Brevet FR2927963A1 — publié le 20090828

- 1 - DISPOSITIF DE COMMANDE DE DEBRAYAGE AVEC COMPENSATION D'USURE DE SA GARNITURE DE FRICTION La présente invention se rapporte à la commande des embrayages, en particulier des embrayages monodisque secs, de boîte de vitesses manuelle ou robotisée. Elle concerne la commande de débrayage, c'est-à-dire d'ouverture d'un dispositif d'embrayage, comprenant notamment, dans un carter, un disque pourvu d'une garniture de friction serré au repos entre un volant moteur entraîné par le vilebrequin du moteur, et un plateau de pression repoussé vers le volant moteur par un diaphragme élastique. La commande de débrayage proposée est destinée à manoeuvrer un embrayage monodisque sec classique d'une boîte de vitesses robotisée. Un tel embrayage peut être composé par exemple : - d'un couvercle de mécanisme centré et fixé 20 rigidement sur le volant moteur, - d'un disque comprenant une garniture de friction en périphérie et un moyeu amortisseur d'entraînement de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, 25 - d'un plateau de mise en pression du disque contre le volant moteur, qui est centré dans le couvercle, - d'un diaphragme de mise en charge du plateau, - d'une rondelle ressort de type Belleville 30 pour le maintien du diaphragme, et - 2 - d'un dispositif de rappel du plateau pour garantir la libération totale de la friction lors de l'ouverture. La manoeuvre d'un tel dispositif se fait généralement par l'intermédiaire d'une butée, qui agit sur le diaphragme, et plus précisément sur les becs du diaphragme. Or, la position axiale de ces becs est fortement dispersée sur les ensembles neufs. De plus, cette position évolue avec la progression de l'usure de la friction. Lorsque l'embrayage associé à une boîte de vitesses manuelle n'a pas de dispositif de compensation intégré, celui-ci est généralement associé à la ligne de commande, que celle-ci soit hydraulique ou mécanique (par câble), par exemple au niveau du pédalier. En l'absence de pédale d'embrayage, par exemple dans le cas de boîtes robotisées, on adopte d'autres dispositions, par exemple des systèmes de compensation d'usure neutralisant la dérive de position et de l'effort à appliquer à la butée d'un embrayage. De tels systèmes peuvent être intégrés au mécanisme d'embrayage. Ils sont parfois composés de rampes de rattrapage de jeu, de ressorts, et de capteurs d'effort, intégrés au mécanisme d'embrayage. La compensation peut aussi être intégrée directement dans la butée d'embrayage, comme l'illustre la publication FR 2 728 639. Le dispositif peut aussi être placé entre l'actionneur, et la butée de débrayage. Lorsque le débrayage de la boîte robotisée fait appel à un actionneur hydraulique extérieur à la boîte de vitesses, (qui est indépendant de la sélection et du passage des vitesses), cet actionneur peut facilement intégrer la fonction de compensation d'usure des garnitures de friction, sous la forme d'un système de gavage automatique du circuit de fluide. Toutefois, lorsque l'actionneur de débrayage n'est pas dédié exclusivement à cette fonction, mais est aussi utilisé pour engager au moins un rapport de la boîte, il prend souvent la forme d'un doigt d'actionnement mécanique, porté par un axe de commande interne de la boîte. Un tel doigt doit être placé sur la ligne de sélection correspondant à la manoeuvre d'embrayage avec la même précision, quel que soit le niveau d'usure des garnitures d'embrayage. L'invention a pour but d'intégrer un dispositif de compensation, dans une boîte de vitesses robotisée, où le débrayage est commandé par un doigt de commande interne repoussant une fourchette de débrayage contre les becs du diaphragme. Dans ce but, elle propose un dispositif de commande de débrayage comportant un poussoir hydraulique de compensation d'usure de la garniture de friction interposé entre un doigt d'actionnement de débrayage interne relié à la commande externe de débrayage, et une fourchette de débrayage, agissant sur le diaphragme, par l'intermédiaire d'une butée de débrayage. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le poussoir hydraulique comprend un premier piston, déplacé en direction de la fourchette de débrayage dans un corps de poussoir fixe, par le doigt d'actionnement, en repoussant contre la - 4 - fourchette un deuxième piston, coulissant à l'intérieur du premier. De préférence, les deux pistons délimitent entre eux une chambre hydraulique de compensation, composée d'une chambre émettrice communiquant avec une chambre réceptrice, de plus grand diamètre que celle-ci. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation non limitatif de celle-ci, en se reportant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue d'ensemble du dispositif d'embrayage concerné, à l'état neuf, et en position fermée (position d'embrayage), - la figure 2 est une vue de détail du poussoir hydraulique de compensation, - la figure 3 montre le même embrayage que la figure 1, à l'état neuf et en position ouverte (position de débrayage), et -la figure 4 montre le même embrayage, à l'état usé, et en position fermée. Sur les figure 1, 3 et 4, on a représenté un dispositif d'embrayage d'entrée de boîte de vitesses manuelle ou robotisée, disposé entre le vilebrequin 1 du moteur d'entraînement, et l'arbre primaire 2, de la boîte de vitesses (non représentée). Ce dispositif est logé dans un carter d'embrayage 3. Il est composé principalement : - d'un couvercle de mécanisme 4 centré et fixé 30 rigidement sur le volant moteur 6, lui-même porté par le vilebrequin 1, -5 - - d'un disque 7 supportant une garniture de friction 7a, fixé en périphérie, d'un moyeu amortisseur 8 d'entraînement de l'arbre d'entrée 2 de la boîte de vitesses, - d'un plateau de mise en pression 9 du disque 7 contre le volant moteur 6, le plateau 9 étant centrée dans le couvercle 4, - d'un diaphragme 12 de mise en charge du plateau 9, - d'une rondelle ressort de type Belleville pour le maintien du diaphragme (non représentée), et - d'un dispositif de rappel du plateau pour garantir la libération totale de la friction lors de l'ouverture (également non représenté) Un arbre primaire 2 supporte le moyeu amortisseur de friction 4, portant lui-même à sa périphérie le disque 7 avec sa garniture 7a. La fourchette de débrayage 13 possède à son extrémité supérieure une rotule mâle 14. Elle est retenue dans le carter d'embrayage par une rotule femelle 16, elle-même maintenue par un clip 17. La fourchette 13 possède à son extrémité opposée à la rotule 14, deux branches de poussée 13a (dont une seule apparaît sur le schéma) sur la butée cylindrique 27. La rotule 14, 16, étant à l'opposé des branches d'appui 13a, le rayon de pivotement de la fourchette est maximal, et procure un déplacement vertical minimal du point de contact avec la butée de débrayage 27, de manière à garantir pour la fourchette, un rendement optimal, grâce à une plongée réduite. La butée de débrayage 27, ainsi que le tube guide de butée 28, peuvent être identiques à ceux utilisés pour une boîte de vitesses manuelle. La fourchette 13 repousse les becs 12a du diaphragme 12, par l'intermédiaire de la butée cylindrique 27, qui intègre un roulement, et coulisse sur un guide de butée 28 centré et porté par le carter 3. Sous l'arbre primaire 2, on trouve l'arbre secondaire 18 de la boîte, supporté dans le carter d'embrayage 3 par son roulement 19, et portant un pignon de descente 21 sur la couronne de pont 22, du différentiel 23. On voit également le roulement 24 de l'arbre primaire. La commande du débrayage est assurée par un doigt d'actionnement 29, qui agit sur le diaphragme 12, par l'intermédiaire d'un poussoir hydraulique 32, intégrant des moyens de compensation de l'usure des garnitures de friction. Les moyens de compensation d'usure, intégrés dans le poussoir 32, sont implantés dans le carter d'embrayage 3, entre le doigt d'actionnement 29, et la fourchette 13. Ils sont détaillés sur la figure 2. Le poussoir 32 possède un corps de poussoir 33, centré et fixé dans le carter d'embrayage 3. L'étanchéité entre ces deux éléments est assurée par un joint torique statique 34. Le corps 33 du poussoir 32, constitue un cylindre récepteur fixe 33. Le poussoir 32 est composé principalement du cylindre récepteur fixe (ou corps (33), d'un cylindre émetteur 36, du premier piston 38, et d'un piston récepteur 37. Le cylindre émetteur 36 est maintenu axialement entre un épaulement du corps 33 et un clip de retenue 39. L'étanchéité entre ces deux éléments est également assurée par un second joint torique statique 41. - 7 - Le piston récepteur 37 est guidé sur un premier diamètre par la partie cylindrique extrême du corps de piston 33, et sur deuxième diamètre plus grand que le premier, dans la partie centrale du corps 33. L'étanchéité entre ces deux éléments est assurée par un premier joint dynamique 42, supportant des pressions hydrauliques élevées. Le piston émetteur 38 est guidé sur un premier diamètre par la partie cylindrique interne du piston récepteur 37, et sur un deuxième diamètre plus grand que le premier, qui est le diamètre intérieur du cylindre émetteur 36. L'étanchéité doit être assurée par rapport au cylindre émetteur 36 par un second joint dynamique 43 et par rapport au piston récepteur 37, par un troisième joint dynamique 44, supportant aussi des pressions hydrauliques élevées. La course du premier piston, ou piston émetteur 38, est limitée par un épaulement du cylindre émetteur 36. En position repos le piston émetteur 38 est en appui sur le clip de retenue 39 du cylindre émetteur. Un ressort préchargé 45 repousse les deux pistons : le piston émetteur 36 en position repos contre le clip de retenue 39, et le deuxième piston, ou piston récepteur 37, contre la fourchette 13, qui transmet à son tour une précharge à la butée 27, en appui contre le diaphragme 12. L'ensemble corps de poussoir 33, cylindre émetteur 36, pistons émetteur 38 et récepteur 37, forme une chambre hydraulique, 46, 47, décomposable en une chambre émettrice 46, et une chambre réceptrice 47, reliées par un passage de communication, de section s. correspondant à l'écart de diamètre du piston émetteur 38, et de l'épaulement à l'extrémité du cylindre émetteur 36. sur la figure 2, on voit aussi des orifices de mise à l'air libre 31, permettant d'évacuer l'air compris entre le corps de piston 33, et le piston récepteur 37, lors du déplacement de ce dernier vers la droite. Dans le mode de réalisation illustré par les figures, les sections des chambres, émettrice 46 et réceptrice 47, sont différentes. La section émettrice E est donnée par l'écart des diamètres du piston émetteur 38 et du cylindre émetteur 36, tandis que la section réceptrice R est donnée par l'écart des diamètres du piston émetteur 38, et du corps de poussoir 33. La section émettrice E est plus faible que la section réceptrice R. Ainsi le poussoir 32 procure une démultiplication de course (dans le sens division) et une démultiplication d'effort (dans le sens multiplication). Le ratio peut être ajusté au besoin prenant en compte les capacités en course et effort de l'actionneur, et la démultiplication de la fourchette 13. En position repos (figures 1, 2 et 4), la chambre émettrice 46 est en communication avec un réceptacle d'huile 58, par l'intermédiaire d'un conduit de gavage 49. L'huile projetée dans la boîte, et recueillie dans le réceptacle 58, traverse un matelas filtrant 51, avant d'accéder au conduit de gavage 49. La figure 3 montre le poussoir en fin de course 30 (position ouverte ou débrayée), sur un embrayage neuf. Lors du débrayage d'un embrayage neuf, le piston - 9 émetteur 38 se déplace tout d'abord sur une course morte, permettant la fermeture de la chambre hydraulique 46, 47, et son isolement. Puis, en continuant sa course, il refoule, l'huile dans la chambre réceptrice 47, par le conduit de communication. Le piston récepteur 37 subit une poussée et un déplacement dans le rapport des sections des chambres E/R (car le fluide est incompressible), qu'il transmet à la butée de débrayage 27, par l'intermédiaire de la fourchette 13. Lorsque la friction d'embrayage 7a s'use, la butée 27, la fourchette 13, et le piston récepteur 37 changent de position au repos. Le piston récepteur 37 se déplace vers la gauche, la partie réceptrice 47 de la chambre de compensation diminue de volume alors que le premier piston 38 rejoint la même position de repos. L'huile excédentaire est évacuée à mesure en fonction du besoin par le conduit de gavage 49. Cette situation est illustrée par la figure 4, qui montre le même embrayage que les précédentes, en position fermée (position embrayée), mais à l'état usé. En résumé, l'invention propose un système de rattrapage d'usure de type � télescopique � disposé entre une fourchette de débrayage et un doigt d'actionnement d'un actionneur de débrayage. Le poussoir 32 est en effet capable de transmettre l'effort et le déplacement du doigt à la fourchette articulée sur un pivot opposé aux becs puis à la butée dans une infinité de positions, de manière à compenser l'usure des garnitures de friction de l'embrayage, au cours de la vie de celui-ci. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande d'ouverture d'un embrayage d'entrée de boîte de vitesses comprenant dans un carter (3) un disque (7) pourvu d'une garniture de friction (7a)serré au repos entre un volant moteur (6) entraîné par le vilebrequin (1) du moteur et un plateau de pression (9) repoussé vers le volant moteur (6) par un diaphragme élastique (12), caractérisé en ce qu'il comporte un poussoir hydraulique (32) de compensation d'usure de la garniture de friction (7a) interposé entre un doigt d'actionnement de débrayage interne (29) relié à la commande externe de débrayage, et une fourchette de débrayage (13) agissant sur le diaphragme (12) par l'intermédiaire d'une butée de débrayage (27). 2. Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le poussoir hydraulique (32) comprend un premier piston (38), déplacé en direction de la fourchette de débrayage (13) dans un corps de poussoir fixe (33) par le doigt d'actionnement (29), en repoussant contre la fourchette (13) un deuxième piston (37) coulissant à l'extérieur du premier. 3. Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux pistons (38, 37) délimitent entre eux une chambre hydraulique de compensation (46, 47) composée d'une chambre émettrice (46) communiquant avec une chambre réceptrice (47) de plus grand diamètre que celle-ci. 4. Dispositif de commande selon la revendication 30 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que les deux pistons sont- 11 - repoussés à l'écart l'un de l'autre par un ressort interne de rappel (45). 5. Dispositif de commande selon la revendication, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que, sur une première partie de sa course, le premier piston (38) coulisse à l'intérieur d'un premier cylindre (36) fermant une ouverture de gavage de la chambre (46, 47), avant de refouler l'huile dans la partie réceptrice (47) de celle-ci, en repoussant le deuxième piston (37) contre la fourchette (13) dans une position déterminée par le rapport de section des deux parties de la chambre. 6. Dispositif de commande selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le premier piston (38) est guidé sur un premier diamètre par la partie cylindrique interne du deuxième piston (37), et sur un deuxième diamètre plus grand que le premier, dans la partie interne d'un cylindre (36), fixé à l'intérieur du corps de poussoir (33). 7. Dispositif de commande selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que lorsque la garniture de friction de l'embrayage s'use, la butée (27), la fourchette (13) et le deuxième piston (37) changent de position au repos. 8. Dispositif de commande selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que lorsque la garniture de friction de l'embrayage s'use, la partie réceptrice (47) de la chambre de compensation diminue de volume, alors que le premier piston (38) rejoint la même position de repos. 9. Dispositif de commande selon la revendication 6, 7 ou 8, caractérisé en ce que le corps de poussoir- 12 - (33), le cylindre (36), comportant des ouvertures qui délimitent avec un réceptacle d'huile (48) associé au poussoir (32) un conduit de gavage (49) de partie émettrice (46) de la chambre de compensation, lorsqu'elles sont alignées. 10. Dispositif de commande selon la revendication, 9, caractérisé en ce que le réceptacle (48) reçoit l'huile de la boîte et la transmet au conduit de gavage (49) au travers d'un matelas filtrant (51).