Brevet FR2782135A1 — publié le 20000211

La présente invention concerne un embrayage à friction. L'invention concerne plus particulièrement un embrayage à friction, notamment pour véhicule automobile, qui est équipé d'un dispositif de compensation de l'usure due notamment à l'usure des garnitures de friction, le dispositif de rattrapage d'usure intervenant automatiquement au fur et à mesure de l'usure des garnitures de friction. Un embrayage à friction de conception classique comporte généralement un plateau de réaction, éventuellement en deux parties, o10 pour formation d'un volant amortisseur ou d'un volant flexible, qui est calé en rotation sur un premier arbre, usuellement un arbre menant tel que le vilebrequin du moteur à combustion du véhicule, et supportant par sa périphérie externe un couvercle auquel est attaché, avec mobilité axiale, 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 embrayeurs à action axiale qui sont commandés par des moyens débrayeurs. Les moyens débrayeurs, selon des conceptions connues, peuvent consister en des ressorts hélicoïdaux, ou en deux rondelles Belleville montées en série, soumis à l'action de leviers de débrayage formant les moyens débrayeurs. Selon la conception généralement la plus répandue, les moyens embrayeurs et débrayeurs appartiennent à une même pièce, par exemple à un diaphragme métallique prenant appui sur le couvercle, le diaphragme pouvant être monté en série ou en parallèle avec une rondelle Belleville pour assurer une assistance à l'effort de débrayage. Au moins 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 ces deux plateaux lorsque l'embrayage est en position d'engagement pour transmettre le couple de l'arbre menant à l'arbre mené. Classiquement, les garnitures de friction sont montées sur un support axialement élastique qui est accouplé de manière rigide ou élastique à un moyeu calé en rotation sur l'arbre mené. Grâce à cette disposition, le disque de friction assiste le diaphragme lors de l'opération de débrayage de l'embrayage. Selon une conception la plus répandue, les moyens embrayeurs, le couvercle et le plateau de pression appartiennent à un ensemble unitaire appelé mécanisme d'embrayage à friction. Les moyens embrayeurs commandent le déplacement axial du plateau de pression lorsqu'ils sont actionnés par une butée de débrayage par l'intermédiaire des moyens débrayeurs. La butée de débrayage peut être commandée mécaniquement, hydrauliquement ou électriquement. La commande peut être du type manuel, automatique ou semi-automatique. 0o Au cours'de la durée de vie d'un tel embrayage, les garnitures de friction ainsi que les contre-matériaux, plateaux de pression et de réaction s'usent, ce qui provoque alors une variation de position axiale du plateau de pression et celle des moyens embrayeurs à action axiale et de la butée de débrayage, ces variations de pression aboutissant à 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 des moyens embrayeurs. La force nécessaire pour débrayer s'en trouve affectée. Afin de remédier à cet inconvénient, il est connu de doter un tel embrayage d'un dispositif de rattrapage d'usure, les moyens embrayeurs ainsi que la butée de débrayage, qui est usuellement en appui constant sur les moyens débrayeurs, occupant alors toujours la même position lorsque l'embrayage est en position d'engagement et ceci quel que soit le niveau d'usure des différents composants, et notamment des garnitures de friction. Des exemples d'un tel embrayage à friction muni d'un rattrapage d'usure sont par exemple décrits et représentés dans les demandes de brevet français Nos. FR-A-2 753 503, FR96/15865 et 98/01453 au nom de la demanderesse. Ces documents proposent un embrayage à friction, notamment pour véhicule automobile, du type comportant un couvercle arrière, un plateau de pression avant qui est lié en rotation au couvercle et qui peut se déplacer axialement par rapport au couvercle en étant soumis à l'action de moyens élastiques rappelant le plateau de pression axialement vers le couvercle, et des moyens embrayeurs élastiques à action axiale interposés axialement et agissant entre d'une part le couvercle et, d'autre part, le plateau de pression par l'intermédiaire de zones d'appui formées sur un anneau de réglage appartenant à un dispositif de rattrapage d'usure à rampes qui est interposé axialement entre les moyens embrayeurs et le plateau de pression. L'anneau de réglage appartenant au dispositif de rattrapage d'usure est monté tournant autour de son axe par rapport au plateau de friction, sous la commande d'un mécanisme du type à cliquet et à vis sans fin dans le but de compenser les phénomènes d'usure mentionnés précédemment. Dans ce type de dispositif de rattrapage d'usure, afin d'éviter que, sous l'effet des vibrations axiales transmises par le vilebrequin, les l0 rampes des moyens à rampes du dispositif de rattrapage d'usure ne s'écartent axialement et que les deux pièces mobiles en rotation l'une par rapport à l'autre, c'est-à-dire l'anneau de réglage et le plateau de pression, risquent de tourner de manière intempestive l'une par rapport à l'autre, il est connu d'agencer des moyens déformables élastiquement pour maintenir les rampes en contact mutuel. De tels moyens comportent notamment les moyens de liaison en rotation du plateau de pression au couvercle qui sollicitent axialement en permanence le plateau de pression en direction du couvercle assurant que les rampes, qui sont par exemples formées sur l'anneau sont en contact avec des surfaces en vis-à-vis de la face transversale arrière du plateau de pression. Toutefois un tel contact n'est maintenu de manière fiable que si la rondelle Belleville du diaphragme appuie axialement vers l'avant sur les zones d'appui de l'anneau. Afin de garantir qu'il ne se produit aucune séparation intempestive des moyens à rampes, même en fin de course de débrayage, I'invention propose un embrayage du type mentionné précédemment, caractérisé en ce qu'il est prévu au moins une patte, portée par le couvercle et qui s'étend radialement vers l'extérieur pour constituer une patte de butée, d'orientation globalement transversale, pour limiter les déplacements axiaux vers l'arrière du plateau de pression et de l'anneau de réglage en direction du couvercle. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - la patte de butée coopère avec l'anneau de réglage pour limiter les déplacements axiaux vers l'arrière de l'anneau de réglage; - les moyens embrayeurs consistent en un diaphragme élastique présentant une partie périphérique, radialement extérieure, en forme de rondelle Belleville, dont la périphérie radiale externe coopère avec les zones d'appui; - I'anneau de réglage comporte une partie radialement intérieure et d'orientation globalement transversale dont la face transversale avant coopère avec le plateau de pression et dont la face transversale arrière comporte les zones d'appui; - I'anneau de réglage comporte une partie radialement extérieure et d'orientation globalement axiale qui s'étend axialement d'arrière en avant depuis la périphérie de la partie intérieure de l'anneau de réglage, et la patte de butée est susceptible de coopérer avec une face annulaire transversale arrière d'une collerette qui s'étend radialement vers 1o I'extérieur à partfir de la partie radialement extérieure; - la rondelle Belleville est prolongée radialement vers l'intérieur par une partie centrale fragmentée en doigts radiaux par des fentes pour formation de moyens débrayeurs; I'embrayage comporte une série de pattes de butée réparties angulairement de manière régulière; - les pattes de butée appartiennent à une rondelle commune portée par le couvercle. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en section axiale qui illustre les principaux composants d'un mécanisme d'embrayage réalisé conformément aux enseignements de l'invention et sur laquelle l'embrayage à friction est illustré dans une position embrayée; et - la figure 2 est une vue similaire à celle de la figure 1 sur laquelle l'embrayage est illustré en position débrayée. Le mécanisme d'embrayage 10 illustré aux figures est du type décrit et représenté dans la demande de brevet français No. 96 15865 au contenu de laquelle on pourra se reporter pour connaître en détail la structure générale de l'embrayage et plus particulièrement celle de ses moyens connus de rattrapage automatique d'usure à rampes. La partie de mécanisme d'embrayage selon l'invention illustrée aux figures 1 et 2 correspond notamment à la partie inférieure de la figure 21 de la demande de brevet français No. 96/15865 ou FR-A-2 753 503. L'embrayage à friction 10 est du type à diaphragme 12 et il comporte un couvercle arrière 14 qui est une pièce métallique en tôle emboutie de forme générale de révolution autour de l'axe central X-X de l'embrayage. Ainsi qu'on le sait, le diaphragme 12, de forme tronconique à l'état libre, comporte une partie périphérique en forme de rondelle Belleville 24prolongée radialement vers le centre par une partie centrale fragmentée en doigts radiaux 20 par des fentes borgnes débouchantes dans l'ouvertures centrale du diaphragme 12 délimitée par les extrémités radiales internes 18 des doigts 20. Les fonds des fentes sont implantés à la périphérie interne de la rondelle Belleville du diaphragme et constituent des orifices élargis destinés à être traversés par des colonnettes ou des pattes portant un appui secondaire de basculement l0 décrit ci-après. La rondelle Belleville 24 du diaphragme constitue des moyens embrayeurs de l'embrayage, tandis que les doigts 20 constituent des moyens embrayeurs du diaphragme. Le couvercle 14 comporte un fond 16 en forme de paroi s15 d'orientation globalement transversale, c'est-à-dire perpendiculaire à l'axe X-X du mécanisme d'embrayage, et des moyens (non représentés) de fixation du couvercle 14 à un plateau de réaction (non représenté). L'embrayage illustré sur les figures est du type poussé, c'est-à- dire qu'il faut, à l'aide d'une butée de débrayage (non représentée), agir en poussant axialement d'arrière en avant (c'est-à-dire de la droite vers la gauche en considérant les figures) sur les extrémités radiales internes 18 des doigts 20 du diaphragme 12 pour désengager (débrayer) l'embrayage 10. Pour ce faire, le fond 16 du couvercle 14 porte un appui primaire 22 qui, dans le mode de réalisation illustré aux figures, est un embouti annulaire réalisé dans le fond 16 du couvercle 14 qui fait saillie axialement vers l'arrière et, d'autre part, en regard de l'appui primaire 22, un appui secondaire qui est par exemple réalisé sous la forme de têtes profilées de colonnettes (non représentées sur les figures) ou de tout autre moyen tel qu'une couronne roulée portée par des colonnettes. En variante, les formes des appuis secondaires décrits dans le document FR-A-2 456 877 peuvent être utilisées en variante. Le diaphragme 12, par la périphérie interne de sa rondelle Belleville 24, est ainsi monté de manière basculante entre les appuis primaire 22 et secondaire. Par la périphérie externe 26 de sa rondelle Belleville 24, le diaphragme 12 est en contact avec des zones d'appui 28 qui seront décrites par la suite. L'invention n'est pas limitée au cas d'un embrayage à friction du type poussé mais elle trouve aussi a s'appliquer dans le cas d'un embrayage du type tiré dans lequel il faut agir en traction axiale, c'est-à- dire d'avant en arrière, sur les extrémités radiales internes 18 des doigts du diaphragme 12 pour désengager (débrayer) I'embrayage. Pour plus de précisions, on se reportera par exemple au document FR-A-2 606 477. L'embrayage à friction 10 comporte aussi un plateau de pression qui est une pièce annulaire massive de révolution et qui est délimité axialement vers l'avant par une face transversale de friction 32 qui est destinée à coopérer avec un disque de friction (non représenté), portant o10 à sa périphérie externe des garnitures de friction, qui coopère lui-même avec le plateau de réaction (non représenté). Selon un agencement connu, le plateau de réaction est destiné à être calé en rotation sur un arbre menant, tel que le vilebrequin du moteur à combustion interne, tandis que le disque de friction est solidaire en rotation d'un arbre mené (non représenté) tel que l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses de la transmission du véhicule. Le plateau de pression 30 est solidaire en rotation du couvercle 14 par l'intermédiaire de languettes élastiques d'orientation générale tangentielle (non représentées) qui constituent en même temps des moyens élastiques de rappel du plateau de pression 30 en direction du couvercle 14, c'est-à-dire que le plateau de pression est en permanence sollicité axialement d'avant en arrière (de la gauche vers la droite en considérant les figures) en direction de la face interne 17 du fond 16 du couvercle 14. Pour maintenir, lorsque l'embrayage est embrayé, les moyens élastiques embrayeurs à action axiale constitués par le diaphragme 12 dans une position indépendante de l'usure des garnitures du disque de friction, et dans une moindre mesure de l'usure des plateaux de pression et de réaction dont les faces, dites de friction, s'usent aussi au contact des garnitures du disque de friction, il est prévu un dispositif de rattrapage d'usure de conception générale connue du type à rampes. Le dispositif de rattrapage d'usure 34 comprend des moyens à rampes, disposés circonférentiellement. Plus précisément, ces moyens à rampes comportent un anneau de réglage à rampes 36 qui est une pièce en tôle découpée et emboutie. En section axiale et comme cela est illustré sur les figures, l'anneau de réglage 36 comporte globalement une partie radialement intérieure 38, d'orientation générale transversale, qui s'étend vers l'intérieur et qui est interposée axialement entre le plateau de pression et la rondelle Belleville 24 du diaphragme 12, et une partie radialement extérieure 40 d'orientation axiale. A partir de son bord radial périphérique interne 42, la partie radialement intérieure 38 de l'anneau 36 comporte des rampes 44 disposées circonférentiellement et orientées axialement vers l'avant en direction du plateau de pression 30, puis les zones d'appui 28 orientées axialement vers l'arrière en direction de la rondelle Belleville 24 et du couvercle 14, ces zones d'appui 28 étant par exemple constituées par l'arête arrière arrondie d'emboutis en arcs de cercle qui sont centrés sur lo l'axe X-X de l'embrayage et qui sont disposés radialement à l'extérieur par rapport aux rampes 44. Grâce au dispositif de rattrapage d'usure, la distance D entre la face de friction 32 du plateau de pression 30 et les zones d'appui 28 de l'anneau 36 augmente au fur et à mesure de l'usure des garnitures de is friction. A cet effet, d'une manière connue, le plateau de pression 30 comporte sur sa face transversale arrière 31, tournée vers la face interne 17 du fond 16 du couvercle 14, des plots 46, qui sont ici réalisés venus de matière par moulage avec le corps annulaire du plateau de pression 30, qui sont répartis circonférentiellement à une distance l'un de l'autre qui correspond à celle qui sépare circonférentiellement deux rampes 44 de l'anneau 36, chacun des plots 46 étant destiné à coopérer individuellement avec une rampe 44. Les moyens à rampe 36, 44, 46 sont agencés axialement entre le plateau de pression 30 et la rondelle Belleville 24 du diaphragme 12 de sorte que les plots 46 coopèrent avec les rampes 44 tandis que le diaphragme 12, 24 coopère avec les zones d'appui 28 qui constituent ainsi les moyens d'appui par l'intermédiaire desquels le diaphragme 12 agit sur le plateau de pression 30. Cette disposition est économique et simple, les moyens à rampes étant métalliques et obtenus par emboutissage, les plots 46 étant moulés et usinés en étant avantageusement chanfreinés pour coopérer avec les rampes 44. Afin d'effectuer le réglage en fonction de l'usure, et selon une conception générale connue des demandes de brevets français mentionnées précédemment, I'anneau 36 est entraîné en rotation par rapport au plateau de pression 30 par l'intermédiaire d'une couronne périphérique dentée 48 qui prolonge radialement vers l'extérieur l'extrémité axiale avant de la partie radialement extérieure d'orientation axiale 40 de l'anneau 36. Cette couronne dentée est destinée à être entraînée en rotation par la vis sans fin dont la rotation est commandée par le diaphragme via une languette de commande. Au fur et à mesure de l'usure des garnitures de friction, I'anneau de réglage 36 va tourner par rapport au plateau de pression 30, en augmentant la distance axiale séparant les zones d'appui 28 de la face de friction arrière 32. Cette partie radialement extérieure 40 de l'anneau 36 s'étend axialement d'arrière en avant entre la zone périphérique externe 26 de 1o la rondelle Belleville 24 du diaphragme 12 et le plateau de pression 30 et elle comporte, d'une manière connue, une série de trous 52 pour son allégement et pour faciliter la circulation d'air à l'intérieur du mécanisme en vue de son refroidissement. Afin d'éviter une séparation axiale intempestive des moyens à rampes 36, 44, 30, 46, le plateau de pression 30 est sollicité axialement en permanence vers l'arrière en direction du couvercle 14 par les languettes élastiques (non représentées) qui lient ces deux éléments en rotation, et les zones d'appui 28 de l'anneau de réglage 36 sont ainsi sollicitées en contact avec la portion en vis-à-vis de la face transversale avant 54 de la rondelle Belleville 24 contre lesquelles elles demeurent normalement en appui. Lors de la phase de débrayage, et comme on peut le constater en comparant le passage de la figure 1 à la figure 2, la périphérie radiale externe 26 de la rondelle Belleville 24 bascule par rapport à I'appui primaire 22 du couvercle 16 et son bord périphérique extérieur s'éloigne axialement vers l'arrière par rapport au plateau de pression en se rapprochant du couvercle 14. Dans la position de débrayage, conformément aux enseignements de l'invention et pour éviter une séparation axiale intempestive entre les rampes 44 et les plots 46, il est prévu au moins une butée 92, dite butée "haute", de débrayage. Dans le mode de réalisation illustré aux figures chaque patte de butée 92 est une pièce en tôle découpée et pliée qui assure la fonction de butée " haute " de débrayage pour l'anneau de réglage 36 lorsque, comme on peut le voir à la figure 2, I'action de poussée sur les extrémités 18 des doigts 20 du diaphragme 12 est maximale et se prolonge au delà de l'obtention du débrayage. Dans ce but, la patte 92 s'étend radialement vers l'intérieur en direction de l'anneau de réglage 36, au delà de sa partie radialement extérieure 68 de fixation sur le couvercle 14, pour être conformée en une patte de butée 92 qui s'étend radialement vers l'intérieur en regard de la face annulaire transversale arrière 94 de la couronne périphérique 48 pour coopérer avec celle-ci en position haute (figure 2). Comment le voir aux figures le plan transversal dans lequel s'étend la patte 92 est décalé axialement vers l'avant par rapport au plan transversal de sa branche de fixation 68. Des nervures (non référencées) relient entre elles la patte 92 à sa branche 68. La fixation sur le couvercle 14 La branche 68 est ici assurée au lo moyen d'un rivet 84 qui traverse un trou 86 formé dans la partie 82 du couvercle 14 et un trou correspondant 88 formé dans la branche 68 de fixation de la patte de butée 92. L'invention n'est pas limitée à ce mode de fixation de chaque patte de butée 92 par un rivet, les différentes pattes de butée 92 pouvant par exemple être réalisés en une seule pièce en forme générale de rondelle dont le corps en forme générale d'anneau transversal relie en entre elles les parties qui constituent les branches de fixation 68, une telle rondelle pouvant aussi être fixée sur le couvercle 14 par des rivets ou par tout autre moyen tel que par exemple le collage ou le soudage. Comme on peut le voir à la figure 2, lorsque la rondelle Belleville 24 n'est plus en contact par sa face transversale avant 54 avec les zones d'appui 28, les rampes 44 sont maintenues en contact avec les plots 46 car la course axiale vers l'arrière de l'anneau de réglage 36 est limitée par la patte butée 92, qui peut être légèrement déformable élastiquement, tandis que le plateau de pression 30 est toujours sollicité élastiquement et axialement vers l'arrière en direction du fond 16 du couvercle 14 par les languettes qui le lient au couvercle 14. Ainsi, quelle que soit à la position axiale de la rondelle Belleville 24 par rapport à l'anneau de réglage 36 et au couvercle 14, la présence des pattes de butée 92 garantit qu'il ne se produira pas de séparation intempestive des rampes du dispositif de réglage automatique d'usure et donc un rattrapage plus important que nécessaire du dispositif de rattrapage d'usure. On notera que les pattes 46 appartiennent à une surépaisseur permettant le centrage de l'anneau de réglage par coopération avec la périphérie interne de la partie extérieure 40. REVENDICATIONS 1. Embrayage (10) à friction, notamment pour véhicule automobile, du type comportant un couvercle arrière (14), un plateau de pression avant (30) qui est lié en rotation au couvercle (14) et qui peut se déplacer axialement (X-X) par rapport au couvercle (14) en étant soumis à l'action de moyens élastiques rappelant le plateau de pression (30) axialement vers le couvercle (14), et des moyens embrayeurs élastiques (12) à action axiale interposés axialement et agissant entre lo d'une part le couvercle (14) et, d'autre part, le plateau de pression (30) par l'intermédiaire de zones d'appui (28) formées sur un anneau de réglage (36) appartenant à un dispositif de rattrapage d'usure à rampes (44) qui est interposé axialement entre les moyens embrayeurs (12, 24) et le plateau de pression (30), caractérisé en ce qu'il est prévu au moins une patte, portée par le couvercle (14) et qui s'étend radialement vers l'extérieur pour constituer une patte (92) de butée, d'orientation globalement transversale pour limiter les déplacements axiaux vers l'arrière du plateau de pression (30) et de l'anneau de réglage (36) en direction du couvercle (14). 2. Embrayage (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la patte de butée coopère avec l'anneau de réglage (36) pour limiter les déplacements axiaux vers l'arrière de l'anneau de réglage. 3. Embrayage selon la revendication selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens embrayeurs consistent en un diaphragme (12) élastique présentant une partie périphérique (24), radialement extérieure, en forme de rondelle Belleville, dont la périphérie radiale externe (26) coopère avec les zones d'appui (28). 4. Embrayage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'anneau de réglage (36) comporte une partie radialement intérieure (38) et d'orientation globalement transversale dont la face transversale avant (44) coopère avec le plateau de pression (30, 46) et dont la face transversale arrière comporte les zones d'appui (28). 5. Embrayage selon la revendication 4 prise en combinaison avec la revendication 2, caractérisé en ce que l'anneau de réglage (36) comporte une partie (40) radialement extérieure et d'orientation globalement axiale qui s'étend axialement d'arrière en avant depuis la périphérie de la partie intérieure (38) de l'anneau de réglage (36), et en ce que la patte de butée (92) est susceptible de coopérer avec une face annulaire transversale arrière (94) d'une collerette (48) qui s'étend radialement vers l'extérieur à partir de la partie radialement extérieure. 6. Embrayage selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la rondelle Belleville (24) est prolongée radialement vers l'intérieur par une partie centrale fragmentée en doigts radiaux (20) par des fentes pour formation de moyens débrayeurs. 7. Embrayage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une série de pattes de o butée (92) réparties angulairement de manière régulière. 8. Embrayage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les pattes de butée appartiennent à une rondelle commune portée par le couvercle.