Brevet FR3029249A1 — publié le 20160603

EMBRAYAGE A FRICTION L'invention concerne un embrayage à friction pour l'accouplement d'un arbre de transmission d'un moteur 5 de véhicule automobile avec au moins un arbre d'entrée d'une boîte de vitesses de véhicule automobile. Il est connu de doter les embrayages à friction d'un dispositif de rattrapage de jeu pour la compensation d'une usure formée sur les garnitures de 10 friction. C'est en l'occurrence une évolution défavorable de la force de serrage d'un système d'actionnement sollicitant un plateau de réaction de l'embrayage à friction pour déplacer le plateau de pression, p. ex. un ressort diaphragme, qui est 15 détectée comme conséquence d'une usure, un rattrapage de jeu étant exécuté en fonction de la force de serrage. De manière alternative, un espacement critique apparaissant entre le carter d'embrayage et le système d'actionnement en cas d'usure des garnitures de 20 friction du disque d'embrayage peut être détecté (« capté ») et corrigé en fonction de l'espacement critique. Des moyens de compensation tels que des systèmes à rampe ou des filetages disposés entre le plateau de réaction et le système d'actionnement 25 peuvent alors être tournés à titre de correction. La présente invention vise à réaliser un embrayage à friction avec un dispositif de rattrapage de jeu où le dispositif de rattrapage de jeu est doté d'un nouveau mécanisme de rattrapage de jeu. 30 Ce problème est résolu par l'embrayage à friction selon l'invention. Selon l'invention, il est prévu un embrayage à friction pour l'accouplement d'un arbre de transmission d'un moteur de véhicule automobile avec au moins un 35 arbre d'entrée d'une boîte de vitesses de véhicule automobile, comportant un plateau de réaction mobile dans la direction axiale, un plateau de pression mobile dans la direction axiale par rapport au plateau de réaction pour le serrage par friction d'un disque d'embrayage entre le plateau de réaction et le plateau de pression et un dispositif de rattrapage de jeu s'appuyant contre le plateau de réaction pour le rattrapage de jeu d'un espacement critique dû à l'usure entre le plateau de pression et le plateau de réaction, où le dispositif de rattrapage de jeu comporte une bague à rampe rotative dans la direction circonférentielle, pourvue de plusieurs rampes saillantes dans la direction axiale, et un système de broche agissant sur la bague à rampe pour la rotation de la bague à rampe, où le système de broche comporte un élément accumulateur de force pour l'accumulation temporaire d'une force de précontrainte générée par une fermeture de l'embrayage à friction en cas d'usure du disque d'embrayage et libérée à la prochaine ouverture de l'embrayage à friction pour la rotation de la bague à rampe. Comme exposé ci-dessus, le dispositif de rattrapage de jeu pour la compensation d'un espacement critique dû à l'usure entre un plateau de pression et un plateau de réaction d'un embrayage à friction d'un véhicule automobile, est connu. Dans l'embrayage connu, le dispositif de rattrapage de jeu est disposé latéralement au plateau de pression, p. ex. entre le plateau de pression et le ressort diaphragme ou entre le ressort diaphragme et le couvercle d'embrayage. L'invention permet qu'un dispositif de rattrapage de jeu ne soit pas disposé latéralement au plateau de pression, mais latéralement au plateau de réaction, en particulier dans un système de volant d'inertie disposé contre le plateau de réaction. Le système de volant d'inertie peut p. ex. être réalisé comme système de volant d'inertie mono-masse ou bi-masse. Le dispositif de rattrapage de jeu est pourvu d'une bague à rampe et d'un système de broche agissant sur la bague à rampe pour la rotation de la bague à rampe. Ce système de broche comporte un élément accumulateur de force pour l'accumulation temporaire d'une force de précontrainte. En cas d'usure du disque d'embrayage, la force de précontrainte est générée par fermeture de l'embrayage à friction et accumulée dans l'élément accumulateur de force. Cette force de précontrainte sera libérée à la prochaine ouverture de l'embrayage à friction. Sous l'action de cette force de précontrainte, la bague à rampe est tournée suivant une valeur angulaire correspondante pour rattraper ainsi le jeu de l'embrayage à friction. Le système de broche peut avantageusement comporter une broche raccordée par engagement positif à la bague à rampe, contre laquelle est disposé un élément accumulateur de force, de telle manière que la force de précontrainte peut être générée dans l'élément accumulateur de force par mouvement de translation de la broche. Par exemple, l'élément accumulateur de force pourra être réalisé comme ressort de pression. Pour une usure définie du disque d'embrayage, la broche pourra être tournée du fait de la fermeture de l'embrayage à friction par le plateau de pression. Comme en état de fermeture de l'embrayage à friction, la bague à rampe est serrée sous l'effet de la force de serrage du plateau de pression, la bague à rampe ne peut pas être déplacée dans cet état. Dans ce cas, la rotation de la broche peut être convertie en mouvement de translation par la connexion à engagement positif, réalisée en particulier par la denture entre la broche et la bague à rampe. Cette translation de la broche permet de comprimer le ressort de pression disposé sur la broche. Une force de précontrainte peut ainsi être accumulée dans le ressort de pression. Si l'embrayage à friction est à nouveau débrayé, la bague à rampe ne sera plus bloquée par la force de serrage. Par conséquent, la force de précontrainte accumulée dans le ressort de pression sera libérée. Sous l'action de cette force de précontrainte, la broche pourra être repoussée par le ressort de pression. La denture entre la broche et la bague à rampe permet à la bague à rampe d'être tournée d'une valeur angulaire correspondante par la broche pour rattraper le jeu de l'embrayage à friction. Le système de broche peut en particulier comporter un ressort d'entraînement actionnable par le plateau de pression pour détecter l'espacement critique dû à l'usure entre le plateau de pression et le plateau de réaction, la broche étant entraînable en rotation par le ressort d'entraînement. La broche peut p. ex. comporter un pignon raccordé à la broche et solidaire en rotation avec celle-ci. Pour la rotation du pignon de la broche, le ressort d'entraînement peut présenter un cliquet d'entraînement engrenable sur le contour du pignon. En cas d'usure définie du disque d'embrayage, le ressort d'entraînement est actionné du fait du déplacement du plateau de pression vers le plateau de réaction par le plateau de pression. Le pignon de la broche est donc tourné par le cliquet d'entraînement du ressort d'entraînement. Le système de broche peut préférentiellement comporter une roue hélicoïdale pour le raccordement par engagement positif avec la bague à rampe, la roue hélicoïdale étant fixée sur la broche de manière solidaire en rotation. Le raccordement par engagement positif entre la bague à rampe et la roue hélicoïdale peut notamment être réalisé par engrènement. La roue hélicoïdale peut présenter une pluralité de filets hélicoïdaux pour l'engrènement avec la bague à rampe. La broche et la roue hélicoïdale peuvent être réalisées en une seule pièce. Dans ce cas, les filets hélicoïdaux peuvent être formés directement sur la broche. Il sera également possible de former la roue hélicoïdale séparément de la broche. La fixation de la roue hélicoïdale sur la broche pourra notamment être effectuée par vissage ou par soudage. La bague à rampe peut notamment présenter plusieurs dents de contact pour le raccordement par engagement positif avec la roue hélicoïdale. Comme précédemment exposé, la connexion par engagement positif entre la bague à rampe et la roue hélicoïdale pourra notamment être réalisée par engrènement. Les formes des dents de contact et du filet hélicoïdal pourront avantageusement être complémentaires. L'engrènement des filets hélicoïdaux de la roue hélicoïdale et des dents de contact de la bague à rampe permettra de convertir un mouvement de rotation de la roue hélicoïdale en un mouvement de translation. Un mode d'exécution avantageux de l'invention prévoit en outre un système de volant d'inertie disposé sur le plateau de réaction, le dispositif de rattrapage de jeu pouvant être intégré au système de volant d'inertie. Le système de volant d'inertie peut p. ex. comporter un disque d'inertie et plusieurs disques de friction, la bague à rampe pouvant être disposée entre le disque d'inertie et un disque de friction ou entre deux disques de friction. Un disque de friction peut p. ex. être réalisé comme plateau de réaction de l'embrayage à friction. Le système de volant d'inertie peut être préférentiellement pourvu d'un disque d'inertie, la 35 bague à rampe pouvant être disposée entre le disque d'inertie et le plateau de réaction. Le plateau de réaction peut p. ex. être disposé sur le disque d'inertie de manière à être déplaçable dans la direction axiale au moyen d'un élément de ressort. L'élément de ressort peut p. ex. comprendre plusieurs ressorts à lame. Le disque d'inertie peut notamment présenter plusieurs contre-rampes saillantes dans la direction axiale pour former une butée pour les rampes de la bague à rampe. Il est également possible de disposer les contre-rampes sur le plateau de réaction. Les contre-rampes peuvent en particulier être formées de manière sensiblement identique les unes aux autres et être régulièrement distribuées dans la direction circonférentielle. Le nombre des contre-rampes peut avantageusement correspondre à celui des rampes de la bague à rampe. Les contre-rampes peuvent avantageusement être formées directement sur le disque d'inertie. Dans le cas où les contre-rampes sont disposées sur le plateau de réaction, les contre-rampes peuvent elles aussi être formées directement sur le plateau de réaction. L'invention sera décrite ci-après en référence aux dessins joints, sur la base d'exemples d'exécution préférentiels, les caractéristiques exposées pouvant représenter des aspects respectifs de l'invention, qu'elles soient prises isolément ou en combinaison. Les dessins représentent : Fig. 1 : une vue en coupe schématique d'un embrayage à friction suivant un premier exemple d'exécution de l'invention, Fig. 2 : une vue en élévation schématique du dispositif de rattrapage de jeu de l'embrayage à friction de la fig. 1, Fig. 3 : une vue en coupe schématique d'un embrayage à friction suivant un deuxième exemple d'exécution de l'invention, Fig. 4 : une vue en coupe schématique de 5 l'embrayage à friction de la fig. 3 en situation de fermeture, l'embrayage à friction se trouvant dans un état de service normal, Fig. 5 : une vue en coupe schématique de l'embrayage à friction de la fig. 3 en situation 10 d'ouverture partielle, l'embrayage à friction se trouvant dans un état de service normal, Fig. 6 : une vue en coupe schématique de l'embrayage à friction de la fig. 3 en situation d'ouverture, l'embrayage à friction se trouvant dans un 15 état de service normal, Fig. 7 : une vue en coupe schématique de l'embrayage à friction de la fig. 3 en situation de fermeture, l'embrayage à friction se trouvant dans un état d'usure, et 20 Fig. 8 : une vue en coupe schématique de l'embrayage à friction de la fig. 3 en situation d'ouverture, l'embrayage à friction se trouvant dans un état d'usure. 25 La fig. 1 est une vue en coupe schématique d'un embrayage à friction 10 suivant un premier exemple d'exécution de l'invention. L'embrayage à friction 10 comporte un couvercle d'embrayage 14 et un plateau de pression 18 mobile axialement au moyen d'un ressort 30 diaphragme 16, et qui peut être déplacé par le ressort diaphragme 16 vers un plateau de réaction 20 pour serrer un disque d'embrayage 24 pourvu de garnitures de friction 22 entre le plateau de pression 18 et le plateau de réaction 20 pour la fermeture de l'embrayage 35 à friction 10. Cet embrayage à friction 10 est en outre pourvu d'un système de volant d'inertie 12. Le système de volant d'inertie 12 comporte une couronne de démarreur 26 et un disque d'inertie 28 auquel est raccordé un couvercle 30. Pour le rattrapage d'un espacement critique dû à l'usure entre le plateau de pression 18 et le plateau de réaction 20, le système de volant d'inertie 12 est pourvu d'un dispositif de rattrapage de jeu 32 disposé dans le couvercle 30. Le dispositif de rattrapage de jeu 32 comporte une bague à rampe 34 rotative dans la direction circonférentielle, ladite bague à rampe 34 étant pourvue de plusieurs rampes 36 saillantes en direction axiale. Dans cet exemple d'exécution, la bague à rampe 34 est disposée entre le disque d'inertie 28 et le plateau de réaction 20. Le disque d'inertie 28 comporte plusieurs contre-rampes 38 saillantes en direction axiale. Pour la rotation de la bague à rampe 34 par rapport au disque d'inertie 28, le dispositif de rattrapage de jeu 32 est pourvu d'un système de broche 40 en prise sur la bague à rampe 34. Le système de broche 40 comprend une broche 42, une roue hélicoïdale 44 fixée solidairement en rotation sur la broche 42 et un pignon 46 raccordé solidairement en rotation avec la broche 42. Le pignon 46 présente plusieurs dents 47 réparties sur la circonférence du pignon 46. Le pignon 46 peut être entraîné en rotation par un cliquet d'entraînement 48 engrenable dans les dents 47 du pignon 46. Comme représenté en fig. 1, le cliquet d'entraînement 48 est fixé sur un ressort d'entraînement 50. Le ressort d'entraînement 50 peut être actionné par un élément d'actionnement 52 fixé sur le ressort d'entraînement 50 du plateau de pression 18. Comme il ressort de la fig. 2, un élément accumulateur de force 56 réalisé comme ressort de 35 pression 54 est disposé sur la broche 42. Dans cet exemple d'exécution, le ressort de pression 54 est disposé entre la broche 42 et un support de fixation 58, ledit support de fixation 58 étant fixé sur le disque d'inertie 28 pour la fixation du système de broche 40. Comme il ressort en outre de la fig. 2, la bague à rampe 34 présente plusieurs dents de contact 60 pour une connexion à engagement positif avec la roue hélicoïdale 44. La roue hélicoïdale 44 est par conséquent pourvue de plusieurs filets hélicoïdaux 62 pour une connexion à engagement positif avec la bague à rampe 34. L'engrènement du filet hélicoïdal 62 entre les dents de contact 60 de la bague à rampe 34 raccorde par engagement positif la roue hélicoïdale 44 du système de broche 40 avec la bague à rampe 34. En cas d'usure définie du disque d'embrayage 24, l'élément d'actionnement 52 fixé contre le ressort d'entraînement 50 est repoussé vers le bas du fait de la fermeture de l'embrayage à friction 10 par le plateau de pression 18. Le pignon 46 est par conséquent entraîné en rotation par le cliquet d'entraînement 48 du ressort d'entraînement 50. La roue hélicoïdale 44 et la broche 42 tournent donc également. Comme en état de fermeture de l'embrayage à friction 10, la bague à rampe 34 est bloquée sous l'effet de la force de serrage du plateau de pression 18, la bague à rampe 34 ne peut pas être déplacée dans cet état. Le mouvement de rotation de la broche 42 ou de la roue hélicoïdale 44 est converti en mouvement de translation par la denture entre les filets hélicoïdaux 62 et les dents de contact 60 de la bague à rampe 34. Ce mouvement de translation de la broche 42 comprime le ressort de pression 54 disposé entre la broche 42 et le support de fixation 58. Une force de précontrainte est donc générée et accumulée dans le ressort de pression 54. Lorsque l'embrayage à friction 10 est débrayé, la bague à rampe 34 n'est plus bloquée par la force de serrage, mais seulement par la force de serrage du ressort d'entraînement 50, la force de serrage du ressort d'entraînement 50 étant inférieure à la force de précontrainte dans le ressort de pression 54. La force de précontrainte accumulée dans le ressort de pression 54 est libérée par le débrayage de l'embrayage à friction 10. Sous l'effet de cette force de précontrainte, la broche 42 et la roue hélicoïdale 44 sont repoussées par le ressort de pression 54 dans la direction d'éloignement par rapport au support de fixation 58. Les dents de contact 60 de la bague à rampe 34 sont ainsi poussées par le filet hélicoïdal 62 de la roue hélicoïdale 44, ce qui fait tourner la bague à rampe 34 d'une valeur angulaire correspondante pour rattraper le jeu de l'embrayage à friction 10. La fig. 3 représente une vue en coupe schématique d'un embrayage à friction 10 suivant un deuxième exemple d'exécution de l'invention. La différence entre l'embrayage à friction 10 de la fig. 1 et l'embrayage à friction de la fig. 3 réside dans la conception du ressort d'entraînement 50 et de l'élément d'actionnement 52. Dans cet exemple d'exécution, l'élément d'actionnement 52 n'est pas fixé sur le ressort d'entraînement 50, mais sur le plateau de pression 18. Comme représenté en fig. 3, le dispositif de rattrapage de jeu 32 comporte un élément limiteur de course 64 pour la limitation de la course du ressort d'entraînement 50. Cet élément limiteur de course 64 est fixé contre le couvercle 30 du système de volant d'inertie 12. Comme il ressort en outre de la fig. 3, le plateau de réaction 20 est disposé sur le disque d'inertie 28 de manière déplaçable dans la direction axiale par un élément de ressort 66. L'élément de ressort 66 peut notamment comprendre plusieurs ressorts à lame. Les fig. 4 à 6 représentent une séquence de fonctionnement de l'embrayage à friction 10 de la 5 fig. 3 dans un état de service normal. La fig. 4 représente l'embrayage à friction 10 en situation de fermeture. Dans cette situation, le ressort d'entraînement 50 n'est que légèrement repoussé vers le bas par l'élément d'actionnement 52 du plateau de 10 pression 18. Comme représenté en fig. 4, le cliquet d'entraînement 48 du ressort d'entraînement 50 se trouve entre deux dents 47 du pignon 46 ; pourtant aucune force n'est exercée par le cliquet d'entraînement 48 sur les dents 47 du pignon 46. Le 15 pignon 46 n'est donc pas entraîné en rotation par le ressort d'entraînement 50. La fig. 5 représente l'embrayage à friction 10 en situation d'ouverture partielle. Dans la phase entre la situation de fermeture et la situation d'ouverture 20 partielle, le plateau de pression 18 se déplace vers le haut. Le ressort d'entraînement 50 n'est donc plus contraint par l'élément d'actionnement 52. Le ressort d'entraînement 50 se détend donc vers le haut. Aucun contact n'est présenté entre le cliquet d'entraînement 25 48 et les dents 47 du pignon 46. La fig. 6 représente l'embrayage à friction 10 en situation d'ouverture partielle. Dans la phase entre la situation d'ouverture partielle et la situation d'ouverture, le plateau de pression 18 continue à se 30 déplacer vers le haut. Une nouvelle détente du ressort d'entraînement 50 est limitée par l'élément limiteur de course 64. Les fig. 7 à 8 illustrent un processus de rattrapage de jeu de l'embrayage à friction 10 de la 35 fig. 3. La fig. 7 représente une situation de fermeture de l'embrayage à friction 10 en état d'usure. Dans cette situation, l'élément d'actionnement 52 est repoussé vers le bas par le plateau de pression 18. Le cliquet d'entraînement 48 contraint par conséquent une dent 47 du pignon 46. Le pignon 46 est ainsi tourné par le cliquet d'entraînement 48 du ressort d'entraînement 50. La roue hélicoïdale 44 et la broche 42 qui sont raccordées solidairement en rotation au pignon 46 tournent donc elles aussi. La bague à rampe 34 étant en état de fermeture de l'embrayage à friction 10 bloquée sous l'effet de la force de serrage du plateau de pression 18, la bague à rampe 34 ne peut pas être déplacée dans cet état. Le mouvement de rotation de la broche 42 ou de la roue hélicoïdale 44 est converti en mouvement de translation du fait de l'engrènement des filets hélicoïdaux 62 avec les dents de contact 60 de la bague à rampe 34. Ce mouvement translatoire de la broche 42 comprime le ressort de pression 54 disposé entre la broche 42 et le support de fixation 58. Une force de précontrainte est ainsi générée et accumulée dans le ressort de pression 54. La fig. 8 représente une situation d'ouverture de l'embrayage à friction 10 en état d'usure. Dans cette situation, la bague à rampe 34 n'est plus bloquée par la force de serrage. Le débrayage de l'embrayage à friction 10 libère la force de précontrainte accumulée dans le ressort de pression 54. Sous l'action de cette force de précontrainte, la broche 42 et la roue hélicoïdale 44 sont repoussées par le ressort de pression 54 dans la direction d'éloignement par rapport au support de fixation 58. Les dents de contact 60 de la bague à rampe 34 sont ainsi poussées par le filet hélicoïdal 62 de la roue hélicoïdale 44, ce qui fait tourner la bague à rampe 34 d'une valeur angulaire correspondante pour rattraper le jeu de l'embrayage à friction 10. Liste des signes de référence 10 Embrayage à friction 12 Système de volant d'inertie 14 Couvercle d'embrayage 16 Ressort diaphragme 18 Plateau de pression 20 Plateau de réaction 22 Garniture de friction 24 Disque d'embrayage 26 Couronne de démarreur 28 Disque d'inertie 30 Couvercle du système de volant d'inertie 32 Dispositif de rattrapage de jeu 34 Bague à rampe 36 Rampe 38 Contre-rampe 40 Système de broche 42 Broche 44 Roue hélicoïdale 46 Pignon 47 Dents du pignon 48 Cliquet d'entraînement 50 Ressort d'entraînement 52 Elément d'actionnement 54 Ressort de pression 56 Elément accumulateur de force 58 Support de fixation 60 Dents de contact de la bague à rampe 62 Filet hélicoïdal 64 Elément limiteur de course 66 Elément de ressort REVENDICATIONS1. Embrayage à friction pour l'accouplement d'un arbre de transmission d'un moteur de véhicule automobile avec au moins un arbre d'entrée d'une boîte de vitesses de véhicule automobile, comportant un plateau de réaction (20) mobile dans la direction axiale, un plateau de pression (18) mobile dans la direction axiale par rapport au plateau de réaction (20) pour le serrage par friction d'un disque d'embrayage (24) entre le plateau de réaction (20) et le plateau de pression (18) et un dispositif de rattrapage de jeu (32) s'appuyant contre le plateau de réaction (20) pour le rattrapage de jeu d'un espacement critique dû à l'usure entre le plateau de pression (18) et le plateau de réaction (20), où le dispositif de rattrapage de jeu (32) comporte une bague à rampe (34) rotative dans la direction circonférentielle, pourvue de plusieurs rampes (36) saillantes dans la direction axiale, et un système de broche (40) agissant sur la bague à rampe (34) pour la rotation de la bague à rampe (34), où le système de broche (40) comporte un élément accumulateur de force (56) pour l'accumulation temporaire d'une force de précontrainte générée par une fermeture de l'embrayage à friction (10) en cas d'usure du disque d'embrayage (24) et libérée à la prochaine ouverture de l'embrayage à friction (10) pour la rotation de la bague à rampe (34). 2. Embrayage à friction selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de broche (40) comporte une broche (42) raccordée par engagement positif à la bague à rampe (34), contre laquelle est disposé un élément accumulateur de force(56), de telle manière que la force de précontrainte peut être générée dans l'élément accumulateur de force (56) par mouvement de translation de la broche (42). 3. Embrayage à friction selon la revendication 2, caractérisé en ce que le système de broche (40) comporte un ressort d'entraînement (50) actionnable par le plateau de pression (18) pour détecter l'espacement critique dû à l'usure entre le plateau de pression (18) et le plateau de réaction (20), la broche (42) étant entraînable en rotation par le ressort d'entraînement (50). 4. Embrayage à friction selon la revendication 2 15 ou 3, caractérisé en ce que le système de broche (40) comporte une roue hélicoïdale (44) pour le raccordement par engagement positif avec la bague à rampe (34), la roue hélicoïdale (44) étant fixée sur la broche (42) de manière solidaire en rotation. 20 5. Embrayage à friction selon la revendication 4, caractérisé en ce que la bague à rampe (34) présente plusieurs dents de contact (60) pour le raccordement par engagement positif avec la roue 25 hélicoïdale (44). 6. Embrayage à friction selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'un système de volant d'inertie (12) disposé sur le plateau de 30 réaction (20) est prévu pour l'amortissement des vibrations de rotation, le dispositif de rattrapage de jeu (32) étant intégré au système de volant d'inertie (12). 7. Embrayage à friction selon la revendication 6, caractérisé en ce que le système de volant d'inertie (12) est pourvu d'un disque d'inertie (28), la bague à rampe (34) étant disposée entre le disque d'inertie (28) et le plateau de réaction (20). 8. Embrayage à friction selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le disque d'inertie (28) présente plusieurs contre-rampes (38) saillantes dans la direction axiale pour former une butée pour les rampes (36) de la bague à rampe (34). 9. Embrayage à friction selon la revendication 8, caractérisé en ce que les contre-15 rampes (38) sont formées directement sur le disque d'inertie (28).