Brevet FR2928584A1 — publié le 20090918

DISPOSITIF D'ENTRAINEMENT POUR VEHICULES AUTOMOBILES L'invention concerne un dispositif d'entraînement pour véhicules automobiles, avec un moteur à combustion interne, dont l'arbre de sortie entraîne un amortisseur de vibrations de torsion et un embrayage séparateur sur une transmission de changement de vitesse du véhicule automobile par le biais d'un volant d'inertie, dans lequel une section de moyeu de l'embrayage séparateur s'appuie indirectement ou directement contre l'arbre de sortie dans le sens axial. On connaît beaucoup de dispositifs d'entraînement de ce genre, en particulier avec un volant d'inertie à deux masses sous forme d'amortisseur de vibrations de torsion et un embrayage séparateur placé en aval ou un embrayage à friction sèche à un seul disque, lesquels dispositifs sont utilisés en série dans des véhicules automobiles. En cas de cumul de tolérances défavorables dans le dispositif d'entraînement, des défauts d'alignement peuvent apparaître lesquels peuvent altérer le fonctionnement de l'embrayage. On connaît par exemple des mécanismes de débrayage avec des paliers de débrayage à auto-centrage (cf. par exemple DE 7245141 U1), dont l'anneau de butée est réalisé de manière sphérique pour soulager le palier de débrayage des forces et moments parasites. Mais il n'est pas possible d'éliminer ainsi les nutations apparaissant le cas échéant au niveau de l'embrayage séparateur. L'objet de l'invention consiste à proposer un dispositif d'entraînement du type générique, qui pallie, dans la construction donnée avec un amortisseur de vibrations de torsion, les perturbations apparaissant le cas échéant en raison de défauts d'alignement avec des moyens très simples du point de vue construction. Ce problème est résolu selon d'invention en ce que des surfaces d'appui s'étendant radialement sont réalisées de manière sphérique entre l'arbre de sortie et la section de moyeu de l'embrayage séparateur. Il est donc proposé selon l'invention de réaliser directement ou indirectement sphérique des surfaces d'appui s'étendant de façon radiale entre l'arbre de sortie (vilebrequin) du moteur à combustion interne et la section de moyeu du carter de l'embrayage séparateur ou de la masse secondaire de l'amortisseur de vibrations de torsion. Cette proposition repose sur le fait qu'en cas de défauts d'alignement éventuellement présents et d'une (faible) nutation inhérente de l'extrémité de l'arbre de sortie et/ou de l'embrayage séparateur, celle-ci peut être éliminée, lorsque la force axiale exercée par le palier de débrayage est soutenue par le biais de surfaces d'appui sphériques. Ce faisant, l'ensemble de la masse secondaire avec l'embrayage séparateur est également centré avec très peu d'efforts du point de vue de la technique de fabrication et les perturbations tels que le broutage apparaissant le cas échéant ou les phénomènes de vibration sont davantage éliminés. De manière avantageuse du point de vue de la technique de fabrication, une douille de guidage ou une bride de palier peut être fixée au niveau de l'arbre de sortie, au niveau de laquelle les surfaces d'appui radiales sont prévues entre la douille de guidage et la section de moyeu. La douille de guidage peut être vissée de manière unitaire avec le volant d'inertie au niveau de l'arbre de sortie. Une section primaire du volant d'inertie peut être montée de façon rotative sur la douille de guidage susmentionnée. La section primaire du volant d'inertie peut se composer ici d'une tôle d'entraînement vissée avec le vilebrequin, d'une bride intermédiaire fixée dessus ainsi que d'un élément primaire de l'amortisseur de vibrations de torsion. Les surfaces d'appui sphériques selon l'invention permettent de compenser une inclinaison due au montage ou une inclinaison due à des charges de fonctionnement entre l'extrémité du vilebrequin et/ou la bride de palier fixée dessus et la section du moyeu de l'embrayage séparateur. De plus, il est proposé de déposer une rondelle de compensation entre l'arbre de sortie ou la douille de guidage et la section de moyeu et de réaliser la rondelle de compensation d'un côté avec des surfaces d'appui sphériques. Outre la simplification de la technique de fabrication, des tolérances peuvent également être compensées dans le sens axial. La rondelle de compensation peut s'appuyer ce faisant de préférence avec des surfaces d'appui sphériques contre des surfaces d'appui sphériques de la douille de guidage. La force, qui contraint la rondelle de compensation à un décalage de compensation, résulte de la force nécessaire à l'actionnement de l'embrayage. Ce faisant, la rondelle de compensation peut compenser une possible nutation et/ou position oblique de l'extrémité du vilebrequin ou de la douille de guidage par un mouvement radial sur une surface d'appui sphérique. Dans une autre configuration de l'invention, la rondelle de compensation peut être agencée à l'intérieur d'une bague de recouvrement d'un roulement à aiguilles, lequel roulement à aiguilles est positionné entre la douille de guidage et une douille d'écartement radialement extérieure de la masse primaire de l'amortisseur de vibrations de torsion. La rondelle de compensation forme ainsi avec le roulement à aiguilles une unité de montage qui peut être poussée de manière sûre du point de vue du processus sur la douille de guidage. Les rayons de courbure des surfaces d'appui sphériques sont réglés de préférence sur des défauts d'alignement lors du montage et/ou sur des défauts d'alignement apparaissant périodiquement dus à des moments de flexion au niveau de l'arbre de sortie (dans le cas de moteurs à combustion interne à piston alternatif par les pressions d'allumage de chaque cylindre) et compensent ainsi les nutations des éléments formant la masse secondaire de l'amortisseur de vibrations de torsion. L'amortisseur de vibrations de torsion peut être réalisé de manière connue sous forme de volant d'inertie à deux masses, avec une masse primaire reliée de manière fixe en rotation à l'arbre de sortie du moteur à combustion interne par le biais de tôles d'entraînement et une masse secondaire couplée au carter de l'embrayage séparateur et avec des ressorts amortisseurs placés entre. De plus, la section de moyeu du carter de l'embrayage séparateur peut être montée entraînable en rotation sur l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses et l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses est monté entraînable en rotation dans la douille de guidage par le biais de roulements à aiguilles pour compenser des défauts d'alignement en exploitant la force axiale apparaissant notamment lors du débrayage sur les surfaces d'appui sphériques. Un exemple de réalisation de l'invention est expliqué plus en détail ci-après. On peut voir sur le dessin schématique que : la figure 1 montre une coupe longitudinale partielle d'un dispositif d'entraînement avec volant d'inertie déposé entre un arbre de sortie d'un moteur à combustion interne et une transmission de changement de vitesse placée en aval avec un amortisseur de vibrations de torsion intégré, un embrayage séparateur et une rondelle de compensation avec des surfaces d'appui sphériques ; et la figure 2 montre un détail Z selon la figure 1 au niveau des surfaces d'appui sphériques entre la douille de guidage et la rondelle de compensation, ainsi qu'avec la section de moyeu adjacente. La figure 1 montre un dispositif d'entraînement 10 pour véhicules automobiles, qui est uniquement décrit dans la mesure où cela est nécessaire à la compréhension de la présente invention. Les éléments non décrits en détail concernant l'amortisseur de vibrations de torsion et l'embrayage séparateur sont réalisés de manière familière à l'homme du métier. Conformément à la figure 1, un volant d'inertie 18 avec amortisseur de vibrations de torsion 20 intégré et un embrayage séparateur 22 placé en aval est déposé entre l'arbre de sortie ou vilebrequin 12 du moteur à combustion interne (non représenté plus en détail) et l'arbre d'entrée 14 d'une transmission de changement de vitesse (par exemple une boîte de vitesses) a l'intérieur d'une cage d'embrayage 16. La cage d'embrayage 16 est bridée de manière habituelle sur le carter de vilebrequin 17 du moteur à combustion interne (seulement suggéré). Lesdits éléments 18, 20, 22 forment la masse d'inertie reliée à entraînement au vilebrequin 12, laquelle se répartit au niveau de l'amortisseur de vibrations de torsion 20, qui est réalisé sous forme de volant d'inertie à deux masses, en une masse primaire et une masse secondaire. La section primaire du volant d'inertie 18 se compose d'une tôle d'entraînement 24 en forme de disque vissée au vilebrequin 12, d'une bride intermédiaire 28 fixée à la tôle d'entraînement 24 à l'aide de vis 26 et de l'élément primaire 30 en forme de bride de l'amortisseur de vibrations de torsion 20. La bride intermédiaire 28 et l'élément primaire 30 sont fixés l'un à l'autre par des vis 34 par l'intermédiaire d'une douille d'écartement 32. La section secondaire du volant d'inertie 18 présente un élément secondaire 36 en forme de bride, qui est couplé de manière connue à l'élément primaire 30 par le biais de ressorts amortisseurs 38 et 40 répartis sur la périphérie et qui est relié à entraînement à une plaque de base 42 de l'embrayage séparateur 22. La plaque de base 42 est montée entraînable en rotation par le biais d'une section de moyeu 42a sur l'arbre d'entrée 14 de la boîte de vitesses par l'intermédiaire d'un roulement à aiguilles 44 s'étendant radialement. De plus, le disque d'entraînement 46 relié par correspondance de forme à l'arbre d'entrée 14 dans la direction de rotation et la plaque de pression 48 de l'embrayage séparateur 22 ainsi que son carter 52 relié à la plaque de base 42 par vis 50 font notamment partie de la masse d'inertie secondaire. L'embrayage séparateur 22 peut être débrayé au moyen d'un palier de débrayage 54 (seulement visible en partie) et d'un dispositif d'actionnement hydraulique contre la force de précontrainte d'un ressort à disques 56 de l'embrayage séparateur 22, le palier de débrayage 54 exerçant une force dans le sens de la flèche F. De plus, la douille d'écartement 32 est logée entraînable en rotation avec l'élément primaire 30 sur une douille de guidage 60 par le biais d'un autre roulement à aiguilles 58, la douille de guidage 60 étant reliée de manière fixe au vilebrequin 12 conjointement avec la tôle d'entraînement 24 par vis 62 comme on peut le voir sur la figure 1. Un roulement à aiguilles 64, dans lequel l'arbre d'entrée 14 de la boîte de vitesses est monté entraînable en rotation, est agencé à l'intérieur de la douille de guidage 60. Lesdits roulements à aiguilles (ou roulement à rouleaux) 44, 58, 64 forment des paliers radiaux, qui agissent comme suit : lorsque l'embrayage séparateur 22 est débrayé, (par exemple lors d'un démarrage du véhicule automobile et lorsque la pédale d'embrayage est enfoncée), le vilebrequin 12 tourne avec le volant d'inertie 18, l'amortisseur de vibrations de torsion 20 et l'embrayage séparateur 22, alors que le disque d'entraînement 56 et l'arbre d'entrée 14 sont immobiles. Les vitesses de rotation relatives s'appliquent dans les roulements à aiguilles 44, 58, 64. lorsque l'embrayage séparateur 22 est embrayé et le cas échéant dans le cas d'une transmission de puissance, il n'y a pratiquement aucune vitesse de rotation relative, cependant l'uniformité de la rotation du moteur à combustion interne est atténuée de manière connue dans l'amortisseur de vibrations de torsion 20, les faibles différences d'angle de rotation étant également absorbées par le biais des roulements à aiguilles 44, 58, 64. Pour soutenir la force axiale F (cf. figure 2) des éléments rotatifs au niveau de la douille de guidage 60, apparaissant en particulier lors d'un débrayage au niveau de l'embrayage séparateur 22, celle-ci présente au niveau de son côté avant libre une surface d'appui sphérique 60a à symétrie de révolution contre laquelle s'appuie une surface d'appui sphérique 66a également à symétrie de révolution d'une rondelle de compensation 66. La rondelle de compensation 66 d'épaisseur définie est positionnée à l'intérieur d'un disque de recouvrement 58a du roulement à aiguilles 58 et agit par le biais de ce disque de recouvrement 58a avec la surface de butée radiale 42b de la section de moyeu de l'élément de base 42. La force axiale F est ainsi soutenue par le biais de l'élément de base 42 de l'embrayage séparateur 22, par le biais du disque de recouvrement 58a et de la rondelle de compensation 66 au niveau de la douille de guidage 60 reliée solidement au vilebrequin 12. Ce faisant, une compensation de défauts d'alignement apparaissant le cas échéant par un cumul défavorable de tolérances, qui pourraient conduire à une nutation dans l'amortisseur de vibrations de torsion 20 et dans l'embrayage séparateur 22, peut avoir lieu par le biais des surfaces d'appui sphériques 60a, 66a s'appuyant l'une contre l'autre. Des perturbations et des déformations dans le dispositif d'entraînement 10 peuvent être au moins réduites avec très peu d'efforts du point de vue construction. Les rayons de courbure r des surfaces d'appui sphériques 60a, 66a sont réglés sur des défauts d'alignement lors du montage et/ou sur des défauts d'alignement apparaissant périodiquement, dus à des moments de flexion au niveau du vilebrequin 12. Les surfaces d'appui 60a, 66a peuvent en outre être conçues du point de vue géométrique et du matériau de sorte qu'aucune contrainte de matériau ou compression inadmissible n'apparaisse. L'invention ne se limite pas à l'exemple de réalisation représenté. Le cas échéant lesdites surfaces d'appui sphériques 60a, 66a peuvent aussi être prévues directement entre le vilebrequin 12 (dans le cas d'un prolongement axial correspondant) et la section de moyeu 42a ; il en va de même en cas d'utilisation de la douille de guidage 60, qui pourrait également coopérer directement avec la section de moyeu 42a de manière correspondante. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'entraînement pour véhicules automobiles, avec un moteur à combustion interne, dont l'arbre de sortie (12) entraîne un amortisseur de vibrations de torsion (20) et un embrayage séparateur (22) sur une transmission de changement de vitesse du véhicule automobile par le biais d'un volant d'inertie (18), dans lequel une section de moyeu (42a) de l'embrayage séparateur (22) s'appuie indirectement ou directement contre l'arbre de sortie (12) dans le sens axial, caractérisé en ce que des surfaces d'appui s'étendant radialement (60a, 66a) sont réalisées de manière sphérique entre l'arbre de sortie (12) et la section de moyeu (42a) de l'embrayage séparateur (22). 2. Dispositif d'entraînement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une douille de guidage (60) est fixée sur l'arbre de sortie (12) et en ce que les surfaces d'appui radiales (60a, 66a) sont prévues entre la douille de guidage (60) et la section de moyeu (42a). 3. Dispositif d'entraînement selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une sectionprimaire (24, 28, 30) du volant d'inertie (18) est montée entraînable en rotation sur la douille de guidage (60). 4. Dispositif d'entraînement selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'une rondelle de compensation (66) est disposée entre l'arbre de sortie (12) ou la douille de guidage (60) et la section de moyeu (42a) et en ce que la rondelle de compensation (66) est réalisée avec une surface d'appui sphérique (66a). 5. Dispositif d'entraînement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la rondelle de compensation (66) s'appuie avec une surface d'appui sphérique (66a) contre une surface d'appui sphérique (60a) de la douille de guidage (60). 6. Dispositif d'entraînement selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la rondelle de compensation (66) est disposée à l'intérieur d'une bague de recouvrement (58a) d'un palier radial (58), lequel palier radial (58) est positionné entre la douille de guidage (60) et une douille d'écartement (32) radialement extérieure de la masse primaire de l'amortisseur de vibrations de torsion (20). 7. Dispositif d'entraînement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les rayons de courbure (r) des surfaces d'appui sphériques (60a, 66a) sont réglés sur des défauts d'alignement lors du montage et/ou sur des défauts d'alignement apparaissant périodiquement, dus à des moments de flexion au niveau de l'arbre de sortie (12). 8. Dispositif d'entraînement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'embrayage séparateur (22) est monté entraînable en rotation avec la masse secondaire de l'amortisseur de vibrations de torsion (20) sur un arbre d'entrée (14) de la transmission de changement de vitesse. 9. Dispositif d'entraînement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'amortisseur de vibrations de torsion (20) est réalisé sous forme de volant d'inertie à deux masses, avec une masse primaire (30) reliée de manière fixe en rotation à l'arbre de sortie (12) du moteur à combustion interne par le biais de tôles d'entraînement (24, 28) et une masse secondaire couplée à l'élément de base (42) de l'embrayage séparateur (22) et avec des ressorts amortisseurs (38, 40) placés entre. 10. Dispositif d'entraînement selon la revendication 9, caractérisé en ce que la section de moyeu (42a) de l'élément de base (42) de l'embrayage séparateur (22) est montée entraînable en rotation sur l'arbre d'entrée (14) de la boîte de vitesses et l'arbre d'entrée (14) de la boîte de vitesses est monté entraînable en rotation dans la douille de guidage (60) par le biais de paliers radiaux (44, 64).25