Brevet FR2833329A1 — publié le 20030613

DISPOSITIF D'EMBRAYAGE DE VEHICULE AUTOMOBILE La présente invention se rapporte à un dispositif d'embrayage pour véhicule automobile. Plus précisément, elle concerne un dispositif d'embrayage de véhicule automobile comportant au moins un premier élément de couplage solidaire d'un arbre d'embrayage lui-même lié au moteur d'entraînement du véhicule par l'intermédiaire d'un volant moteur et un second élément de couplage lié à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses. Cette invention trouve une application privilégiée sur une transmission automatisée, où les manoeuvres de l'embrayage et des organes de sélection et de passage des vitesses sont prises en charge par des actionneurs placés sous le contrôle d'un calculateur. Les embrayages équipant les véhicules automobiles à boîte de vitesses mécanique sont généralement constitués d'un disque ayant sur sa périphérie une couronne en matériau de friction, d'un moyeu cannelé d'entraînement de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, d'un dispositif d'amortissement des vibrations de torsion intercalé entre le moyeu et la garniture extérieure, constitué de ressorts et de rondelles de frottement, et enfin d'un mécanisme comprenant un plateau de pression, un couvercle en tôle et un diaphragme élastique assurant le serrage de la friction entre le volant moteur et le plateau. Cette disposition d'embrayage classique ne permet pas de réaliser des amortisseurs de vibration suffisamment efficaces pour filtrer les acylismes du moteur. Sous certaines charges ou à certains régimes moteur, la boîte de vitesses entre en résonance et devient bruyante, notamment avec les moteurs diesel. Pour mieux filtrer les acyclismes du moteur, on a souvent recours à des dispositifs dits double volant amortisseur , dans lesquels les moyens de filtrage des oscillations du moteurs sont disposés entre deux volants d'inertie trouvant leur place entre le moteur et l'embrayage. Outre le fait qu'ils sont en eux-mêmes lourds, volumineux et coûteux, les doubles volants amortisseurs sont mal adaptés aux transmissions automatisées. En effet, leur utilisation nécessite, en cas d'automatisation d'une boîte de vitesses mécanique conventionnelle, un dispositif d'actionnement spécifique, indépendant des actionneurs de changement de rapport, et possédant ses propres moyens de contrôle, tels qu'un capteur de déplacement de la butée d'embrayage. La présente invention vise à améliorer la capacité de filtrage des acyclismes du moteur sans recourir à un double volant amortisseur, ceci dans des conditions particulièrement favorables à l'automatisation des manoeuvres de l'embrayage et des changements de rapport, notamment sous couple. Dans ce but elle propose que l'arbre d'embrayage soit relié au volant moteur par des moyens de filtrage fixés sur celui-ci. De préférence, les moyens de couplage sont séparés du volant moteur par l'arbre d'embrayage et par les moyens de filtrage. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, les moyens de filtrage comprennent, deux flasques solidaires du volant, un moyeu solidaire de l'arbre d'embrayage, et des ressorts courbes assurant une liaison souple entre ledit moyeu et lesdits flasques. Ces dispositions permettent notamment de répartir les inerties entre le volant moteur et l'embrayage, et d'installer sur le volant (et non dans l'embrayage), un amortisseur d'une grande souplesse à très grand débattement permettant d'atteindre la performance d'un double volant amortisseur, pour le filtrage des vibrations. 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 longitudinale de l'ensemble du dispositif de couplage, de sa commande et de l'actionneur associé, - la figure 2 est une vue transversale partielle du dispositif de commande, - la figure 3 est une vue de face d'un des flasques de l'amortisseur de vibrations, - la figure 4 est une vue de face d'un des flasques de l'amortisseur assemblé avec les ressorts au repos et le moyeu, - la figure 5 est une vue de face d'un des flasques de l'amortisseur assemblé avec le moyeu et les ressorts en position comprimés, et - la figure 6 une vue de face du moyeu seul. On voit sur la figure 1, l'ensemble du dispositif d'embrayage 10. Le volant moteur 100 est fixé rigidement et de manière connue sur le vilebrequin (non représenté) par les vis 101, et comporte une couronne de lancement 102 et une piste de captage de régime 103. Le dispositif de filtrage 200 est fixé sur le volant par l'intermédiaire de vis 201. Il comprend une partie de filtrage proprement dite et une partie d'amortissement. La partie de filtrage est composée d'un compartiment étanche en forme de tore comprenant un premier flasque 210 dont l'ouverture centrale circulaire est munie d'un joint 211. Deux zones 210a disposées à 180 sont moins profondes, et servent d'appui et de point de réaction aux ressorts courbes 230 (voir figure3). Un second flasque 220 complète le compartiment torique. Son ouverture centrale circulaire est également munie d'un joint 221. De manière similaire au flasque 210, le flasque 220 possède également deux zones 220a disposées à 180 remplissant la même fonction que la zone 210a. Les zones 210a et 220a sont placées en vis à vis. Les deux joints circulaires 211 et 221 serrent une partie circulaire et plane 250a du moyeu 250, de façon à former un compartiment étanche qui peut avantageusement contenir un lubrifiant, tel que de la graisse. Le moyeu 250 possède deux pattes extérieures 250b qui entrent dans le compartiment formé par les deux flasques 210 et 220. Lorsque le système est au repos, les pattes 250b sont en vis à vis des zones 210a et 220a (voir figure 4). Lorsque le système est sous couple, les ressorts courbes 230 sont sous tension entre les zones 210a et 220a des flasques 210 et 220 d'une part et les pattes 250b du moyeu 250 d'autre part (voir figure 5). Cette disposition à deux ressorts courbes 230, permet d'atteindre un angle de rotation relatif du moyeu 250 par rapport aux flasques 210 et 230 très élevé, une grande souplesse et par conséquent une grande performance en filtrage des vibrations de torsion. La partie centrale du moyeu comporte des cannelures 250c d'entraînement de l'arbre d'embrayage 260. Dans la zone radiale intermédiaire, sont réalisées des ouvertures 250d, en nombre égal à celui des vis de fixation 101 du volant moteur 100. Ces ouvertures sont destinées à laisser le passage à l'outil de serrage des vis 101. Un certain nombre de ces ouvertures 250d ont un contour non régulier comportant une excroissance 205e. Ces excroissances sont destinées à recevoir les pattes d'entraînement 271a d'un des éléments du dispositif d'amortissement 270. Le dispositif d'amortissement 270 a pour rôle de calmer les oscillations du système de filtrage, en étant le siège de frottements secs et de déperdition d'énergie. Il est constitué d'une rondelle en tôle 271 avec dans sa partie intérieure des pattes 271a en nombre égal à celui des excroissances 250e du moyeu. La rondelle 271 est entraînée en rotation par le moyeu, et suit ses mouvements. Cette rondelle 271 est prise en sandwich entre deux éléments de friction 272 et 273. Le premier élément de friction est en contact avec une face du volant et possède des évidements 272a coopérant un nombre égal de pattes 273a de l'élément de friction 273 assurant leur liaison en rotation. Les pattes 273a pénètrent à l'intérieur de logements 104 prévus dans le volant. Les éléments de friction sont donc liés en rotation au volant, alors que la rondelle en tôle 271 est liée au moyeu 250. Le dispositif d'amortissement est maintenu sous pression par la rondelle élastique 274, élément de réglage du système, comprimée par le capot 275 fixé sur le volant par des vis ou des rivets 276. L'arbre d'embrayage 260 est guidé par un roulement 280, luimême supporté par la plaque 290 de fermeture du compartiment embrayage. Cette plaque de fermeture est fixée et centrée dans le carter d'embrayage 300. L'étanchéité du compartiment est assuré en partie extérieure, par rapport au carter d'embrayage, par le joint torique 291, et par rapport à l'arbre d'embrayage par le joint à lèvre 292. Enfin le cône d'entrée 401 de l'embrayage 400 est fixé sur l'arbre d'embrayage. L'embrayage 400 est constitué du cône d'entrée 401, de l'anneau inférieur 402, de l'anneau intermédiaire 403 et enfin de l'anneau supérieur 404. Il s'agit donc d'un embrayage triple cône car il y a trois faces de frottement coniques. Le cône 401 possède en périphérie des pattes 401a coopérant avec des évidements 403a, en nombre égal de l'anneau intermédiaire 403. De même, l'anneau inférieur 402 possède des pattes 402a coopérant avec les évidements 404a, en nombre égal, du cône supérieur 404. L'anneau supérieur transmet la totalité du couple au moyeu 500 porté par l'arbre primaire 510 de la boîte de vitesses. Pour cela, le moyeu possède des évidements 500a qui coopèrent avec les dents 404b de l'ouverture centrale de l'anneau supérieur 404. Les flancs des dents 404b peuvent être parallèles entre eux et à l'axe de rotation de l'anneau ou légèrement inclinés pour neutraliser l'effet des frottements au contact avec le moyeu et augmenter l'efficacité du système. Le moyeu est lié en rotation à l'arbre primaire par les cannelures, et est maintenu axialement par le jonc d'arrêt 501. A l'état repos, l'embrayage est normalement fermé, maintenu en pression par la coupelle 502 sur laquelle agit le ressort 503. A l'ouverture de l'embrayage, le cône supérieur 404 est éloigné du cône intermédiaire 403 par un système élastique de séparation, monté sur le moyeu, composé d'une rondelle élastique 504, de deux rondelles plates 505 et d'un jonc d'arrêt 506. A la fermeture de l'embrayage, la progressivité de la montée en charge est assurée par un autre dispositif élastique composé d'une rondelle élastique 507, d'une coupelle 508 et d'une rondelle plate 509. La séparation de l'embrayage et du volant moteur, répartit leurs inerties respectives de part et d'autre du dispositif de filtrage, par ailleurs très souple, et permet d'obtenir un filtrage très performant des acyclismes du moteur thermique, qui est comparable à celui procuré par un double volant amortisseur. L'intégration de l'embrayage dans un compartiment fermé à bain d'huile permet d'augmenter la capacité d'échange thermique, de sorte que les prestations de rampage et d' anti-recul , peuvent être assurées dans de bonnes conditions. La manoeuvre de débrayage consiste à libérer les anneaux de la pression exercée par le ressort 503. La coupelle 502 est éloignée de l'anneau 404 par l'action d'une fourchette 610 commandée par le dispositif d'actionnement 600. Cette fourchette est porté par un axe 611 guidé dans le carter d'embrayage 300 et sur lequel est fixé le crabot 612. L'axe 611 traverse le carter d'embrayage 300, et met en relation une fourchette 610 située dans le compartiment embrayage avec un crabot 612 situé dans le compartiment mécanisme. Le crabot 612 coopère avec un doigt de commande 601 porté par l'axe de commande 602. Cet axe de commande a deux mouvements, un premier mouvement de rotation qui déplace l'axe de fourchette d'embrayage, un deuxième mouvement de translation qui permet de sélectionner un deuxième crabot 622 de commande de la fourchette 620 portée par un axe 621 de commande de changement de rapport, par exemple les rapports de troisième et de cinquième. L'axe 621 est guidé par les carters d'embrayage 300 et de mécanisme 301. Le dispositif de commande 600 est de type lectromécanique. Il possède une unité motrice 630, un réducteur mécanique (non représenté) intégré dans des carters propres 631 et 632, des moyens de contrôle de positionnement 633, et un actionneur 634 de type électro-aimant avec ses moyens propres de contrôle de position du doigt 601. Ce dispositif de commande des changements de rapports intégré dans une boîte automatisée, peut donc être utilisé pour commander l'ouverture et la fermeture de l'embrayage, permettant ainsi de faire l'économie de l'actionneur et des moyens de contrôle associés, habituellement dédiés à la manoeuvre de l'embrayage. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'embrayage (400) de véhicule automobile comportant au moins un premier élément de couplage (401) solidaire d'un arbre d'embrayage (260) lui-même lié au moteur d'entraînement du véhicule par l'intermédiaire d'un volant moteur (100) et un second élément de couplage (404) lié à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, caractérisé en ce que l'arbre d'embrayage (260) est relié au volant moteur par des moyens de filtrage (200) fixés sur celui-ci. 2. Dispositif d'embrayage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de couplage (401,404) sont séparés du volant moteur (100) par l'arbre d'embrayage (260) et par les moyens de filtrage (200). 3. Dispositif d'embrayage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de filtrage (200) comprennent deux flasques (210) et (220) solidaires du volant (260), un moyeu (250) solidaire de l'arbre d'embrayage (260), et des ressorts courbes (230) assurant une liaison souple entre ledit moyeu et lesdits flasques. 4. Dispositif d'embrayage selon la revendication 3, caractérisé en ce que les flasques (210,220) forment un compartiment torique renfermant des ressorts courbes (230). 5. Dispositif d'embrayage selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les flasques (210,220) prennent appui sur le moyeu (250) de façon à former avec celui-ci un compartiment étanche. 6. Dispositif d'embrayage selon la revendication 3,4 ou 5 caractérisé en ce que les ressorts (230) prennent appui sur des pattes extérieures (250b) du moyeu (250), et sur des zones de réaction (210a, 220a) des flasques (210,220). 7. Dispositif d'embrayage selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que les oscillations des moyens de filtrage (200) sont amorties par une rondelle (271) entraînée en rotation par le moyeu (250), et retenue par des éléments de friction (272,273) solidaires du volant (100). 8. Dispositif d'embrayage selon la revendication 7, caractérisé en ce que la rondelle (271) et les éléments de friction (272,273) sont maintenus sous pression par une rondelle élastique (274). 9. Dispositif d'embrayage selon la revendication 8, caractérisé en ce que la rondelle élastique est comprimée par un capot (275) fixé sur le volant (100).