Brevet FR2810089A1 — publié le 20011214

La présente invention concerne un dispositif de fixation d'une butée hydraulique de commande d'un embrayage équipant un véhicule automobile, par exemple un véhicule à propulsion hybride. On entend ici par "propulsion hybride" une propulsion qui est réalisée à partir d'un moteur thermique et/ou moteur électrique, le véhicule étant équipé de ces deux types de moteur. Ce type de véhicule est actuellement en plein développement en raison des avantages qu'il présente. En effet, moteur électrique peut être utilisé seul, au démarrage et/ou au moment de l'arrêt voire à faible vitesse, en particulier en circulation urbaine. Il peut également servir d'appoint au moteur thermique lors de toute demande de puissance importante. De façon classique, le dispositif d'embrayage utilisé dans ce type de véhicule est intercalé entre une portion d'extrémité libre, dite "nez", du vilebrequin du moteur thermique et une portion d'extrémité de l'arbre d'entrée ou arbre primaire de la boîte de vitesses. Cet embrayage comprend, de façon également classique, un disque d'embrayage immobilisé en rotation, mais susceptible de coulisser en translation, sur une course limitée, sur l'arbre d'entrée de la boite de vitesses. Ce disque d'embrayage est muni sur la portion périphérique de chacune de ses faces, d'une garniture annulaire ayant un coefficient de friction élevé. Le nez du vilebrequin est solidaire d'un volant d'inertie dont la face tournée vers la boîte de vitesses possède une face annulaire située en vis à vis et à proximité de la garniture de disque précitée. De l'autre côté du disque d'embrayage est disposé un plateau presseur sollicité par un diaphragme, les deux éléments tournant en même temps que le volant d'inertie. Le diaphragme est actionné par butée hydraulique, comprenant classiquement un piston pouvant coulisser dans un corps de vérin fixe. Le diaphragme, sous l'action de la butée hydraulique, peut se déformer entre une position dans laquelle l'embrayage est accouplé, par serrage de la garniture du disque d'embrayage entre la face précitée du volant d'inertie et le plateau presseur, et une position dans laquelle l'embrayage est désaccouplé, par suppression de l'effort de serrage précité. Dans le cas d'un véhicule classique mû uniquement par un moteur thermique, la butée hydraulique de commande de l'embrayage est fixée sur le fond du carter de l'embrayage. Dans le cas véhicule à propulsion hybride, le moteur électrique est généralement disposé à l'intérieur du carter d'embrayage et plus précisément, entre cet embrayage et le fond du carter. Il devient alors impossible de fixer la butée hydraulique dans le fond dudit carter. L'invention a pour objet pallier cet inconvénient en proposant un dispositif de fixation de ladite butée hydraulique permettant de fixer celle-ci entre le moteur électrique et l'embrayage et d'une manière plus générale, entre un organe rotatif quelconque (par exemple un pignon) et l'embrayage. L'invention concerne donc un dispositif de fixation d'une butée hydraulique de commande d'un embrayage équipant un véhicule automobile qui est mû par un moteur thermique, par l'intermédiaire d'une boîte de vitesses, cet embrayage étant intercalé entre le vilebrequin du moteur thermique et un organe rotatif, la butée hydraulique étant disposée autour de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses et intercalée entre ledit embrayage et ledit organe rotatif, cette butée comprenant un corps de vérin fixe et piston mobile axialement pour actionner l'embrayage. Selon les caractéristiques de l'invention, ce dispositif de fixation comprend - des moyens de fixation radiale du corps de vérin, comprenant au moins un élément de support fixé à l'une de ses extrémités sur ledit corps de vérin et à son autre extrémité sur le carter d'embrayage, et - des moyens d'appui axial dudit corps de vérin sur ledit organe rotatif. Grâce à ces moyens de fixation radiale et d'appui axial de la butée, cette dernière peut être fixée sans entraver la rotation de l'organe rotatif. Par ailleurs, selon un certain nombre de caractéristiques additionnelles, non limitatives, de l'invention - l'élément de support s'étend radialement selon un plan sensiblement perpendiculaire à celui de l'axe de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses ; - l'élément de support est constitué par un capot présentant une ouverture centrale destinée à recevoir le corps du vérin de la butée hydraulique, ce capot étant fixé par sa périphérie au carter d'embrayage ; - les moyens d'appui axial sont une butée de roulement, de préférence butée à aiguilles ; - l'organe rotatif est le rotor d'un moteur électrique et le véhicule à propulsion hybride ; et - les moyens d'alimentation en liquide hydraulique de la butée sont fixés sur l'élément de support. L'invention concerne également une butée hydraulique de commande embrayage équipant un véhicule automobile qui est mû par un moteur thermique, par l'intermédiaire d'une boîte de vitesses, cet embrayage étant intercalé entre le vilebrequin du moteur thermique et un organe rotatif, cette butée hydraulique étant disposée autour de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses intercalée entre ledit embrayage et ledit organe rotatif, cette butée comprenant un corps de vérin fixe et un piston mobile axialement pour actionner l'embrayage. Cette butée est remarquable en ce qu'elle comprend le dispositif de fixation précité. Enfin, l'invention concerne également un dispositif d'embrayage pour véhicule automobile à propulsion hybride, réalisée à partir d'un moteur thermique et/ou d'un moteur électrique, comprenant un embrayage intercalé entre le vilebrequin du moteur thermique et un organe rotatif constitué par le rotor du moteur électrique et une butée hydraulique actionnant ledit embrayage, cette butée hydraulique étant disposée autour de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses et intercalée entre ledit embrayage et ledit rotor, cette butée comprenant un corps de vérin fixe et un piston mobile axialement pour actionner l'embrayage, ce dispositif étant remarquable en ce que la butée est fixée par le dispositif de fixation précité. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, faite au regard de la figure 1. Cette figure 1 (figure unique) est une vue en coupe axiale d'un carter d'embrayage contenant : un embrayage, un moteur électrique et le dispositif de fixation de la butée hydraulique de commande de l'embrayage selon l'invention. On distingue, sur la droite de la figure, la portion d'extrémité 10 de l'arbre de vilebrequin 1 d'un moteur thermique non représenté. II s'agit par exemple d'un moteur à quatre temps, à essence ou de type Diesel. On a désigné par la référence 2 la partie d'extrémité de l'arbre primaire d'une boîte de vitesses manuelle ou automatique, de type connu, cette dernière n'étant pas non plus représentée. Elle est logée dans un carter de boîte de vitesses non représenté, dont la paroi possède un palier de guidage de l'arbre 2. De manière bien connue, l'extrémité 10 de l'arbre de vilebrequin 1 présente une portion 11 de plus grand diamètre, qui sera désignée par la suite par l'expression "nez" de vilebrequin. Ce "nez" 11 est percé d'un évidement axial 12, de forme générale cylindrique, qui débouche en direction de l'arbre 2 (vers la gauche de la figure). La portion d'extrémité libre de l'arbre d'entrée 2 de la boîte de vitesses est guidée en rotation l'intermédiaire d'un palier de roulement 13 monté dans ledit évidement 12. Ceci assure le centrage relatif parfait des deux arbres 1 et 2 le long d'un axe X'. Le "nez" 11 comporte une embase 14, à laquelle est fixé un volant d'inertie 5. Celui-ci a la forme d'un flasque discoïde pourvu d'une ouverture centrale laquelle il est adapté sur le "nez" 11, en s'appliquant contre l'embase La fixation est assurée par exemple au moyen de vis périphériques 16. L'arbre 2 présente une portion cannelée 20, sur laquelle peut coulisser, manière bien connue, le moyeu 30 d'un disque d'embrayage 3. Ce moyeu 30 présente des rainures périphériques intérieures complémentaires des cannelures de la portion 20, ce qui assure sa solidarisation rotation avec l'arbre 2, tout en permettant sa libre translation axiale, sur une course limitée. Le disque d'embrayage 3 comporte, dans sa zone périphérique annulaire une garniture 31, 31' à fort coefficient de frottement, qui fait légèrement saillie chacune de ses deux faces. Entre cette zone portant la garniture annulaire et le moyeu est disposé un amortisseur 32 de type connu, qui assure une certaine liberté de mouvement torsion, suivant la direction circonférentielle, entre l'extérieur et l'intérieur disque, de manière à éviter les à-coups dans la transmission du mouvement entre ces deux parties, au moment de l'accouplement. En direction de la boîte de vitesses, c'est-à-dire vers la gauche de la figure, la paroi du volant d'inertie 15 présente une face plane annulaire 150 qui s'étend dans un plan transversal, perpendiculaire à l'axe X-X', et est disposée en regard de l'une (31) des garnitures du disque d'embrayage. De l'autre côté de ce disque se trouve un plateau presseur annulaire 4 qui présente une face plane annulaire, dirigée vers la droite de la figure, apte à venir en appui contre l'autre garniture 3 1' du disque. De manière classique, le plateau presseur 4 est monté à l'intérieur d'un capot 17 présentant approximativement la forme d'une assiette à fond ouvert, et qui est fixé par sa zone de bordure périphérique au volant 15, au moyen de vis symbolisées sur la figure par des traits d'axe 170. Le plateau presseur 4 coopère par l'intermédiaire d'une surface profilée, avec un diaphragme 5. Ce dernier est un disque annulaire de faible épaisseur, en matériau élastique, s'étend dans un plan transversal, perpendiculairement à l'axe X-X'. Le diaphragme 5 présente une ouverture centrale circulaire de diamètre relativement grand se prolongeant vers l'extérieur des fentes radiales 51, tandis sa zone externe 52 est pleine. Il est retenu par sa partie médiane dans le capot 17, par des organes appropriés constitués par des zones de paroi embouties et repliées ; ceux-ci forment des points d'appui et de pincement autorisant la déformation de la paroi du diaphragme, par rapport à sa configuration plate représentée dans la moitié supérieure de la figure 1, de manière à lui conférer une configuration légèrement tronconique, dans un sens ou dans l'autre, comme représenté dans la moitié inférieure de la figure 1. Le plateau presseur annulaire 4 est solidaire en rotation du diaphragme 5 et donc du volant 15, grâce à un système de fixation de type connu, mais est mobile en direction axiale en même temps que zone de bordure extérieure 52 du diaphragme. Ce type de montage est bien connu. Le dispositif comporte également une butée hydraulique 6, décrite ultérieurement et dont la fonction est de déformer le diaphragme 5, afin de commander l'embrayage. Cette butée 6 est disposée autour de l'arbre d'entrée 2 de la boîte de vitesses, entre le mécanisme d'embrayage proprement dit et un moteur électrique, référencé 7. On distingue sur la partie gauche de la figure un arbre moteur auxiliaire 70, tubulaire, qui entoure l'arbre central, plein, 2. deux arbres 2, 70 se trouvent disposés coaxialement dans le prolongement de l'arbre de vilebrequin 1. L'arbre intérieur 2, plus long que l'arbre 70, ressort de dernier par sa portion cannelée 20 ainsi que par une partie de sa portion lisse. L'arbre auxiliaire 70 est libre en rotation par rapport à l'arbre principal 2. Il est guidé en rotation par un palier de roulement, non représenté, monté dans la paroi du carter d'embrayage C. Du côté du vilebrequin, l'arbre auxiliaire 70 présente portion d'extrémité libre 700, cannelée longitudinalement. L'arbre auxiliaire 70 est entraîné en rotation par le moteur électrique 7, dernier comportant de façon classique un stator 71 et un rotor 72. Le stator est annulaire, il entoure le rotor central 72, également annulaire, qui est traversé par les deux arbres 2 et 70 coaxiaux. Le rotor présente un moyeu 720 portant des rainures longitudinales complémentaires des cannelures 700 de l'arbre auxiliaire 70 sur lequel il engagé. L'arbre 70 est donc solidaire en rotation du rotor 72 et il tourne en permanence en meure temps que lui. La butée hydraulique 6 va maintenant être décrite plus en détail. Elle comprend un corps de vérin fixe 61 ou chemise et un piston 62 mobile axialement. Le corps de vérin 61 comprend une embase discoïde annulaire plate 610, perpendiculaire à l'axe X-X', à laquelle se raccordent en partie centrale, deux tubes cylindriques concentriques 611, 612, centrés sur l'axe X-X', et tournés vers le nez de vilebrequin. Le tube central 612 de ce corps fixe entoure l'arbre primaire 2 avec un faible jeu. Ce corps de vérin est monté sur un élément de support 8 constituant un moyen de fixation radiale. De façon avantageuse, cet élément de support 8 est constitué par un capot présentant approximativement la forme d'une assiette creuse munie d'une ouverture centrale 80. Ce capot 8 s'étend radialement selon un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe X-X'. Plus précisément, la périphérie de l'ouverture centrale 80 repliée en direction du vilebrequin, de façon à définir une zone d'appui et de fixation du tube externe 611 du corps de vérin 61. La périphérie 81 du capot 8 est en outre également repliée en direction du vilebrequin, de façon à définir une surface de fixation le carter d'embrayage C. Outre sa fonction de fixation, ce capot 8 permet de protéger le moteur électrique de l'environnement agressif de l'embrayage, que des projections de fragments de garniture d'embrayage. Selon un autre mode de réalisation non représenté, capot 8 pourrait également être remplacé par au moins une patte de support (élément de support), avantageusement quatre, réparties uniformément, chacune étant fixée à l'une de ses extrémités au corps de vérin 61 et à son autre extrémité au carter d'embrayage C. Le piston 62 est constitué d'une partie en forme générale de manchon cylindrique, centrée sur l'axe X-X' et constituant le corps 620 du piston et d'une partie en forme de collerette 621, située du côté du vilebrequin (vers la droite de la figure) et étendant radialement depuis ledit corps de piston. Le corps de piston 620 est dimensionné de manière telle qu'il pénètre et coulisse de façon étanche dans l'espace défini par les deux tubes 611, 612. L'espace compris entre les deux tubes 611, 612, l'embase discoïde 610 et le corps de piston 620 définit la chambre de pression 63 de la butée hydraulique. Celle-ci communique avec l'extérieur par un petit canal percé radialement dans l'embase 610 et débouchant sur sa tranche. Un raccord approprié 65 assure la connexion étanche dudit canal avec une conduite d'alimentation 66 de la butée hydraulique et une source mise sous pression, non représentée. La conduite d'alimentation 66 est avantageusement collée soudée sur la face capot 8 orientée vers le moteur électrique. Par ailleurs, des perçages appropriés autorisent l'entrée ou l'échappement de l'air présent dans le fond de la chambre de pression, de façon à ne pas contrarier le déplacement axial du piston sous l'effet de la commande hydraulique. La collerette 621 du piston porte la bague intérieure 67 plateau à billes annulaire dont la bague extérieure 67' est solidaire du diaphragme 5 et plus précisément de la zone qui borde son ouverture centrale. Ce plateau à billes est situé contre la face du diaphragme tournée vers la boîte de vitesses (vers la gauche de la figure). rôle est de transmettre les mouvements de translation axiale piston 62 (immobile en rotation) à la zone intérieure du diaphragme 5 (rotatif), afin de le déformer pour lui donner une configuration conique et, corrélativement, provoquer un déplacement du plateau presseur annulaire 4 dans un sens ou dans l'autre. Un organe élastique 68, tel qu'un ressort de rappel hélicoïdal entoure le tube exterieur 611. Il est fixé entre l'élément de support 8 et la bague intérieure 67 du plateau à billes et agit sur le piston, en tendant à le rapprocher de l'embase fixe 610, à l'encontre de la pression hydraulique régnant dans la chambre de pression 63. Des moyens appropriés, tels qu'un clavetage par exemple, assurent l'immobilisation du piston en rotation dans le corps de vérin fixe, sans contrarier son déplacement en translation axiale. L'embase 610 du corps de vérin repose sur le rotor 72 plus précisément sur le moyeu 720 par des moyens 9 d'appui axial, du type butée de roulement notamment une butée à aiguilles. Grâce à cette butée, le corps de vérin fixe 61 peut prendre appui en direction axiale (X-X') sur l'organe rotatif 72 que constitue le rotor. Ceci cas notamment lorsque du liquide hydraulique est injecté sous pression dans la chambre de pression Le fonctionnement de la butée hydraulique est classique. En l'absence de pression hydraulique (situation représentée dans la moitié superieure de la figure 1), le ressort 68 tend à déplacer le piston vers la gauche de la figure dans le sens de l'embrayage. Inversement (et comme représenté dans la moitié inférieure de la figure 1), si l'on alimente la chambre 63 en liquide hydraulique sous pression, le piston 62 se déplace vers la droite (flèche F) et le diaphragme 5 est déformé en sens inverse en écartant le plateau presseur 4 (flèche G) et en désaccouplant l'arbre 1 et l'arbre 2. REVENDICATIONS. 1. Dispositif de fixation d'une butée hydraulique (6) de commande d'un embrayage équipant un véhicule automobile qui mû par un moteur thermique, par l'intermédiaire d'une boîte de vitesses, cet embrayage étant intercalé entre vilebrequin (1) du moteur thermique et un organe rotatif (72), la butée hydraulique (6) étant disposée autour de l'arbre d'entrée (2) la boîte de vitesses et intercalée entre ledit embrayage et ledit organe rotatif, cette butée comprenant un corps vérin fixe (61) et un piston (62) mobile axialement pour actionner l'embrayage, caractérisé en ce qu'il comprend - des moyens de fixation radiale (8) du corps de vérin, comprenant au moins un élément de support fixé à l'une de ses extrémités sur ledit corps de vérin (61) et à son autre extrémité sur le carter d'embrayage (C), et - des moyens d'appui axial (9) dudit corps de vérin sur ledit organe rotatif. 2. Dispositif de fixation d'une butée hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de support (8) s'étend radialement selon un plan sensiblement perpendiculaire à celui de l'axe X' de l'arbre d'entrée (2) de la boîte de vitesses. 3. Dispositif de fixation d'une butée hydraulique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément de support (8) est constitué par un capot présentant une ouverture centrale (80) destinée à recevoir le corps du vérin (61) de la butée hydraulique, ce capot étant fixé par sa périphérie (81) au carter d'embrayage. 4. Dispositif de fixation d'une butée hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'appui axial (9) sont une butée de roulement. 5. Dispositif de fixation d'une butée hydraulique selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens d'appui axial (9) sont une butée à aiguilles. 6. Dispositif de fixation d'une butée hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe rotatif (72) le rotor d'un moteur électrique. 7. Dispositif de fixation d'une butée hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'alimentation (66) en liquide hydraulique de la butée sont fixés sur l'élément de support (8). 8. Butée hydraulique (6) de commande d'un embrayage équipant un véhicule automobile qui est mû par un moteur thermique, par l'intermédiaire d'une boîte vitesses, cet embrayage étant intercalé entre le vilebrequin (1) du moteur thermique et un organe rotatif (72), cette butée hydraulique étant disposée autour de l'arbre d'entrée (2) de la boîte de vitesses et intercalée entre ledit embrayage et ledit organe rotatif, cette butée comprenant un corps de vérin fixe (61) et un piston (62) mobile axialement pour actionner l'embrayage, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif de fixation selon l'une quelconque des revendications 1 à 7. 9. Dispositif d'embrayage pour véhicule automobile propulsion hybride, réalisée à partir d'un moteur thermique et/ou d'un moteur électrique (7), comprenant un embrayage intercalé entre le vilebrequin (1) du moteur thermique et un organe rotatif (72) constitué par le rotor du moteur électrique (7) une butée hydraulique (6) actionnant ledit embrayage, cette butée hydraulique étant disposée autour l'arbre d'entrée (2) de la boîte de vitesses et intercalée entre ledit embrayage et ledit rotor, cette butée (6) comprenant un corps de vérin fixe (61) et un piston (62) mobile axialement pour actionner l'embrayage, caractérisé en ce que ladite butée hydraulique est fixée par le dispositif de fixation selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.