Brevet FR2909427A1 — publié le 20080606

SYSTEME DE COMMANDE MECANIQUE D'UN EMBRAYAGE AUTO REGLABLE La présente invention se rapporte à un système de commande mécanique d'un embrayage auto réglable transmettant le déplacement d'une entrée de commande de la boîte de vitesses vers une sortie de commande sur une butée de débrayage. Ce système trouve une application privilégiée, sur une boîte de vitesses robotisée dans laquelle une partie des opérations de passage des vitesses est prise en charge par des systèmes d'actionnements électromécaniques placés sous le contrôle d'un calculateur mais cette application n'est pas limitative et peut aussi trouver une application à des boîtes de vitesses manuelles. Dans les embrayages monodisques secs, la manoeuvre se fait par l'intermédiaire d'un actionneur qui agit sur une butée de débrayage qui, elle-même, agit sur un diaphragme et plus précisément sur des becs de diaphragme. Or, la position axiale de ces becs est très dispersée pour un ensemble neuf et évolue avec l'usure par friction. Il est donc nécessaire d'adapter un dispositif de compensation des dispersions et de l'usure, que l'on place généralement entre l'actionneur et la butée de débrayage. Associé à une boîte de vitesses manuelle, ce dispositif de compensation est généralement placé au niveau du pédalier. Dans une boîte de vitesses robotisée, la pédale de débrayage disparaît, la commande du débrayage se fait au moyen d'un actionneur électrohydraulique spécifique. Comme proposé dans la publication FR2841617, un dispositif de 2909427 -2 compensation électrohydraulique peut présenter une première et une deuxième chambres disposées dans l'axe l'une de l'autre comprenant respectivement un premier et un deuxième vérins, le volume de ces chambres étant adaptable en fonction de la répartition d'un liquide de gavage. Cette répartition du liquide permet d'adapter la longueur du dispositif de compensation en repoussant les vérins vers l'actionneur à l'une des extrémités, et vers la butée à l'autre extrémité, pour rattraper les dispersions ou l'usure. De tels dispositifs de compensation présentent comme premier inconvénient, l'obligation de former un circuit hydraulique dans le carter entourant l'embrayage, et de présenter une pompe et un système de commande pour la transmission du liquide de gavage d'une chambre à l'autre. Ceci est pénalisant en termes de coûts et aussi en termes de fiabilité. Ces dispositifs doivent aussi disposer d'un actionneur spécifique dédié à l'embrayage, ce qui les rend incompatibles avec des boîtes de vitesse dont l'actionneur d'embrayage, est utilisé, à la fois pour les manoeuvres d'embrayage, et à la fois pour l'engagement d'un rapport. L'objet de cette invention est de proposer un dispositif mécanique de compensation, intégré dans la boîte de vitesses, qui permette de corriger les dispersions et l'usure de l'embrayage afin qu'un doigt d'actionnement permette bien d'actionner la butée d'embrayage en toutes circonstances. Dans ce but, le système de commande mécanique comporte : un piston coopérant avec l'entrée de commande monté coulissant dans un premier tube guide, lui-même, monté dans un entraîneur, le piston étant 2909427 - 3 repoussé par un premier moyen élastique de rappel prenant appui contre une face interne de l'entraîneur, l'entraîneur étant monté coulissant dans un deuxième tube guide à l'encontre d'un deuxième moyen élastique s'étendant entre une portée formée dans le deuxième tube guide et une face externe de l'entraîneur, - le deuxième tube guide, étant à son tour monté coulissant dans un carter et coopérant avec la sortie de commande, - des moyens mécaniques de blocage par adhérence des positions relatives du piston et du deuxième tube guide pour la transmission du déplacement de l'entrée de commande à la sortie de commande par coulissement mutuel du deuxième tube guide et du piston. Suivant des modes particuliers de réalisation, le levier de commande de boîte de vitesses comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - les moyens mécaniques de blocage comportent des rampes formées dans le piston; - le premier moyen élastique de rappel se comprime avant le deuxième moyen élastique de rappel; les moyens mécaniques de blocage comportent des languettes élastiques formées dans l'entraîneur ; les moyens mécaniques de blocage comportent des masselottes maintenues selon une direction longitudinale par autant de logements formés dans le premier tube guide et maintenues selon 2909427 - 4 un direction radiale entre les languettes élastiques et les rampes du piston ; les masselottes sont aptes à être plaquées contre les languettes élastiques par les rampes du piston lors d'un coulissement du piston dans le premier tube guide, les languettes élastiques étant à leur tour plaquées contre le deuxième tube guide qui se lie alors par adhérence avec le piston ; le premier tube guide présente une portée formant butée pour le piston lorsque celui-ci est repoussé par le premier moyen élastique de rappel ; - une plaque d'arrêt disposée à l'extrémité du carter du côté de l'entrée de commande formant butée pour le premier tube guide ; - un joint d'étanchéité est disposé entre le deuxième tube guide et le carter. L'invention concerne aussi une boîte de vitesses qui comporte une commande d'embrayage selon l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation non limitatif de celle-ci, en liaison avec les dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une coupe longitudinale, selon l'axe de l'arbre primaire de boîte de vitesse, d'un embrayage à l'état neuf, en position fermée, intégrant le système de pilotage selon l'invention; - la figure 2 est une coupe selon l'axe II-II de la figure 1; 2909427 -5- - la figure 3 reprend les éléments de la figure 1, l'embrayage à l'état neuf en position ouverte; - la figure 4 reprend les éléments de la figure 1, l'embrayage à l'état usé et en position fermée. Dans la description qui va suivre, il est entendu que l'entrée de commande se situe à la gauche des figures, et que la sortie de commande se situe sur la droite des figures. Par suite, on désignera une face orientée vers la droite comme une face de sortie et une face orientée vers la gauche comme une face d'entrée. L'embrayage 10 qui est représenté sur les figures 1, 3 et 4 prend place dans un carter 11. Il comporte un volant moteur 12 solidaire du vilebrequin du moteur (non représenté). Un disque d'embrayage 16 est monté coulissant sur un arbre primaire 14 de la boîte de vitesse par cannelures. L'embrayage 10 comporte également un plateau de pression 18 qui est solidaire en rotation du couvercle 18a par des guides 18b sur lesquels il peut coulisser axialement. Le plateau est rappelé vers la commande 18a par des ressorts 18c qui assurent, lors des ouvertures de l'embrayage, l'écartement du plateau 18 et du volant moteur 12. L'embrayage 10 comporte aussi, un diaphragme élastique 20 en forme de disque tronconique. Le bord de grand diamètre 21 du diaphragme 20 prend appui sur le plateau de pression 18, au voisinage de son bord périphérique 19, tandis que le bord de petit diamètre 22 du diaphragme 20 est en appui sur une butée de débrayage 24, elle-même en liaison avec une fourchette de débrayage 26. Le diaphragme 20 présente une forme naturelle convexe lorsqu'il n'est soumis à aucun effort, et peut être déformé élastiquement pour prendre une forme concave. On comprendra 2909427 -6- que dans son état convexe, état qu'il prend lorsque la butée 24 est dans une position rétractée, le diaphragme 20 exerce une pression constante sur le bord périphérique 19 du plateau de pression 18 et l'applique donc contre le disque d'embrayage 16. Ce disque 16 est alors pressé contre le volant moteur 12, de sorte que le mouvement du moteur est transmis à l'arbre primaire 14. Par contre, lorsque la butée de débrayage 24 est en position avancée, le diaphragme 20 est déformé de manière à prendre une forme concave et, son bord périphérique 19 n'exerce plus de pression d'abord, puis s'écarte du plateau de pression 18. Le plateau de pression 18 est alors séparé du disque d'embrayage 16, par des ressorts de rappel 18c, de sorte que le mouvement de rotation du volant moteur 12 n'est plus transmis à l'arbre primaire 14. Selon le mode de réalisation représenté, le système de commande mécanique 100 est logé et guidé dans le carter d'embrayage 11. Un entraîneur 104 entoure un guide de piston 106, ou plus généralement un tube guide, dans lequel un piston 108 est monté coulissant. Le guide de piston 106 est arrêté axialement par une plaque d'arrêt 110 fixée sur le carter d'embrayage 11. Le système 100 comprend aussi un premier ressort 200, ou plus généralement un moyen élastique de rappel, qui prend appui d'une part sur le guide de fourchette 112, ou tube guide, sur lequel est solidarisé la fourchette de débrayage 26, et d'autre part sur l'entraîneur 104. Ce ressort 200 repousse la fourchette 26 vers la droite contre la butée de débrayage 24, et repousse vers la gauche l'entraîneur 104 et le guide de piston 106 contre la plaque 110. Ce premier ressort 200 place la 2909427 -7 fourchette 26 à la bonne position quelle que soit la dispersion de l'embrayage 10 neuf et/ou quel que soit son degré d'usure. Un deuxième ressort 300, ou moyen élastique de rappel, prend appui à droite sur l'entraîneur 104 et repousse à gauche le piston 108 sur son épaulement d'appui 120 sur le guide de piston 106. Ainsi, ce second ressort 300 positionne le piston 108 par rapport à son guide 106 et par rapport au doigt d'actionnement 114. En résumé, la coopération de ces deux ressorts 200, 300 permet la mise en position de la fourchette 26 et du piston 108. Le système 100 comprend également des masselottes 116 logées dans des orifices radiaux 107 du guide de piston 106 qui coopèrent avec des rampes 109 formées dans le piston 108 et avec des languettes élastiques 105 de l'entraîneur 104. Comme représenté à la figure 2, ces masselottes 116 peuvent être des billes, chaque bille 116 se logeant dans un orifice 107. Le fonctionnement global du système 100 est le suivant. Durant une première phase de débrayage, le doigt d'actionnement 114 réalise une première rotation pour venir en contact avec le piston 108. Une fois en contact, le doigt 114 entraîne le piston 108 en translation dans son guide 106. Le guide reste alors immobile et en contact avec la plaque d'arrêt 110, car le deuxième ressort 300 se comprime avant le premier ressort 200. On peut obtenir cette compression successive des ressorts 200, 300 en différenciant leurs précharges, le premier ressort 200 présentant alors une précharge plus importante que le deuxième ressort 300. Les masselottes 116 sont logées dans des orifices radiaux 107 du guide du piston 106, qui est immobile. Elles demeurent immobiles selon la direction longitudinale, par rapport au carter d'embrayage 1 1 , mais roulent sur la paroi 2909427 -8 externe du piston 108. Elles sont alors repoussées radialement vers l'extérieur en raison du déplacement relatif des rampes 109 usinées dans le piston 108. Les masselottes 116 viennent alors en appui sur les languettes élastiques 105 de l'entraîneur 104 qui se mettent en contact et en pression dans le cylindre intérieur du guide de fourchette 112. Cela signifie que l'entraîneur 104 et le piston 108 se lient par adhérence au guide de fourchette 112 : c'est la deuxième phase de débrayage. Au cours de cette deuxième phase, l'effort et le déplacement appliqués sur le piston 108 par le doigt d'actionnement 114 sont intégralement transmis au guide de fourchette 112 via les rampes 109, les masselottes 116 et les languettes 105. Ce verrouillage efficace résulte du coefficient de frottement élevé des parois des languettes élastiques 105 et du choix de l'angle des rampes 109 sur le piston, qui doit permettre aux masselottes 116 d'être rapidement entraînées vers l'extérieur lors du déplacement du piston 108, au cours de la première phase. Le verrouillage des positions relatives du piston 108 et du guide fourchette 112 peut alors être réalisé quel que soit la position relative de la fourchette 26 et du piston 108. On peut ainsi réaliser une opération de débrayage quel que soit la dispersion de l'embrayage 10 neuf ou quel que soit son degré d'usure. On passe d'une position débrayée de l'embrayage 10 à une position embrayée, de repos, en appliquant au piston 108 un effort inférieur à celui fourni par le diaphragme 20. Le diaphragme 20 alors moteur, repousse la butée de débrayage 24 et la fourchette 26 à leur position de repos. 2909427 -9 Dans une première phase de fermeture d'embrayage, les positions relatives du guide de fourchette 112 et du piston 108, donc de l'entraîneur 104 sont verrouillées tant qu'un effort transite du piston 108 au diaphragme 20 et inversement. Quand la course retour est réalisée, l'effort fourni par le doigt 114 devient nul et le contact entre le doigt 114 et le piston 108 est perdu. Dans une deuxième phase de fermeture d'embrayage, le deuxième ressort 300 repositionne le piston 108 par rapport à son guide 106, les masselottes 116 repoussées par les languettes élastiques 105 reviennent à leur position de repos dans leurs orifices radiaux 107. Il s'ensuit que les languettes 105 se referment sur le guide de piston 106 et perdent le contact avec le guide de fourchette 112. L'entraîneur 104 et par conséquent le guide de piston 106 et le piston 108 sont désolidarisés. Le premier ressort 200 repositionne axialement le guide de fourchette 112 et le piston 108, prêt pour le prochain actionnement. REVENDICATIONS 1) Système de commande mécanique (100) d'un embrayage (10) auto réglable transmettant le déplacement d'une entrée de commande de la boîte de vitesse vers une sortie de commande sur une butée de débrayage caractérisé en ce qu'il comporte : un piston (108) coopérant avec l'entrée de commande monté coulissant dans un premier tube guide (106) lui-même monté dans un entraîneur (104), le piston (108) étant repoussé par un premier moyen élastique de rappel (300) prenant appui contre une face interne de l'entraîneur (104), - l'entraîneur (104) étant monté coulissant dans un deuxième tube guide (112) à l'encontre d'un deuxième moyen élastique (200) s'étendant entre une portée formée dans le deuxième tube guide (112) et une face externe de l'entraîneur (104), - le deuxième tube guide (112), étant à son tour monté coulissant dans un carter (11) et coopérant avec la sortie de commande, et en ce qu'il comporte des moyens mécaniques de blocage par adhérence des positions relatives du piston (108) et du deuxième tube guide (112) pour la transmission du déplacement de l'entrée de commande à la sortie de commande par coulissement mutuel du deuxième tube guide (112) et du piston (108). 2) Système de commande mécanique (100) d'un embrayage (10) auto réglable selon la revendication 1 caractérisé en ce que le premier moyen élastique de rappel 2909427 - 11 - (300) se comprime avant le deuxième moyen élastique de rappel (200). 3) Système de commande mécanique (100) d'un embrayage (10) auto réglable selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens mécaniques de blocage comportent des rampes (109) formées dans le piston (108). 4) Système de commande mécanique (100) d'un embrayage (10) auto réglable selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les moyens mécaniques de blocage comportent des languettes élastiques (105) formées dans l'entraîneur (104). 5) Système de commande mécanique (100) d'un embrayage (10) auto réglable selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les moyens mécaniques de blocage comportent des masselottes (116) maintenues selon une direction longitudinale par autant de logements (107) formés dans le premier tube guide (106) et maintenues selon un direction radiale entre les languettes élastiques (105) et les rampes (109) du piston (108). 6) Système de commande mécanique (100) d'un embrayage (10) auto réglable selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les masselottes (116) sont aptes à être plaquées contre les languettes élastiques (105) par les rampes (109) du piston (108) lors d'un coulissement du piston (108) dans le premier tube guide (106), les languettes élastiques (105) étant à leur tour plaquées contre le deuxième tube guide (112) qui se lie alors par adhérence avec le piston (108). 7) Système de commande mécanique (100) d'un embrayage (10) auto réglable selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le premier tube guide (106) 2909427 - 12 - présente une portée formant butée pour le piston (108) lorsque celui-ci est repoussé par le premier moyen élastique de rappel (300). 8) Système de commande mécanique (100) d'un embrayage (10) auto réglable selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte une plaque d'arrêt (110) disposée à l'extrémité du carter (11) du côté de l'entrée de commande formant butée pour le premier tube guide (106). 9) Système de commande mécanique (100) d'un embrayage (10) auto réglable selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'un joint d'étanchéité est disposé entre le deuxième tube guide (112) et le carter (Il). 10) Boîte de vitesses qui comporte une commande d'embrayage selon l'une des revendications précédentes.