Brevet FR3077856A1 — publié le 20190816

COUVERCLE POUR MÉCANISME D'EMBRAYAGE DE VÉHICULE AUTOMOBILE ET MÉCANISME D'EMBRAYAGE COMPRENANT UN TEL COUVERCLE [0001] L'invention se rapporte à la fois à un couvercle pour mécanisme d'embrayage et à un mécanisme d'embrayage comprenant un tel couvercle. Le perfectionnement selon l'invention s'applique aussi à un couvercle de mécanisme de « coupure KO » pour système de transmission hybride. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE [0002] Les mécanismes d'embrayage intégrés aux systèmes de transmission de véhicules automobiles comprennent des composants à symétrie de révolution autour de l'axe de rotation du mécanisme. Ces composants sont constitués, notamment, d'un plateau de pression assurant le contact d'appui de garnitures de friction sur le volant moteur en position embrayée, d'un couvercle assemblé au plateau de pression et d'un diaphragme à effet de ressort monté de façon intercalaire entre le plateau de pression et le couvercle et actionné en son centre par une butée raccordée, via un circuit hydraulique, à une pédale d'embrayage. [0003] Dans un tel mécanisme d'embrayage, le couvercle est généralement assemblé au volant moteur au moyen d'éléments de fixation au moins partiellement filetés, logés dans des orifices traversant du couvercle et destinés à se visser dans des alésages taraudés du volant moteur. Le couvercle est, par ailleurs, raccordé au plateau de pression via des languettes flexibles. [0004] De manière générale, on cherche à améliorer l'efficacité des mécanismes d'embrayage et à optimiser leur rendement sans dégrader les performances du système car, en présence de couples élevés, le couvercle enfermant le mécanisme d'embrayage se trouve alors soumis à des contraintes de déformation élevées. [0005] En particulier, cette augmentation du tarage du mécanisme d'embrayage appliquée à un couvercle dont la structure est figée, du fait de l'espace disponible dans son environnement dimensionnel immédiat, entraîne des déformations de sa partie supérieure sous les efforts produits à la fois par le tarage élevé et l'action de 2 débrayage. Or les deux facteurs principaux contribuant à la raideur du couvercle sont d'une part, l'épaisseur de sa partie centrale cylindrique et, d'autre part, le profil de sa partie périphérique extérieure sur laquelle sont aménagés des éléments fonctionnels (ponts, languettes, pattes de fixation, excroissances, ...). 5 [0006] Il existe des couvercles réalisés par emboutissage d'une tôle d'acier mais, les deux facteurs qui participent à l'augmentation de la raideur du couvercle opèrent de façon antagoniste car sa partie périphérique extérieure doit être suffisamment mince pour pouvoir être emboutie. [0007] Par ailleurs, il existe des couvercles réalisés en fonte et d'une seule pièce 10 qui présentent une raideur satisfaisante comme ceux décrits dans le FR2740190 et le FR2868491. Toutefois, pour des raisons de résistance mécanique, ces couvercles en fonte présentent alors une épaisseur relativement importante, notamment, dans les zones périphériques ce qui augmente la masse globale et l'inertie de façon préjudiciable et pose des problèmes d'assemblage au volant moteur. 15 [0008] Par ailleurs, le GB1506738 décrit un couvercle constitué d'une tôle d'aluminium portant des inserts discontinus. Cependant, bien que la masse du couvercle soit allégée, son inertie se trouve alors dégradée. EXPOSÉ DE L'INVENTION [0009] L'invention vise à remédier aux inconvénients de l'état de la technique en 20 modifiant et en adaptant la structure existante des couvercles et, notamment, le profil, les matériaux et les caractéristiques dimensionnelles de ses éléments constitutifs, en vue de réduire sa masse globale tout en augmentant sa raideur et en optimisant son inertie. [0010] Dans ce but, l'invention propose un couvercle pour mécanisme 25 d'embrayage de véhicule automobile comprenant une partie centrale annulaire d'axe de révolution et une partie périphérique sensiblement cylindrique, les deux parties délimitant entre elles un volume intérieur apte à recevoir un organe d'actionnement du mécanisme d'embrayage, caractérisé en ce que la partie périphérique est pourvue d'au moins un élément de lestage concentrique dont l'inertie relativement à l'axe est 3 comprise entre 20% et 80% de l'inertie totale du couvercle et qui est constitué d'un matériau dont la densité est supérieure ou égale à deux fois la densité de la matière constitutive de la partie centrale. [0011] De manière avantageuse, la partie centrale et la partie périphérique sont 5 issues de la même matière et réalisées par moulage. Ce couvercle, selon l'invention, présente l'avantage de disposer d'une forte épaisseur dans la partie centrale et de réaliser des formes complexes dans la partie périphérique tout en respectant les critères d'inertie imposés par le cahier des charges du constructeur automobile. [0012] L'invention peut présenter l'une ou l'autre des caractéristiques décrites ci- 10 dessous combinées entre elles ou prises indépendamment les unes des autres. [0013] Selon une caractéristique avantageuse, au moins une portion de l'élément de lestage s'étend radialement à l'extérieur de la partie périphérique. [0014] Selon une autre caractéristique avantageuse du couvercle de l'invention, ledit élément de lestage présente une forme annulaire. 15 [0015] Selon une première variante du couvercle de l'invention, l'élément de lestage comprend une bague annulaire s'étendant parallèlement à la partie périphérique suivant l'axe de révolution. [0016] Selon une autre variante du couvercle de l'invention, l'élément de lestage comprend une couronne au moins partiellement circulaire s'étendant parallèlement à 20 la partie centrale. [0017] Selon une variante alternative, la couronne se prolonge par une bague axiale s'étendant perpendiculairement à la partie centrale. [0018] De préférence, cette couronne est circulaire. [0019] Avantageusement, la couronne circulaire comporte des orifices recevant 25 les organes d'assemblage du couvercle au volant moteur. 4 [0020] Selon une encore une autre variante du couvercle de l'invention, la partie périphérique comprend des épaulements radiaux destinés à supporter l'élément de lestage. [0021] De préférence, ces épaulements présentent une face d'appui dans laquelle 5 l'élément de lestage est engagé en force et maintenu par serrage radial. [0022] Selon une caractéristique spécifique, le couvercle présente globalement, dans une section passant par l'axe, un profil en L défini par les parties centrale et périphériques et délimitant le volume intérieur du couvercle. [0023] Selon une autre variante spécifique, au moins la partie centrale est réalisée 10 avec une fonte d'aluminium tandis que l'élément de lestage est réalisé en fonte ou en acier au carbone. [0024] Selon encore une autre variante spécifique, au moins la partie centrale est réalisée en fonte de magnésium. [0025] De préférence, la partie périphérique comprend des orifices de fixation du 15 mécanisme d'embrayage. [0026] Le cas échéant, l'élément de lestage est muni d'une denture coopérant avec des organes extérieurs en vue de mesurer la vitesse de rotation. [0027] En variante, l'élément de lestage est muni d'une couronne dentée de raccordement à une machine électrique de transmission hybride. 20 [0028] En variante, l'élément de lestage est muni d'une poulie de raccordement à une machine électrique de transmission hybride. [0029] Avantageusement, l'élément de lestage s'étend radialement au-delà du volume intérieur. L'implantation radiale de l'élément de lestage est ainsi suffisamment décalée par rapport à l'axe de révolution pour avoir une influence sur 25 l'inertie globale du couvercle. 5 [0030] De préférence, l'élément de lestage comprend des orifices, dont les axes coïncident avec les axes des orifices de fixation du mécanisme d'embrayage, réalisés dans la partie périphérique du couvercle. [0031] En variante, la partie périphérique est pourvue d'une série d'éléments de 5 lestage distincts et identiques régulièrement répartis autour de l'axe de révolution. [0032] Un autre objet de l'invention est un mécanisme d'embrayage de véhicule automobile qui comprend un couvercle présentant les caractéristiques définies ci-dessus et un organe d'actionnement prenant appui sur la partie centrale du couvercle. [0033] L'invention selon tous ces objets permet d'obtenir un couvercle dont la 10 raideur et l'inertie sont satisfaisantes tout en réalisant un gain de poids de la structure sans augmentation de son volume. [0034] L'inertie du couvercle selon l'invention respecte les exigences des constructeurs automobiles. [0035] Le couvercle moulé selon l'invention permet de disposer d'une forte 15 épaisseur dans la partie centrale et de réaliser des formes complexes dans la partie périphérique. [0036] Enfin, la structure du couvercle de l'invention obtenue par moulage offre un choix plus large de profils, éventuellement plus complexes avec une plus grande sélectivité de la raideur et ayant donc des propriétés mécaniques améliorées. 20 [0037] Le couvercle de l'invention trouve plus particulièrement son intérêt dans un contexte où l'on peut rapporter et monter l'élément de lestage chez le constructeur automobile ou le réparateur qui effectue la pose finale. BRÈVE DESCRITION DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la 25 description qui va suivre, en référence aux figures annexées et détaillées ci-après. 6 Les figures 1A, 1B et 1C représentent des vues, respectivement, en perspective éclatée, en perspective assemblée et en demi-coupe axiale d'un premier mode de réalisation du couvercle selon l'invention. La figure 2 représente une vue en demi-coupe axiale d'un second mode de réalisation 5 du couvercle 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. La partie haute des figures se situe du côté de la boîte de vitesse tandis que la partie basse se trouve du côté du volant moteur. 10 DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE MODES DE RÉALISATION [0038] Naturellement, les modes de réalisation illustrés par les figures présentées ci-dessus ne sont donnés qu'a titre d'exemples non limitatifs. Il est explicitement prévu que l'on puisse combiner entre eux ces différents modes et variantes pour en proposer d'autres. 15 [0039] L'invention concerne un couvercle 1 de mécanisme d'embrayage pour véhicule automobile. Le mécanisme d'embrayage est généralement logé dans le système de transmission du véhicule et est constitué, notamment, de l'assemblage, direct ou indirect, d'au moins un volant moteur 2 avec, d'une part un vilebrequin (non représentés sur les figures) et, d'autre part, le couvercle 1 assurant la fermeture de ce 20 mécanisme d'embrayage qui est du type normalement fermé. [0040] Entre le volant moteur 2 et le mécanisme d'embrayage, est intercalé un disque d'embrayage 8 portant des garnitures de friction 9 qui, en position embrayée, sont mises en appui sur le volant moteur 2 au moyen d'un plateau de pression 4 (visible sur les figures 1C et 2) et qui sont libérées, en position débrayée, sous l'action 25 d'un organe d'actionnement représenté ici sous la forme d'un diaphragme 5 à effet de ressort déplacé par un actionneur lui-même commandé par la pédale d'embrayage (non représentés). Entre le diaphragme 5 et le couvercle 1 est montée une rondelle intercalaire 51 (figure 1A). 7 [0041] Le diaphragme 5 prend appui sur la partie centrale du couvercle par l'intermédiaire des crochets d'articulation 20 qui plaquent l'organe d'actionnement sur la rondelle intercalaire 51. [0042] La solidarisation du couvercle 1 au volant moteur 2 est réalisée au moyen 5 d'organes d'assemblage filetés tels que des vis 6 (figures 1C et 2). Ces organes d'assemblage 6 sont logés dans des orifices traversant 120 ménagés à la périphérie du couvercle 1 et sont destinés à se visser dans des alésages taraudés ménagés en vis à vis dans le volant moteur 2. [0043] Comme illustré par les figures 1A, 1B et 2, le couvercle 1 comprend une 10 partie centrale cylindrique 11 et une partie périphérique 12 qui, selon l'invention, sont réalisées par moulage. [0044] La partie centrale 11 est pourvue d'un orifice central 10 pour le passage, notamment, d'un moyeu et de l'actionneur du diaphragme (non représentés). [0045] Cette partie centrale 11 a pour but d'assurer la raideur optimale du 15 couvercle du mécanisme d'embrayage. [0046] La partie périphérique 12 comprend, notamment, une jupe 14 qui vient en appui sur le volant moteur 2. [0047] Cette partie périphérique 12 est pourvue d'orifices 120 qui la traverse et qui sont destinés, respectivement, à la pose ultérieure des vis 6 de fixation du 20 couvercle 1 au volant moteur 2 ainsi qu'a celle des languettes 7 de liaison entre le couvercle 1 et le plateau de pression 4, comme illustré par la figure 1A. [0048] Comme illustré par les figures 1C et 2, le couvercle 1 présente globalement, dans une section passant par l'axe X, un profil en L défini entre la partie centrale 11 et la jupe 14 de la partie périphérique 12 et délimitant le volume intérieur 25 du couvercle dans lequel est logé notamment le diaphragme 5. [0049] Les couvercles traditionnels de l'art antérieur sont généralement réalisés en tôle d'acier emboutie. Si l'on veut augmenter la raideur du couvercle, il faut 8 augmenter son épaisseur mais, l'inertie d'un tel couvercle devient alors trop élevée et ne respecte plus les critères d'inertie imposés par les constructeurs automobiles. [0050] Les variantes de couvercle selon l'invention sont réalisées, quant à elles, par moulage d'un matériau tel qu'une fonte d'aluminium ou de magnésium coulée, ou 5 bien encore d'une matière synthétique thermodurcissable ou thermoplastique, éventuellement chargée en fibres de carbone. [0051] L'épaisseur de ces couvercles est plus importante ce qui augmente leur raideur mais leur inertie est alors moindre car la densité de ces matériaux est plus faible que celle de l'acier. 10 [0052] En effet, un couvercle moulé, par exemple, en fonte présente une raideur importante (de l'ordre de trois fois celle d'un couvercle en tôle d'acier) mais, sa masse et son inertie ont des valeurs trop faibles. [0053] Un couvercle moulé en aluminium ou en alliage de magnésium a une meilleure raideur (de l'ordre de deux fois plus importante) et est plus léger mais son 15 inertie n'est pas satisfaisante. [0054] Dans ces conditions, l'invention préconise de rapporter au moins un élément de lestage 3 pour compenser le déficit d'inertie. [0055] Par conséquent, l'invention a pour but de modifier le profil, les matériaux et les caractéristiques dimensionnelles des éléments constitutifs de la structure 20 traditionnelle du couvercle, en vue de réduire sa masse globale tout en cherchant à augmenter sa raideur et à optimiser son inertie. [0056] Ce compromis technique est obtenu, selon l'invention, en munissant la partie périphérique 12 d'un élément de lestage 3 rapporté dont l'inertie selon l'axe de révolution X est comprise entre 20% et 80% et, de préférence, entre 25% et 60% de 25 l'inertie totale du couvercle 1. [0057] Pour parfaire le résultat recherché, il est prévu que cet élément de lestage 3 soit constitué d'un matériau métallique dont la densité est supérieure ou égale à deux fois et, de préférence 2,5 fois, la densité de la matière constitutive de la partie 9 centrale 11. Par exemple, l'élément de lestage rapporté est réalisé en fonte ou en tôle d'acier. [0058] De préférence, au moins une portion de l'élément de lestage 3 est disposée radialement à l'extérieur de la partie périphérique 12 et, le cas échéant, au-delà du 5 diaphragme 5 de façon à optimiser l'effet d'inertie par rapport à la masse ajoutée. [0059] Avantageusement, l'élément de lestage 3 peut s'inscrire dans un diamètre correspondant au diamètre d'implantation des orifices de fixation du mécanisme d'embrayage augmenté de 40 mm. [0060] Dans le mode de réalisation illustré par les figures 1A, 1B et 1C, la partie 10 périphérique 12 du couvercle 1 porte des épaulements radiaux 13 destinés à supporter l'élément de lestage 3 qui est ici formé d'un anneau cylindrique fermé. [0061] Les épaulements 13 présentent une face d'appui 13a (figure 1A) dans laquelle le rebord de l'élément de lestage annulaire 3 est engagé en force et maintenu en place par serrage radial. Ces épaulements 13 peuvent être réalisés, par exemple, 15 par usinage directement sur le couvercle. [0062] Selon une variante de réalisation, le rebord de l'élément de lestage 3 est fixé par soudure sur les épaulements 13. [0063] Dans un autre mode de réalisation illustré par la figure 2, l'élément de lestage 3 comprend une couronne circulaire 31 s'étendant parallèlement à la partie 20 centrale 11 et se prolongeant par une bague axiale 32 s'étendant perpendiculairement à la partie centrale. [0064] Cette couronne circulaire 31 comporte des orifices 30 recevant les organes de fixation 6 assurant l'assemblage du couvercle 1 et de l'élément de lestage 3 aux autres composants du mécanisme d'embrayage. La couronne 31 est ainsi maintenue 25 en appui sur la partie périphérique 12. [0065] L'élément de lestage 3 peut également être emmanché en force dans le couvercle 1, soudé ou vissé sur le couvercle ou même surmoulé sur la partie périphérique 12 du couvercle. 10 [0066] Bien que dans tous les modes de réalisation illustrés par les figures l'élément de lestage 3 soit représenté sous forme annulaire continue, il est possible, sans sortir du cadre de l'invention, de réaliser l'élément de lestage sous forme discontinue. 5 [0067] Ainsi, le couvercle 1 peut être pourvu d'une série d'éléments de lestage 3 distincts et identiques destinés à être régulièrement répartis autour de l'axe X, par exemple, une série de trois secteurs ou segments lestés distants angulairement de 120° les uns des autres. Ces éléments de lestage 3 peuvent être soudés ou vissés sur le couvercle ou même surmoulés sur la partie périphérique 12 du couvercle. 10 [0068] Selon encore d'autres variantes de l'invention, l'élément de lestage 3 peut être constitué d'une couronne de démarreur, d'une couronne dentée de raccordement à une machine électrique de transmission hybride, ou d'une poulie de raccordement à une machine électrique de transmission hybride. [0069] Le cas échéant et selon une variante non représentée, l'élément de lestage 15 3 sera muni d'une denture destinée à coopérer avec des organes extérieurs, mécaniques, électriques ou électroniques, déjà présents ou rapportés dans le mécanisme d'embrayage, en vue de mesurer la vitesse de rotation. [0070] Le couvercle de l'invention peut être utilisé avec tout mécanisme d'embrayage REVENDICATIONS1 Couvercle (1) pour mécanisme d'embrayage de véhicule automobile comprenant une partie centrale annulaire (11) d'axe de révolution (X) et une partie périphérique (12) sensiblement cylindrique , les deux parties (11, 12) délimitant entre elles un volume intérieur apte à recevoir un organe d'actionnement du mécanisme d'embrayage, caractérisé en ce que la partie périphérique (12) est pourvue d'au moins un élément de lestage (3) concentrique dont l'inertie relativement à l'axe (X) est comprise entre 20% et 80% de l'inertie totale du couvercle (1) et qui est constitué d'un matériau dont la densité est supérieure ou égale à deux fois la densité de la matière constitutive de la partie centrale (11). Couvercle selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins une portion dudit élément de lestage (3) s'étend radialement à l'extérieur de ladite partie périphérique (12). Couvercle selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit élément de lestage (3) comprend une bague annulaire (32) s'étendant parallèlement à ladite partie périphérique (12) suivant l'axe de révolution (X). Couvercle selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit élément de lestage (3) comprend une couronne (31) au moins partiellement circulaire s'étendant parallèlement à la partie centrale (11) et se prolongeant par une bague axiale (32) s'étendant perpendiculairement à la partie centrale. Couvercle selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite couronne circulaire (31) comporte des orifices (30) recevant les organes d'assemblage (6) du couvercle (1) au volant moteur. Couvercle selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite partie périphérique (12) comprend des épaulements radiaux (13) destinés à supporter ledit élément de lestage (3). Couvercle selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lesdits épaulements (13) présentent une face d'appui (13a) dans laquelle ledit élément de lestage (3) est engagé en force et maintenu par serrage radial. 10 2. 153. 4. 20 5. 25 6. 7. 30 12 8. Couvercle selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite partie centrale (11) et ladite partie périphérique (12) sont issues de la même matière et réalisées par moulage. 9. Couvercle selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au 5 moins la partie centrale (11) est réalisée en fonte d'aluminium. 10. Couvercle selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit élément de lestage (3) est muni d'une denture coopérant avec des organes extérieurs en vue de mesurer la vitesse de rotation. 11. Couvercle selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit élément de lestage (3) comprend des orifices dont les axes coïncident avec les axes des orifices de fixation du mécanisme d'embrayage réalisés dans ladite partie périphérique (12). 12. Mécanisme d'embrayage de véhicule automobile caractérisé en qu'il comprend un couvercle (1) selon l'une des revendications précédentes et un organe d'actionnement prenant appui sur ladite partie centrale (11) du couvercle (1).20