Brevet FR2787848A1 — publié le 20000630

Embrayage à friction, en particulier pour véhicule automobile, à encombrement axial réduit L'invention concerne un embrayage à friction, en particulier pour véhicule automobile, du type comprenant un volant moteur fixé sur un arbre moteur tel que le vilebrequin d'un moteur à combustion interne, des garnitures de friction portées par un disque, un mécanisme d'embrayage pour serrer les garnitures sur le volant moteur, et un amortisseur de torsion qui relie le disque à un arbre mené, cet embrayage permettant la transmission d'un couple de rotation de l'arbre moteur à l'arbre mené quand les garnitures de friction sont serrées sur le volant moteur par le mécanisme d'embrayage. Il peut être utile ou nécessaire de limiter autant que possible l'encombrement axial d'un tel embrayage, en particulier quand le moteur associé à l'embrayage est monté transversalement dans un véhicule, et également lorsqu'une machine tournante telle qu'un alternateur-démarreur, un compresseur, une pompe ou autre est intégrée à l'embrayage pour être entraînée directement par le couvercle du mécanisme d'embrayage, qui est solidaire en rotation du volant moteur. Par ailleurs, l'amortisseur de torsion de l'embrayage comprend très souvent un pré-amortisseur conçu pour absorber les vibrations au régime de ralenti du moteur à combustion interne et un amortisseur principal conçu pour absorber les vibrations, les chocs et les oscillations de couple aux autres régimes de fonctionnement, le pré- amortisseur et l'amortisseur principal étant de préférence décalés axialement l'un par rapport à l'autre, le pré-amortisseur étant décalé par rapport 2 2787848 au voile de moyeu de l'amortisseur principal, ce qui offre des avantages sur le plan technique, mais augmente l'encombrement axial par rapport à un dispositif o le pré-amortisseur et l'amortisseur principal sont dans un même plan radial par rapport à l'axe de rotation. Pour réduire l'encombrement axial d'un amortisseur de ce type, on peut penser à déplacer axialement, autant que possible, l'amortisseur de torsion vers le volant moteur. Cependant, le volant moteur est en général fixé sur le vilebrequin du moteur par des vis dont les têtes font saillie du côté de l'embrayage et peuvent interférer avec le plan de rotation d'un ou de plusieurs éléments de l'amortisseur de torsion, si ce dernier est trop rapproché axialement du volant moteur. L'invention propose une solution simple, efficace et peu coûteuse à ce problème. Elle a pour objet un embrayage à friction du type précité, qui ait un encombrement axial minimum, lui permettant d'être associé à un moteur monté transversalement dans un véhicule et dont les éléments constitutifs essentiels (volant moteur, amortisseur de torsion, mécanisme d'embrayage) sont suffisamment rapprochés les uns des autres pour libérer un espace permettant l'intégration d'une machine tournante dans l'embrayage et suffisamment éloignés les uns des autres pour éviter tout risque d'interférence et de choc des différents éléments en fonctionnement. L'invention propose, à cet effet, un embrayage du type précité, caractérisé en ce que, pour réduire l'encombrement axial de cet embrayage, l'amortisseur de torsion est placé axialement à proximité immédiate 3 2787848 du volant moteur en étant écarté suffisamment de ce dernier pour qu'aucune partie de l'amortisseur de torsion ne puisse venir en contact avec le volant moteur et, en particulier, avec les moyens de fixation du volant moteur sur l'arbre moteur, et en ce que les parties d'un élément annulaire de l'amortisseur de torsion, sur lesquelles le disque précité est appliqué et fixé à sa périphérie interne, sont décalées axialement en direction du volant moteur par rapport au reste de cet élément annulaire. Grâce au décalage axial des parties de l'élément annulaire sur lesquelles est fixé le disque portant les garnitures de friction, on peut placer ces garnitures à la distance voulue de la surface correspondante du volant moteur tout en écartant de ce volant l'amortisseur de torsion, d'une distance égale au décalage axial précité desdites parties de l'élément annulaire, ce qui permet d'éviter tout risque de contact et d'interférence de l'amortisseur de torsion avec les moyens de fixation du volant moteur et d'assurer un fonctionnement correct des garnitures de friction. Selon une autre caractéristique de l'invention, une partie annulaire radialement interne du disque portant les garnitures de friction est décalée axialement dans la direction opposée au volant moteur. Cela permet d'augmenter la distance entre le volant moteur et l'amortisseur de torsion, d'une valeur égale au décalage axial de la partie annulaire radialement interne du disque. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, des rondelles entretoises sont 4 2787848 interposées entre le disque et les parties axialement décalées de l'élément annulaire de l'amortisseur de torsion. Ainsi, la distance entre le volant moteur et l'amortisseur de torsion peut être augmentée d'une valeur égale à l'épaisseur de ces rondelles entretoises. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la partie radialement interne de la pièce du mécanisme d'embrayage, qui coopère avec une butée de débrayage, est décalée axialement dans la direction opposée au volant moteur. Cela permet d'augmenter la distance axiale qui sépare l'amortisseur de torsion de la butée de débrayage qui est elle-même supportée et guidée par une douille cylindrique solidaire d'une paroi fixe (telle que celle d'un carter de boîte de vitesses) et permet de libérer suffisamment d'espace entre l'amortisseur de torsion et cette paroi fixe pour intégrer à l'embrayage une machine tournante telle qu'un alternateur-démarreur, un compresseur, une pompe ou autre dont l'organe tournant est supporté et guidé en rotation par la douille cylindrique précitée. Un autre avantage de l'invention est de permettre l'utilisation d'un palier conique pour le centrage de la rondelle de guidage portant le disque de friction, malgré l'encombrement axial d'un tel palier. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la 2787848 description qui suit, faite à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d'un embrayage selon l'invention; - les figures 2 et 3 sont des vues schématiques à plus grande échelle, en coupe axiale selon la ligne II-II de la figure 3 et de face respectivement, d'une rondelle de support et de guidage du disque de l'embrayage de la figure 1. L'embrayage selon l'invention, représenté schématiquement en figure 1, comprend un volant moteur 10 fixé par des vis 12 sur l'extrémité d'un vilebrequin 14 d'un moteur à combustion interne. Des garnitures de friction 16 portées par la périphérie radialement externe d'un disque 18 sont serrées entre le volant moteur 10 et un plateau de pression 20 faisant partie d'un mécanisme d'embrayage formant un ensemble unitaire qui comprend un couvercle creux 22 fixé sur le volant moteur 10 et un diaphragme 24 guidé sur le couvercle 22 et dont la périphérie externe est destinée à s'appliquer sur le plateau de pression 20 pour le serrage des garnitures de friction 16 tandis que sa périphérie interne est en appui sur l'organe d'attaque 26 d'une butée de débrayage 28 guidée en translation dans une douille cylindrique 30 qui vient de moulage avec une paroi fixe telle que le carter 32 d'une boîte de vitesses, la butée de débrayage étant actionnée de façon classique par une fourchette de débrayage. L'arbre mené 34 de l'embrayage, qui est ici l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, traverse librement la butée de débrayage 28 et est solidaire en rotation du moyeu 36 d'un amortisseur de torsion 38 entraîné en rotation par le disque 18 dont la 6 2787848 périphérie interne est fixée, par des colonnettes 40, sur deux éléments annulaires 42 et 44 appelés communément rondelles de guidage, qui sont sensiblement parallèles et qui entraînent en rotation le moyeu 36 par l'intermédiaire d'un pré-amortisseur 46 et d'un amortisseur principal 48, la structure d'un tel amortisseur de torsion étant connue de l'homme de métier et décrite par exemple dans le document WO 96/14521 dont le contenu est incorporé ici par référence. Dans cet embrayage, lorsque la butée de débrayage 28 est en position inactive comme représenté en partie inférieure de la figure 1, les garnitures de friction 16 sont serrées entre le volant moteur 10 et le plateau de pression 20, et un couple moteur est transmis du vilebrequin 14 à l'arbre mené 34 par l'intermédiaire de l'amortisseur de torsion 38 qui absorbe les vibrations et les oscillations de couple. On voit, sur la figure 1, que l'amortisseur de torsion 38 est disposé axialement à proximité immédiate du volant moteur 10, ce qui permet de ménager un espace libre relativement important entre l'amortisseur de torsion 38 et le mécanisme d'embrayage d'une part et le carter 32 de la boîte de vitesses d'autre part, pour l'agencement dans cet espace d'une machine tournante M telle qu'un alternateur- démarreur, un compresseur, une pompe ou autre, dont l'organe tournant est supporté et guidé en rotation par la douille cylindrique 30 au moyen d'un palier et est entrainé directement en rotation par le couvercle 22 du mécanisme d'embrayage, par exemple au moyen de pions 50 tels que celui représenté partiellement en figure 1. -7 2787848 Par ailleurs, l'amortisseur de torsion 38 doit être écarté axialement du volant moteur 10 de façon suffisante pour que sa rotation ne soit pas gênée, notamment par les têtes des vis 12 de fixation du volant moteur sur le vilebrequin et par l'extrémité du vilebrequin lui-même, la rondelle de guidage 42 portant le disque 18 risquant de venir buter ou frotter sur les têtes des vis 12 ainsi que, à son extrémité radialement interne, sur la face d'extrémité du vilebrequin 14. On peut en partie éviter cet inconvénient en donnant une certaine cambrure à la partie intermédiaire du disque 18, ce qui permet de décaler axialement sa périphérie interne du côté opposé au vilebrequin 14, ce décalage étant toutefois limité en raison de la capacité de déformation élastique axiale que doit présenter et conserver le disque 18. C'est pourquoi l'invention prévoit que les parties 52 de la rondelle de guidage 42, sur lesquelles le disque 18 est appliqué et fixé, soient décalées axialement en direction du volant moteur 10 par rapport au reste de la périphérie de cette rondelle de guidage 42, comme on le voit mieux aux figures 2 et 3, ce décalage permettant d'augmenter la distance axiale entre le volant moteur 10 et l'amortisseur de torsion 38 ainsi que de réduire la cambrure de la partie intermédiaire du disque 18. La rondelle de guidage 42 étant métallique, le décalage axial desdites parties 52 peut être réalisé par emboutissage. Eventuellement, et comme représenté en figure 1, des rondelles entretoises 54 peuvent être interposées entre ces parties 52 de la rondelle de guidage 42 et le disque 18, pour augmenter encore le décalage axial 8 2787848 entre le volant moteur 10 et l'amortisseur de torsion 38. La forme particulière de la rondelle de guidage 42 selon l'invention permet également que le pré- amortisseur 46 et l'amortisseur principal 48 soient décalés axialement l'un par rapport à l'autre, la rondelle de guidage 42 comprenant une partie intermédiaire tronconique 56 permettant cette disposition. De plus, la périphérie radialement interne 58 de la rondelle de guidage 42 est sensiblement cylindrique et orientée en direction du volant moteur 10 et du vilebrequin 14, et cette partie de la rondelle de guidage est supportée et guidée en rotation sur une portée cylindrique et une portée tronconique du moyeu 36 par l'intermédiaire d'un palier tronconique 60 en matière plastique ou analogue, ce qui améliore le support et le guidage du disque 18 portant les garnitures de friction 16. L'espace disponible entre le carter 32 de la boîte de vitesses et le couvercle 22 du mécanisme d'embrayage peut encore être augmenté par une cambrure de la partie intermédiaire du diaphragme 24, dont la partie radialement interne, constituée de doigts radiaux 62, est décalée axialement dans la direction opposée à l'amortisseur de torsion 38 et au volant moteur 10. Les moyens qui viennent d'être décrits permettent de réaliser un embrayage à friction, en particulier pour véhicule automobile, à l'intérieur duquel un espace libre suffisamment important a été dégagé entre le carter de la boîte de vitesses et l'ensemble du mécanisme d'embrayage et de l'amortisseur de torsion pour qu'une machine tournante puisse être intégrée à l'embrayage en étant disposée axialement entre le mécanisme d'embrayage et 9 2787848 le carter de la boite de vitesses, l'encombrement axial total de l'embrayage étant suffisamment faible pour que cet embrayage soit associé à un moteur monté transversalement dans le compartiment moteur d'un véhicule automobile de tourisme. On notera que le palier 60, réalisé ici en matière plastique, et l'extrémité radialement interne de la rondelle de guidage 42, ayant une forme complémentaire de celle de la périphérie externe du palier, s'étendent en partie sous les vis 12. Le palier 60 est conformé pour loger les ressorts du pré- amortisseur 46 de plus faible raideur que ceux de l'amortisseur principal 48. Ces derniers s'étendent de manière symétrique par rapport au voile 64 de moyeu de l'amortisseur principal, tandis que les ressorts du pré-amortisseur 46 sont implantés radialement sous les ressorts de l'amortisseur principal et s'étendent axialement entre la rondelle de guidage 42 et le voile 64 de l'amortisseur principal, le pré-amortisseur 46 et l'amortisseur principal étant décalés axialement l'un par rapport à l'autre. Dans cet exemple, l'embrayage est du type poussé, le diaphragme 24 étant monté basculant sur le couvercle 22, entre un appui primaire formé par un embouti du fond du couvercle 22 et un appui secondaire formé par l'arête externe d'une couronne jonc portée par des pattes internes qui sont issues du couvercle par découpe et pliage et qui traversent axialement des orifices du diaphragme 24. Comme précité, les doigts 62 du diaphragme sont emboutis centralement, ce qui permet entre autres de créer un dégagement pour les ressorts de l'amortisseur principal 48. REVENDICATIONS 1 - Embrayage à friction, en particulier pour véhicule automobile, comprenant un volant moteur (10) fixé sur un arbre moteur tel qu'un vilebrequin (14), des garnitures de friction (16) portées par un disque (18) et serrées sur le volant moteur par un mécanisme d'embrayage (20, 22, 24), et un amortisseur de torsion (38) reliant le disque (18) à un arbre mené (34), caractérisé en ce que, pour réduire l'encombrement axial de l'embrayage, l'amortisseur de torsion (38) est placé axialement à proximité immédiate du volant moteur (10) en étant écarté suffisamment de ce dernier pour qu'aucune partie de l'amortisseur de torsion ne vienne en contact avec le volant moteur et, en particulier, avec les moyens (12) de fixation du volant moteur sur l'arbre moteur, et en ce que le disque précité (18) est appliqué et fixé à sa périphérie interne sur des parties (52) d'un élément annulaire (42) de l'amortisseur de torsion, qui sont décalées axialement en direction du volant moteur par rapport au reste de cet élément annulaire (42). 2 - Embrayage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les parties précitées (52) de l'élément annulaire (42) servant à la fixation du disque (18) sont décalées axialement par emboutissage. 3 - Embrayage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la partie annulaire radialement interne du disque (18) est décalée axialement dans la direction opposée au volant moteur (10). 4 - Embrayage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que des rondelles entretoises (54) sont interposées entre le disque (18) et les parties axialement décalées (52) de l'élément annulaire précité (42). - Embrayage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie radialement interne (56) de l'élément annulaire précité (42) est supportée et guidée par une portée cylindrique et un portée tronconique d'un moyeu (36) reliant l'amortisseur de torsion (38) à l'arbre mené (34). 6 - Embrayage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'amortisseur de torsion (38) comprend un pré-amortisseur (46) et un amortisseur principal (48) situés dans des plans radiaux différents par rapport à l'axe de rotation. 7 - Embrayage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie radialement interne (60) de la pièce (24) du mécanisme d'embrayage qui coopère avec une butée de débrayage (26, 28) est décalée axialement dans la direction opposée au volant moteur (10). 8 - Embrayage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une machine tournante (M) positionnée axialement entre l'amortisseur de torsion (38) et une paroi fixe telle qu'un carter (32) de boîte de vitesses, qui comprend une douille cylindrique (30) traversée par l'arbre mené (34) et logeant la butée de débrayage (26, 28), cette douille (30) servant également au support et au 12 2787848 guidage en rotation d'un organe tournant de ladite machine.