Brevet FR2922605A1 — publié le 20090424

DEMANDE DE BREVET B07-3783FR - JT/PG FR07021 FR Société de droit suédois dite : Aktiebolaget SKF Module débrayable pour système de transmission d'un couple de démarrage à un moteur à combustion interne. Invention de : Jean-Philippe GABOREL Pierre-Julien BARRAUD Gwenaël HINGOUET Virginie HAMADA 2 Module débrayable pour système de transmission d'un couple de démarrage à un moteur à combustion interne. La présente invention concerne le domaine des systèmes de transmission d'un couple de démarrage à un moteur à combustion interne, notamment de véhicule automobile. De tels systèmes de transmission sont connus en soi et comportent généralement un moteur d'entraînement électrique engrenant avec une couronne dentée qui vient à son tour entraîner en rotation le vilebrequin du moteur à combustion interne par l'intermédiaire d'une roue libre. La roue libre permet de transmettre temporairement un couple entre le moteur d'entraînement électrique et le moteur à combustion interne tant que celui-ci n'a pas démarré, et de les désaccoupler après le démarrage du moteur à combustion. Pour plus de détail sur de tels systèmes de transmission, on pourra par exemple se référer au document EP-A2 1 748 181 ou WOAl-2007/012946. Les systèmes de transmission décrits dans ces documents ont notamment pour inconvénient de comporter un nombre important de composants devant être montés chez le constructeur entre la couronne dentée d'entraînement et le vilebrequin. En outre, ces systèmes sont relativement encombrants, notamment dans le sens radial. La présente invention a donc pour but de remédier à ces inconvénients. Plus particulièrement, la présente invention a pour but de prévoir un module débrayable pour système de transmission d'un couple de démarrage à un moteur à combustion interne qui soit facile à transporter, à manipuler et à monter. La présente invention a encore pour but de prévoir un module particulièrement compact. Le module débrayable pour système de transmission d'un couple de démarrage à un moteur à combustion interne du type comportant une couronne d'entraînement reliée au vilebrequin du moteur à combustion, comprend une bague intérieure destinée à être accouplée au vilebrequin, une bague extérieure destinée à être accouplée à la couronne d'entraînement, et au moins une roue libre pourvue d'une pluralité d'éléments de coincement montés entre les chemins de glissement desdites bagues. Le module comporte en outre des moyens prévus pour le centrage relatif de la bague intérieure et de la bague extérieure et pour la transmission des efforts radiaux entre lesdites bagues, lesdits moyens étant montés au moins en partie entre la bague intérieure et la bague extérieure. On dispose ainsi d'un module qui comporte directement entre la bague intérieure accouplée à la couronne d'entraînement et la bague extérieure accouplée au vilebrequin des moyens permettant non seulement le centrage relatif desdites bagues mais également la transmission des efforts radiaux. Dans un mode de réalisation les moyens comportent au moins un palier lisse disposé radialement entre les chemins de glissement de la bague intérieure et de la bague extérieure. De préférence, lesdits moyens sont montés axialement de part et d'autre des éléments de coincement. Dans un mode de réalisation, le module comprend des moyens de retenue axiale de la bague intérieure relativement à la bague extérieure. Les moyens de retenue axiale peuvent comporter des rondelles fixées sur des portées d'une des bagues. Avantageusement, ils comportent également des épaulements ménagés sur l'autre bague venant en regard des rondelles. 4 Dans un mode de réalisation, les éléments de coincement sont des cames. De préférence, le module comporte une cage de maintien d'un espacement circonférentiel entre les éléments de coincement. Les moyens prévus pour le centrage relatif de la bague intérieure et de la bague extérieure et pour la transmission des efforts radiaux entre lesdites bagues sont distincts de la cage de maintien. Dans un mode de réalisation, au moins un joint d'étanchéité est disposé radialement entre des portées de la bague intérieure et de la bague extérieure. La bague intérieure et/ou la bague extérieure peut comporter au moins un canal d'alimentation en lubrifiant. L'invention a également pour objet un système de transmission d'un couple de démarrage à un moteur à combustion interne, notamment de véhicule automobile, comprenant un moteur d'entraînement, une couronne d'entraînement reliée au moteur d'entraînement et au vilebrequin du moteur à combustion interne, et un module débrayable tel que défini précédemment. Le module débrayable peut être lubrifié à la graisse par remplissage initial ou encore avec l'huile servant à la lubrification du moteur à combustion interne, ledit module étant disposé au moins partiellement dans un évidement du carter. Le module débrayable comporte au moins un joint disposé entre le carter et ledit module et au moins un joint disposé entre la bague extérieure et la bague intérieure du module. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée de modes de réalisation pris à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe partielle d'un système de transmission d'un couple de démarrage selon un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une vue de détail du système de la figure 1, 5 - la figure 3 est une vue partielle en coupe d'un système de transmission d'un couple de démarrage selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, et - la figure 4 est une vue de détail de la figure 3. Sur la figure 1, on a représenté un système 10 de transmission d'un couple à un moteur à combustion interne pourvu d'un vilebrequin 12 entraîné en rotation autour d'un axe 14 à l'intérieur d'un carter 16 moteur. Le système 10 comporte principalement un moteur d'entraînement 18 électrique, d'axe 20 parallèle à l'axe 14, une couronne 22 d'entraînement dentée engrenant sur un arbre du moteur 18 et prévue pour permettre l'entraînement en rotation du vilebrequin 12, et un module débrayable 24 disposé radialement entre ledit vilebrequin et la couronne 22 d'entraînement. Comme illustré plus visiblement à la figure 2, le module débrayable 24 comprend notamment une bague intérieure 26, une bague extérieure 28 et une roue libre 30 logée entre les bagues. La bague intérieure 26 comprend un alésage 26a de forme cylindrique, emmanché sur le vilebrequin 12, et délimité par deux surfaces latérales radiales 26b et 26c, et une surface cylindrique extérieure 26d étagée. La bague extérieure 28 comprend une surface cylindrique extérieure 28a qui est accouplée à la couronne 22 d'entraînement, par emmanchement serré, et délimitée par des surfaces frontales 28b et 28c opposées, et un alésage 28d étagé de forme cylindrique. Les surfaces radiales 26b, 26c sont respectivement situées dans un même plan radial 6 que les surfaces radiales 28b, 28c. L'alésage 28d comprend ici deux rainures annulaires (non référencées) symétriques entre elles par un plan radial médian des bagues intérieure 26 et extérieure 28. Les rainures sont disposées au voisinage des surfaces frontales 28c et 28d. Les bagues 26, 28 sont disposées ici partiellement à l'intérieur d'un évidement 32 du carter 16. Les bagues intérieure 26 et extérieure 28 sont de type massif. On entend par � bagues de type massif �, une bague dont la forme est obtenue par usinage avec enlèvement de copeaux (tournage, rectification) à partir de tubes, de barres, d'ébauches forgées et/ou roulées. La roue libre 30 comporte une pluralité d'éléments de coincement 34 ou cames disposées entre deux chemins de glissement des bagues intérieure 26 et extérieure 28. Les chemins de glissement desdites bagues sont formés par la surface extérieure cylindrique 26d et l'alésage 28d. Ladite surface extérieure 26d et l'alésage 28d constituent donc respectivement des portées intérieure et extérieure pour les cames 34. Les cames 34 peuvent être de type � engageantes �, c'est-à-dire ayant tendance, sous l'effet des forces centrifuges lors de la rotation de la roue libre 30, à basculer dans le sens favorisant leur blocage entre les deux chemins de glissement des bagues intérieure 26 et extérieure 28. La roue libre 30 comporte également une cage 36 de forme générale annulaire permettant le maintien d'un espacement circonférentiel régulier des cames 34. La cage 36 peut être réalisée dans une matière métallique, notamment en acier, ou encore à partir d'une matière synthétique telle que du polyamide. La cage 36 est disposée radialement et axialement entièrement entre les bagues 26, 28. Elle comprend une portion axiale 38 pourvue d'une pluralité de 7 fenêtres 40 formant des logements pour les cames 34. Les fenêtres 40 sont régulièrement espacées les unes par rapport aux autres dans le sens circonférentiel. La cage 36 comporte également des portions radiales 42, 44 prolongeant chacune vers l'extérieur en direction de l'alésage 28d de la bague extérieure 28 une extrémité axiale de la portion axiale 38. La portion radiale 44 présente une dimension légèrement inférieure à celle de la portion radiale 42. Les extrémités libres desdites portions radiales 42, 44 sont situées au voisinage de l'alésage 28d de la bague extérieure 28. En d'autres termes, les portions radiales 42, 44 restent à distance dudit alésage 28d. La roue libre 30 comporte également un ressort 46 qui est réalisé sous la forme d'une bande métallique annulaire enroulée sur elle-même et raccordée bout à bout ou avec recouvrement partiel des extrémités. Le ressort 46 est monté à l'intérieur de la cage 36, et plus particulièrement disposé radialement entre la surface extérieure 26d de la bague intérieure 26 et la portion axiale 38 de la cage 36. Le ressort 46 est situé axialement entre les portions radiales 42 et 44 de ladite cage. Le ressort 46 comporte des alvéoles ou fenêtres 48 qui correspondent à celles de la cage 36 pour pouvoir monter les cames 34. Ainsi, les fenêtres 48 sont circonférentiellement régulièrement espacées. Le ressort 36 exerce sur chacune des cames 34 un effort de rappel tendant à maintenir un contact permanent entre celles-ci et les chemins de glissement des bagues intérieure 26 et extérieure 28. Le module débrayable 24 comporte encore des moyens 50 prévus pour permettre le centrage radial relatif de la bague intérieure 26 et de la bague extérieure 28 et pour la transmission des efforts radiaux entre celles-ci. Lesdits moyens 50 comportent des paliers 52, 53 disposés radialement entre la surface extérieure 26d de la bague intérieure 26 et l'alésage 28d de la bague extérieure 28 et montés 8 axialement entièrement entre lesdites bagues. Les paliers 52, 53 sont disposés symétriquement par rapport à un plan radial passant par le centre des cames 34. Le palier 52 de forme générale annulaire peut être réalisé dans une matière métallique, notamment en acier. Le palier 52 comporte une portion radiale 54 contre laquelle est montée axialement en appui la portion radiale 42 de la cage 36, et prolongée à chaque extrémité radiale par des portions axiales 56, 58. Les portions axiales 56, 58 s'étendent en direction des cames 34 en restant à distance de celles-ci. La portion axiale 58 externe vient en appui contre l'alésage 28d de la bague extérieure 28. La portion axiale 56 interne vient se centrer sur la surface extérieure 26d de la bague intérieure 26. Le palier 52 est ajusté glissant sur la partie des bagues intérieure 26 et extérieure 28 formant les chemins de glissement des cames 34. Le palier 52 pourrait également être monté serré sur l'une des bagues intérieure 26 ou extérieure 28 et être ajusté glissant sur l'autre bague. De façon similaire, le palier 53 comporte une portion radiale 60 en contact contre la portion radiale 44 de la cage 36 et prolongée à ses extrémités libres de petit et grand diamètre respectivement par des portions axiales 62, 64. La portion axiale est en appui contre l'alésage 28d, la portion radiale 62 étant quant à elle située à distance radiale faible de la surface extérieure 26d. Les paliers 52, 53 forment des paliers lisses ajustés glissant sur les bagues intérieure 26 et extérieure 28 en étant montés axialement de part et d'autre des cames 34, et venant en appui contre la cage 36. La cage 36, le ressort 46 et les cames 34 sont disposées axialement entre les paliers 52, 53. Les paliers 52, 53 lisses forment des moyens rigides permettant à la fois la transmission des efforts radiaux entre les bagues 26 et 28, et un centrage correct de celles-ci notamment grâce à 9 l'existence de légers jeux radiaux entre la bague intérieure 26 et les portions radiales 56 et 62 desdits paliers. Le module débrayable 24 comporte également des rondelles de retenue 66, 68 fixées sur la bague extérieure 28, par exemple par emmanchement et sertissage. Les rondelles de retenue 66, 68 sont symétriques par rapport au plan radial passant par le centre des cames 34. La rondelle de retenue 66 est montée serrée dans la bague extérieure 28 et vient axialement en appui contre un épaulement 28e radial ménagé sur l'alésage 28d de la bague extérieure 28. La rondelle de retenue 66 est fixée ici par sertissage sur la bague extérieure 28. Le sertissage est réalisé par déformation locale plastique de matière au moyen d'un pinçon et refoulement de ladite matière vers l'extérieur dans une rainure (non référencée) de la bague extérieure 28. Du côté de la bague intérieure 26, la rondelle de retenue 66 est en regard d'un épaulement 26e ménagé sur la surface extérieure 26d. Les épaulements 28e et 26e sont situés dans un même plan radial. I1 existe un jeu axial entre l'épaulement 26e de la bague intérieure 26 et la rondelle de retenue 66. I1 existe également un jeu radial entre ladite bague et un alésage de la rondelle de retenue 66. D'une manière identique, la rondelle de retenue 68 est fixée sur la bague extérieure 28, par sertissage, et vient en appui contre un épaulement 28f de ladite bague. Du côté de la bague intérieure 26, la rondelle de retenue 68 est située à distance d'un épaulement 26f qui est disposé dans un même plan radial que l'épaulement 28f. I1 existe de légers jeux axial et radial entre la rondelle de retenue 68 et la bague intérieure 26. Les épaulements 26f, 28f sont symétriques aux épaulements 26e, 28e en considérant le plan radial médian passant par le centre des cames 34. 10 Les rondelles de retenue 66, 68 assurent ainsi la retenue axiale relative des bagues intérieure 26 et extérieure 28 en étant fixées sur l'une des bagues et venant radialement en regard des épaulements 26e, 26f ménagés sur l'autre bague. Les rondelles 66, 68 et les épaulements 26e, 26f forment des moyens de retenue axiale relatifs des bagues 26, 28. Dans le mode de réalisation illustré, les éléments de retenue 66, 68 sont fixés sur la bague extérieure 28 et de légers jeux sont ménagés entre ladite rondelle et la bague intérieure 26. Bien entendu, on conçoit aisément qu'il est possible d'inverser cette disposition. En variante, il est également possible de rapporter les rondelles 66, 68 sur la bague extérieure 26 par tout autre moyen approprié que le sertissage. Toutefois, le sertissage est particulièrement efficace et économique. Les épaulements 28e, 28f de la bague extérieure 28 et les épaulements 26e, 26f de la bague intérieure 26 délimitent respectivement des zones distinctes sur lesdites bagues, une zone centrale étant prévue pour venir en appui contre les cames 34 et les paliers 52, 53 lisses, les autres zones étant associées aux rondelles de retenue 66, 68. Axialement entre les rondelles 66, 68 de retenue sont disposés les paliers 52 et 53, la cage 36, le ressort 46 et les cames 34. Les rainures annulaires de la bague extérieure 28 sont situées au voisinage des rondelles de retenue 66, 68. Des joints d'étanchéité 70, 72 sont montés à l'intérieur desdites rainures et viennent frotter par une lèvre sur les zones de la surface extérieure 26d de la bague intérieure 26 associés aux rondelles de retenue 66, 68. Le joint d'étanchéité 70 est disposé radialement entre les bagues intérieure 26 et extérieure 28, et monté axialement entre la rondelle de retenue 66 et les surfaces radiales 26b, 28b. De façon 11 similaire, le joint d'étanchéité 72 est monté radialement entre les bagues 26, 28 et axialement entre la rondelle de retenue 68 et les surfaces radiales 26c, 28c. Les joints d'étanchéité 70, 72 permettent de retenir la graisse disposée initialement à l'intérieur du module 24 de façon à garantir ensuite une lubrification autonome du module 24 débrayable ne nécessitant ni intervention, ni alimentation et évacuation du lubrifiant, ce qui simplifie considérablement sa structure. La graisse sert principalement à assurer la lubrification des paliers 52, 53 lisses et de la roue libre 30. L'efficacité des joints d'étanchéité 70, 72 est en outre accrue par les rondelles de retenue 66, 68 qui forment des chicanes par passages étroits avec la bague intérieure 26 assurant ainsi une excellente étanchéité entre la roue libre 30 et le milieu extérieur. Ceci permet également d'assurer la retenue du lubrifiant, ici de la graisse entre les paliers 52, 53 et notamment à l'intérieur de la roue libre 30, et évite les pénétrations d'éléments polluants extérieurs. On peut ainsi garantir une lubrification efficace et permanente des paliers 52, 53 et de la roue libre 30. Les éléments constituant le module débrayable 24 sont ainsi entièrement disposés radialement et axialement entre les bagues intérieures 26 et 28. On dispose d'un module extrêmement compact, pouvant être manipulé facilement sans risque de démontage des éléments qui le composent, et monté très facilement, par exemple par simple emmanchement, dans la couronne 22 et sur le vilebrequin 12. En se référant de nouveau à la figure 1, il est prévu un joint 74 à lèvres à frottement radial entre le carter 16 moteur et le vilebrequin 12 de façon à maintenir l'huile moteur à l'intérieur dudit carter. Le joint 74 représenté est ici un joint à deux lèvres. Bien entendu, il est 12 également possible de prévoir un joint avec une seule lèvre ou encore un autre type de joint. Le mode de fonctionnement du système 10 de transmission est le suivant. Lorsque le moteur d'entraînement 18 électrique entraîne la couronne 22, celle-ci entraîne le vilebrequin 12 via le module débrayable 24. La bague extérieure 28 est donc mobile, ce qui provoque le basculement des cames 34 dans un premier sens de rotation pour obtenir leur blocage entre les chemins des bagues intérieure 26 et extérieure 28. La bague intérieure 26 est donc entraînée en rotation et transmet le couple de démarrage du moteur 18 au vilebrequin 12. Dès que le moteur à combustion a démarré, la vitesse angulaire de la couronne 22 devient inférieure à celle du vilebrequin 12, les cames 34 ont tendance à basculer dans un deuxième sens de rotation opposé au premier, ce qui provoque leur déblocage ou décoincement. La roue libre 30 du module de débrayage 24 ne transmet alors plus de couple entre la couronne 22 et le vilebrequin 12. La roue libre 30 du module de débrayage assure donc un accouplement unidirectionnel entre le vilebrequin 12 et la couronne 22. Le mode de réalisation illustré aux figures 3 et 4 sur lesquelles les éléments identiques portent les mêmes références diffère principalement en ce que le module débrayable 24 est prévu pour être lubrifié à l'aide de l'huile du moteur à combustion interne. A cet égard, le module débrayable 24 est dépourvu des joints d'étanchéité 70, 72 décrits dans le premier mode de réalisation. La distance axiale séparant les surfaces radiales 26c, 28c des bagues 26, 28 et le palier lisse 53 est réduite de façon que la surface de la rondelle de retenue 68 dirigée vers l'extérieur soit sensiblement alignée avec lesdites surfaces 26c, 28c. Axialement, du côté opposé à la rondelle de retenue 68 en considérant la roue libre 30, les bagues 13 intérieure 26 et extérieure 28 comportent une dimension axiale légèrement accrue de manière à venir loger un joint d'étanchéité 80 du même type que le joint d'étanchéité 74 utilisé dans le mode de réalisation des figures 1 et 2. Le joint d'étanchéité 80 est disposé axialement au voisinage immédiat de la rondelle de retenue 66. I1 est monté radialement entre les bagues intérieure 26 et extérieure 28, et axialement entre ladite rondelle de retenue 66 et les surfaces radiales 26b, 28b des bagues 26, 28. I1 est également prévu ici un joint d'étanchéité 82 annulaire disposé entre le carter 16 moteur et la bague extérieure 28. Plus précisément, le joint d'étanchéité 82 est monté à l'intérieur d'un logement 84 du carter moteur et vient appuyer contre la surface extérieure 28a de la bague extérieure 28 de manière à éviter les fuites d'huile vers l'extérieur. Pour alimenter les paliers 52, 53 lisses et la roue libre 30 avec l'huile utilisée dans le moteur à combustion interne, des canaux de circulation 86 à 90 et 92 sont ménagés respectivement sur la bague intérieure 26 et la bague extérieure 28. Le canal de circulation 86 s'étend axialement à l'intérieur de la bague 26 à partir de la surface radiale 26c et est raccordé aux canaux de circulation 88, 90 secondaires s'étendant radialement dans ladite bague et débouchant au niveau de la surface cylindrique extérieure 26d, au niveau de la zone de grand diamètre contre laquelle est en appui les cames 34. Le canal de circulation 92 de la bague extérieure 28 est quant à lui incliné et débouche au niveau de l'alésage 28d de la bague 28. Les espaces axiaux prévus entre le carter 16 moteur et le vilebrequin ainsi que l'espace radial ménagé entre ledit carter et la bague extérieure 28 permet la circulation d'huile issue du moteur jusqu'aux canaux 86 à 92 qui acheminent ensuite ladite huile à l'intérieur du module débrayable 24. Dans ce mode de réalisation, le module débrayable 24 assure, par 14 l'intermédiaire des joints d'étanchéité 80, 82, l'étanchéité entre l'intérieur du carter 16 moteur contenant l'huile moteur et le milieu extérieur. Grâce à l'invention, on dispose d'un module extrêmement compact axialement et radialement, pouvant être manipulé facilement sans risque de démontage des éléments qui le composent et pouvant être facilement monté dans la couronne dentée et sur le vilebrequin. En outre, après montage du module, il n'est pas nécessaire de prévoir le montage d'éléments additionnels pour assurer la transmission d'un couple entre la couronne et le vilebrequin et la reprise des efforts radiaux. REVENDICATIONS 1-Module débrayable pour système de transmission d'un couple de démarrage à un moteur à combustion interne du type comportant une couronne d'entraînement reliée au vilebrequin du moteur à combustion, le module comprenant une bague intérieure (26) destinée à être accouplée à la couronne d'entraînement, une bague extérieure (28) destinée à être accouplée au vilebrequin, et au moins une roue libre (30) pourvue d'une pluralité d'éléments de coincement (34) montés entre des chemins de glissement desdites bagues, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (50) prévus pour le centrage relatif de la bague intérieure (26) et de la bague extérieure (28) et pour la transmission des efforts radiaux, lesdits moyens (50) étant montés au moins en partie entre la bague intérieure et la bague extérieure. 2-Module selon la revendication 1, dans lequel les moyens (50) comportent au moins un palier lisse (52, 53) disposé radialement entre les chemins de glissement de la bague intérieure (26) et de la bague extérieure (28). 3-Module selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les moyens (50) sont montés axialement de part et d'autre des éléments de coincement (34). 4-Module selon l'une quelconque des revendication précédentes, comprenant des moyens (66, 68, 26e, 26f) de retenue axiale de la bague intérieure (26) relativement à la bague extérieure (28). 5-Module selon la revendication 4, dans lequel les moyens de retenue axiale comportent des rondelles (66, 68) fixées sur des portées d'une des bagues (28). 16 6-Module selon la revendication 5, dans lequel les moyens de retenue axiale comportent des épaulements (26e, 26f) ménagés sur l'autre bague (26) venant en regard des rondelles (66, 68). 7-Module selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les éléments de coincement (34) sont des cames. 8-Module selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une cage (36) de maintien d'un espacement circonférentiel entre les éléments de coincement (34). 9-Module selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant au moins un joint d'étanchéité (70, 72 ; 80) disposé radialement entre des portées de la bague intérieure (26) et de la bague extérieure (28). 10-Module selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la bague intérieure (26) et/ou la bague extérieure (28) comporte au moins au moins un canal d'alimentation (86 à 92) en lubrifiant. 11-Système de transmission d'un couple de démarrage à un moteur à combustion interne, notamment de véhicule automobile, comprenant un moteur d'entraînement (18), une couronne d'entraînement (22) reliée au moteur d'entraînement et au vilebrequin du moteur à combustion interne, et un module débrayable (24) selon l'une quelconque des revendications précédentes. 12-Système selon la revendication 11, dans lequel le module débrayable est lubrifié à la graisse. 13-Système selon la revendication 11, dans lequel le module débrayable est lubrifié avec l'huile du moteur à combustion interne, ledit module étant disposé au moins partiellement dans un évidement (32) du carter (16).17 14-Système selon la revendication 13, dans lequel le module débrayable comporte au moins un joint (82) disposé entre le carter (16) et ledit module et au moins un joint (80) disposé entre la bague extérieure (28) et la bague intérieure (26) du module.