Brevet FR3011051A1 — publié le 20150327

Dispositif à rondelles ressorts pour un embrayage à friction L'invention concerne un dispositif à rondelles 5 ressorts pour un embrayage à friction, en particulier pour un véhicule automobile. Différents dispositifs à rondelles ressorts sont connus dans l'état de la technique, où un dispositif à traction et un dispositif à pression doivent être 10 essentiellement distingués. Le dispositif à pression présente l'avantage que l'application de force sur la rondelle ressort, en l'occurrence par pression d'un élément d'actionnement sur la rondelle ressort est particulièrement simple. Le dispositif à rondelles 15 ressorts à traction doit en revanche être tiré par un élément d'actionnement, ce type d'élément d'actionnement étant très coûteux. Le dispositif à rondelles ressorts à traction présente pourtant fréquemment l'avantage de présenter un rapport de 20 démultiplication supérieur à celui du dispositif à pression, le point d'appui de pivotement de la rondelle ressort du dispositif à rondelles ressorts à traction pouvant être prévu très extérieur contre la périphérie. Partant de là, la présente invention vise à 25 éliminer au moins en partie les inconvénients connus dans l'état de la technique. Ce problème est résolu par les caractéristiques des revendications indépendantes. Des modes d'exécution avantageux font l'objet de sous-revendications. 30 L'invention concerne un dispositif à rondelles ressorts pour un embrayage à friction comprenant au moins les composants suivants : - une première rondelle ressort pour un contact de force sur un plateau de pression dans la direction de 35 force ; - une deuxième rondelle ressort pour une application de force par un dispositif d'actionnement dans la direction de levier, les deux rondelles ressorts coopérant de telle 5 manière que la direction de levier est identique à la direction de force. Le dispositif à rondelles ressorts ici proposé est prévu pour exercer une force sur un plateau de pression d'un embrayage à friction, l'application de force du 10 dispositif à rondelles ressorts pouvant être annulée par un dispositif d'actionnement. Des agencements sont ainsi possibles, où le dispositif à rondelles ressorts serre le plateau de pression contre un disque de friction correspondant, autrement dit met l'embrayage à 15 friction en contact de frottement quand le dispositif d'actionnement n'agit pas sur le dispositif à rondelles ressorts. On parle alors d'un embrayage à friction normalement fermé ou, dans le cas contraire, d'un embrayage à friction normalement ouvert. Pour des 20 raisons de simplification, on décrira ci-après un dispositif à rondelles ressorts normalement fermé, l'invention n'étant pas restreinte à celui-ci. Le dispositif à rondelles ressorts comporte une première rondelle ressort qui agit sur un plateau de pression. 25 Dans l'exemple décrit ici, la première rondelle ressort serre le plateau de pression contre sa partie de frottement complémentaire en direction de force. La deuxième rondelle ressort n'est quant à elle pas en contact efficace avec le plateau de pression, mais elle 30 agit sur la première rondelle ressort. La deuxième rondelle ressort est actionnée par un dispositif d'actionnement contre la course normale, pour exercer sa force de pré-contrainte, si bien que, dans l'exemple décrit ici, la deuxième rondelle ressort annule 35 l'application de force de la première rondelle ressort sur le plateau de pression, et par conséquent le contact de frottement du plateau de pression. Les rondelles ressorts agissent en l'occurrence l'une sur l'autre de telle manière que la direction d'application de force de la première rondelle ressort correspond à la direction de levier par le dispositif d'actionnement. Ceci signifie qu'en cas d'actionnement par le dispositif d'actionnement, la première rondelle ressort effectuera un déplacement contraire à la direction d'actionnement, donc à la direction de levier. A la différence de l'état de la technique, une première rondelle ressort, qui avait normalement à être tirée, pourra ainsi être comprimée et inversement. Dans une autre forme d'exécution avantageuse du dispositif à rondelles ressorts, la première rondelle ressort est prévue pour être montée contre la périphérie extérieure et pour exercer le contact de force sur un rayon inférieur sur un plateau de pression. Cet agencement permet d'obtenir un rapport de démultiplication de force élastique particulièrement avantageux, puisque le rapport levier entre application de force et point d'appui de pivotement/bras de levier entre application de levier et point d'appui de pivotement est particulièrement élevé. Ceci rend le rapport de démultiplication de force élastique également élevé, la force d'actionnement exigée étant réduite. Dans une autre forme d'exécution avantageuse du dispositif à rondelles ressorts, la deuxième rondelle ressort montée dans un embrayage à friction doit être déplacée par un dispositif d'actionnement vers le plateau de pression pour le desserrage du contact de force de la première rondelle ressort sur un plateau de pression de l'embrayage à friction. Avec cet agencement, le dispositif d'actionnement est un dispositif d'actionnement dit à pression, qui n'exige pas une structure complexe du dispositif d'actionnement pour l'application de force sur le 5 dispositif à rondelles ressorts. Avec l'agencement susmentionné de la première rondelle ressort, un rapport de démultiplication satisfaisant pourra notamment être obtenu. Une construction simple du dispositif d'actionnement pourra en l'occurrence être 10 associée au rapport de démultiplication satisfaisant d'un dispositif à rondelles ressorts du type tiré. Dans une autre forme d'exécution avantageuse du dispositif à rondelles ressorts, le rapport de démultiplication de force élastique du dispositif à 15 rondelles ressorts est élevé en ce qu'un premier bras de levier de la première rondelle ressort est plus grand qu'un premier bras de force de la première rondelle ressort et un deuxième bras de levier de la deuxième rondelle ressort est plus grand qu'un deuxième 20 bras de force de la deuxième rondelle ressort. Les rapports sélectionnés ici entre les bras de levier et les bras de force respectifs permettent d'obtenir un rapport de démultiplication de force élastique. Tout particulièrement, une configuration 25 comme levier à deux côtés sera choisie pour la deuxième rondelle ressort, où le deuxième bras de force sera préférentiellement remarquablement court par rapport au deuxième bras de levier. Tout particulièrement, la première rondelle ressort sera alors exécutée comme 30 levier à côtés égaux, où le point de contact de levier et le point d'application de force seront différents. Avec un tel agencement, le point d'application de force sera situé plus à l'intérieur que le point d'application de levier et par conséquent le premier 35 bras de force sera plus court que le premier bras de levier, ce rapport devant faire envisager un premier bras de force comparativement particulièrement long. Tout particulièrement, la deuxième rondelle ressort sera généralement courte, puisque la longueur de la première rondelle ressort pourra être accrue en conséquence, un rapport supérieur impliquant une élévation du rapport de démultiplication par rapport à la première rondelle ressort dans l'agencement de type tiré. Ainsi, une longueur décroissante de la deuxième rondelle ressort élève le rapport de démultiplication global supérieur d'autant plus que la deuxième rondelle ressort diminue. Dans une autre forme d'exécution avantageuse du dispositif à rondelles ressorts, chaque rondelle 15 ressort ne présente qu'un seul point d'appui de pivotement. Le nombre réduit de points d'appui de pivotement minimise la friction lors de l'actionnement du dispositif à rondelles ressorts. De plus, la 20 construction en est particulièrement simple, puisque ce ne sont que deux points d'appui ou bagues d'appui qui ont à être formés en tout. Tout particulièrement, les points d'appui de pivotement seront formés par des bagues en fil métallique, positionnées p. ex. dans un 25 couvercle d'embrayage et où le couvercle d'embrayage recevra les efforts de palier. Suivant un autre aspect de l'invention, il est proposé un embrayage à friction avec un axe de rotation pour la liaison amovible d'un arbre de sortie avec une 30 transmission, comprenant au moins les composants suivants : - au moins un groupe de friction avec au moins un plateau de pression et au moins un disque de friction correspondant au moyen duquel un couple est 35 transmissible en état de pression ; - au moins un dispositif à rondelles ressorts selon la description ci-dessus, agissant sur le ou les groupes de friction. L'embrayage à friction est prévu pour relier un arbre de sortie à une transmission de manière à pouvoir annuler une transmission de couple. A cet effet, il comprend au moins un groupe de friction comportant au moins un plateau de pression et au moins un disque de friction correspondant. La force de pression génère une force de frottement sur la surface de frottement, un couple transmissible en résultant par multiplication par le rayon moyen de la surface de frottement. Le dispositif à rondelles ressorts proposé ici permet d'obtenir un rapport de démultiplication supérieur pour les mêmes dimensions extérieures. Une configuration à traction peut en outre être convertie en une configuration à pression sans avoir à procéder à une modification sensible de l'embrayage à friction. Dans une autre forme d'exécution avantageuse de l'embrayage à friction, la première rondelle ressort peut être montée contre un premier point d'appui de pivotement conventionnel, et la deuxième rondelle ressort peut être préférentiellement montée également contre un deuxième point d'appui de pivotement conventionnel. Dans cette forme d'exécution préférentielle, le dispositif à rondelles ressorts est intégrable à un embrayage à friction conventionnel sans avoir à procéder à des modifications sensibles. Seuls les appuis pour les bagues de pivotement auront à être légèrement renforcés le cas échéant, en raison d'un rapport de démultiplication supérieur. Suivant un autre aspect de l'invention, il est proposé un véhicule automobile comportant une unité motrice avec un arbre de sortie, une transmission et un embrayage à friction selon la description ci-dessus. La plupart des véhicules automobiles disposent aujourd'hui d'une traction avant, et l'unité motrice, 5 telle qu'un moteur à combustion interne ou un moteur électrique, y est donc préférentiellement placée en avant de l'habitacle et transversalement à la direction de conduite principale. Avec une telle disposition, l'encombrement est particulièrement réduit et il est 10 par conséquent très avantageux de recourir à un embrayage à friction de construction compacte. Les conditions de place sont aggravées pour des véhicules de tourisme du type « petites voitures » suivant la classification européenne. Les agrégats 15 utilisés dans un véhicule de tourisme du type « petite voiture » ne sont pas de dimensions sensiblement réduites par rapport aux voitures de catégories supérieures. L'espace disponible sur les petites voitures est toutefois nettement inférieur. L'embrayage 20 à friction avec le dispositif à rondelles ressorts décrit ici permet d'obtenir un rapport de démultiplication de force élastique élevé sur un espace de montage réduit. Un dispositif d'actionnement à pression pourra simultanément être utilisé, lequel 25 exige sensiblement moins de place qu'un dispositif d'actionnement à traction. Les voitures particulières sont affectées à une classe en fonction notamment de leurs dimensions, de leur prix, poids, puissance, cette définition étant 30 sujette à variations constantes suivant les besoins du marché. Sur le marché américain, les véhicules considérés comme petites ou mini-voitures suivant la classification européenne correspondent à la classe Subcompact Car, et sur le marché britannique à la 35 classe Supermini, notamment la classe City Car. Des exemples de la classe mini-voitures sont la Volkswagen Fox ou la Renault Twingo. Des exemples de petites voitures sont l'Alfa Romeo Mito, la Volkswagen Polo, la Ford Fiesta ou la Renault Clio. Les différentes caractéristiques mentionnées dans les revendications du brevet sont combinables entre elles dans un ordre quelconque, technologiquement pertinent et elles peuvent être complétées par des contenus explicatifs de la description et des détails des figures, d'autres variantes d'exécution de l'invention étant représentées. L'invention ainsi que son environnement technique seront commentés en détail ci-dessous en référence aux figures. Les figures représentent des exemples d'exécution préférentiels auxquels l'invention n'est toutefois pas restreinte. On fera notamment remarquer le caractère exclusivement schématique des figures et en particulier des rapports de grandeurs qui y sont appliqués. Celles-ci représentent : Fig. 1 : un embrayage à friction tiré ; Fig. 2 : un embrayage à friction à dispositif à rondelles ressorts en contact de frottement ; Fig. 3 : un embrayage à friction à dispositif à rondelles ressorts en état de desserrage ; Fig. 4 : un embrayage à friction conventionnel à rondelle ressort tirée ; Fig. 5 : un embrayage à friction à dispositif à rondelles ressorts ; et Fig. 6 : un véhicule automobile à embrayage à 30 friction. La fig. 1 représente un embrayage à friction 2 du type tiré, où une rondelle ressort 27 conventionnelle est montée contre la périphérie extérieure 8 sur un premier point d'appui de pivotement 14 et est actionnée 35 intérieurement au moyen d'une unité d'actionnement à traction, de manière à desserrer le plateau de pression 9. La fig. 2 représente un dispositif à rondelles ressorts 1 dans un embrayage à friction 2, subdivisé en une première rondelle ressort 3 et une deuxième rondelle ressort 4. La première rondelle ressort 1 est similaire à une rondelle ressort 27 tirée conventionnelle (voir la fig. 1), elle est montée contre sa périphérie extérieure 8 sur un premier point d'appui de pivotement 14 et elle agit en cas de contact de force 29 sur un plateau de pression 9 serré contre un disque de friction 20 d'un groupe de friction 19. La deuxième rondelle ressort 4 repose sur un deuxième point d'appui de pivotement 15, elle agit à la manière d'un bascule sur la première rondelle ressort 3 et elle peut ainsi être actionnée dans la configuration représentée ici. Le premier point d'appui de pivotement 14 et le deuxième point d'appui de pivotement 15 sont montés au travers d'un couvercle d'embrayage 26. L'embrayage à friction 2 est rotatif autour d'un axe de rotation 16. La fig. 3 représente le dispositif de la fig. 2, le dispositif à rondelles ressorts 1 étant ici décalé de manière à desserrer le groupe de friction autrement dit le plateau de pression 9 est espacé du disque de friction 20. La fig. 4 représente un embrayage à friction 2 conventionnel avec une rondelle ressort 27 tirée conventionnelle. Elle illustre la relation entre la force exercée sur le plateau de pression 9 et la force d'actionnement sur la rondelle ressort 27 conventionnelle. La direction de force 5 est représentée en cas d'application de force 29 sur le plateau de pression 9 (ici réalisé sous forme de came). Près de l'axe de rotation 16 se trouve le dispositif d'actionnement 7 qui agit dans la direction de levier 6 sur la rondelle ressort 27 conventionnelle. Le premier bras de levier 10 (L1) s'étend de la direction de levier 6 représentée jusqu'à la périphérie extérieure 8, et le premier bras de force 11 (L2) entre la 5 direction de force 5 représentée et la périphérie extérieure 8. Le rapport de démultiplication résulte de la division du premier bras de levier 10 par le premier bras de force 11. On constate que le choix d'un premier bras de force 11 court peut accroître le rapport de 10 démultiplication de force élastique. La fig. 5 représente le dispositif à rondelles ressorts des fig. 1 et 2, le rapport de démultiplication ayant à être commenté ici. Avec la deuxième rondelle ressort 4, qui est un levier de type 15 bascule, le deuxième bras de levier 12 résulte de l'espacement entre la définition de la direction de levier 6 où a lieu l'application de force par le dispositif d'actionnement 7 et le deuxième point d'appui de pivotement 15. Le deuxième bras de force 13 20 (L2) est l'espacement entre le deuxième point d'appui de pivotement 15 et le point de contact 30 entre la première rondelle ressort 3 et la deuxième rondelle ressort 4. On constate que le rapport de démultiplication de la deuxième rondelle ressort 4 est 25 rendu supérieur par le choix d'un deuxième bras de force 13 (L2) court, ou par le choix d'un premier bras de levier 12 (L1) long. Avec la première rondelle ressort, le premier bras de levier 10 (L3) résulte de l'espacement entre le point de contact 30 et le premier 30 point d'appui de pivotement 14. Le premier bras de force 11 (L4) résulte de l'espacement entre la définition de l'application de force 5 et le premier point d'appui de pivotement 14. Les mêmes conditions s'appliquent pour la première rondelle ressort que pour 35 la rondelle ressort 27 de la fig. 4. Comme le rapport des rondelles ressorts 3 et 4 ne dépend que du rapport correspondant entre bras de levier 10, 12 et bras de force 11, 13, et non des cotes absolues respectives, il est possible d'obtenir un rapport de démultiplication de force élastique plus grand qu'avec un embrayage à traction tel que représenté en fig. 4. Si p. ex. les mêmes dimensions sont appliquées pour les différentes configurations représentées en fig. 4 et en fig. 5, notamment une périphérie extérieure 8 ayant un diamètre de 235 mm [millimètres] pour une application de force 5 ayant un diamètre de 197,5 mm et une application de levier 6 ayant un diamètre de 73,5 mm, il en résultera un rapport de démultiplication de force élastique de 4,3. Si, avec les cotes susmentionnées dans la configuration de la fig. 5, le point de contact 30 est fixé avec un diamètre de 180 mm et le deuxième point d'appui de pivotement 15 avec un diamètre de 160 mm, il en résultera d'emblée un rapport de démultiplication de force élastique de 6,3. Un rapport de démultiplication de force élastique élevé pourra donc être obtenu pour des dimensions extérieures identiques. La fig. 6 représente un véhicule automobile 21 avec une unité motrice 22, disposée par son axe de moteur 25 transversalement à l'axe longitudinal 24 en avant de l'habitacle 23. L'unité motrice est ici représentée en tant que moteur à combustion interne, relié par un embrayage à friction 14 via un arbre de sortie 17 à une transmission 18 ici représentée de manière très schématisée. Le dispositif à rondelles ressorts proposé ici permet d'obtenir un rapport de démultiplication de force élastique pour un espace de montage identique, tout en recourant à une configuration à pression de l'embrayage à friction.35 Liste des signes de référence 1 Dispositif à rondelles ressorts 2 Embrayage à friction 3 Première rondelle ressort 4 Deuxième rondelle ressort 5 Direction de force 6 Direction de levier 7 Dispositif d'actionnement 8 Périphérie extérieure 9 Plateau de pression 10 Premier bras de levier 11 Premier bras de force 12 Deuxième bras de levier 13 Deuxième bras de force 14 Premier point d'appui de pivotement 15 Deuxième point d'appui de pivotement 16 Axe de rotation 17 Arbre de sortie 18 Transmission 19 Groupe de friction 20 Disque de friction 21 Véhicule automobile 22 Unité motrice 23 Habitacle 24 Axe longitudinal 25 Axe du moteur 26 Couvercle d'embrayage 27 Rondelle ressort conventionnelle 28 Unité d'actionnement tirée 29 Application de force 30 Point de contact REVENDICATIONS1. Dispositif à rondelles ressorts (1) pour un embrayage à friction (2), comprenant au moins les composants suivants : une première rondelle ressort (3) pour un contact de force sur un plateau de pression (9) dans la direction de force (5) ; une deuxième rondelle ressort (4) pour une application de force par un dispositif d'actionnement (7) dans la direction de levier (6), où les deux rondelles ressorts (3, 4) coopèrent de telle manière que la direction de levier (6) est identique à la direction de force (5). 2. Dispositif à rondelles ressorts (1) selon la revendication 1, où la première rondelle ressort (3) est prévue pour être montée contre la périphérie extérieure (8) et pour exercer le contact de force sur un rayon inférieur sur un plateau de pression (9). 3. Dispositif à rondelles ressorts (1) selon la 20 revendication 1 ou 2, où la deuxième rondelle ressort (4) montée dans un embrayage à friction (2) doit être déplacée par un dispositif d'actionnement (7) vers le plateau de pression (9) pour le desserrage du contact de force de la première rondelle ressort (3) sur un 25 plateau de pression (9) de l'embrayage à friction (2). 4. Dispositif à rondelles ressorts (1) selon l'une des revendications précédentes, où le rapport de démultiplication de force élastique du dispositif à rondelles ressorts (1) est élevé en ce qu'un premier 30 bras de levier (10) de la première rondelle ressort (3) est plus grand qu'un premier bras de force (11) de lapremière rondelle ressort (3) et un deuxième bras de levier (12) de la deuxième rondelle ressort (4) est plus grand qu'un deuxième bras de force (13) de la deuxième rondelle ressort. 5. Dispositif à rondelles ressorts (1) selon l'une des revendications précédentes, où chaque rondelle ressort (3, 4) ne présente qu'un seul point d'appui de pivotement (14, 15). 6. Embrayage à friction (2) avec un axe de 10 rotation (16) pour la liaison amovible d'un arbre de sortie (17) avec une transmission (18), comprenant au moins les composants suivants : au moins un groupe de friction (19) avec au moins un plateau de pression (9) et au moins un disque 15 de friction (20) correspondant au moyen duquel un couple est transmissible en état de pression ; et au moins un dispositif à rondelles ressorts (1) selon l'une des revendications précédentes agissant sur le ou les groupes de friction (19). 20 7. Embrayage à friction (2) selon la revendication 6, où la première rondelle ressort (3) peut être montée contre un premier point d'appui de pivotement (14, 15) conventionnel, et où la deuxième rondelle ressort (4) peut être préférentiellement 25 montée également contre un deuxième point d'appui de pivotement (14, 15) conventionnel. 8. Véhicule automobile (21), comportant une unité motrice (22) avec un arbre de sortie (17), une transmission (18) et un embrayage à friction (2) selon 30 la revendication 6 ou 7.