FR3138676A1

FR3138676A1 - Mecanisme d’embrayage pour un ensemble de transmission de vehicule motorise

Info

Publication number: FR3138676A1
Application number: FR2208121A
Authority: FR
Inventors: Bernard Dubois
Original assignee: Valeo Embrayages SAS
Current assignee: Valeo Embrayages SAS
Priority date: 2022-08-05
Filing date: 2022-08-05
Publication date: 2024-02-09
Anticipated expiration: 2042-08-05
Also published as: CN117515056A; FR3138676B1

Abstract

Mécanisme d’embrayage pour un ensemble de transmission de véhicule motorisé L’invention concerne un mécanisme d’embrayage (10), pour un ensemble de transmission de véhicule motorisé, comprenant : - un couvercle (11), - un plateau de pression (12) mobile par rapport au couvercle (11) selon un axe (X) de rotation du mécanisme d’embrayage, et destiné à coopérer avec un disque de friction, - un élément de levier (13) mobile entre une position embrayée et une position débrayée du mécanisme d’embrayage, apte à actionner le déplacement du plateau de pression (12), et - un dispositif (20) de compensation d’usure du disque de friction de l’ensemble de transmission comprenant notamment une broche d’entrainement (23). Figure pour l’abrégé : Figure 1

Description

MECANISME D’EMBRAYAGE POUR UN ENSEMBLE DE TRANSMISSION DE VEHICULE MOTORISE

La présente invention se rapporte à un mécanisme d’embrayage notamment pour un ensemble de transmission de véhicule motorisé, par exemple un véhicule automobile, un motocycle ou tout autre véhicule comprenant au moins un moteur thermique. Le véhicule automobile peut être un véhicule dit industriel, ce dernier étant par exemple un poids lourd, un véhicule de transport en commun, ou un véhicule agricole. Plus précisément, l’invention concerne un perfectionnement au mécanisme d’embrayage comprenant un dispositif de compensation d’usure.

Il est connu un ensemble de transmission pour véhicule motorisé comprenant un plateau de réaction, un mécanisme d’embrayage vissé sur le plateau de réaction et comportant un plateau de pression mobile, et un disque de friction monté entre lesdits plateaux de réaction et de pression. Le mouvement du plateau de pression selon l’axe du mécanisme est commandé par un élément à levier, par exemple un ressort à diaphragme, lui-même commandé par une butée d’embrayage. Le plateau de pression est ainsi mobile entre une position embrayée dans laquelle le disque de friction est serré entre lesdits plateaux de pression et de réaction, et une position débrayée dans laquelle le disque de friction est libéré.

L’utilisation du mécanisme d’embrayage provoque une usure des garnitures du disque de friction ainsi que des contre-matériaux des plateaux de pression et de réaction associés. Ceci se traduit par une variation de la position du plateau de pression par rapport au ressort à diaphragme associé, générant une variation de l’effort de serrage du disque de friction.

Il est aussi connu d’utiliser un dispositif de compensation d’usure au sein d’un mécanisme d’embrayage pour compenser la perte d’épaisseur des garnitures du disque de friction comme cela est divulgué dans le document EP 2348224 B1.

Le dispositif de compensation d’usure comprend des moyens à rampe coopérant avec des moyens à contre-rampe formés dans le plateau de pression de sorte que la rotation des moyens à rampe par rapport aux moyens à contre-rampe permette d’ajuster la distance entre le ressort à diaphragme et le plateau de pression et compenser ainsi l’usure du disque de friction.

Le dispositif de compensation d’usure comprend également des moyens d’entraînement en rotation des moyens à rampe dans lesquels on retrouve une roue à rochet apte à pivoter autour d’un axe transversal monté sur un support. Les moyens d’entraînement en rotation comportent également un organe élastique fixé sur le support, ledit organe élastique comportant une extrémité libre coopérant directement avec les dents de la roue à rochet de manière à actionner le pivotement de la roue à rochet en cas d’usure. L’actionnement de la roue à rochet se fait par déplacement de l’extrémité libre le long d’une dent de la roue à rochet et par le saut d’une dent de cette extrémité libre lorsque l’usure des garnitures dépasse une valeur de seuil.

Le dimensionnement des dents de la roue à rochet est à l’origine indépendant de la valeur du couple à transmettre par le mécanisme d’embrayage pour des raisons évidentes de standardisation. Pour des valeurs de couple à transmettre inférieure ou égale à 3000 Nm, le rendement du mécanisme est suffisant pour assurer l’actionnement de la dent de la roue à rochet par simple déplacement de l’extrémité libre de l’organe élastique. Au-delà de couple moteur dépassant 3000 Nm, le rendement du mécanisme d’embrayage devient insuffisant pour garantir le bon fonctionnement des moyens d’entraînement en rotation des moyens à rampe. La perte de rendement est générée par une flexion excessive des composants du mécanisme d’embrayage, ce qui réduit le déplacement global du plateau de pression lors de la phase de débrayage. Sans une augmentation de la course de débrayage de l’élément à levier, il n’est plus possible, à dimensionnement constant des dents de la roue à rochet, d’assurer le déplacement de l’extrémité libre de l’organe élastique par rapport à la dent de la roue à rochet et de garantir le saut d’une dent de cette extrémité libre. Une solution possible est de réduire les dimensions de la dent de la roue à rochet pour permettre à l’extrémité libre de sauter la dent plus facilement. Cette réduction de la dimension de la denture de la roue à rochet devient problématique pour des raisons d’usure de l’extrémité libre de l’organe d’élastique et/ ou de la dent de la roue à rochet. La pression de contact de l’extrémité libre de l’organe élastique sur les dents de petites dimensions dépasse les valeurs tolérées par le matériau de la roue à rochet.

L’invention vise à remédier à ces problèmes techniques en proposant un mécanisme d’embrayage perfectionné capable transmettre un couple moteur élevé et de compenser l'usure des garnitures du disque de friction avec une faible course de débrayage tout en garantissant une fiabilité du dispositif de compensation d’usure tout au long de la durée de vie du véhicule motorisé.

L’invention a également pour but d’apporter une solution simple, efficace et économique à ces problèmes.

A cet effet, la présente invention propose un mécanisme d’embrayage, pour un ensemble de transmission de véhicule motorisé, comprenant :

- un couvercle,

- un plateau de pression mobile par rapport au couvercle selon un axe X de rotation du mécanisme d’embrayage, et destiné à coopérer avec un disque de friction,

- un élément de levier mobile entre une position embrayée et une position débrayée du mécanisme d’embrayage, apte à actionner le déplacement du plateau de pression, et

- un dispositif de compensation d’usure, intercalé entre l’élément de levier et le plateau de pression, comportant des moyens à rampe coopérant avec des moyens à contre-rampe formés ou solidaires du plateau de pression de façon à ce que la rotation des moyens à rampe par rapport aux moyens à contre-rampe modifie la distance entre l’élément de levier et le plateau de pression, et des moyens d’entraînement en rotation des moyens à rampe par rapport au plateau de pression, lesdits moyens d’entraînement comportant une broche d’entrainement montée à rotation selon un axe transversal A et un organe élastique dont une de ces extrémités est libre de se déplacer par rapport à l’axe X, ladite extrémité libre entrainant en rotation la broche d’entrainement lorsque le mécanisme d’embrayage passe de la position débrayée à la position embrayée ou inversement lorsque le mécanisme d’embrayage passe de la position embrayée à la position débrayée.

Le mécanisme d’embrayage selon l’invention est remarquable en ce qu’un insert d’engrènement est rapporté sur l’extrémité libre de l’organe élastique et intercalé entre l’organe élastique et la broche d’entrainement.

Ce mécanisme d’embrayage, selon l’invention, présente l’avantage d’améliorer la fiabilité du dispositif de compensation d’usure par adjonction d’un d’insert facilitant l’engrènement de la broche d’entrainement sur l’extrémité libre de l’organe élastique.

Avantageusement, la broche d’entrainement comprend au moins une roue à rochet avec une denture répartie autour de l’axe A et l’insert d’engrènement se déplace axialement selon l’axe X sur les dents de la roue à rochet conjointement avec l’extrémité libre de l’organe élastique.

De préférence, lorsque le mécanisme d’embrayage est dans la position embrayée, une première dent de la roue à rochet est en contact avec l’insert d’engrènement et au moins une deuxième dent de la roue à rochet est en contact avec l’insert d’engrènement ou en contact avec l’extrémité libre de l’organe élastique.

Ce mécanisme d’embrayage, selon l’invention, présente l’avantage d’augmenter la surface de contact entre l’organe élastique et la roue à rochet. Il est désormais possible de réduire les dimensions de la dent de la roue à rochet sans pour autant dégrader la fiabilité du dispositif de compensation d’usure. Une réduction de la taille des dents est compensée par l’engrènement de plusieurs dents de la roue à rochet en même temps. La pression de contact sur l’insert d’engrènement et les dents de la roue à rochet est réduite de sorte que l’usure à ce niveau de l’interface est évitée. Autre avantage, il n’est plus nécessaire d’augmenter la course de débrayage de l’élément de levier pour compenser la perte de rendement du mécanisme d’embrayage.

L’invention peut présenter l’une ou l’autre des caractéristiques décrites ci-dessous combinées entre elles ou prises indépendamment les unes des autres :

- l’organe élastique peut comprendre une languette d’entrainement s’étendant selon l’axe X en direction de la denture de la roue à rochet et sur laquelle est formée l’extrémité libre ;

- l’insert d’engrènement peut être rapporté sur l’extrémité libre de l’organe élastique par sertissage, surmoulage, soudage, clipsage ou vissage ;

- l’insert d’engrènement peut être plaqué contre la roue à rochet sous l’action d’une charge de précontrainte radiale exercée par l’extrémité libre de l’organe élastique ;

- l’organe élastique et la broche d’entrainement peuvent être assemblés sur un support commun, l’insert d’engrènement étant en appui sur une paroi plane du support lorsque le mécanisme d’embrayage est dans la position débrayée ;

- l’organe élastique peut comprendre une extrémité fixée sur le support commun ;

- l’organe élastique peut être riveté sur le support commun ;

- la broche d’entrainement peut comprendre une partie filetée dont le sens d’enroulement du filetage s’étend selon l’axe A et qui coopère avec une denture ou un écrou lié cinématiquement avec les moyens à rampe ;

- la broche d’entrainement peut être supportée en rotation autour de l’axe A par une tige fixée solidement sur le support commun ;

- l’organe élastique peut comprendre une extrémité fixée sur le couvercle du mécanisme d’embrayage ;

- la broche d’entrainement peut être supportée en rotation autour de l’axe A par le plateau de pression par l’intermédiaire d’un support en tôle embouti.

Selon un mode de réalisation de l’invention, l’insert d’engrènement peut être interposé radialement entre l’extrémité libre de l’organe élastique et la denture de la roue à rochet. De cette manière, l’insert d’engrènement remplit intégralement la fonction d’interface avec la denture de la roue à rochet et l’extrémité libre de l’organe élastique n’est plus en contact directement avec la roue à rochet.

De préférence, l’insert d’engrènement peut comprendre une denture de forme complémentaire à la denture de la roue à rochet.

Avantageusement, l’insert d’engrènement peut comprendre au moins deux dents, de préférence trois dents.

De préférence, l’insert d’engrènement peut être usiné, matricé ou moulé en matière plastique ou métallique. L’insert d’engrènement peut également être réalisé en matériau fritté.

Avantageusement, l’insert d’engrènement peut comprendre un traitement de surface superficiel améliorant la résistance à l’usure ou réduisant le coefficient de frottement.

Ce mécanisme d’embrayage, selon ce mode de réalisation de l’invention, présente l’avantage d’augmenter la surface de contact entre l’organe élastique et la roue à rochet et d’améliorer la fiabilité du dispositif de compensation d’usure.

Selon un autre mode de réalisation de l’invention, l’extrémité libre de l’organe élastique peut être interposée partiellement entre l’insert d’engrènement et la denture de la roue à rochet. De cette manière, l’insert d’engrènement remplit partiellement la fonction d’interface avec la denture de la roue à rochet et l’extrémité libre de l’organe élastique reste en contact avec la roue à rochet.

De préférence, l’insert d’engrènement peut être une lame en tôle dont une extrémité est pliée pour avoir une forme complémentaire à la denture de la roue à rochet.

Avantageusement, la lame en tôle peut être soudée sur l’extrémité libre de l’organe élastique.

En variante dans cet autre mode de réalisation, l’insert d’engrènement peut comprendre une denture de forme complémentaire à la denture de la roue à rochet et comprendre au moins deux dents.

L’invention a également pour objet, selon un autre de ses aspects, un ensemble de transmission pour véhicule motorisé, comprenant :

- un volant d’inertie,

- un mécanisme d’embrayage reprenant tout ou partie des caractéristiques mentionnées précédemment, fixé sur le volant d’inertie, et

- un disque d’embrayage intercalé axialement entre le volant d’inertie et le plateau de pression du mécanisme d’embrayage.

Cet ensemble de transmission, selon cet autre aspect de l’invention, présente l’avantage de pouvoir transmettre des couples élevés depuis le moteur thermique vers la boite de vitesses.

L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels :

– la figure est une vue en coupe axiale d’un ensemble de transmission pour véhicule motorisé intégrant un mécanisme d’embrayage selon un premier mode de mise en œuvre de l’invention;

– la figure est une vue isométrique du mécanisme d’embrayage selon le premier mode de mise en œuvre de l’invention de la ;

– la figure est une vue en coupe axiale du mécanisme d’embrayage selon le premier mode de mise en œuvre de l’invention de la ;

– la figure est une vue isométrique de l’insert d’engrènement selon le premier mode de mise en œuvre de l’invention de la ;

– la figure est une autre vue isométrique de l’insert d’engrènement selon le premier mode de mise en œuvre de l’invention de la ;

– la figure est une vue en coupe axiale d’un mécanisme d’embrayage selon un deuxième mode de mise en œuvre de l’invention ;

– la figure est une vue de face d’un mécanisme d’embrayage selon un troisième mode de mise en œuvre de l’invention.

Dans la suite de la description et des revendications, on utilisera à titre non limitatif et afin d'en faciliter la compréhension, les termes « avant » ou « arrière » selon la direction par rapport à une orientation axiale déterminée par l’axe X principal de rotation de la transmission du véhicule motorisé et les termes « intérieur / interne » ou « extérieur / externe » par rapport à l’axe X et suivant une orientation radiale, orthogonale à ladite orientation axiale.

La illustre un ensemble 1 de transmission de véhicule motorisé de type véhicule industriel intégrant le mécanisme d’embrayage 10 selon un premier mode de mise en œuvre de l’invention.

Le véhicule industriel comprend notamment un moteur thermique, une boite de vitesses et un ensemble 1 de transmission intercalé entre le moteur thermique et la boite de vitesses. L’ensemble 1 de transmission est lié cinématiquement à l’arbre mené A1 de la boite de vitesses.

L’ensemble 1 de transmission comprend :

- un volant d’inertie 2 lié en rotation avec l’arbre de sortie du moteur thermique,

- un mécanisme d’embrayage 10 fixé sur le volant d’inertie, et

- un disque de friction 3 intercalé axialement entre le volant d’inertie et un plateau de pression 12 du mécanisme d’embrayage.

Le disque de friction 3 comprend un voile de transmission de couple 4 de forme annulaire autour d’un axe de rotation X, des éléments de guidage 5 et des ressorts hélicoïdaux de compression 6. Les deux éléments de guidage 5, autrement appelés rondelles de guidage, sont disposées de part et d’autre du voile de transmission de couple 4 en emprisonnant dans des logements intercalaires les ressorts hélicoïdaux de compression 6. Cette architecture de disque d’embrayage 3 est dites « symétrique » car le couple moteur entre d’abord par les garnitures de friction fixées sur le voile de transmission de couple 4, puis le couple moteur est transmis à l’arbre mené A1 par l’intermédiaire d’un moyeu 7 solidaire en rotation des deux éléments de guidage 5.

Comme illustré sur la , le mécanisme d'embrayage 10 comporte un couvercle 11 relié par des moyens de fixation appropriés au volant d'inertie. Entre le couvercle 11 et le volant d’inertie 2 sont disposés un élément à levier 13, le plateau de pression 12 et le disque d’embrayage 3.

Le mécanisme d’embrayage 10 comprend également un dispositif de compensation d'usure des garnitures de friction du disque de friction disposé entre l’élément à levier et le plateau de pression. Le dispositif de compensation d’usure comprend des moyens à rampe 21 coopérant avec des moyens à contre-rampe 22 formés dans le plateau de pression 12 de sorte que la rotation des moyens à rampe par rapport aux moyens à contre-rampe permette d’ajuster la distance entre l’élément à levier 13 et le plateau de pression 12 et compenser ainsi l’usure du disque de friction. Les moyens à rampe 21 se présentent sous la forme d’un anneau à rampe s’étendant circonférentiellement, coopérant avec des contre-rampes 22 associées, ménagées directement sur le plateau de pression 12. A titre d’exemple, l’angle de chaque rampe 21 et de la contre-rampe 22 associée est compris entre 2 et 12°.

L’élément à levier 13, réalisé dans cet exemple sous la forme d’un ressort à diaphragme, est disposé axialement entre le couvercle 11 et le plateau de pression 12. Ce ressort à diaphragme 13 comporte d'une part une partie périphérique 13a en appui sur les moyens à rampe 21 et d'autre part des doigts 13b qui s'étendent radialement vers l'intérieur du ressort à diaphragme 13 à partir de la partie périphérique 13a.

Le ressort à diaphragme 13 est monté de manière à pouvoir basculer par rapport au couvercle 12 autour de moyens d'articulation 60 réalisés ici en partie sous forme d’emboutis 61 formés directement dans le couvercle. Les moyens d’articulation comprennent également une pluralité de segments élastiques 62 qui maintiennent le ressort à diaphragme 13 en précontrainte axiale à l’encontre du couvercle 11. Les segments élastiques 62 sont en appui sur une rondelle de support 63 dotée d’entretoises axiales 64 qui traversent le ressort à diaphragme et le couvercle. Lors d’une phase de débrayage, le ressort à diaphragme 13 est actionné par une butée d’embrayage 8. La butée d’embrayage 8 exerce une force de poussée axiale F (voir ) sur les extrémités libres des doigts 13b du ressort à diaphragme 13. Ce faisant, la partie périphérique 13a du ressort à diaphragme 13 prend appui sur les moyens d’articulation 60 et l'on obtient de cette manière un effet de levier par lequel le bord extérieur du ressort à diaphragme se rapproche du couvercle 11. Le plateau de pression 12 s’écarte alors des garnitures de friction, la transmission du couple est interrompue de sorte que l’on puisse changer de rapport de vitesses.

Les répétitions des actions d’embrayage et de débrayage provoque l’usure des garnitures de friction.

L’objet principal de l’invention est donc de fournir un mécanisme d’embrayage 10 perfectionné capable de compenser l'usure des garnitures de friction pendant toute la durée de vie du véhicule motorisé.

Nous allons maintenant décrire plus en détail l'agencement du mécanisme d’embrayage 10, selon un des modes préférés de mise en œuvre de l'invention, en référence aux figures 1 à 4b.

Au sein du mécanisme d'embrayage 10, le dispositif 20 de compensation d’usure comprend des moyens d’entrainement en rotation des moyens à rampe autour de l’axe X, en cas d’usure du disque de friction 3.

Les moyens d’entraînement comportent une broche d’entrainement 23 montée à rotation selon un axe transversal A dans un support 50, l’axe A étant perpendiculaire à l’axe X. Le support 50 comporte une paroi plane 51, à partir de laquelle s’étendent deux flancs 52, perpendiculairement à la paroi plane 51 (voir ). Les flancs 52 s’étendent radialement et l’un d’entre eux sert de butée axiale à la broche d’entrainement. Le support 50 est porté par l’anneau à rampe 21 par l’intermédiaire de vis 53.

Comme illustré sur la , la broche d’entrainement 23 comprend une roue à rochet 24 avec une denture 25 répartie autour de l’axe A et une partie filetée 26 dont le sens d’enroulement du filetage s’étend selon l’axe A. La partie filetée 26 est dans le cas présent une vis sans fin supportée en rotation autour de l’axe A par une tige 54 fixée solidement sur le support 50. La vis sans fin 26 engrène dans une denture de crémaillère 18 rapportée sur le plateau de pression 12.

La broche d’entrainement 23 est montée circonférentiellement entre les flancs 52 du support 50 tout en étant apte à pivoter autour de son axe A. La broche d’entrainement 23 est en appui sur l’un des flancs 52. Un ressort de compression hélicoïdal 19, est monté entre l’autre flanc 52 et la broche d’entrainement 23, de manière à maintenir la broche d’entrainement 23 en appui sur le flanc 52 opposé.

Les moyens d’entraînement comportent également un organe élastique 30 dont une de ces extrémités 34 est libre de se déplacer par rapport à l’axe X, ladite extrémité libre 34 entrainant en rotation la broche d’entrainement 23 lorsque le mécanisme d’embrayage 10 passe de la position débrayée à la position embrayée. L’organe élastique 30 est actionné par le déplacement du ressort à diaphragme 13 entre les positions embrayée et débrayée du mécanisme d’embrayage. En particulier, l’organe élastique 30 s’écarte élastiquement de sa position de repos lorsque le ressort à diaphragme 13 est dans une forme relativement plane correspondant à la position embrayée du mécanisme d’embrayage.

Comme illustré sur , l’organe élastique 30 comporte une première partie 31 s’étendant axialement, fixée à la base du support 50, par exemple par l’intermédiaire de rivets 55, une deuxième partie 32 s’étendant radialement vers l’extérieur depuis la première partie 31, et une troisième partie 33 formant une languette d’entrainement s’étendant selon l’axe X en direction de la denture 25 de la roue à rochet et sur laquelle est formée l’extrémité libre 34.

Afin d’améliorer ces propriétés élastiques, l’organe élastique 30 est réalisé de préférence en acier à haute teneur en carbone avec une teneur en carbone comprise entre 0,55% et 0,95%.

Afin d’améliorer la fiabilité du dispositif de compensation d’usure, l’invention prévoit de rapporter un insert d’engrènement 40 sur l’extrémité libre 34 de l’organe élastique et d’intercaler cet insert d’engrènement entre l’organe élastique 30 et la broche d’entrainement 23. L’insert d’engrènement est dans le cas présent, rapporté sur l’extrémité libre de l’organe élastique par sertissage. Selon d’autres variantes possibles, l’insert d’engrènement peut être rapporté sur l’extrémité libre de l’organe élastique par surmoulage, soudage, clipsage ou vissage.

Comme illustré sur les figures 2 et 3, l’insert d’engrènement se déplace axialement selon l’axe X sur les dents 25 de la roue à rochet conjointement avec l’extrémité libre 34 de l’organe élastique. L’insert d’engrènement 40 comprend une denture 41 de forme complémentaire à la denture de la roue à rochet et comprend de préférence trois dents.

Lorsque le mécanisme d’embrayage est dans la position embrayée, trois dents 25 de la roue à rochet 24 sont en contact avec l’insert d’engrènement 40. L’insert d’engrènement est notamment plaqué contre la roue à rochet sous l’action d’une charge de précontrainte radiale exercée par l’extrémité libre 34 de l’organe élastique. Comme l’insert d’engrènement 40 est interposé radialement entre l’extrémité libre de l’organe élastique et la denture de la roue à rochet, celui-ci remplit intégralement la fonction d’interface avec la denture de la roue à rochet et l’extrémité libre de l’organe élastique n’est plus en contact directement avec la roue à rochet.

Comme illustré sur les figures 4a et 4b, l’insert d’engrènement 40 est réalisé en matériau fritté. Selon d’autres variantes possibles, l’insert d’engrènement peut être usiné, matricé ou moulé en matière plastique ou métallique. Avantageusement, l’insert d’engrènement peut comprendre un traitement de surface superficiel améliorant la résistance à l’sure ou réduisant le coefficient de frottement.

On va maintenant décrire le fonctionnement du dispositif 20 de compensation d’usure et notamment comment l’insert d’engrènement 40 se déplace axialement selon l’axe X sur les dents 25 de la roue à rochet en fonction des phases d’embrayage et de débrayage du mécanisme d’embrayage.

En fonctionnement, lorsque le disque de friction 3 n’est pas ou peu usé, la languette d’entrainement 33 équipé de son insert d’engrènement 40 glisse le long des dents 25 sans toutefois sauter les dents 25, lorsque l’organe élastique 30 est actionné par le ressort à diaphragme 13.

Lorsque le disque de friction 3 présente une certaine usure et lors de l’actionnement l’organe élastique 30, les dents 41 de l’insert d’engrènement 40 saute les dents 25 de la roue à rochet 24 en position débrayée après avoir fait tourner légèrement la roue à rochet en position embrayée. Lors du prochain actionnement de l’organe élastique 30, l’insert d’engrènement 40 prend alors appui sur les épaulements formés entre deux dents 25 de la roue à rochet 24 de façon à faire tourner broche d’entrainement 23 autour de son axe A. Une telle rotation de la roue à rochet 24 intervient en phase d’embrayage. Lors d’une telle phase, le ressort à diaphragme 13 plaque l’anneau à rampe 21 en appui sur le plateau de pression 12, de sorte que l’anneau à rampe 21 ne puisse pas pivoter par rapport au plateau de pression 12. La rotation de la broche d’entrainement 23 en position embrayée a pour effet de comprimer le ressort de compression hélicoïdal 19 qui libérera sa charge de compression lors d’un prochain débrayage. Lors de la phase de débrayage suivante, le ressort à diaphragme 13 relâche l’anneau à rampe 21 qui peut alors tourner par rapport au plateau de pression 12.

Une telle rotation de l’anneau à rampe 21 par rapport au plateau de pression 12 provoque un coulissement des rampes 21 sur les contre-rampes 22 et, ainsi, un écartement selon l’axe X du ressort à diaphragme 13 par rapport au plateau de pression 12, d’une valeur permettant de compenser l’usure.

L’insert d’engrènement 40 améliore la fiabilité du dispositif de compensation d’usure en facilitant l’engrènement de la broche d’entrainement sur l’extrémité libre de l’organe élastique. Comme nous l’avons précédemment, l’insert d’engrènement est rapporté sur languette d’entrainement 33. Comme illustré sur la , l’insert d’engrènement dispose d’une zone de réception 43 de l’extrémité libre 34 réalisée en forme de creux. Une tête de rivet 42 extrudé depuis la zone de réception 43 permet la fixation de l’insert d’engrènement sur la languette d’entrainement 33.

On va maintenant décrire en référence à la , un mécanisme d’embrayage 10 selon un deuxième mode de mise en œuvre de l’invention sensiblement similaire au précèdent. Ce deuxième mode de mise en œuvre de l’invention se distingue par le fait que l’extrémité libre 34 de l’organe élastique est interposée partiellement entre l’insert d’engrènement et la denture de la roue à rochet. De cette manière, l’insert d’engrènement remplit partiellement la fonction d’interface avec la denture de la roue à rochet et l’extrémité libre de l’organe élastique reste en contact avec la roue à rochet.

L’insert d’engrènement 40 est une lame en tôle 49 dont une extrémité est pliée pour avoir une forme complémentaire à la denture 25 de la roue à rochet. La lame en tôle 49 peut être soudée sur l’extrémité libre de l’organe élastique.

On va maintenant décrire en référence à la , un mécanisme d’embrayage 10 selon un troisième mode de mise en œuvre de l’invention dans lequel les moyens d’entraînement comportent un organe élastique 30 dont une de ces extrémités 34 est libre de se déplacer par rapport à l’axe X, ladite extrémité libre 34 entrainant en rotation la broche d’entrainement 23 lorsque le mécanisme d’embrayage 10 passe de la position embrayée à la position débrayée.

Dans ce troisième mode de réalisation, la broche d’entrainement 23 est supportée en rotation autour de l’axe A par le plateau de pression 12 par l’intermédiaire d’un support en tôle embouti. La broche d’entrainement 23 comprend une partie filetée 26 dont le sens d’enroulement du filetage s’étend selon l’axe A et qui coopère avec un écrou lié cinématiquement avec les moyens à rampe 21.

L’organe élastique 30 comprend une extrémité 31 fixée sur le couvercle du mécanisme d’embrayage et une extrémité libre 34 s’étendant selon l’axe X en direction de la denture 25 de la roue à rochet. Un insert d’engrènement 40 est rapporté sur l’extrémité libre 34 et intercalé entre l’organe élastique 30 et la broche d’entrainement 23. Plus précisément, l’insert d’engrènement 40 est interposé radialement entre l’extrémité libre 34 de l’organe élastique et la denture 25 de la roue à rochet 24. L’insert d’engrènement est dans le cas présent, rapporté sur l’extrémité libre de l’organe élastique par surmoulage.

On va maintenant décrire le fonctionnement de ce dispositif 20 de compensation d’usure et notamment comment l’insert d’engrènement 40 se déplace axialement selon l’axe X sur les dents 25 de la roue à rochet en fonction des phases d’embrayage et de débrayage du mécanisme d’embrayage.

La représente le mécanisme d’embrayage dans une position embrayée sans usure de garnitures de friction à compenser. Dans cette position, l’insert d’engrènement 40 est maintenu élastiquement en appui sur la denture 25 de la roue à rochet 24, sans toutefois sauter les dents 25.

Lors de la phase de débrayage, la butée d’embrayage 8 exerce un effort F sur l’extrémité radialement interne des doigts 13b du ressort à diaphragme 13. En début de phase, la partie périphérique 13a du ressort à diaphragme 13 se déplace sans être en contact avec l’organe élastique jusqu’à une certaine valeur de la course de débrayage. Puis en milieu de phase, la partie périphérique 13a du ressort à diaphragme 13 vient en appui sur l’organe élastique 30, de façon à l’actionner.

Dans cette phase de débrayage, l’insert d’engrènement 40 se déplace axialement le long de la roue à rochet 24 de la valeur correspondant à la hauteur d’une dent, jusqu’à la mise en contact de la partie périphérique 13a sur l’organe élastique 30. L’organe élastique 30 est alors entraîné par le plateau de pression 12 de sorte qu’il n’y a plus de mouvement relatif entre l’insert d’engrènement 40 et la roue à rochet 24. En l’absence d’usure de garnitures de friction à compenser, il n’y a pas de saut de dent.

Lorsque le disque de friction 3 présente une usure de garnitures suffisante, et en position embrayée, l’insert d’engrènement 40 saute les dents 25 de la roue à rochet 24 en raison du rapprochement du plateau de pression 12 vers le plateau de réaction. Ainsi, lors de la phase de débrayage suivante, l’insert d’engrènement 40 prend appui sur les épaulements formés entre deux dents 25 de la roue à rochet 24 de façon à faire tourner la broche d’entrainement 23 autour de son axe A. La rotation de la roue à rochet 35 lors de cette phase de débrayage entraîne le déplacement de l’écrou selon l’axe A et, ainsi, la rotation de l’anneau à rampe 21.

L’insert d’engrènement 40 améliore la fiabilité du dispositif de compensation d’usure en facilitant l’engrènement de la broche d’entrainement sur l’extrémité libre de l’organe élastique. L’invention n’est pas limitée aux exemples de mise en œuvre de l’invention qui viennent d’être décrit.

L’invention n’est pas limitée à son utilisation dans une transmission de véhicule industriel comme décrite précédemment. Le mécanisme d’embrayage 10 peut également être intégré à une transmission de véhicule motorisé dites « hybride » comprenant une machine électrique tournante pouvant être accouplée à la transmission de puissance issu du moteur thermique.

Claims

Mécanisme d’embrayage (10), pour un ensemble de transmission de véhicule motorisé, comprenant :
- un couvercle (11),
- un plateau de pression (12) mobile par rapport au couvercle (11) selon un axe (X) de rotation du mécanisme d’embrayage, et destiné à coopérer avec un disque de friction,
- un élément de levier (13) mobile entre une position embrayée et une position débrayée du mécanisme d’embrayage, apte à actionner le déplacement du plateau de pression (12), et
- un dispositif (20) de compensation d’usure, intercalé entre l’élément de levier et le plateau de pression, comportant des moyens à rampe (21) coopérant avec des moyens à contre-rampe (22) formés ou solidaires du plateau de pression de façon à ce que la rotation des moyens à rampe (21) par rapport aux moyens à contre-rampe (22) modifie la distance entre l’élément de levier (13) et le plateau de pression (12), et des moyens d’entraînement en rotation des moyens à rampe (21) par rapport au plateau de pression (12), lesdits moyens d’entraînement comportant une broche d’entrainement (23) montée à rotation selon un axe transversal (A) et un organe élastique (30) dont une de ces extrémités (34) est libre de se déplacer par rapport à l’axe (X) , ladite extrémité libre entrainant en rotation la broche d’entrainement (23) lorsque le mécanisme d’embrayage passe de la position débrayée à la position embrayée ou inversement lorsque le mécanisme d’embrayage passe de la position embrayée à la position débrayée,
caractérisé en ce qu’un insert d’engrènement (40) est rapporté sur l’extrémité libre (34) de l’organe élastique et intercalé entre l’organe élastique (30) et la broche d’entrainement (23).
Mécanisme d’embrayage (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la broche d’entrainement (23) comprend au moins une roue à rochet (24) avec une denture (25) répartie autour de l’axe (A) et l’insert d’engrènement (40) se déplace axialement selon l’axe (X) sur les dents (25) de la roue à rochet (24) conjointement avec l’extrémité libre de l’organe élastique.
Mécanisme d’embrayage (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’une première dent de la roue à rochet (24) est en contact avec l’insert d’engrènement (40) et au moins une deuxième dent de la roue à rochet (24) est en contact avec l’insert d’engrènement (40) ou en contact avec l’extrémité libre (34) de l’organe élastique lorsque le mécanisme d’embrayage est dans la position embrayée.
Mécanisme d’embrayage (10) selon l’une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que l’insert d’engrènement (40) est plaqué contre la roue à rochet (24) sous l’action d’une charge de précontrainte radiale exercée par l’extrémité libre (34) de l’organe élastique.
Mécanisme d’embrayage (10) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’organe élastique (30) et la broche d’entrainement (23) sont assemblés sur un support (50) commun, l’insert d’engrènement (40) étant en appui sur une paroi plane (51) du support (50) lorsque le mécanisme d’embrayage est dans la position débrayée.
Mécanisme d’embrayage (10) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’insert d’engrènement (40) comprend une denture (41) de forme complémentaire à la denture (25) de la roue à rochet.
Mécanisme d’embrayage (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’insert d’engrènement (40) comprend au moins deux dents, de préférence trois dents.
Mécanisme d’embrayage (10) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’insert d’engrènement (40) est usiné, matricé ou moulé en matière plastique ou métallique.
Mécanisme d’embrayage (10) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’insert d’engrènement (40) est interposé radialement entre l’extrémité libre (34) de l’organe élastique et la denture (25) de la roue à rochet (24).
Mécanisme d’embrayage (10) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’insert d’engrènement (40) est rapporté sur l’extrémité libre (34) de l’organe élastique (30) par sertissage, surmoulage, soudage, clipsage ou vissage.
Mécanisme d’embrayage (10) selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l’extrémité libre (34) de l’organe élastique est interposée partiellement entre l’insert d’engrènement (40) et la denture de la roue à rochet (24).
Mécanisme d’embrayage (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’insert d’engrènement (40) est une lame en tôle (49) dont une extrémité est pliée pour avoir une forme complémentaire à la denture (25) de la roue à rochet.
Mécanisme d’embrayage (10) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la broche d’entrainement (23) comprend une partie filetée (26) dont le sens d’enroulement du filetage s’étend selon l’axe (A) et qui coopère avec une denture ou un écrou lié cinématiquement avec les moyens à rampe (21).
Ensemble (1) de transmission pour véhicule motorisé, comprenant :
- un volant d’inertie (2),
- un mécanisme d’embrayage (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, fixé sur le volant d’inertie (2), et
- un disque de friction (3) intercalé axialement entre le volant d’inertie et le plateau de pression (12) du mécanisme d’embrayage.