L'invention concerne un dispositif d'embrayage à friction, notamment destiné à un véhicule automobile.

Dans le document FR2745870 Al, il est décrit un dispositif d'embrayage comportant, liés entre eux à rotation selon un axe de rotation, un plateau d'appui, un couvercle et un plateau de pression. Ce dernier est, de plus, apte à se déplacer en translation selon l'axe de rotation par rapport au plateau d'appui et au couvercle. En outre, le dispositif d'embrayage décrit comprend un diaphragme prenant appui sur le couvercle, d'une part, et sur le plateau de pression, d'autre part, tout en étant déformable élastiquement entre des positions débrayée et embrayée de manière à déplacer le. plateau de pression selon l'axe de rotation du dispositif d'embrayage vers le plateau d'appui afin de serrer une friction et de mettre le dispositif d'embrayage dans un état embrayé. Le diaphragme comporte une partie périphérique externe formant une rondelle dite « Belleville » venant en appui, d'une part, sur le plateau de pression et, d'autre part, sur le couvercle, ainsi que plusieurs doigts s'étendant radialement vers l'axe de rotation depuis la rondelle « Belleville » et présentant chacun, au niveau d'un périphérie interne, une extrémité libre.

Au repos, le dispositif d'embrayage est dans un état embrayé, la friction étant serrée entre les plateaux d'appui et de pression sous l'action du diaphragme.

Pour faire passer dans un état débrayé le dispositif d'embrayage précité, des moyens de débrayage viennent appuyer sur les extrémités libres des doigts de diaphragme selon un mouvement de débrayage afin de déformer élastiquement le diaphragme entre la position embrayée et la position débrayée. De manière à empêcher un mouvement de débrayage trop important ou une surcourse de débrayage, le document précité décrit l'utilisation d'un anneau venu de matière de plusieurs bras, eux même venus de matière du couvercle, l'l'

reliant ainsi l'anneau au couvercle. Cet anneau est placé dans la trajectoire suivie par les extrémités libres des doigts lors du mouvement de débrayage. Ainsi, à un moment prédéterminé du mouvement de débrayage, les extrémités libres des doigts viennent en appui sur l'anneau, empêchant tout mouvement de débrayage supplémentaire.

L'inconvénient d'un tel dispositif d'embrayage est que le couvercle présente une forme complexe et, de ce fait, est plus difficile et plus cher à produire. De plus, l'assemblage du diaphragme avec le couvercle s'avère, lui aussi, plus complexe.

Une autre possibilité est de prévoir la butée dans actionneur, dans le cas où celui-ci est de type hydraulique ou pneumatique. Un tel exemple est dans le document FR2780468 présentant une butée de fin de course piston en bout du tube- guide de actionneur. Ce dispositif présente l'inconvénient de rendre difficile et cher l'adaptation de la butée à un cas particulier. De plus, la tenue aux fortes charges pouvant s'appliquer régulièrement n'est pas assurer. Enfin, il est nécessaire de prévoir dans ce cas une surcourse de l'ordre de 8mm du piston et donc de prévoir un dégagement du diaphragme en conséquence et avoir , de ce fait, un encombrement augmenté.

Un but de l'invention est de fournir un dispositif d'embrayage permettant de résoudre les problèmes précités.

A cet effet, on prévoit, selon l'invention, un dispositif d'embrayage à friction comprenant au moins un diaphragme comportant une partie annulaire radialement externe formant une rondelle de type Belleville et des doigts s'étendant radialement en saillie de la partie annulaire vers un axe de rotation de l'embrayage, au moins une butée de débrayage comportant une extrémité apte à venir en appui sur une extrémité libre des doigts lors d'un mouvement de débrayage de la butée de débrayage, au moins l'une parmi l'extrémité de la butée de débrayage et l'extrémité libre des doigts comportant au moins deux surfaces d'appui séparées l'une de l'autre et aptes à venir successivement en contact avec l'autre parmi l'extrémité de la butée de débrayage et l'extrémité libre des doigts, lors du mouvement de débrayage de la butée.

Avantageusement mais facultativement, le dispositif d'embrayage présente au moins l'une des caractéristiques suivantes : — Le dispositif comporte au moins deux disques de friction, — Le dispositif comporte un deuxième diaphragme apte à coopérer avec l'un des deux disques de friction, le premier diaphragme étant apte à coopérer avec l'autre des deux disques de friction, — Le dispositif comporte au moins un système de rattrapage d'usure, — Le dispositif est de type poussé. — Le dispositif est de type tiré. — La butée de débrayage comporte une plaque de forme sensiblement annulaire comportant l'extrémité apte à venir sur l'extrémité libre des doigts lors du mouvement de débrayage de la butée. — La plaque de forme sensiblement annulaire est montée sur l'extrémité libre des doigts du diaphragme par des moyens de fixations. — Les moyens de fixation sont des moyens de clipsage. — La plaque de forme sensiblement annulaire présente sur une périphérie interne une paroi sensiblement verticale apte à envelopper en partie l'extrémité libre des doigts du diaphragme. — les deux surfaces d'appui sont agencées de sorte que, lors du mouvement de débrayage, un changement de contact de l'une à l'autre des surface d'appui s'effectue sensiblement à la fin du mouvement de débrayage, la butée de débrayage entrant alors dans un état de surcourse de débrayage. l'

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront lors de la description ci-après d'un mode préféré de réalisation ainsi que des variantes. Aux dessins annexés : - la figure 1 est un schéma de principe de l'invention ; - la figure 2 est un graphique illustrant le fonctionnement du schéma de la figure 1 ; - les figures 3 et 4 sont des variantes du schéma de principe de la figure 1 selon l'invention ; - la figure 5 est une vue partielle en coupe d'un premier mode de réalisation selon l'invention ; et, - la figure 6 est une vue partielle en coupe d'un deuxième mode de réalisation selon l'invention.

En référence à la figure 1, nous allons, dans un premier temps, décrire le principe de réalisation de invention.

Un dispositif d'embrayage selon l'invention 1 comporte schématiquement au moins un plateau d'appui 9, au moins un couvercle 6, au moins un plateau de pression 8, au moins un moyen d'embrayage 20 (ici, sous la forme d'un diaphragme 20), ainsi qu'au moins une friction 7. Les différents composants précités sont assemblés ensemble de manière sensiblement coaxiale les uns par rapport aux autres selon un axe 4. Ainsi, le dispositif d'embrayage 1 peut effectuer un mouvement de rotation autour de cet axe 4. De manière général, le plateau d'appui est monté au moins à rotation sur un arbre menant 5. Ce dernier peut provenir, par exemple, d'un moteur à combustion comme l'extrémité d'un vilebrequin. Le plateau d'appui est, en outre, monté, au moins à rotation, avec le couvercle 6. Le plateau de pression 8 est, quant à lui, monté à rotation avec le couvercle 6 et/ou le plateau d'appui 9. De plus, le plateau de pression 8 est apte à effectuer un mouvement de translation selon l'axe 4 par rapport au couvercle 6 et au plateau d'appui 9. Des moyens de rappel 20, positionnés ici entre le couvercle 6 et le plateau de pression 8, permettent de déplacer ce dernier selon le mouvement de translation précité en l'éloignant du plateau d'appui 9, et ce, dans certaines conditions, afin de mettre le dispositif d'embrayage 1 dans un état débrayé. Le diaphragme 20 est généralement monté à rotation sur le couvercle 6. Il est apte à se déformer élastiquement lors de l'application d'un effort engendré par des moyens de débrayages 10. Lors de cette déformation élastique, le diaphragme 20 est apte à effectuer un mouvement de basculement au niveau d'une liaison 2 avec le couvercle 6. De plus, le diaphragme 20 est apte à venir en appui 24 sur le plateau de pression 8. Le diaphragme présente deux parties 23 et 25. La première partie 23 est située entre la liaison 2 précédemment décrite et l'appui 24. Elle a une forme générale d'anneau dont les diamètres interne et externe sont situés sensiblement à l'aplomb de la liaison 2 et de l'appui 24. C'est cette partie qui principalement se comporte comme une rondelle « Belleville » lors de la déformation du diaphragme. La deuxième partie 25 présente une série de plusieurs doigts venus de matière avec la première partie 23 et qui s'étendent depuis le diamètre interne de cette première partie vers l'axe 4 du diaphragme 20, axe au voisinage duquel les doigts présentent une extrémité libre. Dans le dispositif d'embrayage 1 selon l'invention, les doigts présentent au niveau de leur extrémité libre une première surface 22 apte à venir coopérer avec les moyens de débrayage 10. En outre, les doigts présentent à une distance D de la première surface 22 en direction de la partie 23 du diaphragme 20 une deuxième surface 21, elle est aussi apte à venir en contact avec les moyens de débrayages 10. Dans une position de repos, le diaphragme 20 présente une position telle qu'illustrée en figure 1 , à gauche de l'axe de rotation 4. Dans cette position de repos, le diaphragme 20 appuie sur le plateau de pression de manière à rapprocher ce dernier du plateau d'appui 9 selon le mouvement de translation décrit précédemment. L'effort d'appui exercé par le diaphragme est supérieur à l'effort de rappel exercé par les moyens de rappel 40. Lorsque le diaphragme 20 est dans la position de repos, le dispositif d'embrayage 1 est dans un état embrayé. La friction 7, quant à elle, est montée de manière à être en sandwich entre les plateaux de pression 8 et d'appui 9. Cette friction 7 est apte à entraîner en rotation un arbre mené 3, comme, par exemple, un arbre d'entrée de boîte de vitesse. Lorsque le dispositif d'embrayage 1 selon l'invention est dans un état embrayé, la friction 7 est serrée par le plateau de pression 8 sur le plateau d'appui 9 : il est alors possible de transmettre un couple de l'arbre menant 5 à l'arbre mené 3 à travers le dispositif d'embrayage 1.

Le passage d'un état embrayé à un état débrayé s'effectue à l'aide des moyens de débrayage 10 cités précédemment et aptes à agir sur le diaphragme 20 afin de le déformer élastiquement pour réaliser ce passage. Pour cela, les moyens de débrayage comportent une butée présentant une extrémité comprenant au moins une surface 11 apte à venir en contact avec les doigts de la partie 25 du diaphragme 20.

Nous allons maintenant décrire le fonctionnement du dispositif d'embrayage 1 selon l'invention, en référence aux figures 1 et 2. Lors d'un mouvement de débrayage, les moyens de débrayages 10 (ou butée) effectuent un mouvement de translation selon l'axe 4 afin de faire passer le diaphragme 20 de sa position de repos (illustrée à gauche de l'axe 4 sur la figure 4) à sa position déformée (illustrée à droite de l'axe 4 sur la figure 1) . A un moment prédéterminé du mouvement de débrayage, l'effort d'appui appliqué par le diaphragme 20 sur le plateau de pression présente une valeur inférieure à la valeur de l'effort de rappel exercé par les moyens de rappel 40 sur ce même plateau de pression : ce dernier se relève alors, libérant la friction 7. Aucun couple n'est alors transmis par le dispositif d'embrayage 1. En figure 2 est illustrée l'évolution de l'effort au niveau du contact entre la surface 11 de la butée 10 et les doigts du diaphragme 20 au cours du mouvement de débrayage décrit ci-dessus. Une première courbe 32 correspond à un appui de la butée 10 sur la surface 22 des doigts du diaphragme, si cet appui était maintenu tout le long du mouvement de débrayage. Dans les mêmes conditions, une deuxième courbe 31 correspond à un appui similaire de la butée sur la surface 21 des doigts du diaphragme. Une troisième courbe 30 correspond à l'évolution de l'effort transmis au diaphragme par la butée dans un dispositif d'embrayage selon l'invention et que nous allons maintenant décrire.

Au début du mouvement de débrayage, la surface 11 de la butée 10 est en appui sur la surface 22. L'effort permettant le basculement par déformation du diaphragme 20 au niveau de la liaison 2 avec le couvercle 6 s'applique à une distance D2 de ladite liaison (bras de levier) . Avec cet appui, la première partie du mouvement de débrayage présente une évolution 30 de l'effort à la butée en fonction du déplacement de celle-ci qui suit la première courbe 32. A un moment prédéterminé T du mouvement de débrayage, la surface 11 de la butée 10 vient en appui avec la deuxième surface 21. Dès lors, la distance entre l'appui et la liaison 2 passe à une distance Dl, inférieure à la distance D2. Le mouvement de débrayage présente alors une évolution de l'effort à la butée en fonction du déplacement de celle-ci qui suit la deuxième courbe 31. Sur l'ensemble du mouvement de débrayage du dispositif d'embrayage selon l'invention, l'évolution de l'effort à la butée en fonction du déplacement de celle-ci présente une courbe sensiblement en escalier 30. Une courbe 30' suit μne forme générale telle que représentée en trait pointillé légèrement décalée de la courbe 30 précitée du fait d'une faible élasticité des composants, notamment des doigts de diaphragme entre les surfaces 21 et 22.

Une application pratique, parmi d'autres, d'un tel principe de fonctionnement tel que précédemment décrit est de situer le moment T du mouvement de débrayage au voisinage d'une fin d'une zone utile de fonctionnement, c'est-à-dire au voisinage de la fin de la course de débrayage, et de choisir la distance . Dl (c'est-à-dire la position de la deuxième surface 21) de manière à ce que l'effort du palier de la courbe 30 correspondant au début de la zone de cette courbe 30 qui se confond sensiblement avec la deuxième courbe 31 soit supérieur à l'effort maximal que peuvent appliquer les moyens de débrayage 10. Ainsi la structure joue le rôle d'une butée de fin de course de manière simple et économique. Il est possible de définir avantageusement la forme des doigts (20) pour les adapter à différente butées (effort appliqué, course,...) .

Nous allons maintenant, en référence aux figures 3 et 4, décrirent deux variantes du concept que nous venons d'étudier. La variante illustrée à la figure 3 se différencie du concept de la figure 1 par le fait que, dans le dispositif d'embrayage 101, la butée 110, faisant partie des moyens de débrayage comporte des première 112 et deuxième 111 surfaces séparées par une distance D l'une de l'autre. Ces première 112 et deuxième 111 surfaces ont le même rôle que les première 22 et deuxième 21 surfaces du diaphragme 20 de la figure 1 et précédemment décrit. Les première 112 et deuxième 111 surfaces sont aptes à coopérer avec le diaphragme 120. Comme précédemment, lors du fonctionnement du dispositif d'embrayage 101, la première surface 112 appuie sur le diaphragme en début de mouvement de débrayage. Puis, la deuxième surface 111 vient appuyer à un moment déterminé sur le diaphragme à une distance plus courte du point de basculement du diaphragme que pour la première surface 112. Une courbe de comportement ainsi obtenu est similaire à la courbe 30 précitée.

La deuxième variante illustrée en figure 4 est un mélange du concept de la figure 1 et de la variante de la figure 3. Le dispositif d'embrayage 401 de cette deuxième variante comporte une butée 110 similaire à celle de la variante de la figure 3, ainsi qu'un diaphragme 20 similaire à celui du concept de la figure 1. Dans cette deuxième variante, les première 112 et deuxième 111 surfaces de la butée 110 sont aptes à venir en appui, lors d'un mouvement de débrayage, avec les première 22 et deuxième 21 surfaces respectivement et successivement lors dudit mouvement de débrayage. Le fonctionnement de cette variante et la courbe de comportement sont similaires à ceux décrits précédemment.

En référence aux figures 5 et 6, nous allons maintenant décrire deux modes de réalisation d'un dispositif d'embrayage selon l'invention, sur la base des concepts décrits jusque là.

Le premier mode de réalisation d'un dispositif d'embrayage 201, illustré en figure 6, comprend : - un plateau d'appui 209 lié à rotation au moins à un arbre menant qui n'est pas, ici, représenté, - un couvercle 206 monté au moins à rotation sur le plateau d'appui 209, - un plateau de pression 208 monté à rotation avec le couvercle et apte à se déplacer par rapport au couvercle selon une translation parallèle à l'axe 4 de rotation du dispositif d'embrayage 201. La liaison entre le plateau de pression et le couvercle est réalisée par des moyens de rappel non représentés, - un diaphragme 220 monté à rotation sur le couvercle 206 à l'aide de moyens de liaison 250 uniformément répartis sur une circonférence du couvercle et du diaphragme. Le diaphragme 220 comporte une partie 223 formant rondelle dite « Belleville » venant en appui 224 avec le plateau de pression 208, d'une part, et, d'autre part, en appui 202 avec le couvercle 206. Lors d'une déformation élastique du diaphragme 220 (déformation similaire à celle précédemment décrite pour le diaphragme 20, 120 quant à son principe et ses effets sur le plateau de pression), ce dernier bascule au niveau de l'appui 202, afin de permettre un déplacement en translation du plateau de pression 208. En outre le diaphragme comporte une deuxième partie 225 comprenant une série de doigts uniformément répartis sur une circonférence, qui s'étendent radialement vers l'axe 4 depuis la partie 223 formant rondelle dite « Belleville » et venus de matière avec celle-ci. une friction 207 montée au moins à rotation sur un arbre .mené 203 et apte à être serré, afin de transmettre du couple à cet arbre, par le plateau de pression sur- le plateau d'appui lorsque le diaphragme 220 est en position dite de repos - des moyens de débrayage 210 comportant un actionneur concentrique monté coaxialement sur l'arbre mené 203. L'actionneur peut être du type hydraulique et/ou pneumatique. Cet actionneur comprend un vérin comportant un piston 216 apte à effectuer une translation selon l'axe 4 afin de réaliser un mouvement de débrayage. Le piston 216 est apte à coopérer avec une butée 215, elle-même apte à venir en appui sur le diaphragme 220. La butée 215 se présente ici sous la forme d'une tôle annulaire comportant une surface 211 de forme générale concave et positionnée au sein du dispositif en regard des doigts 225 du diaphragme 220 de manière à venir en appui avec ceux-ci. En position de repos du diaphragme 220 (correspondant à l'état embrayé du dispositif d'embrayé 201), illustrée à gauche de l'axe 4 en figure 5, la surface 211 est en appui sur un première surface 222 située au voisinage d'une extrémité libre des doigts du diaphragme 220 à une distance D2 de l'appui 202. Au cours du mouvement de débrayage, à un moment prédéterminé T, la surface 211 vient en appui avec une deuxième surface 221 des doigts de diaphragme située à une distance Dl de l'appui 202, distance Dl qui est inférieure à la distance D2. Ce changement d'appui permet d'obtenir une courbe de comportement au niveau de la butée similaire à la courbe 30 décrite ci-dessus.

Dans le mode de réalisation de la figure 5, la butée 215 est fixée aux doigts de diaphragme par l'intermédiaire de moyens de fixation 252. Ces moyens de fixation 252 peuvent être par exemple un système de clips aptes à se prendre entre deux doigts de diaphragme. Les moyens de fixation 252 peuvent être réalisés par moulage d'une matière thermoplastique. Dans une variante de réalisation, la butée 215 peut être montée directement sur l'extrémité du piston 216 de l'actionneur concentrique. Dans des variantes de réalisation, les moyens de débrayage 210 peuvent être un système de fourchette actionné soit par un actionneur hydraulique et/ou pneumatique, un actionneur électrique, ou une timonerie reliant la fourchette à une pédale d'embrayage.

D'autre part, le dispositif d'embrayage 201 comporte des moyens 260 de rattrapage de l'usure de la friction 207. Dans le cas illustré en figure 5, les moyens de rattrapage d'usure 260 « augmentent » l'épaisseur du plateau de pression 208 proportionnellement à l'usure des garnitures de la friction 7, en particulier en éloignant le plateau de pression 208 du point d'appui 224 vers la friction 207. De tels moyens de rattrapage d'usure 260 sont connus en soi. Il est possible de se référer pour de plus amples informations aux documents FR 2 753 503 Al et FR 2 809 147 Al, par exemple. Dans une variante de réalisation, les moyens de rattrapage d'usure peuvent agir en « augmentant » l'épaisseur du couvercle 206, en particulier en déplaçant vers la friction 207 l'appui 202 du diaphragme. Dans tous les cas, les moyens de rattrapage d'usure ont pour rôle de permettre au diaphragme de se déformer durant la durée de vie du dispositif d'embrayage sensiblement entre les mêmes positions de repos (état embrayé du dispositif d'embrayage) et déformé (état débrayé du dispositif d'embrayage tel qu'illustré en figure 5 à droite de l'axe 4) .

Nous allons maintenant décrire, en référence à la figure 6, un deuxième mode de réalisation d'un dispositif d'embrayage selon l'invention. Ce mode de réalisation se différencie du mode de réalisation précédent au niveau de l'agencement butée/diaphragme. La butée 315 présente une surface 311 sensiblement plane et positionnée en regard d'un diaphragme 320. La butée 311 est actionnée par des moyens de débrayage 310 qui sont similaires aux moyens de débrayage 210 précédemment décrits. En début de mouvement de débrayage (illustré à gauche de l'axe 4 en figure 6), la surface 311 est en appui sur une première surface 322 située au voisinage d'une extrémité libre des doigts du diaphragme 320. A un moment prédéterminé du mouvement de débrayage, la surface 311 vient en appui avec une•deuxième surface 321 des doigts du diaphragme 320 éloignée radialement extérieurement de la première surface 322. Les deux surfaces 321 et 322 sont positionnées sur le diaphragme 320 par rapport à un appui de celui-ci sur un couvercle (tous deux non représentés) du dispositif d'embrayage 301 de manière similaire aux surfaces 221 et 222 du premier mode de réalisation. De même que précédemment, la butée 315 est montée sur les doigts du diaphragme 320 à l'aide des moyens de fixation 352,353. Les moyens de fixation comportent une fine rondelle dite « Belleville » 352 montée sensiblement parallèle à la surface 311 et à distance de celle-ci en prenant appui sur un rebord 353 de la butée 315. Ici, le rebord est formé par un jonc 353 calé dans une rainure aménagée dans la butée 315. La rondelle dite « Belleville » 352 prend aussi appui sur les doigts du diaphragme 320 avec un effort suffisant pour maintenir en place la butée 315 sur l'extrémité des doigts du diaphragme 320.

Bien que le concept et les modes de réalisations précédents ont été décrits dans le cadre d'un dispositif d'embrayage de type « poussé », l'invention peut être utilisée sur: - un dispositif d'embrayage de type « tiré » - un dispositif d'embrayage comportant plusieurs frictions - un dispositif comportant plusieurs embrayages (soit sur l'un ou plusieurs des embrayages présents) D'autre part, le dispositif d'embrayage selon l'invention peut présenter une butée pilotée par un calculateur gérant ainsi le fonctionnement de l'embrayage. Bien entendu, on pourra apporter à l'invention de nombreuses modifications sans pour autant sortir du cadre de celle-ci.