Brevet FR3012551A1 — publié le 20150501

"DISPOSITIF DEBRAYEUR ELECTROMAGNETIQUE POUR EMBRAYAGE A FRICTION" [0001] L'invention concerne un dispositif débrayeur pour un embrayage à friction pour un véhicule automobile, et plus particulièrement, un dispositif débrayeur électromagnétique. [0002] Actuellement, les dispositifs débrayeur destinés à un embrayage à friction sont souvent de type purement mécanique ou hydraulique. Dans les deux cas, un véhicule automobile équipé d'un tel système comporte une pédale d'embrayage agencée de sorte à fournir au dispositif débrayeur l'effort nécessaire adapté suivant les couples moteur maximaux que doit transmettre l'embrayage à friction. Un tel système d'embrayage à friction est décrit, par exemple, dans le document WO 96/24781. Afin d'assurer la transmission de tels couples maximaux, l'embrayage à friction comporte un diaphragme qui assure le serrage nécessaire de la friction à cette fin. Le diaphragme est composé d'une rondelle Belleville située à une périphérie radialement extérieure du diaphragme et qui se prolonge radialement vers l'intérieure par une série de doigts de diaphragme dont l'extrémité libre radialement intérieure est actionnée par une butée d'embrayage que comporte le dispositif débrayeur. Dans le cadre d'un dispositif débrayeur hydraulique comportant un cylindre récepteur concentrique monté de manière coaxiale avec un arbre mené de l'embrayage à friction, les inconvénients sont un effort important à fournir au niveau de la pédale d'embrayage, associé à une course de pédale importante, un bruit de fonctionnement. De plus, il y a des risques de fuites de liquide hydraulique au niveau du circuit hydraulique reliant le cylindre émetteur hydraulique actionné par la pédale d'embrayage au cylindre récepteur concentrique du dispositif de débrayage. De plus, il y a des remontées vibratoires au niveau de la pédale d'embrayage depuis le dispositif débrayeur. D'autre part, l'ensemble du système d'embrayage comporte de nombreuses pièces et présente un poids non négligeable, le dispositif étant composé d'une pédale d'embrayage, d'un ressort à raideur variable pour une assistance variable, un support de pédale d'embrayage, un émetteur d'embrayage hydraulique sous la 301 2 5 5 1 2 forme d'un cylindre émetteur, une canalisation hydraulique, un récepteur hydraulique sous la forme d'un cylindre récepteur concentrique, du fluide hydraulique nécessaire pour assurer la commande ainsi que des capteurs de position et des câbles électriques nécessaires. 5 [0003] Un but de l'invention est de fournir un dispositif de débrayage pour un embrayage à friction qui permette de résoudre les inconvénients précédents. [0004] A cette fin, il est prévu, selon l'invention, un dispositif débrayeur pour un embrayage à friction pour un véhicule automobile comportant un actionneur de débrayage, comprenant un carter, et une butée d'embrayage mise en oeuvre par 10 l'actionneur de débrayage, le dispositif débrayeur étant agencé de sorte à être monté de manière coaxiale autour d'un arbre mené de l'embrayage à friction, l'actionneur de débrayage comportant une série de bobines électriques montées parallèles les unes par rapport aux autres, de manière coaxiale dans le carter et libres à coulissement selon un axe longitudinal du dispositif débrayeur, une des 15 bobines électriques de la série de bobines électriques coopérant avec la butée d'embrayage, deux bobines adjacentes de la série de bobines électriques ayant chacune une face, les deux faces s'étendant en regard l'une de l'autre et présentant, lors d'un fonctionnement, un même pôle magnétique. [0005] Ainsi, le remplacement du cylindre récepteur concentrique des systèmes 20 d'embrayage hydrauliques par un actionneur électromagnétique comportant une série de bobines électriques permet de s'affranchir complètement de la circuiterie hydraulique et des inconvénients associés à une telle circuiterie hydraulique. D'autre part, l'utilisation du dispositif débrayeur selon l'invention permet de simplifier la pédale d'embrayage qui permet de le commander depuis l'habitacle du 25 véhicule automobile et qui n'a plus besoin de fournir au dispositif débrayeur l'effort nécessaire pour le débrayage. [0006] Avantageusement, mais facultativement, le dispositif débrayeur selon l'invention présente au moins l'une des caractéristiques techniques supplémentaires suivantes : 301 2 5 5 1 3 - la série de bobines électriques comprend au moins deux bobines électriques ; - la série de bobines électriques comportent de deux à quatre bobines électriques ; - l'actionneur de débrayage comporte un piston mobile à coulissement selon l'axe longitudinal du dispositif débrayeur, le piston mobile étant positionné entre la 5 bobine coopérant avec la butée d'embrayage et la butée d'embrayage ; - l'actionneur de débrayage comporte des moyens de pilotage et d'alimentation en courant électriques de la série de bobines électriques ; - l'actionneur de débrayage comporte des moyens de fixations agencé de sorte à permettre la fixation de l'actionneur de débrayage sur une cloche d'embrayage ; 10 [0007] D'autre part, il est prévu, selon l'invention, un embrayage à friction pour un véhicule automobile comportant un arbre mené ainsi qu'un dispositif débrayeur présentant au moins l'une des caractéristiques précédentes. [0008] De plus, il est prévu, selon l'invention, un véhicule automobile comportant un groupe motopropulseur comprenant au moins un moteur, une boîte de vitesses 15 et un embrayage à friction entre le moteur et la boîte de vitesses, l'embrayage à friction comportant un dispositif débrayeur présentant au moins l'une des caractéristiques techniques précédentes. [0009] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront lors de la description ci-après d'un mode de réalisation préféré. Aux dessins annexés : 20 - la figure 1 est une vue en coupe d'un dispositif débrayeur selon l'invention associé à un embrayage à friction en position embrayée; et - la figure 2 et une vue en coupe du dispositif débrayeur de la figure 1 en position débrayée. [0010] En référence aux figures, nous allons décrire un mode de réalisation d'un 25 dispositif débrayeur pour un embrayage à friction pour véhicule automobile selon l'invention. Le dispositif débrayeur selon l'invention comporte un actionneur de débrayage 1 ainsi qu'une butée d'embrayage 4. La butée d'embrayage 4, une fois montée dans un embrayage à friction, vient actionner un diaphragme 2,7 d'un embrayage à friction 5 en venant en appui contre une extrémité radialement interne d'une série de doigts du diaphragme 2 dudit diaphragme. Le diaphragme comporte sur une périphérie radialement externe une rondelle de type Belleville 7. La périphérie radialement externe de la rondelle de type Belleville 7 vient en appui sur un plateau de pression 6 qui est capable de se déplacer selon un mouvement de translation parallèle à un axe de rotation de l'embrayage à friction 5. Le mouvement de ce plateau de pression 7 va permettre de libérer ou de serrer une friction non représentée contre un volant d'inertie non représenté d'un moteur faisant partie d'un groupe motopropulseur d'un véhicule automobile dans lequel l'embrayage à friction 5 et le dispositif débrayeur selon l'invention sont montés. La friction non représentée de l'embrayage à friction 5 entraîne en rotation un arbre mené 3 qui forme généralement l'arbre d'entrée d'une boîte de vitesses du groupe motopropulseur. Comme cela est illustré sur les figures, le dispositif débrayeur selon l'invention est monté de manière concentrique autour de cet arbre mené 3, à la manière d'un cylindre récepteur concentrique hydraulique de l'art antérieur. [0011] L'actionneur de débrayage 1 comporte un carter de forme générale cylindrique de révolution. Ce carter comporte un fond 11 qui présente sur une périphérie radialement externe une série d'oreilles de fixation 12, généralement uniformément réparties sur cette circonférence. Cette série d'oreilles de fixation 12 va permettre de monter et de fixer l'actionneur de débrayage 1 du dispositif débrayeur selon l'invention sur une cloche d'embrayage qui reçoit l'ensemble de l'embrayage à friction sur lequel le dispositif débrayeur selon l'invention est monté. Le nombre et le positionnement des oreilles de fixation 12 sont choisis selon les points de fixation qui sont prévus à l'origine sur la cloche d'embrayage. Cela permet de ne pas modifier les cloches d'embrayage qui devaient recevoir initialement un cylindre récepteur concentrique hydraulique de l'art antérieur, mais simplement d'adapter les oreilles de fixation 12 de l'actionneur de débrayage 1 du dispositif débrayeur selon l'invention. Le carter de l'actionneur de débrayage 1 comporte une première paroi latérale radialement externe 19 de forme cylindrique de révolution et une deuxième paroi latérale radialement interne 18 de forme cylindrique de révolution coaxiale à la première paroi latérale radialement externe 19 et s'étendant en regard et à distance de celle-ci. La deuxième paroi latérale radialement interne 18 délimite un passage de forme cylindrique de révolution destiné à être traversé par l'arbre mené 3 lors d'un montage du dispositif débrayeur selon l'invention sur un embrayage à friction 5. De plus, les parois latérales radialement externe 19 et radialement interne 18 délimitent une cavité 20. A une extrémité, cette cavité 20 est délimitée par le fond 11 du carter de l'actionneur de débrayage 1. A une autre extrémité opposée, la cavité est fermée par un couvercle de fermeture 17 rapporté qui se présente sous la forme d'un anneau percé en son centre de manière coaxiale afin de laisser passer une extrémité de la deuxième paroi latérale radialement interne 18, tout en laissant un espace annulaire autour de l'extrémité de la paroi latérale radialement interne 18. [0012] Au sein de la cavité 20 de l'actionneur de débrayage 1 du dispositif débrayeur selon l'invention, une série de bobines électriques 14,15 sont montées à coulissement selon un axe longitudinal de l'actionneur de débrayage 1. Les bobines électriques 14,15 se présentent sous la forme d'anneaux présentant une surface périphérique radialement externe qui s'étend en regard de la paroi latérale radialement externe 19 et une surface périphérique radialement interne qui s'étend en regard et à distance de la paroi latérale radialement interne 18 du carter de l'actionneur de débrayage 1 du dispositif débrayeur selon l'invention. D'autre part, chacune des bobines électriques 14 présente une première face latérale 141 perpendiculaire à un axe de révolution de la bobine électrique 14 ainsi qu'une deuxième face latérale 142 parallèle à la première face latérale 141. De même, la bobine électrique 15 présente une première face latérale 151 perpendiculaire à un axe de révolution de la bobine électrique 15 ainsi qu'une deuxième face latérale 152 parallèle à la première surface latérale 151. Lors d'un montage de l'actionneur de débrayage 1 du dispositif débrayeur selon l'invention, une première bobine 14 est installée à coulissement au sein de la cavité 20 de sorte à ce que sa deuxième face latérale 142 vienne en appui contre le fond 11 du carter de l'actionneur de débrayage 1. Ensuite, les autres bobines électriques 14, s'il y en a, sont positionnées les unes après les autres au sein de la cavité, montées à coulissement de sorte que la deuxième face latérale 142 de la bobine électrique 14 qui est installée au sein de la cavité 20 vienne s'étendre en regard et de manière parallèle à la première face latérale 141 de la bobine électrique 14 précédemment installée au sein de la cavité 20. Ensuite, la bobine électrique 15 est mise en place au sein de la cavité 20 de la même manière, c'est-à-dire qu'elle est installée à coulissement au sein de la cavité 20 de sorte que sa deuxième face latérale 152 vienne s'étendre en regard et de manière parallèle à la première face latérale 141 de la dernière bobine électrique 14 précédemment installée au sein de la cavité 20 de l'actionneur de débrayage 1 selon l'invention. Ensuite, un piston 16 est positionné au sein de la cavité 20 de sorte qu'une tête de piston 162 vienne en appui contre la première face latérale 151 de la bobine 15. Le piston 16 comporte, en outre, une queue de piston161 qui s'étend en saillie depuis la tête de piston 162, de sorte à s'étendre en dehors de la cavité 20. Cette queue de piston 161 est creuse et de forme cylindrique de révolution. Elle est montée à coulissement sur la paroi latérale radialement interne 18. Enfin, le couvercle de fermeture 17 est mis en place pour refermer la cavité, l'espace annulaire défini entre le couvercle de fermeture 17 et l'extrémité de la paroi latérale radialement interne 18 du carter de l'actionneur de débrayage 1 permet le passage de la queue de piston 161 du piston 16 tout en lui permettant un mouvement de coulissement parallèle à l'axe longitudinal de l'actionneur de débrayage 1. [0013] A l'extrémité libre de la queue de piston 161, le dispositif débrayeur selon l'invention comporte la butée de débrayage 4 qui est représentée ici sous la forme d'un simple bloc de manière purement schématique. En pratique, cette butée de débrayage 4 est de constitution classique et est bien connue de l'homme du métier. Par exemple, cette butée de débrayage comporte un roulement à billes servant d'interface entre le dispositif débrayeur selon l'invention et l'extrémité radialement interne de la série de doigts de diaphragme 2 du diaphragme de l'embrayage à friction 5. [0014] Afin d'alimenter électriquement l'ensemble des bobines électriques 14,15, l'actionneur de débrayage 1 du dispositif débrayeur selon l'invention comporte des moyens de pilotage et d'alimentation en courant électrique 13 de ces bobines électriques. Ces moyens de pilotage et d'alimentation en courant électrique 13 sont situés extérieurement sur la paroi latérale radialement externe 19 du carter de l'actionneur de débrayage 1 du dispositif débrayeur selon l'invention. Il se présente ici comme illustré, sous la forme d'une réglette s'étendant tout le long d'une génératrice de la paroi latérale radialement externe 19. Ces moyens de pilotage et d'alimentation en courant électrique 13 sont reliés aux différentes bobines électriques 14,15 de sorte qu'une fois alimentée, la face latérale 142 (respectivement 152) d'une bobine électrique 14 (respectivement 15) présente un même pôle magnétique que la face latérale 141 de la bobine électrique adjacente 14 qui s'étend en regard de manière parallèle à la face latérale 142 (respectivement 152) de la bobine électrique 14 (respectivement 15) considérée. Ainsi, en fonctionnement, deux bobines adjacentes se repoussent mutuellement et sur l'ensemble des bobines électriques 14,15, les forces électromagnétiques ainsi générées s'additionnent pour venir actionner le piston 16 et par conséquent la butée de débrayage 4, et par conséquent au final le diaphragme de l'embrayage à friction 5 pour assurer un débrayage. [0015] II est à noter que le nombre de bobines 14,15 installées au sein de l'actionneur de débrayage 1 du dispositif débrayeur selon l'invention est fonction à l'effort nécessaire pour assurer un mouvement du diaphragme de l'embrayage à friction 5 permettant une levée du plateau de pression 7 suffisante pour libérer la friction lors d'un débrayage. Cet effort suffisant est fonction du couple maximal que doit laisser passer, depuis le moteur vers l'arbre mené 3, l'embrayage à friction 5. [0016] La position embrayée, c'est-à-dire que le plateau de pression 7 sert la friction non représentée contre le volant d'inertie non représenté du moteur non représenté, est illustrée à la figure 1. Dans cet état, l'ensemble des bobines électriques 14,15 sont alimentées par les moyens de pilotage et d'alimentation en courant électrique 13, juste de manière à assurer une pré-charge nécessaire à la qualité de contact entre, d'une part, la queue de piston 161 et la butée d'embrayage 4 et, d'autre part, entre la butée d'embrayage 4 et l'extrémité radialement interne des doigts de diaphragme 2. Dès lors, l'extrémité des doigts de diaphragme repousse la butée de débrayage 4 qui elle-même pousse le piston 16 qui par conséquent coulisse dans le sens d'une rentrée dans la cavité 20, la tête 162 du piston 16 s'éloignant du couvercle de fermeture 17. [0017] En figure 2 est illustrée la position débrayée, dans laquelle l'ensemble des bobines électriques 14,15 sont alimentées électriquement par les moyens de pilotage et l'alimentation électrique 13 de manière suffisante pour que les forces électromagnétiques générées par l'ensemble des bobines électriques 14,15 aient pour conséquence de mettre en appui la face latérale 151 de la bobine 15 contre la tête 162 du piston 16 obligeant ce dernier à coulisser vers le couvercle de fermeture 17 et donc d'appuyer sur la butée d'embrayage 4 qui elle-même vient appuyer sur l'extrémité radialement interne des doigts de débrayage 2 du diaphragme forçant ce dernier à se déformer de sorte à permettre une levée du plateau de pression 6, permettant ainsi de libérer la friction non représentée. [0018] Une fois installé dans un véhicule automobile, le dispositif débrayeur selon l'invention est commandé par une pédale d'embrayage située dans l'habitacle du véhicule automobile, pédale équipée d'un capteur de position et ne nécessitant pas d'effort important pour être mise en oeuvre. Ce capteur de position envoie une information de position de la pédale d'embrayage aux moyens de pilotage et d'alimentation en courant électrique 13 qui alimentent alors l'ensemble des bobines 14,15 en fonction de cette position. En variante, dans le cadre de boîtes de vitesses à commande automatique, le système de pilotage de la boîte de vitesses envoie l'information nécessaire directement aux moyens de pilotage et d'alimentation en courant électrique 13. Ainsi, pendant des phases de débrayage et de ré-embrayage, le capteur de position de la pédale d'embrayage communique en permanence avec l'actionneur de débrayage 1 du dispositif débrayeur selon l'invention en passant éventuellement par un calculateur. De ce fait, lorsqu'un conducteur du véhicule automobile appuie sur la pédale d'embrayage équipée du capteur de position, l'effort fourni par le conducteur est comparable à l'effort qu'il exerce sur la pédale d'accélérateur (très faible), car seules les courses et les positions de la pédale d'embrayage comptent. De ce fait, il en résulte que le capteur de position de la pédale d'embrayage envoie un signal d'activation de cycle de débrayage vers les moyens de pilotage et d'alimentation en courant électrique 13. Dès lors, les bobines électriques 14,15 reçoivent un courant électrique dont l'intensité est fonction de la position envoyée par le capteur de position et, par conséquent, l'intensité des forces électromagnétiques générées par les bobines électriques 14,15 varie en fonction de ladite position de la pédale d'embrayage envoyée par le capteur de position. Les forces électromagnétiques, et donc l'effort qu'applique par conséquent la butée d'embrayage 4 sur l'extrémité radialement interne des doigts de diaphragme 2, sont contrôlées en fonction de la course de la pédale de débrayage située dans l'habitacle du véhicule automobile. De ce fait, plus la pédale d'embrayage est enfoncée, plus les forces électromagnétiques augmentent jusqu'à la réalisation de l'action de débrayage complète. [0019] Ensuite, lors d'une phase de ré-embrayage, lorsque le conducteur commence à relâcher la pédale d'embrayage, les forces électromagnétiques diminuent car le signal envoyé par le capteur de position de la pédale d'embrayage informe les moyens de pilotage et d'alimentation en courant électrique 13 qu'une phase de ré-embrayage est amorcée. En conséquence, l'intensité des forces électromagnétiques diminue de manière suffisante et permet le contrôle d'un retour du diaphragme d'embrayage vers sa position initiale (appui sur le plateau de pression 6 de sorte à venir serrer la friction entre ledit plateau de pression et le volant d'inertie). Ce retour est assuré par l'ensemble des bobines électriques 14,15 afin de maîtriser la vitesse de ré-embrayage en fonction de la remontée de la pédale d'embrayage déterminée par le capteur de position de la pédale d'embrayage. En fin de phase de ré-embrayage, la pédale d'embrayage est en position haute, le piston 16 est alors en position rentrée au sein de la cavité 20, les moyens de pilotage et d'alimentation en courant électrique 13 activent les différentes bobines électriques 14,15 pour maintenir, sur le piston 16, des forces électromagnétiques suffisantes pour d'assurer la pré-charge précédemment définie. Le dispositif débrayeur selon l'invention est de nouveau prêt pour un nouveau cycle de débrayage / ré-embrayage. [0020] Un dispositif débrayeur selon l'invention qui vient d'être décrit remplace la commande externe d'embrayage de l'art antérieur en supprimant les pièces suivantes de cette commande : la pédale d'embrayage classique, le ressort à raideur variable donc d'assistance variable, le support de pédale d'embrayage, l'émetteur d'embrayage hydraulique (cylindre émetteur hydraulique), la canalisation 301 2 5 5 1 10 hydraulique reliant cet émetteur au récepteur hydraulique (cylindre récepteur concentrique hydraulique), le fluide hydraulique nécessaire pour la commande ainsi que l'éventuelle fourchette de commande d'embrayage si un cylindre récepteur concentrique n'est pas utilisé. 5 [0021] II est à noter d'autre part que l'ensemble des pièces voisines au dispositif débrayeur selon l'invention ne doivent pas être ferromagnétiques pour ne pas gêner le bon fonctionnement dudit dispositif débrayeur selon l'invention. [0022] Bien entendu, il est possible d'apporter à l'invention de nombreuses modifications sans pour autant sortir du cadre de celle-ci. 10 REVENDICATIONS1. Dispositif débrayeur pour un embrayage à friction (5) pour un véhicule automobile comportant un actionneur de débrayage (1), comprenant un carter, et une butée d'embrayage (4) mise en oeuvre par l'actionneur de débrayage, le dispositif débrayeur étant agencé de sorte à être monté de manière coaxiale autour d'un arbre mené (3) de l'embrayage à friction, caractérisé en ce que l'actionneur de débrayage comporte une série de bobines électriques (14,15) montées parallèles les unes par rapport aux autres, de manière coaxiale dans le carter et libres à coulissement selon un axe longitudinal du dispositif débrayeur, une (15) des bobines électriques de la série de bobines électriques coopérant avec la butée d'embrayage, deux bobines adjacentes de la série de bobines électriques ayant chacune une face (141,142,152), les deux faces s'étendant en regard l'une de l'autre et présentant, lors d'un fonctionnement, un même pôle magnétique. 2. Dispositif débrayeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la série de bobines électriques comprend au moins deux bobines électriques. 3. Dispositif débrayeur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la série de bobines électriques comportent de deux à quatre bobines électriques. 4. Dispositif débrayeur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'actionneur de débrayage comporte un piston (16) mobile à coulissement selon l'axe longitudinal du dispositif débrayeur, le piston mobile étant positionné entre la bobine (15) coopérant avec la butée d'embrayage et la butée d'embrayage (4). 5. Dispositif débrayeur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'actionneur de débrayage comporte des moyens de pilotage et d'alimentation en courant électrique (13) de la série de bobines électriques. 6. Dispositif débrayeur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'actionneur de débrayage comporte des moyens de fixations (12) agencé de sorte à permettre la fixation de l'actionneur de débrayage sur une cloche d'embrayage. 7. Embrayage à friction (5) pour véhicule automobile comportant un arbre mené (3), caractérisé en ce qu'il comporte en outre un dispositif débrayeur selon l'une des revendications 1 à 6 monté de manière coaxiale autour de l'arbre mené. 8. Véhicule automobile comportant un groupe motopropulseur comprenant au moins un moteur, une boîte de vitesse et un embrayage à friction (5) entre le moteur et la boîte de vitesse, caractérisé en ce que l'embrayage à friction comporte un dispositif débrayeur selon l'une des revendications 1 à 6.