Brevet FR2918728A1 — publié le 20090116

B06-4276FR PJ6775BR Société par actions simplifiée dite : RENAULT s.a.s. Dispositif de blocage d'arbre et d'amortissement de variation de couple pour transmission de véhicule automobile. Invention de : BUANNEC Michel LAFAYE Cyril Dispositif de blocage d'arbre et d'amortissement de variation de couple pour transmission de véhicule automobile. L'invention concerne le domaine des dispositifs de blocage d'arbre pour transmission de véhicule automobile, et en particulier les dispositifs de blocage de l'arbre d'entrée de la transmission, ainsi qu'une utilisation de ce dispositif. La plupart des transmissions reliées à un vilebrequin de moteur thermique comprennent un dispositif d'amortissement disposé entre l'arbre d'entrée de la transmission et le vilebrequin. Cela permet de lisser les variations instantanées de couple auxquelles est soumis le vilebrequin du fait de la contribution de chaque piston du moteur thermique. La demande de brevet FR 2 870 910 décrit un dispositif de blocage d'arbre à crabot pour transmission à dérivation de puissance. Ce dispositif ne convient pas pour un arbre d'entrée de la transmission devant être bloqué alors qu'il n'est pas déjà arrêté. Par la demande WO 94/24 450, on connaît un dispositif où un disque d'entraînement d'un arbre est relié à un embrayage, lequel est relié à un vilebrequin. Un tel dispositif permet à la fois de débrayer l'arbre du vilebrequin et d'amortir les variations de couple lorsque l'embrayage est actionné. Ce dispositif ne permet pas de bloquer l'arbre par rapport à un carter. L'invention propose un dispositif capable à la fois de bloquer un arbre et d'amortir la variation de couple transmis lorsque l'arbre n'est pas bloqué et ceci, tout en permettant un encombrement axial réduit. Selon un mode de réalisation, le dispositif de blocage d'arbre pour transmission de véhicule automobile comprend un premier arbre et un carter destiné à être fixé sur un carter de la transmission. Le dispositif comprend un moyen d'amortissement muni d'un volant primaire fixé sur le premier arbre, d'un volant secondaire fixe en rotation par rapport à un deuxième arbre, et d'au moins un élément amortisseur monté entre les deux volants. Le dispositif comprend en outre un embrayage actionnable disposé entre l'un des volants et le carter du dispositif. Le volant secondaire étant fixe en rotation par rapport au deuxième arbre, l'amortissement des variations de couple a lieu directement entre les premier et deuxième arbres. Le fait de bloquer l'un des volants par l'embrayage permet, soit de bloquer simultanément les deux arbres, soit de les laisser libres et reliés directement par le moyen d'amortissement. De plus, le fait d'utiliser une partie du moyen d'amortissement pur bloquer les arbres permet de laisser la possibilité d'utiliser l'encombrement axial du moyen d'amortissement pour disposer l'embrayage. Cela permet un encombrement axial réduit. Avantageusement, l'embrayage et le moyen d'amortissement occupent sensiblement la même position axiale, l'élément amortisseur étant radialement à l'intérieur du volant primaire et l'embrayage étant radialement à l'extérieur dudit volant. Avantageusement, l'embrayage comprend un plateau d'appui muni d'un moyen de fixation sur le carter, un plateau de poussée, mobile en translation axiale par rapport au plateau d'appui, les deux plateaux présentant deux surfaces de friction en regard et comprenant en outre, entre les deux surfaces de friction, un disque de friction solidaire en rotation et mobile en translation par rapport au volant primaire. Avantageusement, le plateau de poussée comprend une pluralité de doigts de guidage périphériques coopérant avec des ouvertures ajustées du plateau d'appui et des butées axiales de plateaux entre les doigts et le plateau d'appui limitant l'encombrement axial maximum des plateaux. Selon une variante, le volant primaire comprend, de part et d'autre des plateaux, une butée de volant fixe et une butée de volant amovible disposées axialement à une distance l'une de l'autre supérieure à l'encombrement axial maximum des plateaux d'embrayage. Grâce aux butées fixes et amovibles du volant primaire, l'ensemble des deux plateaux d'appui et deux poussées ainsi que le disque de friction peuvent être assemblés autour du volant primaire entre lesdites butées de volant. Cela permet à l'ensemble du dispositif d'être solidaire du premier arbre. Lorsque le dispositif comprend à la fois des butées axiales de plateau et des butées axiales de volant, l'opération d'assemblage d'un vilebrequin, équipé du dispositif, sur une transmission permet de positionner de manière indépendante, d'une part, le moyen d'amortissement, et d'autre part, le plateau d'appui. Avantageusement, le carter et le premier arbre sont disposés axialement de manière qu'un jeu subsiste entre chaque butée axiale du volant primaire et le plateau correspondant lorsque les plateaux occupent un encombrement axial maximum. Cela évite, lorsque l'embrayage n'est pas actionné, les frottements entre le plateau fixe en rotation et le moyen d'amortissement mobile en rotation. Avantageusement, le volant primaire comprend des cannelures périphériques orientées axialement coopérant avec le disque de friction. Cela permet au disque de friction d'être mobile axialement et de ne pas frotter contre les plateaux lorsque l'embrayage n'est pas actionné. Selon une autre variante, le dispositif comprend un moyen d'actionnement de l'embrayage avec un diaphragme en appui périphérique sur le carter, en appui central sur un anneau d'actionnement et en appui intermédiaire sur une butée du plateau de poussée selon une direction opposée aux appuis central et périphérique. Cela permet de démultiplier l'effort axial exercé par les plateaux sur le disque de friction. Selon un autre aspect de l'invention, celle-ci porte sur une utilisation d'un dispositif de blocage d'arbre, dans laquelle le premier arbre est un vilebrequin de moteur thermique, et le deuxième arbre est un arbre d'entrée d'une transmission à dérivation de puissance. Le demandeur s'est en effet rendu compte qu'il y a intérêt à pouvoir bloquer l'arbre d'entrée d'une transmission électromagnétique à dérivation de puissance par rapport à un carter. Cela permet de pouvoir utiliser toute la puissance des machines électriques de la transmission pour la phase de démarrage du véhicule. Cela permet d'utiliser le moteur thermique à partir d'une certaine vitesse du véhicule pour lequel celui-ci présente un meilleur rendement thermodynamique. Le fait de bloquer l'arbre d'entrée sans augmenter l'encombrement axial de la transmission est une utilisation particulièrement avantageuse. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple non limitatif et illustré par le dessin annexé, selon lequel la figure est une coupe axiale d'un dispositif de l'invention. Comme illustré sur la figure, le dispositif comprend un moyen d'amortissement 1 relié d'une part à un vilebrequin 2 et d'autre part à un arbre d'entrée de transmission 3. Le dispositif comprend également un embrayage 4 situé radialement à l'extérieur du moyen d'amortissement 1. L'ensemble du moyen d'amortissement 1 et de l'embrayage 4 s'étend perpendiculairement par rapport à l'axe commun du vilebrequin 2 et de l'arbre d'entrée 3. Le moyen d'amortissement 1 comprend un volant primaire 5, un volant secondaire 6 et une pluralité de ressorts 7. Le volant primaire 5 comprend une partie discale munie dans une zone radialement intérieure de moyens de fixation sur le vilebrequin 2. Le volant primaire 5 comprend, dans une zone radialement extérieure, une jupe 11 entourant la pluralité de ressorts 7 et présentant, tournées vers l'extérieur, des cannelures longitudinales 8. Le volant secondaire 6 est fixé dans une zone radialement intérieure sur un moyeu cannelé 9 coopérant avec des cannelures 10 de l'arbre d'entrée 3. Le volant secondaire 6 présente dans une zone radialement extérieure une série de lumières en forme d'arc de cercle recevant chacune un des ressorts 7. Un flasque de fermeture 12 est soudé sur la jupe 11 du volant primaire 5. Le flasque 12, la jupe 11 et la partie discale du volant primaire 5 constituent une forme partiellement torique entourant les ressorts 7. Les ressorts 7 sont par exemple des ressorts à boudin dont les spires d'une extrémité sont en appui sur un rebord des lumières du volant secondaire 6 et dont l'extrémité opposée est en appui sur des crans non représentés du flasque 12. Ainsi, le couple est transmis du vilebrequin 2 à l'arbre d'entrée 3 en passant par la compression des ressorts entre lesdites surfaces d'appui non visibles sur la figure. Ce type de moyens d'amortissement permet de lisser les variations de couple instantanées entre le vilebrequin 2 et l'arbre d'entrée 3. L'embrayage 4 comprend un plateau d'appui 13 et un plateau de poussée 14, ainsi qu'un disque de friction 15. Le plateau d'appui 13 présente une forme essentiellement annulaire dans un plan perpendiculaire à l'axe du dispositif et présente une série d'oreilles de fixation 16, réparties angulairement autour de l'axe, qui permettent d'immobiliser le plateau d'appui 13 par rapport au carter 17 de la transmission. Le plateau de poussée 14 présente une forme annulaire 18 prolongée dans une zone radialement extérieure par une pluralité de doigts de guidage 19 s'étendant perpendiculairement au plan de l'anneau 18, ainsi qu'une pluralité d'excroissances radiales 20 intercalées angulairement avec la pluralité de doigts de guidage 19. Les doigts de guidage 19 traversent des lumières ajustées ménagées dans le plateau d'appui 13 et font saillie du côté du plateau d'appui 13 opposé à la forme annulaire 18. Les doigts de guidage 19 présentent une encoche 21. Chacune des encoches 21 des doigts de guidage 19 est disposée sur un cercle autour de l'axe du dispositif et reçoit un circlips unique 22. Les excroissances radiales 20 reçoivent chacune un ressort 34 en appui sur le plateau d'appui 13. Grâce au ressort 34 et au circlips 22, les plateaux d'appui 13 et de poussée 14 sont maintenus en position écartée. Le disque de friction 15 comprend une âme rigide de forme annulaire 23 coopérant avec les cannelures 8 de la jupe 11. Des garnitures de friction 24a et 24b sont disposées axialement de part et d'autre de l'âme annulaire 23. Les garnitures 24a et 24b sont en regard de surfaces annulaires de friction correspondantes de la partie annulaire 18 du disque de poussée 14 et du plateau d'appui 13. Un bourrelet annulaire 25 fait saillie dans la direction de l'axe du dispositif de la partie annulaire 18 du plateau de poussée 14. Un diaphragme 26 est constitué d'une pluralité de secteurs angulaires 27 dont un côté est fixé dans le carter 17 et dont les pointes convergent vers un anneau d'actionnement 28. Un levier d'actionnement 29 présente dans sa partie médiane une forme coopérant avec une sphère d'appui 30 fixée sur le carter 17 de la transmission. Le levier d'actionnement 29 présente un bras court prenant appui sur l'anneau d'actionnement 28 et un bras long entraîné en translation dans le sens de l'axe du dispositif par un actionneur non représenté. Le flasque 12 fait saillie radialement de la jupe 11 et s'étend sur un diamètre supérieur au diamètre intérieur de la partie intérieure 18 du plateau de poussée 14. Cette forme en saillie constitue une butée axiale fixe 31 empêchant l'embrayage 4 de s'échapper selon une première direction axiale de l'espace situé autour du moyen d'amortissement 1. Les cannelures 8 du volant primaire 5 présentent une gorge dans laquelle vient se loger un circlips 32. Le plateau d'appui 13 présente un lamage 33 dont le diamètre intérieur est inférieur au diamètre extérieur du circlips 32. Le circlips 32 constitue une butée axiale amovible complémentaire de la butée axiale fixe 31. La distance axiale entre la butée axiale fixe 31 et le circlips 32 est supérieure à la distance entre le lamage 33 et le plateau de poussée 14 lorsque l'écartement entre les deux est maximum en raison de la butée exercée par le circlips 22. On va maintenant décrire l'assemblage du dispositif dans le carter 17 de la transmission. Dans une première phase, le circlips 32 est enlevé et on assemble successivement autour du moyen d'amortissement 1 le plateau de poussée 14 puis le disque de friction 15 et le plateau d'appui 13. On fait traverser le plateau d'appui 13 par les doigts de guidage 29 et on assemble le circlips 22. Enfin, on assemble le circlips 32. A l'issue de cette première phase, l'embrayage 4 et le moyen d'amortissement 1 constituent un ensemble solidaire présentant de mutliples jeux intérieurs. Dans une deuxième phase, on assemble le plateau d'appui 13 sur le vilebrequin 2 de sorte que le dispositif est solidaire du bloc moteur. Lorsque l'on approche la transmission du bloc moteur, l'arbre d'entrée 3 de la transmission traverse l'anneau d'actionnement 18 et vient pénétrer dans le moyeu cannelé 9. Puis le carter de la transmission 17 est fixé sur le bloc moteur non représenté et solidaire axialement du vilebrequin 2. Enfin dans une troisième phase, on fixe les oreilles de fixation 16 sur le carter 17 grâce à un moyen de fixation 34. Grâce au fait que les deuxième et troisième phases précédemment décrites soient distinctes, il est possible de régler indépendamment l'un de l'autre le positionnement axial du vilebrequin et du moyen d'entraînement 1 par rapport au carter 17 de la transmission et le positionnement axial de l'embrayage 4. De cette manière, un jeu minimum est maintenu pour que le lamage 33 fixe par rapport au carter ne frotte pas avec le circlips 32 mobile en rotation. De la même manière, le circlips 22 permet d'empêcher le plateau de poussée 14 de frotter avec la butée axiale fixe 31. On va maintenant décrire le fonctionnement du dispositif. Lorsque le levier d'actionnement 29 pivote autour de la sphère d'appui 30, l'anneau d'actionnement 28 est déplacé axialement vers la droite de la figure, et les secteurs angulaires 27 prennent appui sur le carter 17 pour appuyer sur le bourrelet annulaire 25. Le levier d'actionnement 29 et le diaphragme 26 permettent de démultiplier le déplacement axial de manière qu'un effort élevé puisse être exercé simultanément sur tout le pourtour du plateau de poussée 14 de manière que les garnitures 24a et 24b soient pressées entre le plateau de poussée 14 et le plateau d'appui 13. Et ceci, jusqu'à ce que l'effort de frottement exerce un couple de résistance supérieur au couple moteur exercé sur le moyen d'amortissement 1 soit par l'arbre de transmission 3, soit par le vilebrequin 2. Dans une utilisation du dispositif avec une transmission à dérivation de puissance, l'embrayage 4 ne sert pas d'embrayage pour transmettre le couple du vilebrequin aux roues du véhicule, l'embrayage 4 précédemment décrit sert à bloquer l'arbre d'entrée 3 dans la phase de démarrage du véhicule de manière que les deux machines électriques de la transmission électromécanique à dérivation de puissance puissent prendre appui sur l'arbre d'entrée 3 pour entraîner le véhicule uniquement à partir des machines électriques. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de blocage d'arbre pour transmission de véhicule automobile comprenant un premier arbre (2) et un carter (17) destiné à être fixé sur un carter de la transmission, caractérisé par le fait qu'il comprend un moyen d'amortissement (1) muni d'un volant primaire (5) fixé sur le premier arbre (2), d'un volant secondaire (6) fixe en rotation par rapport à un deuxième arbre (3), et d'au moins un élément amortisseur (7) monté entre les deux volants (5, 6), le dispositif comprenant en outre un embrayage (4) actionnable disposé entre l'un des volants (5, 6) et le carter (17) du dispositif. 2 - Dispositif selon la revendication 1, dans lequel l'embrayage (4) et le moyen d'amortissement(l) occupent sensiblement la même position axiale, l'élément amortisseur (7) étant radialement à l'intérieur du volant primaire (5) et l'embrayage (4) étant radialement à l'extérieur dudit volant (5). 3 - Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'embrayage (4) comprend un plateau d'appui (13) muni d'un moyen de fixation (16) sur le carter (17), un plateau de poussée (14), mobile en translation axiale par rapport au plateau d'appui (13), les deux plateaux (13, 14) présentant deux surfaces de friction en regard et comprenant en outre, entre les deux surfaces de friction, un disque de friction (15) solidaire en rotation et mobile en translation par rapport au volant primaire (5). 4 - Dispositif selon la revendication 3, dans lequel le plateau de poussée (14) comprend une pluralité de doigts de guidage (19) périphériques coopérant avec des ouvertures ajustées du plateau d'appui (13) et des butées axiales de plateaux (22) entre les doigts (19) et le plateau d'appui (13) limitant l'encombrement axial maximum des plateaux (13, 14). 5 - Dispositif selon la revendication 3 ou 4, dans lequel le volant primaire (5) comprend, de part et d'autre des plateaux (13, 14), une butée de volant fixe (31) et une butée de volant amovible (32)disposées axialement à une distance l'une de l'autre supérieure à l'encombrement axial maximum des plateaux d'embrayage (13, 14). 6 - Dispositif selon la revendication 5 dans lequel le carter (17) et le premier arbre (2) sont disposés axialement de manière qu'un jeu subsiste entre chaque butée axiale (31, 32) du volant primaire (5) et le plateau correspondant lorsque les plateaux (13, 14) occupent un encombrement axial maximum. 7 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 6 dans lequel le volant primaire (5) comprend des cannelures périphériques (8) orientés axialement coopérant avec le disque de friction (15). 8 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 7 comprenant un moyen d'actionnement de l'embrayage (4) avec un diaphragme (26) en appui périphérique sur le carter (17), en appui central sur un anneau d'actionnement (28) et en appui intermédiaire sur une butée (25) du plateau de poussée (14) selon une direction opposée aux appuis central et périphérique. 9 - Utilisation d'un dispositif de blocage d'arbre selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans laquelle le premier arbre est un vilebrequin (2) de moteur thermique, et le deuxième arbre est un arbre d'entrée (3) d'une transmission à dérivation de puissance.