Brevet FR3051522A1 — publié le 20171124

BUTEE DE DEBRAYAGE AVEC FACE D'APPUI EN PLASTIQUE ET SYSTEME HYDRAULIQUE DE COMPENSATION DE LONGUEUR [0001] La présente invention concerne une butée de débrayage pour une commande d'un mécanisme d'embrayage d'un véhicule automobile, ainsi qu'un véhicule automobile équipé d'une telle butée. [0002] Les embrayages des véhicules automobiles comportent généralement un ressort de pression appelé diaphragme, exerçant une charge sur un plateau de pression mobile pour serrer un disque de friction sur un volant du moteur thermique, en maintenant l'embrayage fermé permettant de transmettre le couple de ce moteur à la boîte de vitesses. Le ressort de pression comprend une partie légèrement conique formant un ressort du type rondelle Belleville, comportant à l'intérieur des doigts de commande disposés radialement. [0003] Certains embrayages comportent un levier de commande prenant appui sur le carter de la boîte de vitesses, pour déplacer par une extrémité formant une fourchette une butée disposée suivant l'axe de l'embrayage, qui presse sur l'extrémité radialement intérieure des doigts de commande afin de faire basculer le ressort de pression autour d'articulations liées à un couvercle du mécanisme d'embrayage, et de soulever le plateau de pression. [0004] Une pédale d'embrayage déplacée par le conducteur, actionne par une commande mécanique à câble ou une commande hydraulique l'extrémité extérieure de la fourchette. [0005] On obtient lors d'un mouvement de débrayage une courbe particulière d'effort sur la pédale donnée par la réaction du ressort de pression, comprenant d'abord une montée progressive de la charge, puis une diminution ou une stabilisation de cette charge après le décollement du plateau de pression. [0006] Lors d'une usure du disque de friction le plateau de pression avance vers le volant moteur ce qui augmente l'inclinaison du ressort de pression en déplaçant la butée de débrayage vers l'arrière, et fait varier la charge à la pédale qui s'accroît. 3051522 2 [0007] Un type de butée de débrayage connu, présenté notamment par le document FRB1-2961280, comporte une rangée de billes disposée entre deux cages transmettant le mouvement venant du levier de commande au ressort de pression. Cette butée comporte un dispositif d'auto-centrage afin de s'aligner automatiquement sur l'axe du volant moteur. 5 La longueur axiale de la butée ne change pas, restant constante pendant toute sa durée de vie. [0008] On peut avoir pour ces embrayages un problème d'effort à la pédale devenant important lors d'une course de débrayage, venant en particulier d'une charge du ressort de pression qui augmente avec l'usure du système d'embrayage. 10 [0009] Par ailleurs, le constructeur automobile peut réaliser de nouvelles versions du moteur thermique afin d'augmenter le couple délivré, ce qui permet notamment d'améliorer sa dépollution. Dans ce cas il faut prévoir une pression plus élevée sur le disque de friction afin de passer ce couple plus important. [0010] Pour résoudre ce problème on peut modifier la cinématique du levier de 15 commande ou de la pédale d'embrayage afin d'augmenter une démultiplication réduisant l'effort à la pédale. Toutefois, cette modification entraîne un débattement angulaire plus important du levier de commande ou de la pédale d'embrayage, nécessitant un espace supplémentaire qui n'est pas toujours disponible. [0011] Une autre solution consiste à utiliser une butée présentant des faces d'appui en 20 matière plastique qui réduisent les forces de frottement du levier ou des doigts du ressort de pression glissant dessus par un petit mouvement radial lors des changements d'inclinaison, en transmettant la charge, ce qui globalement diminue l'hystérésis à la pédale de débrayage. [0012] Toutefois, cette solution pose un problème car on observe une certaine usure des 25 faces d'appui en matière plastique frottant sur les doigts du ressort de pression ou sur le levier de commande, ce qui diminue sa longueur axiale. On a alors une inclinaison plus forte du levier qui peut poser des problèmes d'encombrement. [0013] La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure. 3051522 3 [0014] Elle propose à cet effet une butée de débrayage pour la commande d'un mécanisme d'embrayage d'un moteur thermique, comportant deux faces transversales d'appui prévues pour transmettre le déplacement d'un levier de commande à des doigts d'un ressort de pression du mécanisme d'embrayage, cette butée étant remarquable en 5 ce qu'elle comporte au moins une face d'appui en matière plastique, et en ce qu'elle comporte un système hydraulique de compensation automatique de la longueur axiale entre les deux faces d'appui. [0015] Un avantage de cette butée de débrayage est que le coefficient de frottement réduit des faces d'appui en matière plastique permet de diminuer l'hystérésis à la pédale 10 de débrayage, ce qui abaisse l'effort nécessaire pour la manoeuvrer. [0016] De plus, l'usure des faces d'appui en matière plastique provoquée par le frottement du levier de commande ou des doigts du ressort de pression, entraînant une réduction de la longueur axiale de cette butée, est compensée automatiquement par le système hydraulique de compensation de longueur ce qui permet d'éviter lors de cette 15 usure une inclinaison trop forte du levier et des risques d'interférences avec le carter l'entourant. [0017] La butée de débrayage suivant l'invention peut de plus comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. [0018] Avantageusement, la butée comporte une bague avant en appui sur le ressort de 20 pression, une partie arrière en appui sur le levier de commande, et un ressort intermédiaire entre ces parties qui tend à les écarter axialement. [0019] Avantageusement, la butée de débrayage comporte un boîtier de maintien maintenant l'ensemble de la butée comportant sa bague avant et sa partie arrière, en fixant une longueur calibrée prise à partir de la face d'appui en matière plastique 25 subissant une usure. [0020] Avantageusement, la butée de débrayage comporte un vérin d'écartement réglant l'écartement entre la bague avant et une bague arrière. [0021] Dans ce cas, avantageusement le vérin d'écartement est alimenté par l'intermédiaire d'un clapet anti-retour permettant uniquement un passage de fluide vers ce 30 vérin. 3051522 4 [0022] Selon un mode de réalisation, la butée de débrayage comporte un moyen de commande maintenant une pression du fluide permettant d'alimenter en permanence le vérin d'écartement. [0023] En particulier, le moyen de commande peut être un vérin de commande 5 comprenant un ressort maintenant constamment une pression à l'intérieur. [0024] Selon un autre mode de réalisation, la butée de débrayage comporte une roue à rochet actionnée par une augmentation de l'écartement axial entre la bague avant et la partie arrière, correspondant à une usure de la face d'appui en matière plastique. [0025] Dans ce cas, la butée de débrayage peut comporter une tige d'attaque fixée à la 10 bague avant qui actionne la roue à rochet. [0026] L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile comportant une butée de débrayage disposée entre un moteur et une transmission, cette butée de débrayage comprenant l'une quelconque des caractéristiques précédentes. [0027] L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages 15 apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un embrayage équipé d'une butée de débrayage selon l'art antérieur ; - la figure 2 est un graphique présentant en demi-coupe axiale le principe de 20 fonctionnement d'une butée selon l'invention ; - la figure 3 est un schéma en demi-coupe axiale d'une butée selon l'invention ; - la figure 4 est un schéma en vue arrière de cette butée ; et - la figure 5 est un schéma en demi-coupe axiale d'une butée suivant une variante. [0028] La figure 1 présente un volant moteur 4 fixé sur l'extrémité d'un vilebrequin 2 d'un 25 moteur thermique, recevant un disque de friction 6 serré par un plateau de pression mobile 8 qui est maintenu à l'intérieur d'un couvercle en tôle 10 fixé à ce volant. Le disque de friction 6 entraîne un arbre primaire de la boîte de vitesses 14. 3051522 5 [0029] Par convention, le côté axial tourné vers le moteur thermique indiqué par la flèche « AV », est appelé côté avant. [0030] Un ressort de pression 12 comporte une partie radialement extérieure formant une rondelle Belleville prenant appui sur des articulations 26 du couvercle 10, pour appliquer 5 une charge axiale sur le plateau de pression 8. Le ressort de pression 12 comporte des doigts radiaux de commande tournés vers l'intérieur. [0031] Un levier de commande 16 fixé au carter de la boîte de vitesses 24 par un pivot 18, comporte une extrémité extérieure actionnée par une pédale d'embrayage 20, par l'intermédiaire d'une commande qui peut être à câble ou hydraulique. 10 [0032] L'extrémité intérieure du levier de commande 16 forme une fourchette 22 prenant appui sur la face transversale arrière d'une butée à billes 30, qui transmet le mouvement par sa face transversale avant à l'extrémité intérieure des doigts de commande du ressort de pression 12. [0033] De cette manière, un mouvement vers l'arrière de l'extrémité extérieure du levier 15 de commande 16, applique une charge vers l'avant sur la butée 30. Le ressort de pression 12 bascule autour de ses articulations 26 pour soulever le plateau de pression 8, ce qui libère le disque de friction 6. [0034] Lors d'un mouvement d'embrayage, les doigts du ressort de pression 12 reculent jusqu'à ce que le disque de friction 6 soit complètement serré dans une position de repos, 20 en entraînant un rappel vers l'arrière de la butée 30 et de la fourchette 22 du levier 16. [0035] Cette position de repos laisse normalement un jeu axial vers l'arrière pour la butée 30 et le levier 16, afin de s'assurer que le ressort de pression 12 soit limité dans sa course uniquement par le plateau de pression 10 en lui transmettant sa charge, ce qui applique entièrement cette charge sur le plateau. 25 [0036] La figure 2 présente une butée 30 comportant une face transversale d'appui avant en matière plastique, et un système mécanique intérieur de compensation automatique de sa longueur axiale totale X entre ses deux faces d'appui. [0037] Lors du fonctionnement du véhicule, on a une usure axiale de la face d'appui avant qui se produit avec le frottement radial des doigts du ressort de pression 12. Des 3051522 6 essais ont montré que sur la durée de vie du véhicule on pouvait atteindre une usure d'environ 1,5mm. [0038] La butée 30 comporte une bague avant 40 formant une partie avant, une partie arrière 60, et un ressort intermédiaire 50 qui tend à écarter ces deux parties l'une de 5 l'autre. [0039] La butée 30 comporte un boîtier de maintien 32 disposé dans son alésage, qui présente à ses extrémités un rebord radial permettant un maintien de l'ensemble de la butée comportant sa bague avant 40 et sa partie arrière 60, en fixant une longueur calibrée X. 10 [0040] Le rebord radial avant vient sur la face avant en matière plastique en même temps que les doigts du ressort de pression 12, de manière à maintenir la bague avant 40 sur une surface subissant l'usure de ces doigts. De cette manière, avec la pression constante du ressort intermédiaire 50 écartant les deux parties de la butée 30, la longueur utile de cette butée est maintenue suivant la longueur calibrée X. 15 [0041] Dans le cas d'une usure du disque de friction 6 du mécanisme d'embrayage, les doigts du ressort de pression 12 reculant vers l'arrière à la fin d'un cycle de débrayage, l'ensemble de la butée 30 recule aussi vers l'arrière sans effet sur sa longueur calibrée X. [0042] La figure 3 présente la bague avant 40 de la butée 30, comportant un revêtement de la face d'appui avant 42 en matière plastique permettant un glissement des doigts du 20 ressort de pression 12 avec un faible frottement. [0043] La partie arrière 60 comporte une bague arrière 44 supportant un vérin d'écartement 66 fixé dessus, disposé parallèlement à l'axe, présentant son extrémité avant en appui sur la bague avant 40 pour définir l'espacement entre les deux bagues. [0044] Un ressort intermédiaire d'écartement 50 disposé axialement, prend appui d'un 25 côté sur la bague avant 40, et de l'autre côté sur l'extrémité avant d'un vérin de commande 64 disposé en parallèle du vérin d'écartement 66 et fixé sur la bague arrière 44, afin d'appliquer une charge constante d'écartement entre ces deux bagues. [0045] Le vérin de commande 64 comporte à l'intérieur en partant du côté avant, un ressort de maintien en pression 52 appliquant une charge sur l'extrémité d'une tige d'un 3051522 7 piston 54, puis ce piston se trouvant dans une chambre 56 à l'arrière du vérin de commande. [0046] La chambre de commande 56 est reliée par un clapet anti-retour 58 au vérin d'écartement 66, de manière à laisser passer uniquement le fluide vers ce vérin 5 d'écartement sans possibilité de retour. [0047] Le fonctionnement de la butée 30 à compensation automatique de longueur est le suivant. [0048] Le ressort de maintien en pression 52 appliquant une charge sur le piston 54, maintien en permanence une pression dans la chambre de commande 56. 10 [0049] Après un cycle de débrayage complet quand la charge sur la butée 30 est redescendue, s'il y a une usure de la face d'appui avant en matière plastique 42, le ressort intermédiaire 50 écarte la bague avant 40 de la bague arrière 44 dans la limite de la longueur calibrée X fixée par le boîtier de maintien 32. [0050] Le vérin d'écartement 66 est automatiquement rempli de fluide par le vérin de 15 commande 64, en passant par le clapet anti-retour 58 qui permet uniquement un passage dans ce sens. Le vérin d'écartement 66 bloque alors le nouvel écartement entre les bagues d'appui 40, 44, sans possibilité de resserrement de ces bagues grâce au clapet anti-retour 58. [0051] La butée 30 conservant sa longueur totale X même avec une usure de la face 20 d'appui 42 en matière plastique, on peut accepter une usure relativement importante de cette face sans qu'elle entraîne un décalage de la course du levier 16. On n'a alors pas de risque d'interférence du levier 16 avec un carter 24 de la boîte de vitesses, à cause de cette usure. [0052] La figure 4 présente quatre systèmes de rattrapage d'usure 62 comprenant 25 chacun son vérin d'écartement 66, régulièrement répartis autour de l'axe du mécanisme d'embrayage, afin d'apporter une répartition autour de cet axe des appuis permettant de transmettre la charge axiale venant du levier 16 au ressort de pression 12. [0053] En variante, on peut disposer seulement trois systèmes de rattrapage d'usure 62, ce qui ferait une répartition isostatique des appuis autour de l'axe. 3051522 8 [0054] La figure 5 présente une butée 30 comprenant une roue à rochet 70 dont l'axe est lié à la bague arrière 44, comportant des dents extérieures en prise avec une crémaillère 74 disposée radialement. L'extrémité de la crémaillère 74 comporte un piston coulissant dans un vérin de commande 76 aligné sur cette crémaillère. 5 [0055] Une tige d'attaque 72 comporte une extrémité avant fixée sur la face arrière de la bague avant 40. L'extrémité arrière de la tige d'attaque 72 est engagée entre les dents de la roue à rochet 70 de manière à entraîner cette roue dans le sens indiqué par la flèche F quand la tige part vers l'arrière, et à se dégager des dents quand elle part vers l'avant. [0056] Le vérin de commande 76 délivre son fluide à un vérin d'écartement 80 disposé 10 axialement et prenant appui sur la bague arrière 44, par l'intermédiaire d'un clapet anti- retour 58 laissant passer le fluide uniquement dans cette direction. [0057] Le piston 82 du vérin d'écartement 80 comporte une tige tournée vers l'avant, qui prend appui sur la bague avant 40 par un ressort intermédiaire 50. [0058] Le fonctionnement de la butée 30 à compensation automatique de longueur est le 15 suivant. L'extrémité arrière de la tige d'attaque 58 est au repos entre deux dents de la roue à rochet 70. [0059] Lors d'une course de débrayage la charge sur la butée 30 est suffisante pour comprimer complètement le ressort intermédiaire 50, on a alors un recul de l'extrémité arrière de la tige d'attaque 72 par rapport à la roue à rochet 70, qui reste entre deux dents 20 et n'entraîne pas cette roue. [0060] Vers la fin du mouvement d'embrayage quand la charge axiale diminue, le ressort intermédiaire 50 se détend et la tige d'attaque 72 repart vers l'avant par rapport à la roue à rochet 70. Dans le cas où il n'y a pas eu d'usure de la face d'appui 42 en matière plastique de la bague avant 40, la tige d'attaque 72 revient dans sa position de départ, en 25 restant entre deux dents de la roue à rochet 70 sans la faire tourner. [0061] Dans le cas où on a eu une usure de la face d'appui avant 42, la longueur axiale totale X disponible pour la butée 30 restant constante, le ressort intermédiaire 50 se détend en écartant plus la bague avant 40 de la partie arrière 60. 3051522 9 [0062] La tige d'attaque 72 venant alors plus en avant par rapport à la roue à rochet 70, passe au-dessus de la dent de cette roue disposée vers l'avant. Lors du débrayage suivant, la compression du ressort intermédiaire 50 provoque un mouvement de la tige d'attaque 72 vers l'arrière, qui entraîne vers l'arrière cette dent en faisant tourner la roue à 5 rochet 70 dans le sens indiqué par la flèche F. [0063] La crémaillère 74 se déplace, le piston du vérin de commande 76 avance en poussant le fluide vers le vérin d'écartement 80, qui repousse son piston 82 comme indiqué par la flèche F1. On a alors une augmentation de la longueur Y de la partie arrière 60 de la butée qui compense l'usure de la face d'appui avant 42, sans possibilité de 10 resserrement grâce au clapet anti-retour 58. REVENDICATIONS1 - Butée de débrayage pour la commande d'un mécanisme d'embrayage d'un moteur thermique, comportant deux faces transversales d'appui prévues pour transmettre le déplacement d'un levier de commande (16) à des doigts d'un ressort de pression (12) du mécanisme d'embrayage, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une face d'appui en matière plastique (42), et en ce qu'elle comporte un système hydraulique de compensation automatique de la longueur axiale entre les deux faces d'appui. 2 - Butée de débrayage selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte une bague avant (40) en appui sur le ressort de pression (12), une partie arrière (60) en appui sur le levier de commande (16), et un ressort intermédiaire (50) entre ces parties qui tend à les écarter axialement. 3 - Butée de débrayage selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comporte un boîtier de maintien (32) maintenant l'ensemble de la butée comportant sa bague avant (40) et sa partie arrière (60), en fixant une longueur calibrée (X) prise à partir de la face d'appui en matière plastique (42) subissant une usure. 4 - Butée de débrayage selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comporte un vérin d'écartement (66, 80) réglant l'écartement entre la bague avant (40) et une bague arrière (44). 5 - Butée de débrayage selon la revendication 4, caractérisée en en ce que le vérin d'écartement (66, 80) est alimenté par l'intermédiaire d'un clapet antiretour (58) permettant uniquement un passage de fluide vers ce vérin (66, 80). 6 - Butée de débrayage selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comporte un moyen de commande (64) maintenant une pression du fluide permettant d'alimenter en permanence le vérin d'écartement (66). 7 - Butée de débrayage selon la revendication 6, caractérisée en ce que le moyen de commande (64) est un vérin de commande comprenant un ressort (52) maintenant constamment une pression à l'intérieur. 3051522 11 8 - Butée de débrayage selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comporte une roue à rochet (70) actionnée par une augmentation de l'écartement axial entre la bague avant (40) et la partie arrière (60), correspondant à une usure de la face d'appui en matière plastique (42). 5 9 - Butée de débrayage selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle comporte une tige d'attaque (72) fixée à la bague avant (40), qui actionne la roue à rochet (70). 10 - Véhicule automobile comportant une butée de débrayage (30) disposée entre un moteur et une transmission, caractérisé en ce que cette butée de 10 débrayage (30) est selon l'une quelconque des revendications précédentes.