Brevet FR2988791A1 — publié le 20131004

SYSTEME D'EMBRAYAGE La présente invention concerne un système d'embrayage comprenant au moins un embrayage à friction pourvu d'une plaque de contre-pression et d'une plaque de compression disposée de manière solidaire en rotation par rapport à ladite plaque de contre-pression et de manière à pouvoir être déplacée axialement par un récipient sous pression déplacé axialement au moyen d'un système d'actionnement et pourvu également de garnitures de friction pouvant être tendues entre la plaque de contre-pression et la plaque de compression, et comprenant également un actionneur d'embrayage actionnant depuis un état ouvert, dans un état non actionné en appliquant une force d'embrayage dans un état fermé l'embrayage à friction au moins au nombre de un au moyen d'une sollicitation du récipient sous pression le long d'un trajet d'actionnement ajusté entre une position d'ouverture ajustée dans le cas d'un embrayage à friction complètement ouvert et un point de fonctionnement de l'embrayage à friction fermé, se modifiant en fonction d'une usure des garnitures de friction. Des systèmes d'embrayage de ce type sont connus d'après des chaînes cinématiques de véhicules automobiles à transmission automatisée, en particulier à boîte de vitesses à double embrayage dotée de deux embrayages à friction rassemblés en un double embrayage et actionnés respectivement par un actionneur d'embrayage, par exemple d'après le document DE 10 2011 017 380 Al. Dans ce cas, les actionneurs d'embrayage, formés comme des systèmes d'actionnement hydrostatiques actionnent par l'intermédiaire chacun d'un récipient sous pression, l'embrayage à friction correspondant, et ce directement et sans montage intermédiaire de ressorts de levier, de rondelles ressorts ou d'éléments similaires. Dans ce cadre, les deux embrayages à friction sont réalisés sous la forme de ce qu'on appelle des embrayages à friction pressés, lesquels sont ouverts lorsque l'actionneur d'embrayage n'est pas actionné et sont fermés en cas d'actionnement. Ici, un embrayage à friction est pressé directement par un actionneur d'embrayage par l'intermédiaire du récipient sous pression, tandis que la plaque de compression de l'autre embrayage à friction, disposée sur l'autre côté de la plaque de contre-pression du premier embrayage à friction, est actionnée par l'intermédiaire d'un récipient sous pression, qui traverse ladite plaque de contre-pression au niveau des évidements correspondants de la plaque de contre- pression. Dans ce cas, la course des plaques de compression, et ainsi le couple d'embrayage transmis par l'intermédiaire de l'embrayage à friction sont ajustés à partir d'un point de fonctionnement présentant un couple d'embrayage pouvant être transmis maximal et à partir de l'état ouvert en prenant des positions de trajet prédéfinies de l'actionneur d'embrayage le long d'un trajet d'actionnement prédéfini. Le trajet d'actionnement résulte d'une position d'ouverture ajustée et du point de fonctionnement. Afin de maintenir le trajet d'actionnement constant, on connaît par exemple des documents DE 10 2010 024 924 Al et DE 10 2010 006 055 Al, des systèmes de rattrapage autonomes ou lancés par un 5 appareil de commande. S'il est recommandé de renoncer à de tels systèmes de rattrapage en particulier dans le cas de systèmes d'embrayage présentant de faibles couples d'embrayage pour des raisons financières, le trajet d'actionnement 10 est configuré dans le cas de garnitures à friction à la limite d'usure sur une valeur entre la position d'ouverture et le point de fonctionnement de la plaque de compression. Dans ce cas, le point de fonctionnement de la plaque de compression ne peut être passé qu'en 15 tenant compte d'une surcharge pour l'embrayage à friction et l'actionneur d'embrayage dans le cas de garnitures à friction n'ayant pas encore atteint la limite d'usure (en particulier à l'état neuf, jusqu'à des états peu avant la fin de la durée de vie). De 20 telles surcharges peuvent conduire à un endommagement du système d'embrayage et en particulier à une surcharge de l'actionneur d'embrayage. Cela est le cas de préférence pour les actionneurs présentant une courbe caractéristique non horizontale, par exemple 25 pour l'actionneur à levier. Par conséquent, la présente invention a pour objectif de perfectionner un système d'embrayage de ce type de telle manière qu'un trajet d'actionnement de l'actionneur d'embrayage soit possible sans système de 30 rattrapage de manière durable et sans surcharges dans toutes les situations d'usure des garnitures à friction. Cet objectif est atteint grâce à un système d'embrayage comprenant au moins un embrayage à friction pourvu d'une plaque de contre-pression et d'une plaque de compression disposée de manière solidaire en rotation par rapport à ladite plaque de contre-pression et de manière à pouvoir être déplacée axialement par un récipient sous pression déplacé axialement au moyen d'un système d'actionnement et pourvu également de garnitures de friction pouvant être tendues entre la plaque de contre-pression et la plaque de compression, et comprenant un actionneur d'embrayage actionnant, dans un état fermé en appliquant une force d'embrayage, l'embrayage à friction au moins au nombre de un au moyen d'une sollicitation du récipient sous pression le long d'un trajet d'actionnement d'un état ouvert dans un état non actionné, ajusté entre la position d'ouverture ajustée lorsque l'embrayage à friction est complètement ouvert et un point de fonctionnement se modifiant en fonction d'une usure des garnitures de friction de l'embrayage à friction fermé, le trajet d'actionnement étant déterminé entre la position d'ouverture et un premier point de fonctionnement dans le cas de garnitures de friction usées jusqu'à une limite d'usure prédéfinie et au moins une élasticité limitant la force entre l'actionneur d'embrayage et la plaque de compression étant prévue sur un trajet partiel du trajet d'actionnement, prévu entre le premier point de fonctionnement et le deuxième point de fonctionnement à l'état neuf des garnitures de friction. Il convient d'entendre au sens de l'invention par récipient sous pression, l'actionnement direct de l'embrayage à friction. Dans le cas présent, les récipients sous pression sont des éléments de type disque, dont la rigidité dans la direction axiale est tellement importante qu'une transmission sans perturbation de la force d'embrayage, appliquée par le système d'actionnement, sur la plaque de compression est possible. Ainsi, le trajet parcouru par le système d'actionnement est transformé en un trajet d'embrayage sans multiplication ou sans effet de levier directement sur la plaque de compression. Une rondelle ressort ou un ressort de levier, lequel s'appuie sur le couvercle ou sur un autre élément du boîtier relié de manière fixe à la plaque de contre-pression, peut être dans ce cadre supprimé. Grâce à l'invention, la force d'embrayage est maintenue constante ou est légèrement augmentée ou diminuée du fait de l'élasticité sur le trajet d'actionnement du point de fonctionnement à l'état neuf jusqu'au point de fonctionnement à la limite de l'usure. Cela rend inactive toute surcharge pour des positions de trajet sur le point de fonctionnement de la plaque de compression dans le cas de nouvelles garnitures de friction ou de garnitures de friction légèrement usées. En cas de forces plus importantes que la force d'embrayage nécessaire pour la transmission du couple d'embrayage maximal, l'élasticité cède axialement de sorte que l'embrayage à friction peut être actionné au-delà du point de fonctionnement sans surcharge lors de déplacements des plaques de compression. La rigidité de l'élasticité est dans ce cadre si importante que la force d'embrayage peut être transmise sans pertes pratiques d'un trajet axial. Il s'est avéré avantageux lorsque dans ce cadre la force servant à comprimer l'élasticité augmente légèrement sur le trajet partiel. On utilise comme embrayages à friction des 5 embrayages à friction pressés connus en soi, combinés éventuellement pour former un double embrayage, pressés directement par le système d'actionnement tel que l'actionneur d'embrayage au moyen d'un récipient sous pression. Peuvent être utilisés comme actionneurs 10 d'embrayage, des actionneurs d'embrayage électromécaniques, électrohydrauliques ou électrohydrostatique. L'utilisation d'actionneurs à levier et d'actionneurs hydrostatiques actionnant un cylindre récepteur s'est avérée particulièrement 15 avantageuse. Des accumulateurs d'énergie constitués d'éléments de ressort peuvent être utilisés comme élasticité. On peut par exemple former un tel accumulateur d'énergie à partir d'un seul ou de plusieurs ressorts hélicoïdaux 20 ou rondelles ressorts juxtaposés ou reliés pour former un empilage de ressorts. Par exemple, on peut prévoir des empilages de rondelles ressorts empilées, placés les unes à côté des autres. En outre, il est possible de prévoir d'affaiblir des composants utilisés au moyen 25 de découpes, de parties saillantes ou similaires de sorte qu'ils transmettent certes de manière essentiellement rigide la force d'embrayage demandée ; toutefois ils peuvent être déformés élastiquement en présence de forces plus élevées. 30 D'une manière particulièrement avantageuse, l'élasticité limitant la force peut être intégrée entre le récipient sous pression et la plaque de compression ou être intégrée dans le récipient sous pression, ce dernier étant réalisé à cet effet de manière correspondante de manière axialement élastique. L'élasticité peut être formée dans ce cadre à partir au moins d'un élément ressort réalisé de manière élastique dans la direction d'actionnement et/ou à partir d'un tampon en caoutchouc ou similaire. Ici, on préfère un effet de ressort de l'élément ressort plus grand qu'une force d'actionnement pour un couple maximal devant être transmis par l'intermédiaire de l'embrayage à friction si bien que le couple à transmettre peut être transmis essentiellement de manière rigide et sans hystérèse et que l'élément ressort est élastiquement déformé seulement en présence de forces d'actionnements plus importantes que les forces d'actionnement nécessaires à la transmission du couple. Selon un mode de réalisation avantageux, un rivet composé est logé de manière fixe au niveau de la plaque de compression, et la plaque de pression présente du jeu contre une butée côté extrémité du rivet composé et est précontrainte à l'encontre de l'action de l'élasticité. La présente invention est expliquée de manière plus détaillée à l'aide des exemples de réalisation 25 représentés sur les figures 1 à 5. On peut y voir : Figure 1 : une coupe partielle d'un système d'embrayage comprenant deux embrayages à friction, Figure 2 : une représentation schématique d'un embrayage à friction du système d'embrayage de la 30 figure 1 à l'état d'actionnement normal, Figure 3 : l'embrayage à friction de la figure 2 à l'état de surcharge, Figure 4 : un diagramme de la force d'embrayage par rapport au trajet d'embrayage d'un système 5 d'embrayage typique présentant une élasticité prévue et Figure 5 : un détail du diagramme de la figure 4. La figure 1 représente une coupe partielle du système d'embrayage disposé autour de l'axe de rotation d, comprenant les deux embrayages à 10 friction 2, 3 et l'amortisseur de vibrations dues à la torsion 4. Les deux plaques de contre-pression 5, 6 et la partie de recouvrement 7 forment une unité en rotation, à laquelle sont liées de manière solidaire en rotation et de manière à pouvoir se déplacer axialement 15 les plaques de compression 8, 9 respectivement au moyen des ressorts à lame 10, 11. Sont disposées entre les plaques de contre-pression 5, 6 et les plaques de compression 8, 9 respectivement des garnitures de friction 12, 13 des disques d'embrayage 14, 15. Lorsque 20 les embrayages à friction 2, 3 sont ouverts, des positions d'ouverture sont dans ce cadre respectivement ajustées par les ressorts à lame 10, 11, dans le cadre desquelles positions aucun couple ne peut être transmis par l'intermédiaire des embrayages à friction 2, 3. Les 25 embrayages à friction 2, 3 sont respectivement indépendamment les uns des autres embrayés au moyen des actionneurs d'embrayage, dont respectivement uniquement les cylindres récepteurs 17, 18, découplés en rotation au moyen du palier à roulement 16 par rapport à la 30 partie de recouvrement 7 et soutenus de manière solidaire en rotation côté boîtier au moyen des bras de réaction 19, des actionneurs hydrostatiques se présentant sous la forme d'un actionneur d'embrayage sont représentés. A cet effet, les cylindres récepteurs 17, 18 sollicitent les récipients sous pression 22, 23 par l'intermédiaire des paliers d'embrayage 20, 21 ; les récipients sous pression déplacent axialement à nouveau la plaque de compression à l'encontre de l'action des ressorts à lame 10, 11, ce qui permet d'ajuster un engrènement à friction entre 10 les garnitures de friction 12, 13 d'un côté et les plaques de contre-pression 5, 6 et les plaques de compression 8, 9 de l'autre côté. Dans le cas présent, les pistons effectuent un trajet d'actionnement en partant de leurs positions 15 d'ouverture, lequel trajet d'actionnement est pensé selon l'usure des garnitures de friction 12, 13 survenant sur la durée de vie, et qui est plus grand que le trajet d'actionnement requis à l'état neuf des garnitures de friction 12, 13 afin d'obtenir le couple 20 maximal à transmettre par l'intermédiaire des embrayages à friction 2, 3. Afin d'éviter, dans le cas de garnitures de friction 12, 13 ne se trouvant pas encore dans l'état d'usure, une charge élevée sur les garnitures de friction 12, 13, en particulier sur la 25 suspension des garnitures disposée entre ces dernières, des récipients sous pression 22, 23, des paliers d'embrayage 20, 21 et des actionneurs d'embrayage, l'élasticité 24, 25 - ici entre le récipient sous pression 22, 23 et la plaque de compression 8, 9 - est 30 disposée entre lesdits actionneurs d'embrayage et les plaques de compression 8, 9. L'élasticité 24, 25 présente essentiellement une certaine rigidité en présence des forces d'embrayage requises, et est déformée élastiquement dans la direction axiale, lorsque les forces d'embrayage compriment, contre la plaque de contre-pression 5, 6, en cas de suspension des garnitures déjà comprimée, la plaque de compression 8, 9 des suites d'un trajet d'actionnement plus long que celui nécessaire à l'obtention du couple maximal à transmettre par l'intermédiaire de l'embrayage à friction 2, 3. La figure 2 illustre à titre d'exemple une coupe partielle schématique de l'embrayage à friction 3 aux fins de l'explication de la fonction des élasticités 24, 25 des embrayages à friction 2, 3 de la figure 1. L'élasticité 25 se présente dans le cas présent sous la forme d'un élément ressort 26 à la manière d'un ressort de compression hélicoïdal 27. Le rivet composé 28 est introduit de manière fixe dans la plaque de compression 9, au niveau duquel rivet composé est logé le ressort de compression hélicoïdal 27. Ce dernier s'appuie sur le collet annulaire 29 et précontraint le récipient sous pression 23 contre la butée 30 côté extrémité telle qu'une tête de rivet du rivet composé 28. Lorsque les garnitures de friction 13 se trouvent dans l'état d'usure représenté, la plaque de compression 9 est déplacée en direction de la plaque de contre-pression 6 de sorte qu'à l'état fermé de l'embrayage à friction 3, la totalité du trajet d'actionnement de l'actionneur d'embrayage doit être exploitée le long de la flèche 32 afin de pouvoir transmettre le couple maximal par l'intermédiaire de l'embrayage à friction 3. Comme cela ressort du petit schéma 31 illustrant la courbe caractéristique du ressort de compression hélicoïdal 27, ce dernier se déplace en conséquence dans le cas de garnitures de friction usées dans la zone rigide 33 de la courbe caractéristique. Cela permet au récipient sous pression 23 de solliciter de manière pratiquement rigide et sans élasticité active 25 la plaque de compression 9. La figure 3 représente l'embrayage à friction 3 de la figure 2 dans le cas de garnitures de friction 13 non usées. Ici, la plaque de compression 9 se trouve encore dans son état d'origine et n'est pas déplacée encore en direction de la plaque de contre-pression 6 du fait de l'usure des garnitures de friction 13 dans le cas d'un embrayage à friction 3 fermé si bien que l'état de l'embrayage à friction 3, transmettant le couple maximal est obtenu dans le cas de trajets d'actionnement plus courts du récipient sous pression 23 et que le ressort de compression hélicoïdal 27 est déformé élastiquement dans le cas du reste du trajet d'actionnement à effectuer afin d'éviter des forces d'embrayages élevées. Dans le cas présent, le ressort de compression hélicoïdal 27 se trouve dans la zone 34 élastique de la courbe caractéristique esquissée sur le schéma 31. La figure 4 illustre un diagramme force-course d'un des embrayages à friction 2, 3 au choix de la figure 1, présentant une famille de courbes typique avec les forces actives d'un actionneur à levier utilisé en lieu et place d'un actionneur hydrostatique entre le trajet maximal R(max) et le trajet minimal R(min) d'un pignon sur le trajet d'embrayage s. En revanche, l'embrayage à friction est représenté dans la courbe caractéristique 35 à l'état neuf, et dans la courbe caractéristique 36 à la limite d'usure des garnitures de friction. Il en découle de manière correspondante dans le cas des points de fonctionnement B(n) et B(v) la force d'embrayage F(E) servant à transmettre le couple maximal d'embrayage. Afin de pouvoir transmettre le couple maximal d'embrayage même à l'état d'usure des garnitures de friction, le trajet d'actionnement s(b) est pensé pour le point de fonctionnement B(v). Cela donne le trajet complet d'actionnement s(b) entre l'ouverture de position 37 et le point de fonctionnement B(v) en cas de garnitures de friction usées. Si le trajet d'actionnement s(b) n'est dans ce cadre pas effectué à l'état d'usure, l'actionneur d'embrayage déplace la plaque de compression d'un embrayage à friction non révisé en cas de dépassement du point de fonctionnement correspondant -représenté ici par exemple pour le point de fonctionnement B(n) à l'état neuf de l'embrayage à friction - le long du trajet R(max) dans un état de surcharge Ü, qui peut conduire à un endommagement de l'actionneur d'embrayage et/ou des composants de l'embrayage à friction. Afin d'éviter cette situation, l'élasticité 24 ou 25 est commutée sur le trajet partiel s(t) qui correspond à une modification de trajet de l'actionneur d'embrayage dans le cas du point de fonctionnement B(n) se modifiant au niveau de la plaque de compression à l'état neuf dans le point de fonctionnement B(v) à l'état d'usure des garnitures de friction, si bien que la force active au niveau du palier d'embrayage est limitée essentiellement à la force d'embrayage F(E) sur le trajet partiel s(t). La figure 5 illustre à l'aide du détail du diagramme force-course de la figure 4 la zone de travail 38 de l'élasticité de la figure 4, active sur le trajet partiel s(t). Au point de commutation 39, l'élasticité dépasse la courbe caractéristique 35 par sa pente plus plate à cet endroit. Après le déclenchement de la zone active légèrement plus grande par rapport à la zone de travail 38, l'élasticité est à bloc de sorte que l'évolution de la force se poursuit essentiellement dans la courbe caractéristique 36. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Liste des numéros de référence 1 Système d'embrayage 2 Embrayage à friction 3 Embrayage à friction 4 Amortisseur de vibrations dues à la torsion 5 Plaque de contre-pression 6 Plaque de contre-pression 7 Partie de recouvrement 8 Plaque de compression 9 Plaque de compression 10 Ressort à lame 11 Ressort à lame 12 Garniture de friction 13 Garniture de friction 14 Disque d'embrayage 15 Disque d'embrayage 16 Palier à roulement 17 Cylindre récepteur 18 Cylindre récepteur 19 Bras de réaction 20 Palier d'embrayage 21 Palier d'embrayage 22 Récipient sous pression 23 Récipient sous pression 24 Elasticité 25 Elasticité 26 Elément ressort 27 Ressort de compression hélicoïdal 28 Rivet composé 29 Collet annulaire 30 Butée 31 Schéma 32 Flèche 33 Zone 34 Zone 35 Courbe caractéristique 36 Courbe caractéristique 37 Position d'ouverture 38 Zone de travail 39 Point de commutation B(n) Point de fonctionnement B(v) Point de fonctionnement d Axe de rotation F Force F(E) Force d'embrayage R(max) Trajet maximal R(min) Trajet minimal s Trajet d'embrayage s(b) Trajet d'actionnement s(t) Trajet partiel Etat de surcharge REVENDICATIONS1. Système d'embrayage (1) comprenant au moins un embrayage à friction (2, 3) pourvu d'une plaque de contre-pression (5, 6) et d'une plaque de compression (8, 9) disposée de manière solidaire en rotation par rapport à ladite plaque de contre-pression (5, 6) et de manière à pouvoir être déplacée axialement par un récipient sous pression (22, 23) déplacé axialement au moyen d'un système d'actionnement et pourvu également de garnitures de friction (12, 13) pouvant être tendues entre la plaque de contre-pression (5, 6) et la plaque de compression (8, 9), et comprenant un actionneur d'embrayage actionnant, dans un état fermé en appliquant une force d'embrayage (F(E)), l'embrayage à friction (2, 3) au moins au nombre de un au moyen d'une sollicitation du récipient sous pression (22, 23) le long d'un trajet d'actionnement (s(b)) depuis un état ouvert dans un état non actionné, ajusté entre une position d'ouverture (37) ajustée lorsque l'embrayage à friction est complètement ouvert et un point de fonctionnement (B(n), B(v)) de l'embrayage à friction fermé se modifiant en fonction d'une usure des garnitures de friction, caractérisé en ce que le trajet d'actionnement (s(b)) est fixé entre la position d'ouverture (37) et un premier point de fonctionnement (B(v)) dans le cas de garnitures de friction (12, 13) usées jusqu'à une limite d'usure prédéfinie, et en ce qu'au moins une élasticité (24, 25) limitant la force entre l'actionneur d'embrayage et la plaque de compression (8, 9) est prévue sur un trajet partiel(s(t)) du trajet d'actionnement (s(b)), prévu entre le premier point de fonctionnement (B(v)) et un deuxième point de fonctionnement (B(n)) dans le cas de garnitures de friction à l'état neuf. 2. Système d'embrayage (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élasticité (24, 25) limitant la force est intégrée dans le récipient sous pression. 3. Système d'embrayage (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élasticité (24, 25) est disposée entre la plaque de compression (8, 9) et le récipient sous pression (22, 23). 4. Système d'embrayage (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élasticité (24, 25) est formée à partir au moins d'un élément ressort (26) réalisé de manière élastique dans une direction d'actionnement. 5. Système d'embrayage (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un effet de ressort de l'élément ressort (26) est plus grand qu'une force d'actionnement dans le cas d'un couple maximal devant être transmis par l'intermédiaire de l'embrayage à friction (2, 3). 6. Système d'embrayage (1) selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que l'élément ressort (26) est un ressort de compression hélicoïdal (27). 7. Système d'embrayage (1) selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce qu'un rivet 30 composé (28) est logé de manière fixe au niveau de la plaque de compression (9), et en ce que le récipientsous pression (23) présente un jeu contre une butée (30) côté extrémité du rivet composé (28) et est précontraint à l'encontre de l'action de l'élasticité (25). 8. Système d'embrayage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'actionneur d'embrayage se présente sous la forme d'un actionneur de levier. 9. Système d'embrayage (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'actionneur d'embrayage se présente sous la forme d'un système d'actionnement hydrostatique doté d'un cylindre récepteur (17, 18) sollicitant le récipient sous pression (22, 23). 10. Système d'embrayage (1) selon la revendication 9, caractérisé en ce que le cylindre récepteur (17, 18) est logé de manière découplée en rotation au niveau d'une partie de recouvrement (7) du système d'embrayage (1).