Brevet FR3032755A1 — publié le 20160819

« Mécanisme à double embrayage, notamment pour véhicule automobile » La présente invention concerne un mécanisme à double embrayage, notamment pour véhicule automobile. La présente invention concerne plus particulièrement un mécanisme à double embrayage à sec, notamment pour véhicule automobile, présentant un axe de rotation, ledit mécanisme comportant un premier embrayage et un deuxième embrayage respectivement destinés à accoupler temporairement un premier arbre et un deuxième arbre de boîte de vitesses à un arbre moteur, le premier embrayage comportant au moins un premier disque de friction interposé axialement entre un premier plateau de pression et un plateau de réaction et le deuxième embrayage comportant un deuxième disque de friction interposé axialement entre un deuxième plateau de pression et ledit plateau de réaction. On connaît de l'art antérieur de tels mécanismes à double embrayage destinés à être intégrés au système de transmission d'un véhicule automobile pour en accoupler sélectivement le moteur et la boîte de vitesses. On distingue notamment deux conceptions de mécanisme à double embrayage, d'une part les mécanismes à double embrayage dits « à sec » et, d'autre part, les mécanismes à double embrayage dits « humide ». L'invention concerne un mécanisme à double embrayage « à sec » dont les différents organes sont entourés d'air et non pas, par comparaison, d'huile comme dans un mécanisme à double embrayage « humide » dans lequel les garnitures des disques de friction sont ainsi maintenues en permanence humides. On a représenté sur la figure 1 un mécanisme à double embrayage à sec associé à une boîte de vitesses, ici à 5 rapports, selon l'état de la technique. 3032755 2 Le mécanisme 10 à double embrayage présente un axe X principal de rotation et comporte au moins un premier embrayage El et un deuxième embrayage E2. Dans l'exemple représenté sur la figure 1, le premier 5 embrayage El est agencé axialement du côté d'un moteur 12 et sert à la fois au démarrage et à l'engagement des rapports impairs [1, 3, 5] tandis que le deuxième embrayage E2 est agencé axialement du côté d'une boîte 14 de vitesses afin de prendre en charge les rapports pairs [2, 4] et la marche arrière [R]. io La boîte 14 de vitesses est reliée en sortie à un différentiel 16 pour transmettre le couple aux roues motrices du véhicule automobile. Le premier embrayage El et le deuxième embrayage E2 transmettent alternativement la puissance d'entrée (le couple et la 15 vitesse) d'un arbre 18 menant à l'un des deux arbres Al , A2 menés reliés à la boîte 14 de vitesses. L'arbre menant est constitué par un arbre moteur, généralement un vilebrequin, qui est lié en rotation au moteur et lesdits arbres menés Al et A2 coaxiaux sont respectivement liés 20 à la boîte 14 de vitesses. Généralement, un système 20 d'amortissement des vibrations du moteur 12 relie l'arbre 18 moteur à un couvercle 22 du mécanisme 10 à double embrayage, ledit système 20 pouvant par exemple et de manière non limitative comporter au moins un 25 double volant amortisseur ou encore un volant flexible. Le premier embrayage El comporte au moins un premier disque 24 de friction interposé axialement entre un premier 26 plateau de pression et un plateau 28 de réaction et le deuxième embrayage E2 comporte un deuxième disque 30 de friction 30 interposé axialement entre un deuxième plateau 32 de pression et ledit plateau 28 de réaction. Dans l'exemple de la figure 1, le plateau 28 de réaction est un plateau qui est commun au premier embrayage El et au 3032755 3 deuxième embrayage E2. Le plateau 28 de réaction est disposé axialement entre lesdits premier et deuxième embrayages El et E2. Le plateau 28 de réaction comporte une face 34 de friction 5 avant qui, située axialement du côté du moteur 12, est destinée à coopérer avec une face 36 de friction arrière du premier disque 24 de friction du premier embrayage El lorsque ledit premier embrayage est à l'état embrayé. Le premier disque 24 de friction comporte, axialement à 10 l'opposé de la face 36 de friction arrière, une face 38 de friction avant qui est destinée à coopérer avec le premier plateau 26 de pression du premier embrayage El lorsque ledit premier embrayage est à l'état embrayé. A l'état embrayé, le premier plateau 26 de pression du 15 premier embrayage El est déplacé axialement vers l'arrière par des moyens 40 d'actionnement associés au premier embrayage El et le premier disque 24 de friction est alors serré axialement par le premier plateau 26 de pression contre le plateau 28 de réaction, contre la face 38 de friction avant dudit plateau 28 de 20 réaction. Lorsque le premier embrayage El est à l'état embrayé, l'arbre 18 moteur est alors accouplé avec le premier arbre Al lié en rotation à la boîte 14 de vitesses. Le plateau 28 de réaction comporte une face 42 de friction 25 arrière qui, située axialement du côté de la boîte 14 de vitesses, est destinée à coopérer avec une face 44 de friction avant du deuxième disque 30 de friction du deuxième embrayage E2 lorsque ledit deuxième embrayage est à l'état embrayé. Le deuxième disque 30 de friction comporte, axialement à 30 l'opposé de la face 44 de friction avant, une face 46 de friction arrière qui est destinée à coopérer avec une face 48 du deuxième plateau 32 de pression du deuxième embrayage E2 lorsque ledit deuxième embrayage est à l'état embrayé. 3032755 4 A l'état embrayé, le deuxième plateau 32 de pression du deuxième embrayage E2 est déplacé axialement vers l'avant par des moyens 50 d'actionnement associés au deuxième embrayage E2 et le deuxième disque 30 de friction est alors serré axialement 5 par le deuxième plateau 32 de pression contre le plateau 28 de réaction, contre la face 42 de friction arrière dudit plateau 28 de réaction. Un tel mécanisme 10 à double embrayage apporte notamment, par comparaison notamment avec une boîte de 10 vitesse automatique traditionnelle, un gain de consommation et une réduction des émissions de CO2. L'intérêt croissant porté aux mécanismes à double embrayage est aussi lié au confort et aux performances obtenues, ainsi qu'à la continuité de l'accélération lors des changements de 15 rapport, sans rupture de couple. En effet, on réalise avantageusement des changements de vitesses sans rupture de couple aux roues motrices du véhicule en passant progressivement d'un embrayage à l'autre grâce à une présélection du rapport de vitesses. 20 La présélection du rapport de vitesses suivant à engager est généralement obtenue en analysant le comportement du véhicule, par exemple le deuxième rapport étant engagé, si le conducteur accélère le troisième rapport est alors présélectionné et si le conducteur freine, c'est alors le premier rapport qui est 25 présélectionné. Pour permettre une présélection, on choisit généralement d'associer le rapport de marche arrière R à celui des deux embrayages El, E2 du mécanisme qui est associé aux rapports pairs de manière à pouvoir passer du premier rapport de marche 30 avant, rapport impair, audit rapport de marche arrière en changeant d'embrayage. 3032755 5 La présélection des rapports de vitesses permet de réduire le temps nécessaire pour réaliser un changement de vitesses car une partie de la manoeuvre est effectuée en temps masqué. Cependant la présélection du rapport suivant présente 5 également des inconvénients car le disque de friction de celui des deux embrayages El, E2 du mécanisme 10 qui n'est pas à l'état embrayé, va alors être entraîné par les roues du véhicule en raison de l'engagement du rapport correspondant à la présélection. 10 Or, il se produit alors un phénomène d'aspiration d'air qui est à l'origine de l'émission de bruits ou de vibrations qui sont parfois audibles du conducteur, notamment dans certaines conditions de fonctionnement. Pour expliquer ce phénomène et ses conséquences, on a 15 représenté sur la figure 2 un mécanisme 10 à double embrayage selon l'état de la technique illustré à la figure 1. Sur la figure 2, le premier embrayage El du mécanisme 10 est à l'état embrayé de sorte que tel que décrit précédemment l'arbre 18 moteur est alors accouplé avec le premier arbre A1. 20 Dans l'exemple représenté sur la figure 2, le premier rapport [1] est engagé et la marche arrière [R] présélectionné, c'est la raison pour laquelle les parties correspondant aux autres rapports de vitesses ont été représentées en pointillés. Bien entendu, il ne s'agit que d'un exemple et inversement 25 la marche arrière [R] pourrait être engagée et le premier rapport [1] présélectionné. Le premier embrayage El étant à l'état embrayé, l'entraînement en rotation du deuxième disque 30 de friction se produisant en raison de la présélection va provoquer l'apparition 30 d'un phénomène dit « d'aspiration d'air » qui est illustré sur la figure 2 par des flèches radiales au niveau du deuxième embrayage E2. 3032755 6 Ce phénomène d'aspiration d'air résulte de la différence de vitesse de rotation entre le deuxième disque 30 de friction d'une part et les plateaux 32 de pression et 28 de réaction adjacents d'autre part. 5 Tel que représenté sur la figure 2, les différentes faces de friction, tant celles 44 et 46 du deuxième disque 30 de friction que respectivement celle 48 du deuxième plateau 32 de pression et celle arrière 42 du plateau 28 de réaction située axialement en vis à vis, s'étendent radialement parallèlement les unes aux autres 10 en étant séparées axialement les unes des autres par un jeu, le deuxième embrayage E2 n'étant pas à l'état embrayé. La différence de vitesse de rotation entre le deuxième disque 30 de friction et les plateaux 32 de pression et 28 de réaction provoque par centrifugation une éjection de l'air 15 radialement vers l'extérieur, ce qui conduit suivant un effet Venturi à la formation d'une dépression dans la zone où l'air est accéléré laquelle dépression va alors provoquer un rapprochement axial desdites faces de friction. Ce phénomène d'aspiration de l'air peut conduire le 20 deuxième disque 30 de friction à venir en contact, plus ou moins brutalement, avec au moins l'un des plateaux 32 de pression et 28 de réaction axialement adjacents et cela bien que le deuxième embrayage E2 soit à l'état débrayé. De tels contacts provoquent alors l'émission de vibrations, 25 généralement audibles du conducteur lorsque ces dernières ne sont pas couvertes par le bruit du moteur en fonctionnement et perdurent tant que celui (ici E2) des embrayages E1, E2 concerné du mécanisme 10 demeure à l'état débrayé. Tel sera donc notamment le cas pour le conducteur lorsque 30 le bruit de fonctionnement du moteur est faible, à défaut le bruit du moteur en fonctionnement les couvrira le plus souvent. Une différence de vitesse importante entre le disque de friction, d'une part, et les plateaux de pression et de réaction, 3032755 7 d'autre part, favorise également le phénomène et donc l'apparition de bruits ou vibrations. Ainsi, lors de manoeuvres du véhicule effectuées au ralenti comme par exemple une manoeuvre en marche arrière [R] avec le 5 premier rapport [1] présélectionné ou inversement, on conjugue les deux facteurs de faible bruit de fonctionnement du moteur d'une part et d'importante différence de vitesse entre le disque et les plateaux de friction de l'un des embrayages El, E2 du mécanisme 10 d'autre part. 10 Pour tenter de réduire voire de supprimer l'émission de bruits ou de vibrations dont l'origine vient d'être décrite, une solution possible consisterait à augmenter le jeu axial entre le disque de friction et les plateaux de pression et de réaction pour au moins l'un des embrayages El et E2 du mécanisme. 15 Cependant, une telle solution présente l'inconvénient d'augmenter les temps de passage lors d'un changement de rapport ce qui n'est pas acceptable. Le but de la présente invention est notamment de proposer un mécanisme à double embrayage à sec ne présentant pas les 20 inconvénients de l'état de la technique et tout particulièrement l'émission de bruits ou vibrations audibles. Dans ce but, l'invention propose un mécanisme à double embrayage du type décrit précédemment, caractérisé en ce que au moins l'un des premier et deuxième plateaux de pression est 25 voilé. Grâce au voilage d'au moins l'un des plateaux de pression du mécanisme à double embrayage, on intervient sur les causes mêmes de l'émission de bruits ou vibrations pour les supprimer ou à tout le moins les atténuer. 30 Avantageusement, le phénomène d'aspiration va être moindre en raison du voilage car le jeu axial va varier circonférentiellement entre les faces radiales du disque de friction et celles des plateaux de pression et de réaction disposés 3032755 8 axialement de part et d'autre, l'écoulement radial de l'air n'étant pas de type laminaire. Avantageusement, si le disque de friction entre en contact avec le plateau de pression du fait du phénomène d'aspiration la 5 force de répulsion sera alors diminuée car une partie seulement et non la totalité des faces radiales du disque de friction et des plateaux de pression et de réaction vont respectivement entrer en contact. Le voilage conduit à créer un défaut de planéité qui est 10 symétrique par rapport à l'axe de rotation du plateau de pression ou du disque de friction. Le voilage d'au moins l'un des plateaux de pression peut être réalisé par différents procédés au nombre desquels figurent le tournage, un roulage ou encore un cintrage, procédés qui vont 15 permettre de voiler le plateau de pression afin qu'il présente une face de friction convexe ou concave selon le côté considéré. En raison du voilage et par comparaison avec un voile selon l'état de la technique, le plateau ne s'étend donc pas radialement de manière rectiligne, pas dans un même plan 20 orthogonal à l'axe X de rotation. L'invention ne nécessite avantageusement aucune modification du moteur ou de la boîte de vitesses, ni de pièce supplémentaire dans le mécanisme à double embrayage. La fiabilité du mécanisme à double embrayage à sec n'est 25 pas remise en cause car, en fonctionnement, un faible effort d'actionnement suffira à annuler le voilage par exemple celui dudit plateau de pression de l'un au moins des embrayages du mécanisme, la capacité de transmission de couple de l'embrayage étant conservée. 30 Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - le premier plateau de pression du premier embrayage est voilé ; 3032755 9 - le deuxième plateau de pression du deuxième embrayage est voilé ; - le plateau de réaction est voilé sur au moins l'une de ses faces de friction associée au premier embrayage ou au deuxième 5 embrayage ; - le plateau de réaction est voilé du côté de sa face de friction associée au premier embrayage selon un premier axe et est voilé du côté de sa face de friction associée au deuxième embrayage selon un deuxième axe qui est décalé angulairement 10 par rapport au premier axe ; - au moins l'un des plateaux de pression est voilé par tournage ; - au moins l'un des plateaux de pression est voilé par roulage ; 15 - au moins l'un des plateaux de pression est voilé par cintrage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés 20 dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique qui représente un mécanisme à double embrayage à sec associé à une boîte de vitesses et qui illustre l'état de la technique ; - la figure 2 est une vue analogue à la figure 1 qui 25 représente le premier embrayage du mécanisme à l'état embrayé avec le premier rapport engagé et la marche arrière présélectionnée et qui illustre par des flèches le phénomène d'aspiration d'air survenant dans le deuxième embrayage ; - la figure 3 est une vue schématique qui représente en 30 détail le mécanisme à double embrayage des figures 1 et 2 selon l'état de la technique ; - la figure 4 est un ensemble de vues qui représentent un plateau de pression de l'un des embrayages du mécanisme ; 3032755 10 - la figure 5 est une vue schématique qui représente en détail le mécanisme à double embrayage selon l'invention et qui illustre un mode de réalisation dans lequel le deuxième plateau de pression est voilé ; 5 - la figure 6 est un ensemble de vues qui, analogues celles de la figure 4, représentent un plateau de pression de l'un des embrayages du mécanisme qui est voilé selon l'invention ; - la figure 7 est un ensemble de vues référencées de (a) à (e) qui représentent les différentes étapes pour voiler un plateau 10 de pression par une opération de tournage ; - la figure 8 est une vue qui représente le voilage d'un plateau de pression par roulage et qui illustre l'application sur un plateau de pression d'un effort de voilage au moyen d'un cylindre. Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence 15 identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires. On a représenté aux figures 5 et 6, suivant un mode de réalisation de l'invention, un mécanisme 10 à double embrayage à sec, notamment pour véhicule automobile, présentant un axe X de 20 rotation. Le mécanisme 10 à double embrayage à sec sera décrit ci-après par comparaison avec celui de l'état de la technique représenté notamment aux figures 3 et 4 et décrit précédemment en référence également aux figures 1 et 2. 25 La figure 5 représente un mécanisme 10 à double embrayage à sec comportant un premier embrayage El et un deuxième embrayage E2 respectivement destinés à accoupler temporairement un premier arbre Al et un deuxième arbre A2 de boîte de vitesses à un arbre 18 moteur. 30 Le premier embrayage El comporte au moins un premier disque 24 de friction interposé axialement entre un premier plateau 26 de pression et un plateau 28 de réaction. 3032755 11 Le deuxième embrayage E2 comporte un deuxième disque 30 de friction interposé axialement entre un deuxième plateau 32 de pression et le plateau 28 de réaction. Le mécanisme 10 selon l'invention est caractérisé par le 5 fait qu'au moins l'un des premier et deuxième plateaux de pression est voilé. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 5 et 6, le deuxième plateau 32 de pression du deuxième embrayage E2 est voilé. 10 Le premier embrayage El est à l'état embrayé, le premier plateau 26 de pression est actionné axialement vers l'arrière en direction du plateau 28 de pression par des moyens 40 d'actionnement associés qui sont représentés schématiquement par une flèche. 15 L'arbre moteur 18 est accouplé par l'intermédiaire du premier embrayage El du mécanisme 10 au premier arbre Al et le premier rapport [1] est par exemple engagé. Le deuxième embrayage E2 est à l'état débrayé, le deuxième plateau 32 de pression qui est voilé, conformément à 20 l'invention, n'est pas sollicité axialement par les moyens 40 d'actionnement associés au deuxième embrayage E2. Lorsque selon l'exemple la marche arrière [R], en variante l'un des rapports pairs, est présélectionnée le phénomène d'aspiration d'air survenant du fait de l'entraînement en rotation 25 du deuxième disque 30 de friction est alors réduit grâce au voilage d'au moins le deuxième plateau 32 de pression du deuxième embrayage E2. En variante non représentée, le plateau 28 de réaction est voilé sur au moins l'une 42 de ses faces de friction associée au 30 deuxième embrayage E2. Tel qu'illustré sur la figure 5 et par comparaison avec la figure 3, le phénomène d'aspiration d'air représenté par les flèches et décrit précédemment est moindre grâce au voilage du 3032755 12 deuxième plateau 32 de pression puisque en cas de contact entre ledit deuxième plateau 32 de pression voilé et le deuxième disque 30 de friction la surface de contact est alors réduite. En effet et tel qu'illustré sur la figure 6, la surface du 5 deuxième plateau 32 de pression susceptible d'entrer en contact avec le deuxième disque 30 de friction en cas de vibrations se limite alors à la surface « S » (représentée par des points) grâce au voilage. En raison du voilage, le deuxième plateau 32 de pression 10 comporte deux surfaces « S » qui sont diamétralement opposées. En variante non représentée, le premier plateau 26 de pression du premier embrayage El est voilé. En variante non représentée, le premier plateau 26 de pression du premier embrayage El et le deuxième plateau 32 de 15 pression du deuxième embrayage E2 sont respectivement voilés. Avantageusement, le plateau 28 de réaction peut également être voilé sur au moins l'une de ses faces 34, 42 de friction respectivement associée au premier embrayage El et au deuxième embrayage E2. 20 De préférence, le plateau de pression 26 ou 32 et le plateau 28 de réaction sont voilés de sorte que le disque de friction 24 ou 30 ne peut entrer en contact qu'avec une portion de la face de friction du plateau de pression 26 ou 32 comme du plateau 28 de réaction. 25 Lorsque le plateau 28 de réaction commun du mécanisme 10 est voilé des deux côtés, ledit plateau 28 de réaction est voilé du côté de sa face 34 de friction associée au premier embrayage El selon un premier axe de voilage et ledit plateau 28 de réaction est voilé du côté de sa face 42 de friction associée au deuxième 30 embrayage E2 selon un deuxième axe de voilage qui est décalé angulairement par rapport audit premier axe de voilage. 3032755 13 Avantageusement, au moins l'un des plateaux de pression est voilé par tournage, par exemple au moins le deuxième plateau 32 de pression du deuxième embrayage E2. Tel que représenté sur la figure 7a, les moyens de voilage 5 par tournage comportent des appuis qui ne sont pas coplanaires et sont décalés d'un jeu « j » déterminé par exemple supérieur à 0,1 mm. Tel qu'illustré sur la figure 7c, le deuxième plateau 32 de pression du deuxième embrayage E2 est bridé sur ces appuis non 10 plans pour obtenir le voilage souhaité. Tel qu'illustré sur la figure 7e, le deuxième plateau 32 de pression voilé présente une face 48 de friction avant qui n'est plus plane mais concave du côté avant. En variante et tel qu'illustré sur la figure 8, le voilage est 15 réalisé par roulage. Avantageusement, au moins l'un des plateaux de pression est voilé par roulage sous un rouleau 52 métallique. En variante non représentée, le voilage est obtenu par cintrage en appliquant un effort donné sur l'un de ses diamètres. 20 En variante, au moins l'un 26, 32 des plateaux de pression est voilé par cintrage. REVENDICATIONS1. Mécanisme (10) à double embrayage à sec, notamment pour véhicule automobile, présentant un axe (X) de rotation, ledit mécanisme (10) comportant un premier embrayage (El) et un deuxième embrayage (E2) respectivement destinés à accoupler temporairement un premier arbre (A1) et un deuxième arbre (A2) de boîte de vitesses à un arbre (18) moteur, le premier embrayage (El) comportant au moins un premier disque (24) de friction interposé axialement entre un premier plateau (26) de pression et un plateau (28) de réaction et le deuxième embrayage (E2) comportant un deuxième disque (30) de friction interposé axialement entre un deuxième plateau (32) de pression et ledit plateau (28) de réaction, caractérisé en ce que au moins l'un des premier et deuxième plateaux (26, 32) de pression est voilé. 2. Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier plateau (26) de pression du premier embrayage (El) est voilé. 3. Mécanisme selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le deuxième plateau (32) de pression du deuxième embrayage (E2) est voilé. 4. Mécanisme selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le plateau (28) de réaction est voilé sur au moins l'une de ses faces (34, 42) de friction associée au premier embrayage (El) ou au deuxième embrayage (E2). 5. Mécanisme selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le plateau (28) de réaction est voilé du côté de sa face (34) de friction associée au premier embrayage (El) selon un premier axe et est voilé du côté de sa face (42) de friction associée au deuxième embrayage (E2) selon un deuxième axe qui est décalé angulairement par rapport audit premier axe. 3032755 15 6. Mécanisme selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que au moins l'un des plateaux (26, 32) de pression est voilé par tournage. 7. Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 5 précédentes, caractérisé en ce que au moins l'un des plateaux (26, 32) de pression est voilé par roulage. 8. Mécanisme selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que au moins l'un des plateaux (26, 32) de pression est voilé par cintrage. 10