Brevet FR2851023A1 — publié le 20040813

La présente invention concerne un dispositif de commande intégré d'un embrayage équipant un véhicule automobile. Plus précisément, elle s'adresse à un véhicule automobile qui est m par un moteur, tel qu'un moteur thermique, par l'intermédiaire d'une boîte de 5 vitesses, cet embrayage étant intercalé entre la portion d'extrémité libre, ou "nez", du vilebrequin du moteur et une portion d'extrémité de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses. L'invention concerne également un embrayage muni d'un tel dispositif de commande. De manière connue, la portion d'extrémité libre de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses est guidée en rotation par l'intermédiaire d'un palier de roulement approprié, dans un alésage ménagé dans le "nez" du vilebrequin. Ceci assure le centrage relatif des deux arbres, qui sont susceptibles de tourner l'un par rapport à l'autre lorsque l'embrayage n'est pas accouplé. Lorsque l'embrayage est accouplé, les deux arbres tournent conjointement. De manière traditionnelle, l'embrayage comprend un disque d'embrayage immobilisé en rotation, mais susceptible de coulisser en translation, sur une course limitée, sur l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses. A cet effet, cet arbre porte une portion cannelée sur laquelle s'engagent des rainures complémentaires prévues dans l'ouverture centrale de ce disque d'embrayage. Dans la portion extérieure de ce disque, sur chacune de ses faces, est prévue une garniture annulaire ayant un coefficient de frottement élevé. Le "nez" du vilebrequin est solidaire d'un volant d'inertie qui a la forme générale d'un plateau discode, dont la face tournée vers la boîte de vitesses possède une zone annulaire plane, située en vis-à-vis et à proximité de la garniture de disque précitée. De l'autre côté du disque d'embrayage (vers la boîte de vitesses), est 30 disposé un plateau annulaire, ou "plateau presseur", porté par une cage en forme générale d'assiette qui est fixée par sa périphérie au volant d'inertie. Ce plateau presseur tourne donc en même temps que le volant d'inertie, mais possède une certaine liberté de déplacement en translation axiale. Il est sollicité par un disque élastique à fentes radiales, appelé "diaphragme", qui tourne également en même temps que le volant d'inertie. Le diaphragme présente en outre une ouverture centrale circulaire, dans laquelle passe, coaxialement, l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses. Il peut 5 prendre sélectivement, à partir d'une configuration sensiblement plane, dans un plan perpendiculaire à l'axe de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, une configuration légèrement conique, dans un sens ou dans l'autre. Dans les embrayages de type connu, la déformation du diaphragme est réalisée par un organe actionneur, tel qu'une butée de débrayage à commande 10 hydraulique ou non. De telles butées sont guidées sur un cylindre lié au carter d'embrayage. Une telle butée de débrayage agit contre la zone centrale du diaphragme, par l'intermédiaire d'un plateau de roulement à billes. Généralement, dans une première position de ladite butée de 1 5 débrayage, la déformation du diaphragme est telle que l'embrayage est accouplé, cet accouplement se faisant par friction, du fait que la garniture annulaire périphérique du disque d'embrayage est enserrée entre, d'une part, la zone annulaire précitée du volant d'inertie et, d'autre part, le plateau presseur mentionné plus haut. Le désaccouplement de l'embrayage se fait par un déplacement de la 20 butée de débrayage, ce qui a pour effet d'inverser le sens de conicité du diaphragme, en supprimant l'effort de serrage qui existait précédemment entre le disque et les surfaces d'appui qui l'entourent. Les dispositifs de débrayage du genre décrit ci-dessus présentent l'inconvénient d'être solidaires du carter d'embrayage et de ce fait plus complexes à 25 installer lors du montage des différentes parties constitutives de l'embrayage. En outre, les dispositifs connus sont relativement encombrants en direction axiale. Or, dans certaines circonstances, il est également avantageux d'obtenir une disposition la plus compacte possible. L'objectif de l'invention est de simplifier la structure et le montage du dispositif de commande de l'embrayage. A cet effet, l'invention concerne un dispositif de commande d'un embrayage équipant un véhicule automobile qui est m par un moteur tel qu'un moteur thermique, par l'intermédiaire d'une boîte de vitesses, cet embrayage étant 35 intercalé entre une portion d'extrémité libre, dite "nez" du vilebrequin du moteur et une portion d'extrémité de l'arbre d'entrée de ladite boîte de vitesses, cet arbre d'entrée étant disposé coaxialement dans le prolongement du vilebrequin, ledit embrayage comprenant un disque d'embrayage sollicité par un diaphragme annulaire supporté par une cage solidaire en rotation dudit vilebrequin. Conformément à l'invention, ce dispositif comprend un guide de 5 butée solidaire en rotation de ladite cage et une butée annulaire actionnant ledit diaphragme, ledit guide de butée comprenant un ft cylindrique entourant sans contact une portion de l'arbre d'entrée, ladite butée étant disposée autour dudit ft et comprenant un élément d'appui en au moins une partie et un roulement à billes dont la bague extérieure peut coulisser axialement par rapport audit ft, dans un sens ou 10 dans l'autre, sous l'action d'un organe de commande et dont la bague intérieure est guidée en translation et immobilisée en rotation sur ledit ft, ledit élément d'appui étant solidaire de ladite bague intérieure et apte à agir sur le bord de l'ouverture centrale dudit diaphragme. Selon d'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de 15 l'invention: - ledit élément d'appui est annulaire et entoure le ft du guide de butée; - ledit élément d'appui est auto-centreur par rapport au diaphragme; - l'organe de commande est une fourchette de débrayage; 20 l'extrémité du ft cylindrique orientée vers le nez de vilebrequin se prolonge radialement par un flasque sensiblement discode s'étendant entre le diaphragme et le disque d'embrayage, dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe commun au vilebrequin et à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, ce flasque étant solidaire en rotation de ladite cage. L'invention concerne également un embrayage destiné à équiper un véhicule automobile qui est m par un moteur tel qu'un moteur thermique, par l'intermédiaire d'une boîte de vitesses, cet embrayage comportant d'une part, un volant d'inertie solidaire du nez du vilebrequin du moteur, ce volant d'inertie s'étendant dans un plan transversal, perpendiculairement à l'axe commun au 30 vilebrequin et à l'arbre d'entrée de ladite boîte de vitesses et étant muni d'une cage annulaire fixée à sa périphérie, cette cage supportant un diaphragme et un plateau presseur et d'autre part, un disque d'embrayage guidé en translation et immobilisé en rotation sur une portion d'extrémité dudit arbre d'entrée, ce disque d'embrayage étant interposé entre ledit plateau presseur et ledit volant d'inertie contre lequel il 35 peut être appliqué et solidarisé sous l'effet d'une pression axiale exercée par ledit plateau presseur sous l'action dudit diaphragme. Cet embrayage est remarquable en ce que le diaphragme est actionné par le dispositif de commande précité. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préféré de l'invention, 5 donnée à titre d'exemple. Cette description est faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 représente schématiquement, en coupe axiale, un embrayage équipé d'un dispositif de commande conforme à l'invention, l'embrayage étant en position intermédiaire (diaphragme plan); - la figure 2 est une demi-vue similaire à la figure 1, représentant le même embrayage mais en position désaccouplée; et - la figure 3 est une vue de gauche du guide de butée du dispositif de commande conforme à l'invention. On distingue sur la droite de la figure 1 la portion d'extrémité 10 de 15 l'arbre de vilebrequin 1 d'un moteur thermique non représenté. Il s'agit par exemple d'un moteur à quatre temps, à essence ou de type diesel. On a désigné par la référence 2 l'arbre primaire (ou d'entrée) d'une boîte de vitesses, manuelle ou automatique, de type connu, qui n'est pas non plus 20 représentée. L'arbre 2 est disposé coaxialement dans le prolongement de l'arbre de vilebrequin 1, l'axe commun à ces deux arbres étant référencé X-X' sur les figures. De manière bien connue, l'extrémité 10 de l'arbre de vilebrequin 1 25 présente une portion 11 de plus grand diamètre, ou "nez", qui comporte une embase 12, à laquelle est fixé un volant d'inertie 3. L'arbre 1 est donc solidaire en rotation du volant d'inertie 3. Le volant d'inertie 3 présente la forme d'un flasque discode 30 pourvu d'une ouverture centrale par laquelle il est adapté sur le nez 11, en 30 s'appliquant contre l'embase 12. La fixation est assurée par des vis périphériques symbolisées sur la figure 1 par des traits d'axe 100. Ainsi, le volant 3 est parfaitement centré sur l'axe de vilebrequin XX'. En outre, le nez 11 du vilebrequin est percé d'un évidement axial 13, de forme générale cylindrique, qui débouche en direction de l'arbre 2 (vers la gauche de la figure). Dans cet évidement 13 pénètre l'extrémité libre 20 de l'arbre 2, cette 5 extrémité 20 étant guidée en rotation au moyen d'un palier de guidage 14 monté dans l'évidement 13. Le disque d'embrayage 4 comporte, dans sa zone de bordure, sur chacune de ses deux faces, une garniture 41,41' à fort coefficient de frottement. Il comporte un moyeu 40 présentant une ouverture centrale rainurée, 10 complémentaire d'une portion cannelée 21 de l'arbre 2, sur laquelle elle est engagée. Le disque d'embrayage 4 est donc solidaire en rotation de l'arbre 2, mais peut se déplacer axialement sur celui-ci, sur une course limitée. Entre la zone extérieure du disque, qui porte les garnitures annulaires 41, 41', et la zone centrale portant le moyeu 40 est disposé un amortisseur 42 de 15 type connu, qui assure une certaine liberté de mouvement en torsion, suivant la direction circonférentielle, entre l'extérieur et l'intérieur du disque 4, 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 des 20 figures, la paroi du volant d'inertie 3 présente une face plane annulaire 31, qui s'étend dans un plan transversal, perpendiculaire à l'axe X-X', et qui est disposée en regard de l'une des garnitures, référencée 41, du disque d'embrayage 4. De l'autre côté du disque 4 se trouve un plateau presseur annulaire 53 qui présente une face plane annulaire, dirigée vers la droite, apte à venir en appui 25 contre l'autre garniture 41'. De manière connue, ce plateau presseur 53 est monté à l'intérieur d'une cage 32 présentant approximativement la forme d'une assiette à fond ouvert, et qui est fixée par sa zone de bordure périphérique au volant 3, au moyen de vis symbolisées sur les figures par des traits d'axe 300. Le plateau presseur annulaire 53 coopère, par l'intermédiaire d'une surface profilée, avec un diaphragme 5. Ce dernier est un disque annulaire de faible épaisseur, en matériau élastique, qui s'étend dans un plan transversal, perpendiculairement à l'axe X-X'. Le diaphragme 5 présente une ouverture centrale circulaire 50, d'un 35 diamètre relativement grand, se prolongeant vers l'extérieur par des fentes radiales 51, tandis que sa zone externe 52 est pleine. Ce diaphragme 5 est retenu en sa partie médiane dans la cage 32 par un organe approprié, tel qu'une rondelle d'appui 33 qui forme un point d'appui et de pincement autorisant la déformation de la paroi du diaphragme 5, par rapport à sa configuration plane représentée sur la figure 1, de manière à lui conférer une configuration légèrement tronconique, dans un sens ou dans l'autre. Le plateau presseur annulaire 53 est solidaire en rotation du diaphragme 5, et donc du volant d'inertie 3, grâce à un système de fixation de type connu, mais est mobile en direction axiale en même temps que la zone de bordure extérieure de ce diaphragme. Ce genre de montage est bien connu. L'embrayage comporte un dispositif de commande dont la fonction est de déformer le diaphragme 5, afin d'actionner cet embrayage. Conformément à l'invention, ce dispositif de commande comprend un guide de butée 6 et une butée annulaire portant la référence générale 7. Le guide de butée 6 apparaît mieux sur les figures 1 et 3. Il comprend 15 un ft cylindrique 60 dont l'extrémité 600 orientée vers le nez 1 1 de vilebrequin (c'est à dire à droite sur la figure 1) se prolonge radialement par un flasque 61 sensiblement discode. Le ft 60 entoure sans contact une portion 22 de l'arbre d'entrée 2 de la boîte de vitesses, cette portion 22 étant située entre la portion cannelée 21 de cet 20 arbre d'entrée supportant le disque d'embrayage 4 et la boîte de vitesses, c'est à dire à gauche de ce disque d'embrayage 4 sur la figure 1. Le ft 60 présente au moins une rainure intérieure 601 longitudinale formant un cran de blocage comme cela sera précisé ultérieurement. Le flasque 61 s'étend entre le diaphragme 5 et le disque d'embrayage 25 4, selon un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe X-X'. Plus précisément, ce flasque 61 comprend une portion extérieure annulaire plane 611 reliée à l'extrémité 600 du ft 60 par une portion légèrement conique 612 dont la conicité (le sommet) est orientée vers le vilebrequin 1, c'est à dire vers la droite de la figure 1. Comme cela apparaît mieux sur la figure 3, la portion extérieure annulaire 611 du flasque 61 présente une série d'orifices 613 répartis uniformément sur sa périphérie. De façon similaire, la cage 32 présente une série d'orifices 34, situés en regard des orifices 613. La fixation de la portion 611 (et donc du guide de butée 35 6) sur la cage 32 s'effectue par des éléments de fixation tels que des vis ou des rivets traversant ces orifices 34 et 613, ces éléments de fixation étant symbolisés sur la figure 1 par des traits d'axe 340. Le guide de butée 6 est donc solidaire en rotation de la cage 32 et corrélativement du vilebrequin 1. Ce flasque 61 pourrait également être remplacé par plusieurs pattes de fixation reliant l'extrémité 600 du ft 60 à la cage 32. La butée annulaire 7 est disposée autour du ft 60. Elle comprend un roulement à billes 71 et un élément d'appui 72. Le roulement à billes 71 comprend une bague extérieure 711 et une 10 bague intérieure 712. La bague intérieure 712 présente une ouverture centrale rainurée, complémentaire du cran de blocage 601 du ft 60, sur lequel elle est engagée. La bague intérieure 712 est donc solidaire en rotation du ft 60, mais peut se déplacer axialement sur celui-ci, sur une faible course. L'élément d'appui 72 est de préférence en une seule partie et annulaire. Il entoure le ft 60 sans contact avec celui-ci. Cet élément d'appui 72 est rendu solidaire de la bague intérieure 712 du roulement 7 par exemple par une bague sertie 73. Cet élément d'appui 72 est donc entraîné en rotation par cette bague intérieure 712 et il peut également se 20 déplacer sur une faible course, en direction axiale en suivant les mouvements axiaux de ladite bague. Cet élément d'appui 72 présente une surface de contact 720 faisant saillie en direction du vilebrequin 1 et apte à agir sur le bord de l'ouverture centrale du diaphragme 5. En outre, l'élément d'appui 72 est auto-centreur par rapport au diaphragme 5, c'est à dire qu'il existe un léger jeu radial J entre la bague sertie 73 et la périphérie de cet élément d'appui 72 autorisant le déplacement radial de ce dernier. La bague extérieure 711 est susceptible de coulisser axialement par 30 rapport au ft 60, dans un sens ou dans l'autre, sous l'action d'un organe de commande 8. La bague extérieure 711 du roulement ne tourne pas, elle est liée à l'organe de commande 8. De préférence, cet organe de commande 8 est la fourchette de 35 débrayage de l'embrayage. Le roulement à billes 71 permet de transmettre les mouvements de translation axiale de la bague extérieure 711 (immobile en rotation) à la bague intérieure 712 (rotative) et corrélativement à l'élément d'appui 72 et à la zone intérieure 51 du diaphragme 5 (également rotatif), afin de le déformer pour lui 5 donner une configuration conique et, simultanément, provoquer un déplacement du plateau presseur annulaire 53, dans un sens ou dans l'autre. Plus précisément, en se reportant aux figures 1 et 2, un déplacement axial vers la droite de la bague extérieure 711 provoque le déplacement vers la gauche du plateau presseur 53; inversement, le déplacement vers la gauche de 10 ladite bague 711 provoque un déplacement vers la droite dudit plateau 53. Sur la figure 1, l'embrayage est représenté dans une situation d'accouplement intermédiaire (diaphragme plan). Dans la position normale de fonctionnement, le diaphragme 5 présente une configuration conique dont le sommet est tourné vers la gauche de la 15 figure, de sorte qu'il repousse le plateau presseur 53 vers la droite, en emprisonnant les garnitures 41, 41' entre ce plateau 53 et la surface d'appui 31 prévue sur le volant d'inertie 3. Le bord de l'ouverture centrale 50 du diaphragme 5 est au contact de l'élément d'appui 72. Le volant 3 se trouve ainsi solidarisé par friction avec le disque 20 d'embrayage 4, si bien que l'arbre de vilebrequin 1 entraîne l'arbre d'entrée 2 de la boîte de vitesses dans sa rotation. Inversement, si l'on déplace axialement la bague extérieure 711 du roulement, via la fourchette de débrayage 8, comme symbolisé par la flèche F sur la figure 2, on provoque la déformation du diaphragme 5 en sens inverse, en écartant 25 le plateau presseur 53 du disque d'embrayage 4 (flèche G). Ce dernier se trouve donc libre en rotation par rapport au volant 3, et les deux arbres 1 et 2 se trouvent mutuellement désaccouplés. Grâce à l'architecture de ce dispositif de commande, comme on le comprend aisément à la simple observation des figures, on constate qu'à l'exception 30 de l'organe de commande 8, l'embrayage et son dispositif de commande intégré forment un seul ensemble autonome qui peut donc s'adapter aisément sur toutes sortes de boîtes de vitesses passant le couple permis par l'embrayage. Les structures de l'embrayage et du dispositif de commande sont telles qu'il est possible, de façon avantageuse, de réaliser un sous-ensemble pré35 assemblé comprenant le dispositif de commande avec la butée 7 montée sur son guide 6, la cage 32, le diaphragme 5 et le plateau presseur 53, puis pour le montage, d'enfiler ce sous-ensemble autour de l'extrémité de l'arbre 2 située côté moteur, de monter le disque d'embrayage 4 et enfin de fixer la cage 32 sur le volant d'inertie 3. En outre, le dispositif de commande conforme à l'invention permet de gagner de la place à l'intérieur du carter d'embrayage, puisqu'il est lié à 5 l'embrayage, alors qu'habituellement les butées de commande sont guidées sur un cylindre solidaire du carter d'embrayage. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande d'un embrayage équipant un véhicule automobile qui est m par un moteur tel qu'un moteur thermique, par l'intermédiaire d'une boîte de vitesses, cet embrayage étant intercalé entre une portion d'extrémité libre, dite "nez" (11) du vilebrequin (1) du moteur et une portion d'extrémité de 5 l'arbre d'entrée (2) de ladite boîte de vitesses, cet arbre d'entrée (2) étant disposé coaxialement dans le prolongement du vilebrequin (1), ledit embrayage comprenant un disque d'embrayage (4) sollicité par un diaphragme annulaire (5) supporté par une cage (32) solidaire en rotation dudit vilebrequin (1), caractérisé par le fait qu'il comprend un guide de butée (6) solidaire en rotation de ladite cage (32) et une butée 10 annulaire (7) actionnant ledit diaphragme (5), ledit guide de butée (6) comprenant un ft cylindrique (60) entourant sans contact une portion (22) de l'arbre d'entrée (2), ladite butée (7) étant disposée autour dudit ft (60) et comprenant un élément d'appui (72) en au moins une partie et un roulement à billes (71) dont la bague extérieure (711) peut coulisser axialement par rapport audit ft (60), dans un sens 15 ou dans l'autre, sous l'action d'un organe de commande (8) et dont la bague intérieure (712) est guidée en translation et immobilisée en rotation sur ledit ft (60), ledit élément d'appui (72) étant solidaire de ladite bague intérieure (712) et apte à agir sur le bord de l'ouverture centrale (50) dudit diaphragme (5). 2. Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé en 20 ce que ledit élément d'appui (72) est annulaire et entoure le ft (60) du guide de butée (6). 3. Dispositif de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit élément d'appui (72) est auto-centreur par rapport au diaphragme (5) . 4. Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé en 25 ce que l'organe de commande (8) est une fourchette de débrayage. 5. Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité (600) du ft cylindrique (60) orientée vers le nez (11) de vilebrequin (1) se prolonge radialement par un flasque sensiblement discoide (61) s'étendant entre le diaphragme (5) et le disque d'embrayage (4), dans un plan 30 sensiblement perpendiculaire à l'axe X-X' commun au vilebrequin (1) et à l'arbre d'entrée (2) de la boîte de vitesses, ce flasque (61) étant solidaire en rotation de ladite cage (32). 6. Embrayage destiné à équiper un véhicule automobile qui est m par un moteur tel qu'un moteur thermique, par l'intermédiaire d'une boîte de vitesses, cet embrayage comportant d'une part, un volant d'inertie (3) solidaire du nez (11) du vilebrequin (1) du moteur, ce volant d'inertie (3) s'étendant dans un plan S transversal, perpendiculairement à l'axe XX' commun au vilebrequin (1) et à l'arbre d'entrée (2) de ladite boîte de vitesses et étant muni d'une cage annulaire (32) fixée à sa périphérie, cette cage (32) supportant un diaphragme (5) et un plateau presseur (53) et d'autre part, un disque d'embrayage (4) guidé en translation et immobilisé en rotation sur une portion d'extrémité (21) dudit arbre d'entrée (2), ce disque 10 d'embrayage (4) étant interposé entre ledit plateau presseur (53) et ledit volant d'inertie (3) contre lequel il peut être appliqué et solidarisé sous l'effet d'une pression axiale exercée par ledit plateau presseur (53) sous l'action dudit diaphragme (5), caractérisé en ce que ledit diaphragme (5) est actionné par le dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes.