Brevet FR2891882A1 — publié le 20070413

-1- EMBRAYAGE CONIQUE A BAIN D'HUILE POUR TRANSMISSION DE VEHICULE AUTOMOBILE La présente invention concerne un embrayage conique à bain d'huile, comportant au moins un premier élément de couplage conique solidaire d'un arbre d'embrayage lui-même lié au moteur thermique du véhicule, et un second élément de couplage conique lié à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, l'ensemble des moyens de couplage étant contenu dans un compartiment étanche à bain d'huile. Les embrayages qui équipent les véhicules automobiles à boîte de vitesses mécanique, sont le plus souvent des embrayages dits secs , constitués d'un disque avec en périphérie sur chaque face une garniture en matériau de friction, et d'un moyeu cannelé central d'entraînement de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses. Dans certaines applications, on utilise, non pas des embrayages secs , mais des embrayages coniques à bain d'huile , dans lesquels les surfaces de couplage sont coniques, et contenues dans un compartiment étanche à bain d'huile. Ce type d'embrayage est connu notamment par la publication EP 1 318 319. D'une manière générale, la réduction au minimum de la traînée de l'embrayage, c'est-à-dire du couple résiduel dissipé par l'embrayage en position ouverte, est une condition indispensable au bon fonctionnement de la boîte de vitesses, notamment lors des changements de rapport. Dans le cas d'un embrayage conique à bain d'huile, la qualité du guidage du cône d'entrée de l'embrayage, est une condition essentielle pour limiter la traînée résiduelle. -2 Dans EP 1 318 319, le cône d'entrée guide un anneau intermédiaire, lié à celui-ci par des crans latéraux qui coopèrent avec des évidements du cône. Le cône inférieur, pris entre le cône et l'anneau intermédiaire, est ainsi guidé par ces deux derniers. Enfin, l'anneau supérieur, lié à l'anneau inférieur par des crans latéraux de ce dernier, bénéficie de ce guidage. On comprend que le bon fonctionnement de l'ensemble, dépend alors essentiellement du guidage du cône d'entrée. Or, dans EP 1 318 319, le guidage de l'ensemble de l'embrayage est assuré par le seul roulement à billes porté par le couvercle de fermeture du compartiment embrayage. Cette disposition autorise malheureusement un certain rotulage , et une mise en biais des éléments de l'embrayage, qui nuit à sa bonne ouverture. En effet, l'anneau supérieur est aussi lié au moyeu d'embrayage porté par l'arbre primaire. Il est donc contraint par ce dernier. Le montage décrit entraîne donc des défauts de coaxialité et de perpendicularité du cône avec l'arbre primaire, qui accentuent l'effet du rotulage. Pour palier cet inconvénient, l'invention propose que le guidage de l'arbre d'embrayage soit assuré par l'arbre primaire. De préférence, l'arbre primaire, ou arbre d'entrée de boîte, tourne dans un palier de l'arbre d'embrayage. Par ailleurs, selon la disposition décrite dans cette même publication, la fermeture des cônes est assurée par un ressort centré sur le moyeu d'embrayage, qui transmet le couple et le mouvement de l'embrayage à l'arbre d'entrée de la boîte. Les réactions à la poussée axiale du ressort sont assurées, côté moteur, par le roulement de guidage du couvercle, et, coté boîte, par les roulements de l'arbre primaire via le moyeu d'embrayage et sa face d'appui sur l'arbre primaire. Par suite, toute la dispersion de position de 2891882 -3- cette face d'appui du moyeu dépend de l'empilage de l'arbre primaire, et se répercute sur la position de la butée de débrayage portée par le moyeu d'embrayage. De plus, il n'est pas prévu de régler la position axiale du roulement du 5 couvercle. Or ce réglage est indispensable pour compenser les dispersions inhérentes à l'empilage de l'arbre primaire et à l'embrayage. Il permet aussi de limiter la course d'ouverture, et de régler la course d'usure. Pour palier cet inconvénient, l'invention prévoit que l'arbre d'embrayage soit maintenu axialement sur l'arbre d'entrée de boîte, de 10 préférence entre deux butées à aiguilles. En vue d'obtenir un bon positionnement du couvercle d'embrayage, elle propose aussi que le moyeu soit appuyé du côté boîte sur une première butée axiale à aiguilles prenant appui directement sur le carter d'embrayage de manière à neutraliser toutes les dispersions apportées par l'empilage de 15 l'arbre primaire, et du côté couvercle d'embrayage, par une deuxième butée à aiguilles associée à une cale de réglage de la garde d'usure. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation non limitatif de celle-ci, en se reportant au dessin annexé, sur lequel : 20 - la figure 1 est une coupe axiale de l'embrayage proposé et, la figure 2 est un agrandissement partiel de la figure 1. L'arbre d'entrée 1 de l'embrayage, ou arbre d'embrayage 1, montré sur la figure, est lié au volant amortisseur 2 du moteur par des cannelures (non représentées). La transmission du couple et du mouvement entre l'arbre 25 d'embrayage 1 et l'arbre d'entrée 3 de la boite de vitesses, s'effectue par l'intermédiaire d'un premier cône, ou cône d'entrée 4, puis d'un anneau inférieur 6. Suit un anneau intermédiaire 7, dont des crans latéraux 7a - 4 coopèrent avec des évidements 4a du cône d'entrée 4, et un anneau supérieur 8, dont des évidements 8a coopèrent avec des crans latéraux 6a de l'anneau inférieur 7. La totalité du couple est ensuite transmise par l'anneau supérieur 8 au moyeu d'embrayage 9, monté sur l'arbre d'entrée 3 de la boîte, et lié à celui-ci par des cannelures 9a. Cet empilage d'anneaux 6, 7, 8, est agencé dans un compartiment spécifique à bain d'huile 10, dont l'étanchéité est assurée par un joint à lèvres 16 logé dans le couvercle de fermeture 12 de l'embrayage. Conformément à l'invention, l'arbre d'embrayage 1 est guidé par l'arbre d'entrée 3 de la boite de vitesses. Il tourne dans un palier 11, tel qu'une douille à aiguilles, ou tout autre type de palier, à l'intérieur de l'arbre d'embrayage 1. Par ailleurs, le maintien axial de l'arbre d'embrayage 1 sur l'arbre de boîte 2 est assuré : - par le couvercle d'embrayage 12, contre une première butée à aiguilles 13, et - par le carter d'embrayage 15, contre une deuxième butée a aiguilles 17, intercalée entre ce dernier et le moyeu d'embrayage 9. Une rondelle de calage 14, intercalée entre la première butée 13, et le cône d'entrée 4, permet de régler la course d'usure de l'embrayage. En position embrayage fermé, les butées à aiguilles 13, 17 supportent la poussée axiale d'un ressort d'ouverture, ou de débrayage 18. Un ressort de fermeture 19, monté sur un guide 21, et en appui contre une coupelle 20, repousse le moyeu 9 vers le carter 15, et repousse l'anneau supérieur 8 vers le couvercle 12, par l'intermédiaire de son guide 21, et du flasque 22 intégré à celui-ci. L'effort appliqué à l'anneau supérieur 8 par la butée 23, est transmis par les faces coniques à l'anneau intermédiaire 7, à l'anneau inférieur 6, au cône 4, puis à la rondelle de réglage 14. 2891882 -5 Dans cette position fermée, ou position embrayée, la fourchette de débrayage 24 est décalée axialement du roulement de la butée de débrayage 23, d'un jeu j, qui correspond à la garde d'usure ajustée par la rondelle de réglagel4. La butée 23 est alors positionnée par l'empilage de l'embrayage, 5 tandis que la fourchette 24 est maintenue vis-à-vis du carter 16, en position de repos, par un ressort 26 porté par l'axe de la butée 23, qui plaque la fourchette 24 contre celle-ci. L'ouverture de l'embrayage, consiste à écarter l'anneau supérieur 8 des autres anneaux 6, 7. Lorsque la fourchette 24 se déplace vers la gauche 10 du schéma, elle commence par rattraper la garde d'usure j, puis elle entraîne la butée 23 dans la même direction. Un dispositif d'ouverture de l'embrayage, composé du premier ressort d'ouverture 18, et d'un anneau d'arrêt 28 porté par le moyeu d'embrayage 9, repousse l'anneau supérieur 9, de manière à ce qu'il reste en contact avec la butée de débrayage 23. 15 Pour que l'embrayage s'ouvre dans de bonnes conditions, il faut que les autres éléments de l'embrayage, en particulier les autres anneaux 6, 7, ne suivent pas l'anneau supérieur 8 vers la gauche. A cet effet, les moyens d'ouverture sont complétés par un deuxième ressort d'ouverture 29, disposé entre le moyeu 9 et une troisième butée à aiguilles 31, qui prend appui sur 20 l'arbre d'embrayage 1. Pour optimiser le fonctionnement du deuxième ressort d'ouverture 29, une contre plaque cannelée 32 est intercalée entre ce ressort 29, et la troisième butée à aiguilles 31. Ainsi, l'ouverture de l'embrayage est assurée par l'effet combiné des deux ressorts 29, 18, qui repoussent respectivement le premier et le deuxième éléments de couplage 25 conique 4, 8 contre le couvercle 12 de l'embrayage, et contre la butée de débrayage 23. -6- Les avantages de l'invention sont nombreux. Parmi ceux-ci, on peut noter que le guidage de l'arbre d'embrayage par l'arbre d'entrée de la transmission, permet d'éviter le rotulage du cône d'embrayage, et la mise en biais de l'embrayage qui en résulterait, de sorte que les défauts de coaxialité de l'embrayage sont réduits au minimum. La suppression du rotulage de l'arbre d'embrayage, assure aussi une bonne étanchéité du compartiment à bain d'huile, grâce à un meilleur fonctionnement du joint à lèvres. Par ailleurs, il faut souligner que, grâce au maintien axial de l'ensemble de l'embrayage entre deux butées à aiguilles s'appuyant sur le carter et sur le couvercle, la position axiale de l'ensemble de l'embrayage est indépendante de la dispersion liée à l'empilage de l'arbre primaire. De plus, la dispersion totale de l'embrayage est plus faible, ce qui facilite le réglage de la garde d'usure, et le positionnement de l'ensemble ne nécessite qu'une seule cale de réglage. Enfin, en position de débrayée (embrayage ouvert), la traînée de résiduelle de l'embrayage est réduite grâce à l'association des deux ressorts d'ouverture antagonistes, qui assurent respectivement le maintien de l'anneau supérieur contre la butée de débrayage, et l'écartement du cône d'entrée par rapport au moyeu d'embrayage. REVENDICATIONS 1. Embrayage conique à bain d'huile pour transmission de véhicule automobile, comportant au moins un premier élément de couplage conique (4) solidaire d'un arbre d'embrayage (1) lui-même lié au moteur thermique du véhicule, et un second élément de couplage conique (8) lié à l'arbre d'entrée (3) de la boîte de vitesses, l'ensemble des moyens de couplage de l'embrayage (4, 6, 7, 8) étant contenu dans un compartiment étanche à bain d'huile (10), caractérisé en ce que l'arbre d'embrayage (1) est guidé par l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses (3). 2. Embrayage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre d'entrée de boîte (3) tourne dans un palier (11) de l'arbre d'embrayage (1). 3. Embrayage conique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'arbre d'embrayage (1) est maintenu axialement sur l'arbre d'entrée de boîte (3). 4. Embrayage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre d'embrayage (1) est maintenu axialement entre deux butées à aiguilles (31, 13), s'appuyant respectivement sur le carter embrayage (15) et sur le couvercle d'embrayage (12). 5. Embrayage selon la revendication 4, caractérisé en ce que la butée d'appui (31) sur le carter (15) est intercalée entre l'arbre (1) et le moyeu (9) de l'embrayage. 6. Embrayage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le calage axial de l'arbre d'embrayage (1) est assuré par une rondelle de calage (14) disposée entre le premier élément de couplage conique (4), et la butée (13) du couvercle (12).-8- 7. Embrayage selon la revendication 4, 5, ou 6, caractérisé en ce qu'il comporte une troisième butée à aiguilles (17), disposée entre le carter (15) et le moyeu d'embrayage (9). 8. Embrayage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une fourchette de débrayage (24), décalée axialement du roulement de butée de débrayage (23), d'un jeu j, qui correspond à la garde d'usure ajustée par la rondelle de réglage (14). 9. Embrayage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ouverture de l'embrayage assuré par l'effet combiné de deux ressorts (29, 18), qui repoussent respectivement le premier et le deuxième éléments de couplage conique (4, 8) contre le couvercle (12) de l'embrayage et contre la butée de débrayage (23). 10. Embrayage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étanchéité du compartiment spécifique à bain d'huile (10), est assurée par un joint à lèvres (16) logé dans le couvercle (12) de fermeture.