Brevet FR2886697A1 — publié le 20061208

Dispositif d'étanchéité pour couvercle d'embrayage. L'invention concerne le domaine moteur de véhicule automobile, et en particulier le domaine des dispositifs d'étanchéité et de transmission de couple entre embrayage et amortisseur de couple du moteur. Entre l'amortisseur de couple, solidaire du vilebrequin d'un moteur, et l'embrayage, solidaire de la boîte de vitesses, il est nécessaire de transmettre un couple et d'assurer une étanchéité. Cependant, de nombreuses tolérances interviennent dans l'alignement axial, radial, et surtout angulaire entre l'amortisseur de couple et l'embrayage. La demande de brevet DE 198 21 164 a proposé d'assurer la transmission du couple entre l'amortisseur de couple et la cloche d'embrayage par un corps situé dans l'alignement des arbres primaires de la boîte de vitesses. Ce corps comprend des cannelures reliées à l'amortisseur de couple et situées à l'intérieur du diamètre défini par les vis de fixation de l'amortisseur de couple sur le vilebrequin du moteur. Ce même corps est solidaire de la cloche d'embrayage et reçoit un joint d'étanchéité fixé à l'intérieur d'un couvercle d'embrayage de sorte que les embrayages sont isolés de manière étanche de la partie reliée à l'amortisseur de couple. Ce corps étant dans l'alignement des arbres primaires de la boîte de vitesses, le diamètre de cannelures ainsi que le diamètre du joint d'étanchéité sont faibles de sorte que l'effet des mesalignements est réduit. L'inconvénient d'un tel dispositif d'étanchéité et de transmission de couple est que ledit corps occupe un encombrement axial rallongeant la boîte de vitesses et notamment écartant les embrayages du bloc moteur. Cet encombrement axial est gênant pour l'implantation dans certains véhicules. L'inconvénient est particulièrement important pour les embrayages doubles qui ont déjà naturellement un encombrement axial important. Le dispositif et le moteur de l'invention permettent de résoudre les problèmes précédents et notamment d'assurer la transmission du couple et l'étanchéité entre un amortisseur de couple et un embrayage tout en réduisant l'espace entre l'embrayage et le vilebrequin du moteur. Selon un mode de réalisation, le dispositif d'étanchéité et de transmission de couple entre un dispositif d'embrayage et un amortisseur de couple pour moteur de véhicule automobile, comprend un élément d'entraînement en rotation relié au dispositif d'embrayage et à l'amortisseur de couple, ainsi qu'un couvercle d'embrayage relié de manière étanche à un carter d'embrayage, et traversé par l'élément d'entraînement. Un joint assure l'étanchéité entre le couvercle d'embrayage et l'élément d'entraînement. Le couvercle d'embrayage et l'élément d'entraînement sont montés à rotation l'un par rapport à l'autre grâce à un palier. La présence d'un palier permet de réduire l'excentration du diamètre sur lequel la lèvre du joint doit assurer une étanchéité. Cela permet d'utiliser un joint de plus grand diamètre, et ainsi de favoriser l'interpénétration des composants du dispositif d'embrayage avec le vilebrequin. Cela réduit l'encombrement global d'un bloc moteur comprenant la boîte de vitesse et le moteur. Avantageusement, le palier est un palier à roulement dont les bagues sont en tôle embouties, une bague extérieure étant intégrée de manière étanche au couvercle d'embrayage, et une bague intérieure étant montée de manière étanche sur une portion de support de l'élément d'entraînement. Avantageusement, le joint d'étanchéité est monté sur une partie cylindrique de la bague extérieure et assure l'étanchéité entre les deux bagues du palier, et dans lequel le roulement est situé axialement entre l'embrayage et le joint d'étanchéité. Le dispositif peut également comprendre un couvercle intérieur fixé de manière étanche sur la portion de support de l'élément d'entraînement. Avantageusement, l'élément d'entraînement comprend une première partie reliée à l'embrayage et une deuxième partie reliée à l'amortisseur de couple, les deux parties étant solidarisées en rotation par des crans de formes conjuguées. La première partie de l'élément d'entraînement peut comprendre la portion de support. Selon un mode de réalisation, le moteur de véhicule automobile est équipé d'un dispositif d'embrayage, d'un vilebrequin, et d'un amortisseur de couple entraîné en rotation par le vilebrequin grâce à un moyen de fixation de l'amortisseur de couple sur le vilebrequin, et comprenant un dispositif d'étanchéité et de transmission de couple, dans lequel le joint d'étanchéité présente un diamètre supérieur au moyen de fixation sur le vilebrequin. Avantageusement, l'élément d'entraînement comprend des cannelures, entraînées par l'amortisseur de couple, situées au même niveau axial, et entourant le moyen de fixation sur le vilebrequin. Avantageusement, le dispositif d'étanchéité et de transmission de couple présente une proéminence centrale pénétrant à l'intérieur du moyen de fixation sur le vilebrequin, et le dispositif d'embrayage présente une extrémité au même niveau axial que le moyen de fixation sur le vilebrequin. Avantageusement, l'embrayage est un embrayage multiple. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation de dispositif et de moteur pris à titre d'exemple non limitatif et illustré par les dessins annexés, sur lesquels: -la figure unique est une demi-coupe partielle de l'accouplement entre un bloc moteur et une boîte de vitesses. Comme illustré sur la figure, le bloc moteur comprend un corps de moteur 1 dans lequel est monté à rotation un vilebrequin 2 d'axe 2b, et un corps de boîte de vitesses 3 dans lequel est monté à rotation un arbre primaire 4 d'axe 4b. Le moteur est un moteur à combustion interne, de sorte que le couple moteur instantané transmis par le vilebrequin 2 présente des variations importantes au cours du cycle de combustion du moteur. Le couple moteur est transmis du vilebrequin 2 à l'arbre primaire 4 de la boîte de vitesses 3 par un amortisseur de couple 5 et un dispositif d'embrayage 6. L'amortisseur de couple 5 comprend une partie amont 7 solidement fixée sur le vilebrequin 2 et une partie aval 8 munie d'une masselotte 8a. La partie avale 8 est reliée à la partie amont 7 par un moyen élastique 8b, amortissant un mouvement d'oscillation relatif entre les parties amont 7 et aval 8. Ainsi, le couple et la vitesse de rotation instantanée de la partie aval 8 présentent des variations amorties par rapport au couple et à la vitesse de rotation instantanée de la partie amont 7. La partie amont 7 est solidement fixée au vilebrequin 2 par un moyen de fixation 9 de l'amortisseur de couple 5 sur le vilebrequin 2, qui comprend un diamètre de centrage 10, une couronne d'appui 11 et des vis de fixation 12 réparties tout autour de la couronne d'appui 11. L'amortisseur de couple 5 est en rotation autour de l'axe 2b du vilebrequin 2. Le dispositif d'embrayage 6 comprend une cloche d'embrayage 13, un ensemble de disques menants 14, un ensemble de disques menés 15, un support de disques menés 16 et un piston de commande 17 actionné par une force hydraulique et des moyens non représentés sur la figure. Les disques menants 14 sont mobiles en translation et liés en rotation par rapport à la cloche d'embrayage 13. Les disques menés 15 sont mobiles en translation et liés en rotation par rapport au support 16 de disques menés 15. Le support 16 est lié en rotation à l'arbre primaire 4 par des cannelures au voisinage d'une extrémité 4a de l'arbre primaire 4. Le piston de commande 17 permet de pousser les disques menés 15 et menants 14 les uns contre les autres jusqu'à une butée 18 de la cloche d'embrayage 13. La mise en pression des disques menés 15 entre deux disques menants 14 permet de solidariser progressivement la rotation de la cloche d'embrayage 13 à l'arbre primaire 4. Cette solidarisation progressive du dispositif d'embrayage s'accompagne d'un glissement relatif des disques menants entre les disques menés. L'échauffement dû à ce frottement est évacué par de l'huile, non représentée sur la figure. Le dispositif d'embrayage 6 est dans son ensemble en rotation autour de l'axe 4b de l'arbre primaire 4 de la boîte de vitesses 3. On va maintenant décrire un mode de réalisation de dispositif d'étanchéité et de transmission de couple entre le dispositif d'embrayage 6 et l'amortisseur de couple 5. Le dispositif comprend un élément d'entraînement 19 composé d'une première partie 20 liée à la cloche d'embrayage 13 et d'une deuxième partie 21 liée à la partie aval 8 de l'amortisseur de couple 5. Le dispositif comprend également un couvercle d'embrayage 22, un palier à roulement 23 équipé d'un joint d'étanchéité 24 et un couvercle interne 25. La première partie 20 de l'élément d'entraînement 19 a la forme d'un disque annulaire 20a coaxial avec l'arbre primaire 4. Le diamètre extérieur de la première partie 20 est muni de crans 26 coopérant avec des rainures 27 de la cloche d'embrayage 13. La première partie 20 comprend également, au voisinage du diamètre intérieur du disque annulaire 20a, une portion de support 28 tubulaire, coaxiale au disque annulaire 20a, et munie de crans intérieurs 29. Les crans intérieurs 29 comprennent des butées latérales dont les plans d'appui sont sensiblement parallèles à l'axe de l'arbre primaire 4. La deuxième partie 21 de l'élément d'entraînement 19 a également une forme annulaire, sensiblement coaxiale avec le vilebrequin 2. Le diamètre extérieur de la deuxième partie 21 comprend des cannelures 30 parallèles à l'axe de la deuxième partie 21 et coopérant avec des cannelures conjuguées formées dans la partie aval 8 de l'amortisseur de couple 5. Au voisinage du diamètre intérieur de la deuxième partie 21 de l'élément d'entraînement 19 est ménagée une surface d'appui 31, perpendiculaire à l'axe de la deuxième partie 21. Des doigts d'entraînement 32, parallèles à l'axe de la deuxième partie 21, font saillie par rapport à la surface d'appui 31. La fixation mécanique du corps de boîte de vitesses 3 sur le corps de moteur 2 peut s'accompagner d'un défaut radial d'alignement de l'axe 4b de l'arbre primaire 4 par rapport à l'axe 2b du vilebrequin 2. L'élément d'entraînement 19 permet d'assurer la transmission du couple depuis la partie aval 8 de l'amortisseur de couple 5 vers la cloche d'embrayage 13. En effet, les doigts d'entraînement 32 de la deuxième partie 21 de l'élément d'entraînement 19 pénètrent dans les crans intérieurs 29 de la première partie 20 de l'élément d'entraînement 19 et prennent appui sur les surfaces latérales des crans intérieurs 29. Un glissement radial du doigt d'entraînement 32 par rapport aux crans intérieurs 29 permet de rattraper le mésalignement radial. Le mésalignement angulaire est rattrapé par le fait que la surface d'appui 31 de la deuxième partie 21 peut n'être pas exactement parallèle avec la partie en regard de la première partie 20. Le palier à roulement 23 comprend une bague extérieure 33 et une bague intérieure 34 en tôle emboutie, dont une partie sert de chemin de roulement à des billes. La bague intérieure 34 est montée en force et de manière étanche sur une portée cylindrique extérieure de la portion de support 28 de la première partie 20 et la bague extérieure 33 est montée en force et de manière étanche sur le couvercle d'embrayage 22. Le couvercle d'embrayage 22 présente une symétrie de révolution autour de l'arbre primaire 4 et est fixé de manière étanche par des vis de fixation 22a à une partie du corps de la boîte de vitesses 3 servant de carter d'embrayage. Le joint d'étanchéité 24 présente un diamètre extérieur d'emmanchement et une lèvre intérieure élastique. Le diamètre d'emmanchement du joint 24 est monté en force à l'intérieur d'une partie cylindrique 35 de la bague extérieure 33. La lèvre intérieure s'appuie sur un diamètre d'appui situé sur la bague intérieure 34. La bague intérieure 34 est mobile en rotation par rapport à la bague extérieure 33 de sorte que la lèvre frotte sur le diamètre d'appui. Pour qu'un joint à lèvre fonctionne correctement, il faut que la pression exercée par la lèvre soit suffisante sur tout le pourtour du diamètre d'appui de la lèvre pour assurer une étanchéité. Il faut aussi que le frottement de la lèvre sur le diamètre d'appui soit limité pour éviter d'échauffer la lèvre. Quand le diamètre d'appui de la lèvre est excentré par rapport au diamètre d'emmanchement du joint à lèvre, la pression exercée par la lèvre est plus faible du côté opposé à l'excentration, et peut provoquer des fuites d'huile, et plus forte du côté de l'excentration et peut dépasser la limite élastique du matériau de la lèvre. Par ailleurs, plus le diamètre d'appui est de grande dimension, plus grande est la vitesse relative du diamètre d'appui et de la lèvre, et plus l'échauffement dû au frottement de la lèvre est important. Le cumul d'un diamètre d'appui de la lèvre de grande dimension avec une excentration importante du diamètre d'appui par rapport au diamètre d'emmanchement est très pénalisant pour un joint à lèvre. En d'autres termes, il est possible d'avoir des joints à lèvre de petits diamètres qui supportent une excentration élevée, mais des joints à lèvre de grand diamètre ne peuvent fonctionner qu'avec une excentration réduite du diamètre d'appui de la lèvre par rapport au diamètre d'emmanchement du joint à lèvre. Le joint d'étanchéité 24 du mode de réalisation est emmanché dans la partie cylindrique 35, solidaire du corps de la boîte de vitesses 3, visà-vis duquel l'arbre primaire 4 et la cloche d'embrayage 13 présentent un axe 4b de rotation sensiblement fixe. Grâce à la présence du palier à roulement 23, le diamètre sur lequel la lèvre du joint d'étanchéité 24 s'appuie est relativement peu excentré par rapport à la partie cylindrique 35 d'emmanchement du joint d'étanchéité 24. Ainsi, le joint à lèvre et le palier à roulement correspondant 38, peuvent être d'un diamètre supérieur à l'encombrement radial du moyen de fixation 9 de l'amortisseur de couple 5 sur le vilebrequin 2. L'encombrement radial du moyen de fixation 9 est défini par le cercle circonscrit aux têtes des vis de fixation 12. Cela permet d'utiliser pour l'entraînement de l'amortisseur de couple 5 l'espace radial situé à l'extérieur des vis de fixation 12 et dans une même zone axiale que les vis de fixation 12. Grâce à la présence du palier à roulement 23, l'élément d'entraînement 19 possède des cannelures 30 situées sensiblement dans le même plan radial que le moyen de fixation 9. Le couvercle interne 25 présente également une forme en symétrie de révolution autour de l'axe de l'arbre primaire 4 et est fixé de manière étanche par collage ou par soudure sur un diamètre intérieur de la portion support 28 de la première partie 20 de l'élément d'entraînement 19. Le couvercle interne 25 coupe transversalement l'axe et obture l'ouverture délimitée par le diamètre intérieur du disque annulaire 20a de la première partie 20. L'huile de lubrification du dispositif d'embrayage 6 est maintenue dans un espace clos délimité par la succession des éléments suivants, étanches l'un par rapport à l'autre: le corps de la boîte de vitesses 3, le couvercle d'embrayage 22, la bague extérieure 33, le joint d'étanchéité 24, la bague intérieure 34, la portion support 28 de la première partie 20, et le couvercle interne 25. Le couvercle intérieur 25 assure principalement la fonction d'étanchéité de l'huile d'embrayage par rapport à l'extérieur de la boîte de vitesses. Il n'est soumis à aucun couple et son épaisseur peut être réduite. Il présente une proéminence centrale pénétrant à l'intérieur du moyen de fixation 9 sur le vilebrequin 2. Ainsi l'extrémité 4a de l'arbre primaire 4 arrive sensiblement dans un même plan radial que le moyen de fixation 9 sur le vilebrequin 2. L'interpénétration de l'arbre primaire 4 et du vilebrequin 2 est un des avantages que le joint d'étanchéité 24 de grand diamètre permet d'obtenir grâce à la présence du palier à roulement 23. Cet avantage est particulièrement intéressant dans le cas non représenté sur la figure, où la boîte de vitesses présente deux arbres primaires coaxiaux entraînés chacun par deux dispositifs d'embrayage similaires à celui décrit. Les dispositifs à embrayages multiples occupent généralement une distance axiale plus importante que les embrayages simples. L'interpénétration de l'arbre primaire jusque dans un même plan radial que le moyen de fixation 9 de l'amortisseur de couple 5 sur le vilebrequin 2 permet d'optimiser l'encombrement global du bloc moteur. Le mode de réalisation décrit présente une portion de support 28 intégrée à la première partie 20. Un autre mode de réalisation consisterait en ce que la bague intérieure 34 soit en appui sur une partie cylindrique de la deuxième partie 21, et en ce que les défauts de mésalignement entre l'axe 2b du vilebrequin 2 et l'axe 4b de l'arbre primaire 4 soient encaissés par un autre moyen que celui décrit, tel que par exemple la souplesse du couvercle d'embrayage 22. REVENDICATIONS 1-Dispositif d'étanchéité et de transmission de couple entre un dispositif d'embrayage (6) et un amortisseur de couple (5) pour moteur de véhicule automobile, comprenant un élément d'entraînement (19) en rotation relié au dispositif d'embrayage (6) et à l'amortisseur de couple (5), ainsi qu'un couvercle d'embrayage (22) relié de manière étanche à un carter d'embrayage (3), et traversé par l'élément d'entraînement (19), un joint (24) assurant l'étanchéité entre le couvercle d'embrayage (22) et l'élément d'entraînement (19), caractérisé par le fait que le couvercle d'embrayage (22) et l'élément d'entraînement (19) sont montés à rotation l'un par rapport à l'autre grâce à un palier (23). 2-Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le palier (23) est un palier à roulement dont les bagues (33, 34) sont en tôle embouties, une bague extérieure (33) étant intégrée de manière étanche au couvercle d'embrayage (22), et une bague intérieure (34) étant montée de manière étanche sur une portion de support (28) de l'élément d'entraînement (19). 3-Dispositif selon la revendication 2, dans lequel le joint d'étanchéité (24) est monté sur une partie cylindrique (35) de la bague extérieure (33) et assure l'étanchéité entre les deux bagues (33, 34) du palier (23), et dans lequel le roulement (38) est situé axialement entre le dispositif d'embrayage (6) et le joint d'étanchéité (24). 4-Dispositif selon la revendication 2 ou 3, comprenant un 25 couvercle intérieur (25) fixé de manière étanche sur la portion de support (28) de l'élément d'entraînement (19). 5-Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'élément d'entraînement (19) comprend une première partie (20) reliée au dispositif d'embrayage (6) et une deuxième partie (21) reliée à l'amortisseur de couple (5), les deux parties étant solidarisées en rotation par des crans (29, 32) de formes conjuguées. 6-Dispositif selon les revendications 2 et 5 prises dans leur 5 ensemble, dans lequel la première partie (20) de l'élément d'entraînement (19) comprend la portion de support (28). 7-Moteur de véhicule automobile équipé d'un dispositif d'embrayage (6), d'un vilebrequin (2), et d'un amortisseur de couple (5) entraîné en rotation par le vilebrequin (2) grâce à un moyen de fixation (9) de l'amortisseur de couple (5) sur le vilebrequin (2), et comprenant un dispositif d'étanchéité et de transmission de couple selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le joint d'étanchéité (24) présente un diamètre supérieur au moyen de fixation (9) sur le vilebrequin (2). 8-Moteur selon la revendication 7, dans lequel l'élément d'entraînement (19) comprend des cannelures (30), entraînées par l'amortisseur de couple (5), situées au même niveau axial, et entourant le moyen de fixation (9) sur le vilebrequin (2). 9-Moteur selon la revendication 7 ou 8, dans lequel le dispositif d'étanchéité et de transmission de couple présente une proéminence centrale pénétrant à l'intérieur du moyen de fixation (9) sur le vilebrequin (2), et le dispositif d'embrayage présente une extrémité au même niveau axial que le moyen de fixation (9) sur le vilebrequin (2). 10-Moteur selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé par le fait que l'embrayage est un embrayage multiple.