coupe de la figure 1, à plus grande échelle - la figure 3 est une vue partielle en perspective de la figure 2 à une autre échelle - les figures 4 à 8 sont analogues à la figure 1 et correspondent aux différentes étapes du fonctionnement du dispositif selon l'invention; - la figure 9 est analogue à la figure 2 et correspond à une variante de dispositif - la figure 10 est une vue partielle selon la flèche X de la figure 9. En se reportant aux figures 1 à 3, on voit que l'embrayage comprend un plateau de réaction 1 3 destiné à être calé en rotation sur un arbre menant, ici le vilebrequin d'un moteur thermique d'un véhicule automobile, un disque de friction 1 4 portant à sa périphérie externe des garnitures de friction 1 5 et destiné à être calé en rotation sur un arbre mené. Un couvercle 1 1 est fixé sur le plateau de réaction 1 3 et des moyens élastiques à action axiale, ici un diaphragme 16, agit entre le couvercle 1 1 et un plateau de pression 1 2 solidaire en rotation du couvercle 11 mais pouvant se déplacer axialement par rapport à lui, le diaphragme 1 6 appliquant, en prenant appui sur le couvercle 11, le plateau de pression 1 2 contre le disque de friction 1 4 en sorte que les garnitures de friction 1 5 sont serrées entre les plateaux de pression 1 2 et de réaction 1 3 ; comme connu en soi, le diaphragme 1 6 est monté articulé sur le couvercle 1 1 par des colonnettes 21 et prend appui sur le couvercle selon une portée circonférentielle 20 qu'il présente. Le plateau de pression 1 2 est constitué de deux demi-plateaux ; un demi-plateau 1 2A dit demi-plateau externe, et un demi-plateau 1 2B, dit demiplateau interne, qui fait face directement au disque de friction 1 4 ; des languette tangentielles relient classiquement le demi-plateau interne 1 2B au couvercle 11, pour liaison, avec mobilité axiale, du plateau de pression 1 2 avec le couvercle 11. Les deux demi-plateaux 1 2A, 1 2B sont solidaires en rotation de l'arbre menant mais déplaçables axialement, I'un par rapport à l'autre, sous l'action d'un dispositif de rattrapage de jeu dû à l'usure. Le dispositif de rattrapage de jeu comprend des rampes 17, 1 8 complémentaires disposées circonférentiellement et associées respectivement à chacun des deux demi-plateaux 1 2A, 1 2B. Plus précisément, le plateau externe 1 2A est une pièce annulaire logée dans une gorge 31 du plateau interne 12B ; ladite gorge 31 s'étend axialement en étant ouverte en direction du couvercle 1 1 ; la longueur axiale de la pièce annulaire 12A est supérieure à la profondeur axiale de la gorge 31 et son extrémité qui fait face au couvercle est conformée en un cordon d'appui 1 9 pour le diaphragme 1 6. Sur sa face axiale interne, c est-à-dire tournée vers l'axe de l'embrayage, la pièce annulaire 1 2A porte un filet hélicoïdal 18, dont l'axe est l'axe de l'embrayage, constituant la rampe d'ajustage. Par son filet hélicoïdal 18, la pièce annulaire 1 2A coopère avec un filet hélicoïdal 17, complémentaire du filet 18, réalisé sous forme d'un fil 33 enroulé, mieux visible sur la figure 3, constituant la rampe d'appui ; sur les figures, la section du fil 33 est représentée d'allure générale triangulaire; selon une variante non représentée, cette section est ronde. Le fil 33 a son extrémité située au droit du fond de la gorge 31 qui est repliée radialement et qui prend place dans une saignée radiale 32, débouchant dans la gorge 31, ménagée dans le demi-plateau 12B en sorte que le fil 33 est immobilisé en rotation par rapport audit demi-plateau. Le sens d'enroulement des filets hélicoïdaux constituant les rampes d'appui 17 et d'ajustage 18 est tel que lorsque le demi-plateau 12A est soumis à une accélération dans le sens illustré par la flèche F sur la figure 3 la rampe d'ajustage 1 8 se déplace en rotation par rapport à la rampe d'appui 1 7 et le demi-plateau 12A, lors de ce déplacement, avance axialement par rapport au demi-plateau interne 1 2B en direction du couvercle 1 1 ; pour les accélérations en sens inverse de celui de la flèche F le frottement de la rampe d'ajustage 18 sur la rampe d'appui 17 dilate le fil 33 constituant cette dernière, cette dilatation conduisant au blocage en rotation du demi-plateau externe 1 2A par rapport au fil 33, donc relativement au demi-plateau interne 1 2B : comme on le voit, le fil 33 joue le rôle d'un moyen unidirectionnel ainsi, grâce à la disposition qui vient d'être décrite, I'acyclisme du moteur thermique suffit pour faire sortir axialement le demi-plateau externe 1 2A de la gorge 31 si, bien entendu, rien ne s'oppose à cette sortie, comme expliqué ciaprès. Le dispositif de rattrapage de jeu comprend également un déclencheur 22 constitué d'une tige 35 munie de trois épaulements de diamètre plus grand que celui de la tige 35 : deux épaulements d'extrémité 24, 30 et un épaulement intermédiaire 25 ; la tige 35 traverse une ouverture 23 ménagée dans le couvercle 11, un premier épaulement d'extrémité, l'épaulement 24, et l'épaulement intermédiaire 25 étant placés de part et d'autre du couvercle 1 1 ; I'ouverture 23 du couvercle 1 1 a un diamètre à peine supérieur au diamètre de la tige 35 mais inférieur aux diamètres des épaulements 24 et 25 ; lorsque le premier épaulement d'extrémité 24 est au contact de la face externe du couvercle 11, comme représenté sur la figure 1, la face transversale côté couvercle de l'épaulement intermédiaire 25 est à une distance axiale de la face interne du couvercle 1 1 en sorte qu'y est ménagé un jeu axial 26. Entre l'épaulement intermédiaire 25 et le second épaulement d'extrémité 30, la tige 35 est entourée d'une bague élastique 27 à expansion radiale dont la longueur axiale est égale à la distance axiale séparant lesdits épaulements 25 et 30. La bague 27 entourant la tige 35, par exemple une bague fendue longitudinalement, est introduite dans un passage 28 qu'elle traverse ménagé dans une patte d'extrémité radiale du demi-plateau interne 1 2B ; le diamètre du passage 28 est inférieur au diamètre extérieur de la bague 27 à l'état libre en sorte que celle-ci est montée à frottement dans le passage 28 immobilisant la tige 35 axialement par rapport au demi-plateau interne 12B; ce frottement d'immobilisation est prévu d'une valeur telle qu'il peut être surmonté par l'effort axial dû au diaphragme 1 6 et qu'il ne peut pas être surmonté par l'effort de rappel auquel est soumis le plateau de pression 12, effort de rappel tel que celui provenant habituellement des languettes tangentielles accouplant en rotation ledit plateau de pression 12, ici le demiplateau 12B, et le couvercle 11. Le fonctionnement du dispositif de rattrapage de jeu selon l'invention est le suivant. La figure 1 représente l'embrayage embrayé, les garnitures de friction 1 5 étant neuves et serrées entre le plateau de pression 1 2 et le plateau de réaction 13. Dans cette position, I'épaulement 24 du déclencheur 22 est en butée sur la face externe du couvercle 11, et le demi-plateau externe 1 2A est axialement au fond de la gorge 31 du demi-plateau interne 12B, dans sa position la plus à gauche par rapport à la figure. La figure 4 représente l'embrayage débrayé ; dans cette position, le diaphragme 1 6 a basculé jusqu'à sa position en fin de course de débrayage illustrée ici par la venue en contact de la périphérie externe du diaphragme avec le couvercle 11 ; le cordon d'appui est au contact du diaphragme I'épaulement 25 du déclencheur 22 est au contact du couvercle 11, le jeu 26 est alors à l'extérieur du couvercle 1 1 : comme on le voit, ce jeu 26, constant, illustre la course axiale du plateau de pression 1 2 lors du débrayage. Lorsqu'il y a usure, notamment des garnitures de friction 15, le plateau de pression 1 2 se rapproche du plateau de réaction 13, I'embrayage étant embrayé, comme le montre la figure 5 lors de ce mouvement, le déclencheur étant retenu axialement par son épaulement 24 en butée sur le couvercle 11, la patte 29 du demi-plateau interne 1 2B glisse sur la bague 27 du fait de l'effort axial du diaphragme 16. Au débrayage après usure, dans un premier temps, illustré par la figure 6, le diaphragme 1 6 a basculé jusqu'à venir buter sur le couvercle 11 et l'épaulement 25 est venu également en butée sur le couvercle 11, comme à la figure 4 ; le demi-plateau interne 12B n'ayant reculé que d'une quantité égale au jeu 26, le cordon d'appui 19 est à une distance du diaphragme 16 correspondant à l'usure mesurée axialement ; dans un deuxième temps, le demi-plateau externe 12B, qui n'est plus soumis à l'action du diaphragme, est libre de sortir de la gorge 31, en direction du diaphragme, grâce aux accélérations auxquelles il est soumis du fait de l'acyclisme du moteur, comme expliqué plus haut ; la sortie du demi-plateau externe 1 2A se poursuit jusqu'à venue en butée du cordon d'appui 1 9 sur le diaphragme 16, position illustrée sur la figure 7 : ainsi, le jeu dû à l'usure a été rattrapé. Lorsque le jeu dû à l'usure a été rattrapé, et que l'embrayage est à nouveau embrayé, la position de travail du diaphragme 1 6 est identique à celle qu'il avait au départ, à l'état neuf, comme cela se voit en comparant les positions qu'il occupe sur les figures 1 et 8. Les figures 9 et 10 montrent une variante de dispositif de rattrapage selon l'invention ; le dispositif selon cette variante ne diffère du précédent que par la rampe d'appui et le moyen unidirectionnel ; ici, le plateau de pression 112 comprend un demi-plateau interne 1 1 2A dont la paroi axiale, proche de l'axe, de la gorge 131 porte un filet hélicoïdal 117, constituant la rampe d'appui, avec lequel coopère le filet 1 1 8 du demi-plateau externe 1 1 2B qui a la même forme que celle du demi-plateau externe 1 2B de la variante précédente ; par ailleurs, ce demi-plateau externe 1 2B présente à sa périphérie externe des dents à rochet 1 35 s'étendant axialement adaptées à coopérer avec un cliquet élastique 1 33 porté par le demi-plateau interne 112A en étant logé dans une saignée axiale 1 32 ménagée à la périphérie de la gorge 131 ; le fonctionnement de cette variante est identique à celui de la variante précédente. REVENDICATIONS 1. Embrayage à friction pour véhicule automobile à moteur thermique, du genre comportant un plateau de réaction (13) destiné à être calé en rotation sur un arbre menant, un disque de friction (14), portant à sa périphérie externe des garnitures de friction (15), destiné à etre calé en rotation sur un arbre mené, un plateau de pression (12, 112), un couvercle (11) fixé sur le plateau de réaction (13), des moyens élastiques à action axiale (16) agissant entre le couvercle (11) et le plateau de pression (12, il 2), le plateau de pression (12, 112) étant solidaire en rotation du couvercle (11) tout en pouvant se déplacer axialement par rapport à lui, I'un des deux plateaux, plateau de réaction (13) ou plateau de pression (12, 112), dit premier plateau, étant constitué de deux demi-plateaux, un demi-plateau (12A, 112A), dit externe, et un demi-plateau (12B, 112B), dit interne, le demi-plateau interne (12B, 112B) étant celui qui fait face à une garniture de friction et qui est destiné à coopérer avec elle, les deux demi-plateaux (12A, 112A, 12B, 112B) étant solidaires en rotation de l'arbre menant mais déplaçables axialement, I'un par rapport à l'autre, sous l'action d'un dispositif de rattrapage du jeu dû à l'usure, lequel dispositif de rattrapage de jeu comprend au moins une paire de rampes (17, 117, 18, 118) complémentaires disposées circonférentiellement associées respectivement à chacun des deux demi-plateaux (12A, 112A, 12B, 112B), l'une des rampes (17, 117), dite rampe d'appui, étant solidaire en rotation de l'un (12B, 112B) des demi-plateaux, I'autre rampe (18, 118), dite rampe d'ajustage, étant adaptée à se déplacer circonférentiellement par rapport à la rampe d'appui (1 7, 117) dans le sens de l'augmentation de l'épaisseur globale dudit premier plateau, dit sens de rattrapage, et empêchées de se déplacer dans l'autre sens par un moyen dit unidirectionnel (33, 133), ledit déplacement circonférentiel étant commandé par un déclencheur (22) sensible à l'état d'usure, caractérisé par le fait que la rampe d'ajustage (18, 118) est ménagée à la périphérie d'une pièce d'inertie (12A, 1 1 2A), en sorte que l'acyclisme du moteur thermique du véhicule automobile est mis à profit pour faire effectuer aux rampes complémentaires leur déplacement circonférentiel relatif dans le sens de rattrapage du jeu. 2. Embrayage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la rampe d'appui (17, 117) est portée par le demi-plateau interne (12bu 112B). 3. Embrayage selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que la rampe d'ajustage (18, 118) est portée par le demi-plateau externe (12A, 112A). 4. Embrayage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le premier plateau est le plateau de pression (12, 112). 5. Embrayage selon les revendications 3 et 4, dans lequel les moyens élastiques à action axiale (16) sont constitués d'un diaphragme, caractérisé par le fait que le demi-plateau externe (12A, 112A) est muni d'un cordon d'appui (19) pour le diaphragme. 6. Embrayage selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le demi-plateau externe (12A, 112A) est une pièce annulaire disposée à l'intérieur d'une gorge (31, 131) du demi-plateau interne (12B, 112B) s'étendant axialement et ouverte vers le couvercle (11). 7. Embrayage selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la rampe d'ajustage est portée par une face axiale de la pièce annulaire et la rampe d'appui est portée par la face axiale de la gorge (31) située en regard. 8. Embrayage selon la revendication 7, caractérisé par le fait que ladite face axiale de la pièce annulaire est la face interne. 9. Embrayage selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé par le fait que les rampes d'ajustage et d'appui sont des filets hélicoïdaux ayant pour axe l'axe de l'embrayage. 10. Embrayage selon la revendication 9, caractérisé par le fait que la rampe d'appui est un fil enroulé en hélice dont une extrémité est solidaire en rotation du demi-plateau interne (12B) et dont l'autre extrémité est libre, ledit fil constituant le moyen unidirectionnel. 11. Embrayage selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que le moyen unidirectionnel est un cliquet (133) porté par l'un (112A) des deux demi-plateaux, ledit cliquet (133) coopérant avec des dents à rochet (135) portées par l'autre (112B) des deux demi-plateaux. 1 2. Embrayage selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait que le déclencheur (22) est une tige (35) traversant, d'une part, le couvercle (11) en pouvant se déplacer axialement par rapport à lui dans la limite d'un jeu axial (26) et, d'autre part, à frottement une patte radiale (29) du plateau de pression (12).