Brevet FR3053084A1 — publié le 20171229

Plateau de pression pour mécanisme d'embrayage à friction et son utilisation dans un mécanisme d'embrayage à friction pour véhicule automobile [0001] L'invention se rapporte à un mécanisme d'embrayage à friction pour véhicule automobile. Plus précisément, l'invention concerne un perfectionnement du plateau de pression d'un mécanisme d'embrayage à friction. EXPOSÉ DE L'INVENTION [0002] Les embrayages concernés par l'invention comprennent, d'une part, un ensemble de friction à disques monté sur l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses et, d'autre part, un mécanisme rotatif avec des composants à symétrie de révolution autour d'un axe de rotation du mécanisme. Ces composants sont constitués, notamment, d'un plateau de pression assurant le contact d'appui des disques sur le volant moteur en position embrayée, d'un couvercle assemblé au plateau et d'un diaphragme à effet de ressort monté de façon intercalaire entre le plateau et le couvercle et actionné en son centre par une butée raccordée, via un circuit hydraulique, à la pédale d'embrayage. [0003] Il se trouve que les phases de ré-embrayage s'accompagnent parfois d'un bruit désagréable (dénommé «grincement ») généré par un phénomène vibratoire dont la fréquence est généralement comprise entre 300 et 500 Hz. Ce phénomène trouve son origine dans un comportement mécanique irrégulier, instable ou perturbé des composants du mécanisme d'embrayage qui viennent en appui rotatif avec friction sur le disque et peut se trouver entretenu, à chaque tour du moteur, par une auto-excitation liée à la symétrie axiale de ces composants. Or, la persistance dans le temps ide ce phénomène acoustique peut produire un effet de résonance susceptible de se propager au-delà du mécanisme d'embrayage en devenant alors préjudiciable tant au confort des personnes transportées qu'à la sécurité du véhicule. 3053084 [0004] Le FR 3 025 269 décrit un mécanisme conçu pour résoudre ce problème en prévoyant que l'un au moins de ses composants et, notamment, le plateau de pression présente une discontinuité de distribution de sa masse surfacique et/ou de sa raideur sur au moins un axe diamétral. 5 Le plateau qui est réalisé sous forme annulaire, présente une répartition d'inertie non homogène du fait d'un différentiel de masse surfacique relatif obtenu par la réalisation directement sur l'anneau de cavités situées diamétralement en vis à vis ou par apport local d'une masse additionnelle, par exemple, sous forme de masselottes ou de lests. 10 [0005] Cependant, ce mode de réalisation de plateau de pression pose des problèmes de tenue mécanique à température élevée en raison, d'une part, de la répartition d'inertie non uniforme résultant de la nature du procédé de fabrication industrielle par coulée de fonte ou usinage et, d'autre part, de la faible épaisseur du plateau annulaire dans les zones à faible inertie. 15 [0006] L'invention vise à remédier à ce problème technique et à supprimer ce défaut de tenue mécanique en proposant un plateau de pression perfectionné, comprenant un anneau de révolution pourvu, à sa périphérie externe, d'au moins trois pattes radiales angulairement équidistantes pour le raccordement à un couvercle, caractérisé en ce que ledit anneau porte un jeu de deux masselottes 20 radialement en saillie et disposées sur l'axe diamétral passant à la fois par le centre et par l'une des pattes de raccordement au couvercle. [0007] Ce plateau de pression, selon l'invention, présente l'avantage, grâce à l'alignement des deux masselottes selon l'axe diamétral, de réduire les instabilités vibratoires qui sont à l'origine des phénomènes de « grincement » tout en préservant 25 le comportement thermique du composant. [0008] Selon une première variante, l'anneau de révolution est pourvu d'au moins un élément de fixation de masselottes rapportées. [0009] De préférence, l'élément de fixation est intégré dans l'épaisseur de l'anneau. 3053084 3 [0010] Avantageusement, au moins une des masselottes présente un corps s'étendant circonférentiellement et une branche radiale de raccordement à l'anneau du plateau de pression. [0011] Avantageusement, la largeur de la branche radiale est inférieure à la 5 moitié de l'extension circonférentielle du corps de la masselotte. [0012] Selon une autre variante, les éléments de fixation sont sous forme d'une platine dans laquelle est ménagé un alésage traversant pour la pose d'un rivet. [0013] Selon encore une autre variante, les masselottes sont réalisées d'une seule pièce avec l'anneau et présente un congé inférieur pour ne pas limiter la capacité de 10 flexion de l'anneau. [0014] Selon une variante spécifique, les masselottes sont portées en vis à vis par le bord intérieur de l'anneau. [0015] Selon une autre variante, les masselottes sont portées en vis à vis par le bord extérieur de l'anneau. 15 [0016] Dans ce dernier cas, il est prévu que l'une des deux masselottes est fixée sous la patte de raccordement au couvercle du côté de la face de friction de l'anneau. [0017] Alternativement, les deux masselottes peuvent être portées respectivement par le bord intérieur et le bord extérieur de l'anneau. [0018] Selon une autre caractéristique, la face des masselottes en regard de 20 l'anneau a un profil curviligne épousant le bord de l'anneau. [0019] Avantageusement, la masselotte disposée du côté de la patte de raccordement au couvercle a une plus faible inertie que l'autre masselotte disposée en vis à vis. [0020] Selon d'autres caractéristiques de l'invention, il est possible de prévoir que 25 les deux masselottes soient disposées de part et d'autre de l'axe de révolution de l'anneau et/ou que les deux masselottes soient de géométries différentes et/ou que les deux masselottes présentent des masses différentes. 3053084 4 [0021] Un autre objet de l'invention est une utilisation d'un plateau de pression tel que défini ci-dessus dans un mécanisme d'embrayage à friction pour véhicule automobile. [0022] Encore un autre objet de l'invention est un mécanisme d'embrayage à 5 friction comprenant un plateau de pression reprenant tout ou partie des caractéristiques mentionnées précédemment, un couvercle et un diaphragme monté de façon intercalaire entre le couvercle et le plateau de pression, ledit couvercle comporte des ponts aptes à recevoir les pattes de raccordement du plateau de pression et au moins l'un des ponts est apte à recevoir l'une des masselottes. 10 [0023] Les discontinuités apportées au niveau de l'inertie du plateau de pression selon l'invention permettent de limiter le couplage de ses modes axi-symétriques et, en conséquence, de supprimer ou de réduire les instabilités vibratoires qui sont à l'origine des phénomènes de « grincement ». [0024] En outre et plus particulièrement, la configuration du plateau de 15 l'invention contribue aussi à neutraliser ou tout au moins à atténuer l'excitation qui est responsable, en fonction du régime du moteur, de l'entretien de la vibration génératrice du bruit néfaste et sans qu'il soit nécessaire de modifier la structure des autres composants du mécanisme d'embrayage. [0025] Grâce à l'invention, le plateau conserve une raideur homogène selon tous 20 les axes qui n'entrave pas sa mise en cône sous forte sollicitation thermique et qui n'apporte pas de sollicitations supplémentaires par rapport à un plateau traditionnel. [0026] L'ajout de masses à l'intérieur et/ou à l'extérieur de l'anneau du plateau permet d'éviter son amincissement qui était auparavant préjudiciable à sa tenue en température tout en apportant une réponse efficace à la fonction de découplage. 25 [0027] Le plateau dont l'anneau a initialement une répartition de masse uniforme présente ainsi, du fait de l'ajout des masselottes, des inerties de basculement différentes suivant les axes principaux. 3053084 5 BREVE DESCRIPTION DES FIGURES [0028] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui va suivre, en référence aux figures annexées et détaillées ci-après. 5 La figure 1 représente une vue d'ensemble éclatée d'un mécanisme d'embrayage traditionnel. Les figures 2A et 2B représentent, des vues, respectivement, de dessus et en coupe diamétrale selon II-II d'un premier mode de réalisation du plateau de l'invention. Les figures 3A, 3B, 4 et 5A, 5B représentent des vues, respectivement, de dessus, de 10 dessous (et en coupe diamétrale selon II-II de trois autres modes de réalisation du plateau de l'invention. Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l'ensemble des figures. DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE MODES DE REALISATION 15 [0029] Naturellement, les modes de réalisation illustrés par les figures présentées ci-dessus ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs. Il est explicitement prévu, selon l'invention, que l'on puisse combiner entre eux ces différents modes pour en proposer d'autres. [0030] La figure 1 représente un mécanisme d'embrayage traditionnel 20 comprenant, notamment et, ici essentiellement, quatre composants à symétrie de révolution autour de l'axe 0, respectivement, un plateau de pression 1, un diaphragme intercalaire 2 et un couvercle 3 dont la coopération mutuelle a déjà été sommairement décrite en introduction. Accessoirement, une rondelle d'articulation 5 est introduite entre le plateau de 25 pression 1 et le diaphragme 2 pour lui permettre de pivoter par rapport au couvercle 3 lors de la phase de débrayage et, du fait de son élasticité intrinsèque, de rattraper l'usure au niveau de leur zone de contact. 3053084 6 Ce plateau de pression 1 est constitué, de manière traditionnelle, d'un anneau métallique 6 pourvu de trois pattes 13 dont les orifices 10 sont destinés à la fixation avec le couvercle 3 par l'intermédiaire de séries de languettes 4 dites de rappel (voir figure 5A). Ces pattes 13 s'étendent radialement et de façon angulairement 5 équidistantes à la périphérie de l'anneau constituant le plateau de pression 1. [0031] Cet anneau supporte différents éléments fonctionnels F ménagés ou rapportés sur sa surface et coopérant avec des éléments complémentaires (non représentés) du mécanisme d'embrayage qui, sont sans rapport direct avec l'invention et qui, par conséquent, ne seront pas explicitement décrits. 10 [0032] L'anneau 6 est constitué de trois secteurs angulaires la, lb, lc sensiblement identiques à 120° qui sont délimités entre les pattes de fixation 13 (figure 2A). Dans un plateau de pression 1 traditionnel tel qu'illustré par la figure 1, les masses des secteurs sont égales mais, du fait de la présence des éléments fonctionnels F en 15 saillie ou en creux, elle n'est pas nécessairement répartie de façon homogène sur chaque secteur et donc sur le pourtour de l'anneau 6. Dans ces conditions, compte tenu de la symétrie de révolution de l'anneau 6, la masse et donc l'inertie globale d'un plateau traditionnel est sensiblement égale à trois fois celle de l'un de ses secteurs angulaires la, lb, lc. 20 L'invention vise à perfectionner ce mécanisme d'embrayage à friction en vue de supprimer, ou tout au moins, de réduire de façon significative les nuisances vibratoires et acoustiques survenant sur certains véhicules, dans la phase de patinage à l'embrayage ou au débrayage. [0033] Dans ce but, l'invention consiste à modifier la structure du plateau de 25 pression et, plus précisément, à rompre l'uniformité de répartition de la masse du plateau pour créer localement des zones de déséquilibre présentant un différentiel asymétrique dans la distribution d'inertie: 3053084 7 [0034] Ces zones de déséquilibre sont ménagées selon un axe diamétral X de l'anneau 6 passant à la fois par son centre situé sur l'axe de révolution 0 et par l'une des pattes 13 de raccordement du plateau de pression 1 au couvercle 3 de façon à créer localement un différentiel de masse compris entre 10% et 30% par rapport à la 5 masse du même anneau non modifié. [0035] Dans toutes les variantes, il est alors prévu que la masselotte montée du côté de la patte 13 ait une inertie (et donc une masse) plus faible que celle de l'autre masselotte pour tenir compte de l'inertie intrinsèque de la patte 13. [0036] Cette configuration du plateau de pression de l'invention créé ainsi un 10 déséquilibre dynamique de l'anneau en rotation du fait de la présence d'une discontinuité axiale de la distribution de la masse et donc de l'inertie sur son pourtour. Il en résulte une modification très sensible de la cinématique de rotation du plateau de pression par un effet de ballant ou d'inertie de basculement orienté suivant deux 15 axes perpendiculaires à la fois entre eux et relativement à son axe de révolution. [0037] Dans le mode de réalisation illustré par les figures 2A et 2B, des lests sont apportés sur l'axe X de l'anneau 6 par deux masselottes 11, 12, radialement en saillie et en vis à vis, réalisées ici d'une seule pièce avec l'anneau. Dans ce mode réalisation, les masselottes 11, 12 ont un profil en T et sont constituées d'un corps 11a, 12a dont 20 les bords suivent sensiblement le contour intérieur de l'anneau en lui étant raccordés par des branches radiales 11b, 12b de plus faible largeur. Le corps 11a, 12a s'étend circonférentiellement. Dans le cas présent, la largeur des branches radiales 11b, 12b est inférieure à la moitié de l'extension circonférentielle du corps 11a, 12a. 25 La largeur et l'épaisseur des branches radiales 11b, 12b sont dimensionnées de manière à réduire l'influence des masselottes 11, 12 sur le comportement thermique du plateau de pression. La mise en cône du plateau de pression sous forte sollicitation thermique reste homogène sur l'intégralité de l'anneau 6. 3053084 8 [0038] Comme illustré par la vue en coupe de la figure 2B, les masselottes 11, 12 présentent un congé inférieur 14 réalisé ici avec un profil concave plus ou moins prononcé réduisant leur épaisseur pour ne pas limiter la capacité de flexion de l'anneau 6. 5 [0039] D'autres variantes de modifications susceptibles d'être apportées au plateau de pression 1, prises isolément ou en combinaison, vont être décrites de façon détaillée ci-après, en référence aux figures 3A, 3B, 4A, 4B et 5A, 5B. [0040] Les figures 3A et 3B représentent une seconde variante du plateau modifié selon l'invention. Dans cette variante, l'anneau 6 est pourvu, sur son bord radialement 10 intérieur, d'éléments 15 de support et de fixation de masselottes 11, 12 rapportées. Les éléments 15 sont réalisés, de préférence, du côté du diaphragme 2 pour ne pas gêner les opérations d'usinage sur le diamètre intérieur de l'anneau 6. Les éléments 15 supportent les masselottes. Ces éléments 15 sont sous forme de platines radiales 15a dans lesquelles sont 15 ménagés des alésages traversants 15b destinés à la fixation de rivets R (figure 3B) et peuvent être orientés vers l'intérieur ou vers l'extérieur de l'anneau 6, en fonction de la structure du couvercle 3, ce qui permet d'optimiser la masse du plateau de pression pour une valeur d'inertie déterminée. [0041] Les platines 15a sont sensiblement rectangulaires avec un bord extérieur 20 rectiligne et orthoradial. Le bord extérieur des masselottes 11, 12 s'étend parallèlement au bord extérieur des platines 15a et leur bord intérieur est curviligne en suivant le pourtour intérieur de l'anneau 6. Les épaisseurs respectives des platines 15a et des masselottes rapportées 11, 12 sont déterminées pour réaliser un assemblage affleurant la face supérieure du plateau, 25 comme illustré par la figure 3B. La fixation des masselottes sur les platines 15a est obtenue au moyen de rivets R rapportés ou extrudés, si la matière constitutive des masselottes l'autorise, et avec un jeu radial de montage, comme illustré par les figures 3A et 3B. 3053084 9 [0042] Dans ce mode de réalisation, le plateau de pression 1 conserve une raideur homogène selon tous les axes pour permettre sa mise en cône sous contraintes de façon homogène. Cette configuration modulaire permet aussi d'adapter l'apport local de masse et le 5 différentiel d'inertie réalisé en fixant des masselottes spécifiques en profils, matières et en poids. Il serait ainsi possible, selon l'invention, de réaliser des masselottes rapportées en un matériau différent du matériau constitutif du plateau (fonte) et, notamment, en des matériaux plus denses (acier, tungstène,...) de façon à optimiser l'inertie sur l'axe 10 diamétral. [0043] Une autre variante illustrée par la figure 4 consiste à intégrer les éléments 15 de fixation des masselottes dans l'épaisseur de l'anneau. L'élément 15 comprend un alésage traversant de part et d'autre l'épaisseur de l'anneau 6 et forme un logement pour le rivet de fixation des masselottes. 15 Dans cette configuration, les masselottes sont directement sur la face supérieure du bord intérieur de l'anneau 6 et les masselottes rapportées 11, 12 sont alors fixées directement dans l'anneau du plateau de pression 1, comme illustré par la figure 4. Afin d'obtenir un lest suffisant sans générer une surépaisseur trop importante, il est prévu que les masselottes 11,12 comportent un corps 11a, 12a qui, en position de 20 fixation, vient sous le niveau de la face supérieure du plateau (figure 4) en s'étendant circonférentiellement. [0044] Les figures 5A et 5B représentent une quatrième variante du plateau de pression selon l'invention dans laquelle les masselottes sont toutes deux portées par le bord extérieur de l'anneau 6. 25 Dans ce cas, l'une des deux masselottes 12 dite inférieure est rapportée et montée sous la patte de fixation 13 du plateau de pression 1 au couvercle 3, comme illustré par la figure 5B. 3053084 10 A cet effet, le couvercle 3 comporte des ponts 31 aptes à recevoir les pattes de raccordement du plateau de pression et au moins l'un des ponts est apte à recevoir l'une desdites masselottes 11, 12. Le pont 31 est agencé pour entourer au moins partiellement le volume occupé par la masselotte. 5 Cette masselotte inférieure 12 est réalisée ici avec une section en U de façon à délimiter un logement pour la tête du rivet R. Cette variante prévoit que l'autre masselotte extérieure 11 est réalisée d'une seule pièce avec l'anneau 6 en étant solidaire de sa face supérieure. Il serait toutefois possible, sans sortir du cadre de l'invention, de prévoir que cette masselotte soit rapportée et fixée sur la platine d'un 10 élément 15 de fixation solidaire du bord extérieur de l'anneau 6, comme décrit précédemment en référence à une autre variante. [0045] Selon une autre variante, non représentée, consisterait en ce que les deux masselottes sont portées, respectivement, l'une 12 par le bord extérieur de l'anneau 6 (comme sur la figure 5B) et l'autre 11, diamétralement opposée, par le bord intérieur 15 de l'anneau (comme sur la figure 4B). [0046] Les deux masselottes peuvent aussi être disposées de part et d'autre de l'axe de révolution de l'anneau 6 et présenter des géométries et/ou des masses différentes. [0047] Selon encore une autre variante de l'invention, il est prévu que les pattes 20 de fixation 13 soient de formes différentes. REVENDICATIONS1. Plateau de pression (1) pour mécanisme d'embrayage à friction comprenant un anneau (6) de révolution pourvu, à sa périphérie externe, d'au moins trois pattes radiales (13) angulairement équidistantes pour le raccordement à un couvercle (3), caractérisé en ce que ledit anneau porte un jeu de deux masselottes (11, 12) radialement en saillie et disposées sur l'axe diamétral (X) passant à la fois par son centre et l'une des pattes (13) de raccordement au couvercle. 2. Plateau de pression selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit anneau (6) est pourvu d'au moins un élément (15) de fixation de masselottes (11, 12) rapportées. 3. Plateau de pression selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'au moins un élément (15) de fixation est intégré dans l'épaisseur de l'anneau (6). 4. Plateau de pression selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément (15) de fixation est réalisé sous forme d'une platine (15a) dans laquelle est ménagé un alésage traversant (15b) pour la pose d'un rivet (R) de fixation des masselottes. 5. Plateau de pression selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'au moins une des masselottes (11, 12) est réalisée d'une seule pièce avec l'anneau (1). 6. Plateau de pression selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la au moins une des masselottes (11, 12) présente : - un corps (11a, 12a) s'étendant circonférentiellement et, - une branche radiale (11b, 12b) de raccordement à l'anneau (6). 7. Plateau de pression selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la largeur de la branche radiale (11b, 12b) est inférieure à la moitié de l'extension circonférentielle du corps (11a, 12a) de la masselotte. 8. Plateau de pression selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites masselottes (11, 12) sont portées en vis à vis par le bord intérieur de l'anneau (6). 3053084 12 9. Plateau de pression selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lesdites masselottes (11, 12) sont portées en vis à vis par le bord extérieur de l'anneau (6). 10. Plateau de pression selon la revendication précédente, caractérisé en ce que 5 l'une (12) des deux masselottes est fixée sous la patte (13) de raccordement au couvercle (3) du côté de la face de friction de l'anneau (6). 11. Plateau de pression selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les deux masselottes (11, 12) sont portées respectivement par le bord intérieur et le bord extérieur de l'anneau (6). 10 12. Plateau de pression selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la face desdites masselottes (11, 12) en regard de l'anneau (6) a un profil curviligne épousant le bord de l'anneau. 13. Plateau de pression selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la masselotte (12) disposée du côté de la patte (13) de raccordement au 15 couvercle (3) a une plus faible inertie que l'autre masselotte (11) disposée en vis à vis. 14. Utilisation d'un plateau de pression (1) selon l'une des revendications précédentes dans un mécanisme d'embrayage à friction pour véhicule automobile. 20 15. Mécanisme d'embrayage à friction comprenant : un plateau de pression (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, un couvercle (3), un diaphragme (2) monté de façon intercalaire entre le couvercle (3) et 25 le plateau de pression (1), caractérisé en ce que ledit couvercle comporte des ponts (31) aptes à recevoir les pattes de raccordement du plateau de pression et en ce que au moins l'un des ponts est apte à recevoir l'une desdites masselottes (11, 12). 30