Brevet FR2813646A1 — publié le 20020308

L'invention concerne un mécanisme d'embrayage comprenant au moins un plateau de pression et plus particulièrement un mécanisme d'embrayage à fort couple comprenant deux plateaux de pression ou plus. D'une manière générale, un mécanisme d'embrayage à diaphragme comprend notamment au moins un disque de friction équipé de garnitures de friction propres à être serrées entre un plateau de pression et un plateau de réaction (appelé également volant d'inertie) par un diaphragme. Le diaphragme est monté pivotant sur un couvercle qui est fixé au plateau de réaction, et le plateau de pression est lié en rotation avec le couvercle, mais mobile en translation axiale par rapport audit couvercle. La partie radialement externe du diaphragme (en forme de rondelle Belleville) prend appui sur le plateau de pression, alors que la partie radialement interne (des doigts radiaux) coopère avec un organe de commande tel qu'une butée de débrayage qui est mobile en translation axiale. Dans le cadre d'un embrayage à fort couple, par exemple à double plateau de pression, le principe est sensiblement le même à la différence près que le diaphragme appuie sur un plateau primaire de pression qui exerce une pression sur un disque primaire de friction agissant lui-même sur un plateau secondaire de pression intercalé entre le disque primaire de friction et un disque secondaire de friction dont les garnitures de friction viennent frotter (en position embrayée du mécanisme) contre le plateau de réaction. II y a donc une alternance de plateaux de pression et de disques de friction de façon à augmenter la surface de friction sur le plateau de réaction sans augmenter les dimensions du mécanisme d'embrayage ni la force à appliquer sur le diaphragme par l'utilisateur (via la pédale d'embrayage). On peut ainsi multiplier le couple par deux aisément. Dans ce type d'embrayage à double plateau de pression, le plateau secondaire de pression est, en position débrayée, du type libre en translation le long de l'axe principal de l'embrayage. La liaison de type tenon/mortaise qui le relie au couvercle ayant un certain jeu angulaire pour permettre au disque de se déplacer axialement lors des passages alternatifs de sa position embrayée à sa position débrayée, il peut apparaître des bruits lors des chocs répétitifs entre la partie tenon (une denture radiale) du plateau secondaire de pression et la partie mortaise (une gorge) du couvercle. Cela est en partie dû à l'inertie des pièces en mouvement (couvercle et plateau de pression) en position débrayée (surtout au point mort de la boîte de vitesse) et aux phénomènes de vibration cyclique inhérents à un moteur à explosion qui sont notamment transmis par le vilebrequin moteur au couvercle. Ces bruits d'une part peuvent être désagréables pour l'utilisateur et d'autre part, à force, peuvent fragiliser la liaison entre le plateau secondaire et le couvercle et générer des usures. Le but de l'invention est donc de réduire, voire supprimer ces bruits tout en contribuant à l'augmentation de la durée de vie des pièces concernées, avec un faible surcoût, peu de pièces supplémentaires et un montage (et éventuellement un démontage) aisé. Pour cela, il est proposé un mécanisme d'embrayage pour véhicule automobile comprenant au moins un plateau de pression, un disque de friction équipé de garnitures de friction et un plateau de réaction solidaire en rotation d'un couvercle, le plateau s de pression étant lié en rotation audit couvercle et axialement mobile par rapport au plateau de réaction pour passer d'un état embrayé à un état débrayé du mécanisme, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un moyen d'amortissement des vibrations disposé entre le plateau de pression et le couvercle. En particulier, le mécanisme comprendra de préférence un plateau primaire de pression, un disque primaire de friction équipé de garnitures de friction, un plateau secondaire de pression, un disque secondaire de friction équipé de garnitures de friction, le plateau secondaire de pression étant lié en rotation au couvercle et axialement mobile par rapport au plateau de réaction pour passer d'un état embrayé à un état débrayé du mécanisme, le moyen d'amortissement des vibrations étant alors disposé entre le plateau secondaire de pression et le couvercle. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - le moyen d'amortissement des vibrations sera placé au niveau de la liaison mécanique en rotation entre le plateau de pression et le couvercle. Ainsi, on se place au plus près de l'endroit ou les bruits sont produits. - la liaison entre le plateau de pression et le couvercle sera de préférence du type tenon/mortaise pour un coulissement axial et un entraînement aisés. - le moyen d'amortissement des vibrations est placé dans un alésage d'une denture du plateau de pression, cette denture faisant office de tenon dans la liaison mécanique avec le couvercle. - le moyen d'amortissement des vibrations comprend au moins un ressort et un organe d'appui faisant face à un flanc d'une gorge axiale aménagée dans le couvercle, cette gorge faisant office de mortaise dans la liaison mécanique avec le plateau de pression. - En particulier, le ressort sera du type hélicoïdal et l'organe d'appui sera alors un pion comprenant une tige prolongée par une tête bombée faisant légèrement saillie de l'alésage de la denture une fois le moyen d'amortissement mis en place. Selon une alternative, l'organe d'appui pourra être une bille. Dans un but de faciliter le montage du moyen d'amortissement - le ressort et l'organe d'appui seront prémontés dans une cartouche insérée dans l'alésage de la denture et qui présente des bords avant rabattus pour servir de moyen de retenue à l'organe d'appui. - la cartouche pourra en outre présenter, à l'opposé des bords rabattus avant, des bords rabattus arrières venant se replier radialement pour servir de surface d'appui au ressort. - la tête du pion et l'entrée de la gorge du couvercle pourront être munis d'un chanfrein. Pour continuer à assurer un bon fonctionnement du mécanisme d'embrayage malgré la présence de ce moyen d'amortissement des vibrations - le pion sera de préférence monté avec un jeu radial dans son alésage. - le ressort sera de préférence monté de telle sorte qu'il pousse le plateau de pression dans un sens opposé au sens de rotation du couvercle. - l'organe d'appui sera de préférence en matière métallique non agressive ou en matière plastique composite thermodurcissable. - la somme des couples de chaque ressort sera de préférence légèrement supérieur au couple généré sur le plateau de pression par l'accélération angulaire (positive ou négative) provenant de l'irrégularité de rotation du plateau de réaction du mécanisme. - chaque denture du plateau de pression pourra être équipée d'un moyen d'amortissement des vibrations. - chaque denture du plateau de pression pourra présenter deux moyens d'amortissement montés tête-bêche. - en particulier, ces deux moyens d'amortissement pourront être inclinés l'un par rapport à l'autre de façon symétrique en formant un angle dont la bissectrice passe par le centre du plateau de pression et dont le sommet est dirigé vers la périphérie de sa denture. L'invention sera mieux comprise, et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une représentation schématique en coupe axiale d'un embrayage à double plateau de pression pour moteur à combustion interne de véhicule automobile, - la figure 2 est une autre vue en coupe de détail d'un tel plateau illustrant une première solution, - la figure 3 est une vue de détail de la figure 2, - la figure 4 est une variante de la figure 3, - la figure 5 est une variante de la figure 3, - la figure 6 est une variante de la figure 3, - la figure 7 est une variante de la figure 3, et - la figure 8 est une variante de la figure 3, - les figures 9 et 10 représentées sont une variante de réalisation de la figure 7. Sur la figure 1, la référence 1 désigne un mécanisme d'embrayage à double plateau pour moteur à explosion de véhicule automobile nécessitant un fort couple. II comprend un volant d'inertie 16 formant un le plateau de réaction sur lequel est fixé un couvercle d'entraînement 12 par des vis 18. Le mécanisme 1 comprend également un plateau primaire de pression 20 solidaire en rotation du volant 16 et du couvercle 12 et mobile en translation axiale par rapport à ces derniers, un disque primaire de friction 30 portant à sa périphérie un premier jeu 32 de garnitures de friction destinées à être serrées entre le plateau primaire de pression 20 et un plateau secondaire de pression 40 également fixé au couvercle 12 et mobile axialement par rapport à ce dernier pour pouvoir appuyer sur un disque secondaire de friction 50 portant à sa périphérie un second jeu de garnitures 52 destinées à être serrées entre le plateau secondaire de pression 40 et le plateau de réaction 16 pour la transmission d'un couple de rotation de l'arbre moteur aux disques de friction 30 et 50. Ces disques de friction sont reliés par un amortisseur de torsion (schématisé) à un moyen solidaire en rotation d'un arbre mené, tel que l'arbre d'entrée d'une boite de vitesse (non représenté). Le plateau primaire de pression 20 (et par voie de conséquence le plateau secondaire 40), est sollicité en position embrayée (ou position de serrage des garnitures 32 sur le plateau de réaction 16) par des moyens embrayeurs de type connu en soi et qui sont formés principalement par la partie radialement externe en forme de rondelle Belleville 62 d'un diaphragme annulaire 60 dont la partie radialement interne comprend des doigts radiaux 64 coopérant avec une butée de débrayage mobile en translation axiale par un organe de commande formé d'une fourchette de débrayage. Comme on peut le voir sur la figure 2, le plateau secondaire de pression 40 est muni de dentures radiales 42, par exemple au nombre de 3, venant s'introduire dans des gorges 15 réalisées dans le couvercle 12, ces gorges s'étendant axialement pour permettre le déplacement axial du plateau secondaire de pression 40 par rapport au couvercle 12 en vue de passer d'une position embrayée à une position embrayée. Le couvercle 12 entraîne donc en rotation le plateau secondaire par cette liaison de type tenon (côté plateau) mortaise (côté couvercle). Pour compenser le jeu angulaire qui existe entre la partie tenon et la partie mortaise de cette liaison, des moyens d'amortissement 70 sont prévus au moins à l'une de ces liaisons, et de préférence à toutes. Comme on peut le voir plus en détail sur la figure 3, ces moyens 70 prennent la forme, d'une part, d'un alésage 72 réalisé dans chaque denture 42 du plateau et, d'autre part, d'un couple ressort 74 / moyen d'appui 76 introduit dans cet alésage 42. Dans la première solution représentée, l'alésage 72 est borgne et renferme un ressort hélicoïdal 74 de compression et un pion 76 (ou plot) en forme de champignon dont la tige 76a traverse le ressort 74 tandis que la tête 76b sort légèrement de l'alésage 72 pour prendre appui contre le flanc avant 15a (la surface) de la gorge 15 du couvercle 12. Ainsi, la force exercée par le ressort 74 précontraint dans son logement pousse le pion 76 hors de l'alésage, de telle sorte que la tête bombée 76b soit en contact permanent avec le flanc 15a de la gorge 15. Cela limite la possibilité de déplacement radial du plateau secondaire 40 sans limiter la possibilité de déplacement axial de celui-ci par couvercle au plateau lors des opérations de débrayages ou d'embrayage. La variante de réalisation de la figure 4 fait intervenir une cartouche cylindrique 78, par exemple en métal, qui est montée de préférence à force dans l'alésage 72 de la denture 42 du plateau secondaire, de telle sorte qu'une fois le ressort hélicoïdal 74 et le pion 76 montés dans la cartouche 78, l'ensemble ainsi constitué forme une unité facile à placer dans l'alésage 72. Des pattes avant 78a de la cartouche 78 viennent maintenir axialement le ressort 74 et le pion 76 à l'intérieur de ladite cartouche 78, ce qui permet un montage facile. Dans la variante de réalisation de la figure 5, la cartouche 78 présente également des pattes arrières 78b qui sont repliées radialement après avoir monté le ressort 74 et le pion 76 dans ladite cartouche 78 de manière à former une unité indémontable qui évite de perdre des éléments lors du montage dans la denture 42 du plateau secondaire de pression. Le ressort 74 ne prend donc plus appui contre le fond de l'alésage 72 de la denture mais contre ces pattes arrières 78b. La variante de la figure 6 fait intervenir un alésage débouchant 72 et un système dans lequel la tige 76a du pion 76 traverse quasiment tout l'alésage et possède, d'un côté, une tête bombée 76b faisant office de moyen d'appui avec la surface 15a de la gorge et, de l'autre côté, un circlip de retenue axiale 77 placé dans un alésage 72b de la denture (ou éventuellement un filetage destiné à recevoir un écrou placé dans ledit alésage). Cette solution permet de mieux maintenir la position du plateau secondaire par rapport au couvercle, et donc d'assurer que l'équilibrage de l'embrayage soit plus stable. La variante de réalisation de la figure 7 fait intervenir un système à deux alésages 72 recevant chacun un ressort 74 et un pion 76. Cette solution s'inspire des diverses solutions des figures 3 à 5 (c'est-à-dire avec ou sans cartouche). Elle permet de compenser les vibrations aussi bien en embrayant qu'en débrayant car un des moyens d'amortissement prend appui contre le flanc avant 15a de la gorge 15 tandis que l'autre prend appui contre le flanc arrière 15b de ladite gorge. La variante de la figure 8 fait simplement intervenir une bille 79 à la place du pion qui repose sur le ressort 74 et qui est maintenue en place par les pattes 78a et 78b de la cartouche 78. Cette bille 79 peut bien entendu être utilisée dans les autres variantes représentées. Sur les figures 9 et 10, on voit que les deux moyens d'amortissement 70 sont inclinés l'un par rapport à l'autre de façon symétrique par rapport à une bissectrice perpendiculaire à l'axe de rotation du plateau 40, et dont le sommet est dirigé vers le côté correspondant au sens de débrayage lors de la levée du plateau. Cette solution permet d'apporter un effort supplémentaire contribuant à lever le plateau 40 dans le sens du débrayage. Grâce à l'inclinaison des pions, le mouvement de levée du plateau 40 et de déplacement latéral des pions dans la limite du jeu avec leur logement s'accompagne d'une légère détente des ressorts 74, ce qui occasionne une force de levée supplémentaire. Dans tous les modes de réalisation représentés, le couple des différents ressorts est légèrement supérieur au couple généré sur le plateau par l'accélération angulaire (positive ou négative) provenant de l'irrégularité de rotation du volant moteur. Chaque ressort est monté de telle sorte qu'il compense le couple de rotation le plus faible, c'est-à-dire qu'il pousse le plateau secondaire dans le sens opposé de rotation du couvercle. Le pion est monté avec un jeu radial dans son alésage pour permettre le déplacement axial du plateau sans que la tête du plot se déplace de trop en glissant contre le flanc de la gorge, ceci afin d'éviter son usure par frottement. Ce jeu sera de préférence compris entre un tiers et deux tiers de la levée du plateau, par exemple d'environ 0,5 mm. La tête 76b du pion 76 de même que la gorge 15 seront de préférence munis d'un chanfrein facilitant le montage du dispositif, le ressort exerçant une précontrainte ayant tendance à faire sortir la tête de l'alésage. La bille 79 ou la tête 76b du pion 76 sont en matière métallique non agressive sur les flancs de la gorge du couvercle (bronze ou matériau fritté) ou bien subissent un traitement physico-chimique rendant leur surface de contact la plus douce possible. On peut prévoir également que ces pièces soient en matière plastique composite (thermodurcissable pour résister aux hautes températures). II doit être bien entendu toutefois que ces exemples sont donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'Invention dont ils ne constituent en aucune manière une limitation. Ainsi, le ressort hélicoïdal peut être remplacé par tout autre dispositif équivalent tel qu'un ressort à lame ou un plot en caoutchouc relativement mou. De plus, il est important de noter ici que ce moyen d'amortissement peut être utilisé dans le cadre d'un mécanisme d'embrayage à 1, 2 ou plus de 2 disques d'embrayage, dans le cas ou les plateaux de pression sont aussi entraînés en rotation par un système de tenon et mortaise ou par tout système équivalent pouvant occasionner un jeu angulaire. REVENDICATIONS 1. Mécanisme (1) d'embrayage pour véhicule automobile comprenant au moins un plateau (20) de pression, un disque de friction (30) équipé de garnitures de friction (32), un diaphragme (60), et un plateau de réaction (16) solidaire en rotation d'un couvercle (12), le plateau de pression (20) étant lié en rotation audit couvercle (12) et axialement mobile par rapport au plateau de réaction pour passer d'un état embrayé à un état débrayé du mécanisme, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un moyen (70) d'amortissement des vibrations disposé entre le plateau (20) de pression et le couvercle (12). 2. Mécanisme (1) d'embrayage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en particulier un plateau primaire (20) de pression, un disque primaire de friction (30) équipé de garnitures de friction (32), un plateau secondaire de pression (40), un disque secondaire de friction (50) équipé de garnitures de friction (52), le plateau secondaire de pression (40) étant lié en rotation au couvercle (12) et axialement mobile par rapport au plateau de réaction pour passer d'un état embrayé à un état débrayé du mécanisme, et le moyen (70) d'amortissement des vibrations étant disposé entre le plateau secondaire (40) de pression et le couvercle (12). 3. Mécanisme (1) d'embrayage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen (70) d'amortissement des vibrations est disposé au niveau de la liaison mécanique entre le plateau de pression (20 ; 40) et le couvercle (12). 4. Mécanisme (1) d'embrayage selon la revendication 3, caractérisé en ce que cette liaison est du type tenon/mortaise. 5. Mécanisme (1) d'embrayage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen (70) d'amortissement des vibrations est placé dans un alésage (72) d'une denture (42) radiale du plateau de pression (20 ; 40), cette denture (42) faisant office de tenon dans la liaison mécanique avec le couvercle (12). 6. Mécanisme (1) d'embrayage selon l'une quelconque des revendications 4 à 5, caractérisé en ce que le moyen (70) d'amortissement des vibrations comprend au moins un ressort (74) et un organe d'appui (76) faisant face à un flanc (15a; 15b) d'une gorge axiale (15) aménagée dans le couvercle- (12), cette gorge faisant office de mortaise dans la liaison mécanique avec le plateau (20 ; 40) de pression. 7. Mécanisme (1) d'embrayage selon la revendication 6, caractérisé en ce que le ressort (74) est du type hélicoïdal et l'organe d'appui (76) est un pion comprenant une tige (76a) prolongée par une tête bombée (76b) faisant légèrement saillie de l'alésage (72) de la denture (42) une fois ledit moyen (70) d'amortissement mis en place. 8. Mécanisme (1) d'embrayage selon la revendication 6, caractérisé en ce que le ressort (74) est de type hélicoïdal et l'organe d'appui (76) est une bille (79). 9. Mécanisme (1) d'embrayage selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le ressort (74) et l'organe d'appui (76 ; 79) sont prémontés dans une cartouche (78) insérée dans l'alésage (72) de la denture (42) et qui présente des bords avant (78a) rabattus pour servir de moyen de retenue à l'organe d'appui (76 ; 79). 10. Mécanisme (1) d'embrayage selon la revendication 9, caractérisé en ce que la cartouche (78) présente en outre, à l'opposé des bords avant (78a), des bords arrières (78b) repliés radialement pour servir de surface d'appui au ressort (74). 11. Mécanisme (1) d'embrayage selon la revendication 6, caractérisé en ce que le moyen (70) d'amortissement des vibrations se présente comme un alésage (72) débouchant traversant toute la denture (42) et à l'intérieur duquel se trouve un ressort (74) autour duquel est monté un pion (76) présentant une tige (76a) munie, d'un côté, d'une tête (76b) bombée et, de l'autre côté, d'un moyen (77) de retenue axial tel par exemple qu'un circlip. 12. Mécanisme (1) d'embrayage selon l'une quelconque des revendications 7 ou 9 à 11, caractérisé en ce que la tête (78b) du pion et l'entrée de la gorge (15) du couvercle (12) sont munis d'un chanfrein. 13. Mécanisme (1) d'embrayage selon l'une quelconque des revendications 7 ou 9 à 12, caractérisé en ce que le pion (76) est monté avec un jeu radial dans son alésage. 14. Mécanisme (1) d'embrayage selon l'une quelconque des revendications 6 à 13, caractérisé en ce que le ressort (74) est monté de telle sorte qu'il pousse le plateau (20 ; 40) de pression dans un sens opposé au sens de rotation du couvercle (12). 15. Mécanisme (1) d'embrayage selon l'une quelconque des revendications 6 à 14, caractérisé en ce que l'organe d'appui (76 ; 79) est en matière métallique non agressive ou en matière plastique composite thermodurcissable. 16. Mécanisme (1) d'embrayage selon l'une quelconque des revendications 6 à 15, caractérisé en ce que la somme des couples de chaque ressort (74) est légèrement supérieur au couple généré sur le plateau (20 ; 40) de pression par l'accélération angulaire provenant de l'irrégularité de rotation du plateau de réaction (16) du mécanisme (1). 17. Mécanisme (1) d'embrayage selon l'une quelconque des revendications 5 à 16, caractérisé en ce que chaque denture (42) du plateau (20: 40) de pression est équipée d'un moyen (70) d'amortissement des vibrations. 18. Mécanisme (1) d'embrayage selon l'une quelconque des revendications 5 à 16, caractérisé en ce chaque denture (42) du plateau (20 ; 40) de pression présente deux moyens (70) d'amortissement montés tête- bêche.