FR2860844A1 - Double embrayage comportant des garnitures de friction collees sur des disques elastiques - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un double embrayage d'un système de transmission mécanique entre un arbre menant (10) relié à une unité de motorisation (M) et au moins deux arbres menés (18, 20) sensiblement coaxiaux reliés à une boîte de vitesses, le double embrayage étant piloté par une unité de calcul (30) et comportant plusieurs plateaux de pression (94, 114) et réaction (86, 102) en vis-à-vis deux à deux , un plateau de pression (94) et un plateau de réaction (86) en vis-à-vis étant séparés par un disque de friction (92) portant deux garnitures (90, 96) de part et d'autre dudit disque, un premier disque (92) étant relié à un premier arbre mené (18) tandis qu'un deuxième disque (112) est relié à un deuxième arbre mené (20), caractérisé en ce qu'au moins un des embrayages comporte des garnitures (90, 96) qui sont collées sur leur disque de friction (92), ce dernier assurant une progressivité axiale lors de l'engagement de cet embrayage.

Description

L'invention concerne un double embrayage d'un système de

transmission d'un véhicule, par exemple, automobile, agricole, industriel ou spatial ou bien d'un système de transmission de machine.

De façon connue dans une application, un double embrayage est apte à entraîner, à partir d'un arbre menant, par exemple, le vilebrequin d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile, deux arbres menés concentriques reliés chacun à un train de pignons qui correspond à un ensemble de rapports donnés.

Dans un double embrayage on trouve plusieurs plateaux entre lesquels sont agencés des garnitures de friction, par exemple quatre plateaux, à savoir deux ensembles de deux plateaux comprenant chacun un plateau de pression mobile et un plateau de réaction qui sont disposés de part et d'autre d'un couple de garnitures de friction qui sont, par exemple, rivetées sur un disque rigide.

Lors du passage de l'embrayage dans une position embrayée, le plateau de pression de l'un des ensembles vient en contact avec la garniture de friction de l'un des couples de garnitures qui lui fait face, afin de serrer l'autre garniture de ce couple contre le plateau de réaction correspondant.

Le contrôle de ces embrayages est assuré par des actionneurs.

Le couple mécanique transmis par un tel double embrayage est contrôlé par une logique de pilotage des actionneurs.

Un tel double embrayage est notamment connu du document US 6 012 561.

Un double embrayage présente des particularités par rapport à un simple embrayage, notamment lors du croisement des deux embrayages.

En effet, lors du croisement des embrayages dans un double embrayage piloté, l'un de ces embrayages doit s'ouvrir tandis que l'autre doit se fermer, mais il ne faut pas que l'un se ferme trop rapidement par rapport à l'autre.

De même, il ne faut pas que l'un soit trop lent à se fermer par rapport à l'autre car on risque alors de se retrouver dans une situation où les deux embrayages seront ouverts en même temps.

En outre, dans une transmission robotisée, le conducteur du véhicule 5 est très sensible aux à-coups lors du passage des vitesses.

De manière générale, un double embrayage doit permettre d'effectuer des passages de vitesses selon une loi de changement de vitesses maîtrisée qui se traduit par un confort pour l'utilisateur.

De plus, le couple mécanique doit être transmis dans le double 10 embrayage de façon contrôlée et avec une grande précision.

Par ailleurs, à l'heure actuelle, les exigences de compacité imposées aux moteurs laissent de moins en moins de place aux embrayages.

Ceci est d'autant plus vrai que les embrayages comportent de plus en plus fréquemment des systèmes de double volant amortisseur, et éventuellement des systèmes de rattrapage d'usure.

Face à cette tendance, les constructeurs sont amenés à amincir les plateaux de pression dans les embrayages et à utiliser des matériaux plus résistants aux contraintes thermomécaniques.

Cependant, malgré l'emploi de ces matériaux pourtant adaptés, la faible épaisseur des plateaux a pour conséquence que ceux-ci montent plus vite en température sous l'action des contraintes thermiques générées lors du fonctionnement des embrayages, ce qui conduit à des déformations plastiques de ces plateaux.

Plus particulièrement, dans la mesure où l'une des faces de ces plateaux, celle qui est en contact avec une garniture de friction, chauffe plus que l'autre face, une déformation en cône du plateau apparaît en raison du phénomène de dilatation différentielle qui se produit entre les deux faces du plateau.

Par suite, la pression exercée par le plateau de pression sur la 30 garniture, lors du serrage, se répartit de plus en plus mal sur celle- ci.

Il s'ensuit une dégradation des performances de l'embrayage qui se révèlent incompatibles avec les objectifs visés par les constructeurs.

Par ailleurs, la diminution d'épaisseur des plateaux engendre un affaiblissement de ceux-ci et une usure plus rapide qu'auparavant.

Compte tenu des inconvénients générés et qui sont exposés ci-dessus, la diminution d'épaisseur des plateaux n'apparaît pas comme une solution viable pour disposer d'un double embrayage à encombrement axial réduit.

L'invention vise à remédier à au moins un des inconvénients précités en proposant un double embrayage d'un système de transmission mécanique entre un arbre menant relié à une unité de motorisation et au moins deux arbres menés sensiblement parallèles reliés à une boîte de vitesses, le double embrayage étant piloté par une unité de calcul et comportant plusieurs plateaux de pression et réaction en vis-à-vis deux à deux, un plateau de pression et un plateau de réaction en vis-à-vis étant séparés par un disque de friction portant deux garnitures de part et d'autre dudit disque, un premier disque étant relié à un premier arbre mené tandis qu'un deuxième disque est relié à un deuxième arbre mené, caractérisé en ce qu'au moins un des embrayages comporte des garnitures qui sont collées sur leur disque de friction, ce dernier assurant une progressivité axiale lors de l'engagement de cet embrayage.

Ainsi, l'utilisation d'un tel disque comportant des plis ou ondulations en contact avec les garnitures apporte une certaine élasticité axiale entre lesdites garnitures, ce qui assure un serrage progressif de celles- ci entre les plateaux de pression et de réaction.

Le collage procure à la courbe d'élasticité axiale une grande stabilité, ce qui se traduit par une stabilité de la progressivité lors de l'engagement, c'est- à-dire lors de la prise de couple de l'embrayage comportant les garnitures collées.

Le résultat obtenu est encore meilleur lorsque les deux embrayages comportent des garnitures collées sur leur disque de friction.

Ce collage assure également une plus grande stabilité du point de 30 léchage de l'embrayage comportant les garnitures collées.

Par ailleurs, l'utilisation de garnitures de friction collées sur un tel disque permet de réduire l'encombrement axial de chaque ensemble de deux garnitures par rapport à des garnitures rivetées pour lesquelles une garantie de réserve d'usure doit être assurée.

Ainsi, par exemple, avec des garnitures de friction collées sur un disque assurant une fonction de progressivité on dispose d'une épaisseur sous charge de 4 à 6 mm, là où, avec des garnitures rivetées on disposait d'une épaisseur sous charge de 8 à 10 mm, ce qui représente un gain d'encombrement de 30 à 50 %.

De ce fait, on n'est pas obligé de diminuer l'épaisseur des plateaux de pression dans les double embrayages, ce qui permet d'éviter tous les inconvénients liés aux problèmes thermique et d'usure mécanique évoqués ci-dessus.

Le gain de place procuré par l'invention peut également être utilisé pour atteindre les buts suivants: - augmenter la capacité d'usure des garnitures; - libérer de la place pour le système de manoeuvre des deux embrayages; - favoriser la dissipation des énergies, notamment de l'énergie thermique, dans le carter du double embrayage; - loger dans le carter un mécanisme d'embrayage à garde constant 20 permettant de dimensionner au plus près l'actionneur de basculement d'embrayage.

Selon une caractéristique, le ou les disques sur lesquels sont collées les garnitures d'un ensemble de garnitures sont des disques à pales présentant une zone centrale de portée pour contact avec l'une desdites garnitures de frottement et fixation de celle-ci, et deux zones périphériques de portée de part et d'autre de ladite zone centrale pour contact avec l'autre desdites garnitures de frottement. Cela permet d'optimiser la stabilité de la progressivité de l'effort en fonction du déplacement axial, lors de la prise de couple de l'embrayage.

Selon une caractéristique, le double embrayage comporte un double volant amortisseur qui procure un meilleur amortissement des vibrations mécaniques.

Selon une caractéristique, le double embrayage comporte un dispositif de rattrapage d'usure.

Ceci permet de conserver toujours la même course pour le déplacement du diaphragme indépendamment de l'usure, contribuant ainsi à 5 réduire l'encombrement axial du double embrayage.

Selon une caractéristique, le double embrayage est associé à une boîte de vitesses robotisée.

Selon une caractéristique, le double embrayage est associé à une boîte de vitesses robotisée et comporte un double volant amortisseur, ce qui 10 permet de maîtriser le glissement d'un embrayage à l'autre.

Selon une caractéristique, le double embrayage est commandé en serrage, ce qui permet de garder l'embrayage ouvert.

Selon une caractéristique, le double embrayage est commandé en desserrage.

Ainsi, si le double embrayage est installé sur un véhicule, lorsque ce dernier est en mouvement avec un rapport engagé, alors on laisse l'embrayage fermé, ce qui permet de ne pas maintenir sollicité l'actionneur de l'embrayage.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue schématique partielle d'une partie d'un véhicule automobile comprenant une boîte de vitesses robotisée; - la figure 2 est une vue partielle en coupe d'un double embrayage selon l'invention; - les figures 3 à 5 représentent un disque à pales tripodes utilisé dans le double embrayage des figures 1 et 2 et, plus particulièrement: la figure 3 est une vue en coupe axiale d'un disque porte-garnitures; la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne 4-4 de la 30 figure 3; la figure 5 est une vue en coupe selon la ligne 5-5 de la figure 4; - les figures 6a et 6b sont des vues schématiques montrant la différence d'épaisseur entre des garnitures rivetées et des garnitures collées; - les figures 7 et 8 illustrent respectivement les moyens de commande 32 de fermeture et 52 d'ouverture d'embrayage des moyens 30 de la figure 1; - la figure 9 représente un schéma de croisement des embrayages; - la figure 10 illustre la progressivité de la courbe fournissant le couple transmis en fonction de la position du plateau de pression.

Dans la représentation schématique de principe de la figure 1, la référence 10 désigne l'arbre de sortie ou arbre menant d'une unité de motorisation M, en particulier d'un moteur à combustion interne, reliée à un arbre 12 qui est l'arbre de sortie d'une transmission et qui est destiné à entraîner en rotation les roues motrices 14 d'un véhicule automobile par l'intermédiaire d'un différentiel 16.

Le dispositif de transmission comprend une boîte de vitesses robotisée dont deux arbres d'entrée parallèles 18, 20, appelés arbres menés, sont par exemple coaxiaux, l'arbre 20 s'étendant à l'intérieur de l'arbre 18, et sont reliés à l'arbre 12 de sortie du moteur par des embrayages El, E2 respectivement.

Chaque arbre primaire 18, 20 de la boîte de vitesses porte des pignons moteurs 22, 24 respectivement, qui sont chacun en prise constante avec un pignon récepteur 26 monté libre en rotation sur l'arbre de sortie 12, les paires de pignons en prise 22, 26 et 24, 26 définissant des rapports de transmission qui sont numérotés de 1 à 6 en figure 1 et qui sont progressivement croissants, les pignons moteurs des différents rapports de transmission étant montés en alternance sur le premier arbre 18 et sur le second arbre 20.

Ainsi, dans l'exemple de la figure 1, les pignons moteurs des premier, troisième et cinquième rapports sont sur l'arbre 18 et les pignons moteurs des deuxième, quatrième et sixième rapports sont sur l'arbre 20.

Des moyens connus 28 de synchronisation et de crabotage sont associés aux pignons récepteurs 26 pour les solidariser sélectivement en rotation avec l'arbre de sortie 12 et sont pilotés par des moyens de commande 30 (unité de calcul) comprenant des moyens de traitement de l'information, qui reçoivent des signaux représentant les valeurs d'un certain nombre de paramètres de fonctionnement du véhicule et qui génèrent des signaux de commande d'actionneurs Al, A2 dont chacun est associé à un embrayage El, E2 respectivement, pour ouvrir et fermer cet embrayage.

La figure 2 reprend de façon plus détaillée les éléments 10, 18, 20, 10 Al, A2, El et E2 décrits en référence à la figure 1.

Comme représenté et désigné à la figure 2 par la référence générale notée 60, le double embrayage selon l'invention est apte à entraîner, à partir de l'arbre menant 10 qui est ici le vilebrequin d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile, deux arbres menés, un arbre 18 et un arbre creux 20 entourant l'arbre 18.

Comme représenté sur la figure 2, l'arbre mené intérieur 18 traverse le carter 32 de la boîte de vitesses robotisée et présente une extrémité libre 18a qui s'étend axialement suivant l'axe longitudinal du vilebrequin 10 en direction de ce dernier.

Par ailleurs, l'arbre mené tubulaire 20 est soutenu et centré par un moyen de roulement, non représenté, qui est porté intérieurement par le carter de la boîte de vitesses 62, un joint d'étanchéité 64 assurant la fermeture de la boîte qui contient de l'huile.

Le double embrayage selon l'invention comprend un module 25 d'embrayage/de débrayage 66 qui comporte un double volant amortisseur (volant primaire et volant secondaire).

Le volant primaire du double volant comporte une rondelle 68 solidaire d'une pièce de liaison flexible 70, par exemple, réalisée sous la forme d'une tôle flexible emboutie qui est elle-même montée sur le vilebrequin 10, perpendiculairement à l'axe de symétrie axiale X-X' du dispositif d'embrayage monté rotatif autour de cet axe, par l'intermédiaire de vis de fixation 72.

La pièce de liaison flexible 70 est rendue solidaire de la rondelle 68 par des vis de fixation 74 prévues à la périphérie externe de la pièce 70, ainsi que par les vis 72 à sa périphérie interne.

De façon connue, la rondelle 68 est montée en entrée d'un système d'amortissement par torsion 76 connu en soi et qui ne sera donc pas décrit ici. La rondelle 68 comporte également une autre partie 68a qui est solidaire de la rondelle 68 par l'intermédiaire d'entretoises serties.

Le module d'embrayage/de débrayage 66 comporte également un voile 78 du volant secondaire qui est monté en sortie du système d'amortissement 76.

Des rondelles de frottement 80 et 80a sont agencées entre la rondelle 68, 68a et le voile 78 du volant secondaire dans la partie située entre le système d'amortissement 76 et l'axe de rotation X-X' du moteur.

Les rondelles assurant un calage axial entre le volant primaire et le volant secondaire.

Le volant primaire comporte aussi un anneau formé dans une tôle 82, cet anneau étant fixé par soudure sur un retour 68b de la rondelle 68. L'anneau 82 reçoit une couronne dentée 84 qui permet l'engrènement d'un pignon du démarreur électrique.

Le voile 78 en forme de disque embouti est fixé sur un plateau de 20 réaction 86 appelé premier plateau de réaction du premier mécanisme d'embrayage, par l'intermédiaire des rivets de fixation 88.

Ce premier plateau de réaction 86 se présente sous la forme d'une couronne qui possède une face agencée contre le voile 78 et une face opposée destinée à venir en contact avec l'une des garnitures de friction 90 du premier disque de friction 92.

Le premier mécanisme d'embrayage El du module d'embrayage/de débrayage 66 comprend également un premier plateau de pression 94 qui est susceptible de se déplacer axialement sous l'action d'organes d'embrayage/de débrayage, qui seront brièvement décrits ultérieurement, pour venir en contact avec l'autre garniture de friction 96 du disque de friction 92 et ainsi serrer les garnitures de friction de ce disque.

Le disque de friction 92 est relié par un voile 98 à un moyeu 100 à cannelures internes longitudinales pour entraîner en rotation l'arbre intérieur mené 18 lorsque le premier mécanisme d'embrayage est en position embrayée et que les garnitures de friction du disque de friction 92 sont serrées entre les faces en regard des plateaux 86 et 94.

Un second mécanisme d'embrayage El faisant partie du module d'embrayage/de débrayage 66 et qui est entraîné par le vilebrequin 10 est adjacent au premier mécanisme d'embrayage El qui vient d'être décrit. Le second mécanisme comprend un deuxième plateau de réaction 102 solidaire du premier plateau de réaction 86 du premier mécanisme d'embrayage par l'intermédiaire d'une pièce formant couvercle 104 et qui est située à la périphérie du module d'embrayage/de débrayage 66.

Cette pièce 104 présente une portion longitudinale parallèle à l'axe X-X' formant une jupe 106 sur laquelle est monté le deuxième plateau de réaction 102 et comporte à son extrémité la plus proche du moteur un rebord annulaire 108 perpendiculaire à la jupe 106 et qui est fixé au premier plateau de réaction 86 par l'intermédiaire de vis de fixation 110.

Le second mécanisme d'embrayage comporte un deuxième disque de friction 112 agencé entre le deuxième plateau de réaction 102 fixe et un deuxième 20 plateau de pression 114 mobile.

Le disque de friction 112 est relié par l'intermédiaire d'un voile 116 à un moyeu 118 à cannelures internes longitudinales, permettant ainsi d'entraîner en rotation l'arbre mené tubulaire 20 lorsque les garnitures de friction portées par le second disque de friction 112 sont serrées entre les faces en regard des plateaux 102 et 114.

Le couvercle dit d'embrayage en forme générale de cloche 120 est troué à son sommet dans sa partie centrale la plus proche de l'axe X-X', afin de recevoir les actionneurs Al et A2, par exemple, hydrauliques pilotés par les moyens de commande 30 de la figure 1.

Les deux actionneurs Al, A2 sont fixés au couvercle d'embrayage et donc au module d'embrayage/de débrayage par l'intermédiaire d'un moyen de roulement 122 porté par un rebord intérieur annulaire 120a du couvercle 120.

Ces actionneurs agissent respectivement sur des organes d'embrayage/de débrayage 124, 126 qui se présentent sous la forme de leviers agencés, par exemple, en étoile sur une partie annulaire qui s'apparente à une rondelle Belleville, lesdits leviers étant articulés respectivement sur des points fixes du couvercle d'embrayage 120.

On a représenté sur la figure 2 les actionneurs et les organes d'embrayage/de débrayage dans deux positions extrêmes correspondant respectivement à une position embrayée et à une position débrayée.

On notera que le premier actionneur Al agit sur l'organe 124 en poussant ce dernier pour venir déplacer axialement un poussoir 126 en direction du moteur suivant l'axe longitudinal X-X' afin d'amener en contact le premier plateau de pression 94 avec l'une des garnitures de friction du premier disque de friction 92.

L'autre actionneur A2 vient quant à lui pousser l'organe 126 afin de déplacer axialement en direction du moteur le second plateau de pression 114 pour venir en contact avec l'une des garnitures de friction du second disque de friction 112.

Dans cette position, le double embrayage selon l'invention est en position embrayée.

Le double embrayage selon l'invention est ainsi commandé en serrage. 20 Dans une variante de réalisation, le double embrayage est commandé en desserrage.

Le double embrayage selon l'invention comporte également un dispositif de rattrapage d'usure 130 connu en soi.

Ce dispositif comprend un élément 132 formant cordon qui possède, d'un côté, des bossages en appui sur le diaphragme 126 et, du côté opposé, une succession de rampes destinées à coopérer avec des contre-rampes aménagées sur le plateau 114.

Lorsque le dispositif 130 détecte une usure des garnitures, il entraîne en rotation le cordon 132, ce qui provoque le déplacement axial du système rampes/contre-rampes et donc la coopération des rampes avec les contre-rampes.

Ainsi, l'usure des garnitures est compensée et le diaphragme 126 conserve la même course qu'avant usure.

Aux figures 3, 4 et 5 est illustré un disque porte-garnitures doté de pales tripodes du type de celle de la figure 20 du document EP-A-O 579 554 et par simplicité on utilisera les mêmes références pour les éléments communs à l'invention et à ceux dudit document.

Chaque premier 92 et second 112 disque de friction de la figure 2 comprend un disque porte-garnitures tel que celui des figures 3 à 5.

Le disque comporte une partie centrale 161, 162 et une partie périphérique fractionnée en pales radiales 572 propre à recevoir des garnitures de frottement, chacune desdites pales se raccordant à ladite partie centrale par un pied 380 et comportant au moins une zone de portée 221A globalement parallèle au plan moyen de ladite partie centrale, pour contact avec l'une au moins desdites garnitures de frottement et fixation de celles-ci.

Pour formation de pales du type tripode, les pales 572 présentent une zone centrale de portée 221A, pour contact avec l'une desdites garnitures de frottement et fixation de celle-ci, et deux zones périphériques de portée 522B de part et d'autre de ladite zone centrale 221A pour contact avec l'autre desdites garnitures de frottement.

La zone centrale de portée 221A se rétrécit en direction de la périphérie externe dudit disque porte-garnitures et est décalée axialement par rapport à la partie centrale 161, 162 et aux deuxdites zones périphériques de portée 522B.

La zone centrale de portée 221A est raccordée, d'une part, à la partie centrale 161, 162 du disque porte-garnitures par un pli tangentiel 380 perpendiculaire à l'axe de symétrie radial desdites pales tripodes et, d'autre part, auxdites zones périphériques par des plis périphériques 222A obliques par rapport à l'axe de symétrie radial desdites pales tripodes.

Ainsi, les zones centrales de portée 221A ont une grande étendue 30 circonférentielle et il en est de même des plis tangentiels 380, en sorte que les pieds des pales 372 sont très robustes.

Ici, les pales tripodes 572 sont d'un seul tenant avec la partie centrale 161, 162 en forme de disque. Ces pales 572 alternent circonférentiellement avec une série de languettes radiales 471 dans le plan de la partie centrale 161, 162 du disque porte-garnitures. Ces languettes 471 sont d'un seul tenant avec la partie centrale 161, 162 en forme de disque.

Les zones périphériques de portée 522B s'étendent radialement en partie au-dessus des languettes 471 à extrémité arrondie enveloppée en partie par les zones 522B, en forme d'aile d'oiseau. La zone centrale 221A comporte à sa périphérie interne deux pattes encadrant le pli tangentiel 380. La surface d'appui de la zone centrale 221A est ainsi augmentée tout en ayant un pli tangentiel 380 de grande longueur, ce qui est favorable pour le collage de la garniture de frottement concernée et la robustesse des pales 572.

On peut tirer parti de cette disposition pour pratiquer des découpes 500 de la manière décrite ci-après dans la zone centrale 221A.

Grâce à ces dispositions, les zones périphériques 522B ont une surface d'appui non négligeable et la zone centrale de portée 221A est augmentée par rapport à celle des figures 6, 14, 15, 16 du document EP-A-0 579 554 mentionné ci-dessus.

Dans une variante de réalisation, le disque porte-garnitures a une configuration analogue à celle desdites figures 6, 14, 15, 16 de ce document. Quoi qu'il en soit, suivant l'invention, la garniture de frottement est directement collée sur sa zone centrale de portée associée 221A.

On obtient ainsi un disque porte-garnitures ayant une inertie réduite et une bonne progressivité.

Ici, le disque porte-garnitures comporte deux supports 161, 162 accolés qui ne sont pas visibles sur les disques de friction 92 et 112 de la figure 2. Sur chaque zone centrale de portée d'un support est fixée par collage une garniture de frottement telle que les garnitures 90 et 96 du disque de friction 92. Ces supports sont destinés à être fixés au voile 98 par l'intermédiaire de colonnettes 134 (figure 2) qui traversent ledit voile à la faveur d'ouvertures.

La constitution du disque de friction 112 est identique et les supports 161, 162 de ce dernier sont destinés à être fixés au voile 116 par l'intermédiaire de colonnettes 136.

Les garnitures de frottement des disques de friction sont ici circulairement continues en étant du type organique, comme par exemple dans le document FR-A-2 094 693, en étant par exemple renforcées par des fibres de verre, de "KEVLAR".

Ici, les supports 161, 162 sont identiques et sont montés dos-à-dos, leurs languettes 471 étant en contact les unes avec les autres, tandis que les zones périphériques 522B des pales tripodes 572 sont en contact les unes avec les autres d'un support à l'autre.

Les zones périphériques 522B sont ici dans le plan des supports 161, 162 ce qui permet d'obtenir une bonne stabilité des garnitures de frottement.

Pour formation d'un sous-ensemble supports 161, 162 garnitures 90, 96, des moyens d'accouplement à action axiale unidirectionnels propres à limiter l'écartement entre les deux supports 161, 162 sont prévus.

Ces moyens d'accouplement comportent dans les figures 3 à 5 au moins un crochet porté par l'un des supports 161, 162 et propre à venir en butée avec une surface de butée associée portée par l'autre support.

Le crochet est soit porté par la zone centrale 221A, soit par les zones périphériques 522B, soit par la partie centrale du support 161, 162 de préférence au voisinage des plis tangentiels 380 en dessous de ceux-ci.

Suivant une forme de réalisation, ces moyens d'accouplement comportent pour chacun des supports 161, 162 des pattes propres à venir en contact les unes avec les autres. Ces pattes appartiennent à des crochets.

On peut se reporter au document FR 2 712 945 pour obtenir davantage de détails sur ces moyens d'accouplement.

Dans une variante de réalisation, seul l'un des disques de friction 92, 30 112 comporte des garnitures de friction collées sur le disque portegarnitures.

Comme illustré sur les figures 6a et 6b, l'utilisation de garnitures 90, 96 collées sur un disque à pales tripodes 600 (figure 6b) en lieu et place de garnitures 90, 96 rivetées sur ce même disque 600 (figure 6a) permet de réduire de façon significative (30 à 50 %) l'encombrement axial du disque de friction ainsi constitué.

En effet, l'utilisation de rivets 602 (figure 6a) dont la dimension axiale est Y impose aux disques de friction d'avoir chacune des garnitures présentant une épaisseur sous charge de X afin de pouvoir garantir une réserve d'usure de la garniture de X-Y.

L'utilisation de garnitures collées (figure 6b) permet en revanche de réduire l'épaisseur sous charge de chacune des garnitures du disque de friction 10 à X-Y, de manière théorique.

Le gain en épaisseur théorique de l'ensemble du disque de friction ainsi obtenu est de 2Y permet d'augmenter la masse thermique des plateaux de pression sans augmenter l'encombrement axial.

En pratique, il est nécessaire de laisser une certaine épaisseur de matière formant les garnitures afin de garantir une certaine stabilité mécanique des garnitures ainsi collées. Par exemple, cette épaisseur de matière peut être de l'ordre de 0.8 mm.

Dans un cas pratique de réalisation, afin d'illustrer numériquement ce qui précède, prenons une garniture apte à être rivetée qui présente une épaisseur X=3.5 mm, ainsi que des rivets présentant une dimension axialeY=2 mm. Le gain pratique est de 2Y-2*0.8=4-1.6=2.4. Soit, sur le disque en entier, un gain de l'ordre de 35% environ.

En outre, la fonction de progressivité axiale qui est procurée, lors de l'engagement de l'embrayage, par un disque à pales tripodes tel que celui décrit plus haut, permet d'atténuer efficacement les phénomènes de glissement ("stick-slip" en terminologie anglo-saxonne) qui apparaissent lorsque les vitesses de glissement deviennent inférieures à 0,2 m/s.

Par ailleurs, la combinaison du ressort progressif du disque à pales tripodes et d'une garniture usuelle d'embrayage permet de réaliser un disque de friction dont les propriétés tribologiques sont telles que le gradient de frottement en fonction de la vitesse est positif et permet à la logique de pilotage de la transmission de réguler le couple à transmettre lors des démarrages.

L'intégration dans un encombrement axial réduit permet de disposer d'une progressivité qui offre une logique de commande plus simple et une progressivité dans les démarrages et les changements de vitesses.

L'utilisation de garnitures collées sur un disque à pales tripodes offre une meilleure portée que des garnitures collées sur un disque rigide.

Cette meilleure portée permet d'augmenter la capacité en couple et de diminuer d'autant les efforts de tarage à appliquer.

L'augmentation de la capacité en couple permet de réduire l'encombrement radial de l'embrayage d'environ 30 %.

Ce gain de place favorise le logement des arbres récepteurs des pignons autour de la cloche d'embrayage et la réduction d'autant de la longueur de la boîte de vitesses.

Ceci permet de réaliser des grains de place sur les actionneurs.

Par ailleurs, le gain d'inertie apporté par l'utilisation de garnitures collées sur un disque à pales tripodes permet de réduire les énergies dissipées dans la boîte de vitesses lors des changements de vitesses et de diminuer d'autant les efforts nécessités par le passage de vitesses.

Ceci permet de réduire l'encombrement des actionneurs de passage de vitesses, ainsi que la consommation d'énergie nécessaire à leur fonctionnement.

Le disque à progressivité axiale collé aux garnitures apporte une augmentation sensible de la résistance à la centrifugation. En effet, les garnitures ne sont pas percées et sont donc plus résistantes aux efforts de centrifugation que des garnitures percées.

Le disque de progressivité est utilisé non seulement pour réaliser une fonction de ressort et une fonction de transmission de couple, mais aussi pour réaliser une fonction de renfort de la tenue mécanique de la garniture.

Le collage des garnitures en lieu et place de leur rivetage permet d'augmenter leur capacité d'usure en raison de l'absence de trous. Cette augmentation peut représenter 20 % de plus que pour des garnitures rivetées.

A épaisseur égale, le disque à progressivité axiale collé aux garnitures offre une plus grande capacité d'usure qu'un disque à garnitures rivetées, puisque l'énergie spécifique est dissipée par la surface supplémentaire procurée par l'absence de trous dans les garnitures.

La conception de la progressivité du disque à pales tripodes et le processus de stabilisation mécanique et thermique utilisé pour le collage permettent de garantir une grande stabilité de la progressivité lors de l'engagement de l'embrayage.

La progressivité permet d'assister mécaniquement la libération lors du débrayage et, par conséquent, de simplifier la conception des actionneurs qui n'ont alors plus besoin de contrôler le mouvement de libération.

En effet, la fonction de progressivité du disque à pales tripodes permet d'utiliser des actionneurs de type "simplex" en logique tout ou rien.

Il s'ensuit une grande fiabilité de fonctionnement.

Par ailleurs, lors d'une défaillance du système de pilotage, la progressivité des disques de friction favorise le dosage du couple à transmettre lors des changements de vitesses.

Pour la commande des deux embrayages El, E2 de la boîte de vitesses robotisée représentée schématiquement en figure 1, les moyens de commande 30 comprennent des moyens 32 de commande de fermeture d'embrayage qui vont être décrits en référence à la figure 7 et des moyens de commande 52 représentés schématiquement en figure 8 avec les moyens 32 précités.

Les moyens 32 comprennent des premiers moyens 34 pour élaborer un signal de consigne de comportement du véhicule et des moyens 36 de détermination du comportement réel du véhicule, les signaux de sortie des moyens 34, 36 étant comparés entre eux par des moyens 38 qui appliquent la différence de ces signaux à des moyens correcteurs 40 qui génèrent un signal de consigne de position destiné à être appliqué à l'actionneur de l'embrayage considéré, par exemple à l'actionneur Al de l'embrayage El.

Des moyens sont prévus pour détecter la position réelle de l'actionneur et générer un signal correspondant 42 qui est comparé, par des moyens 44, au signal de consigne de position générée par les moyens 40. La différence de ces signaux de position est appliquée à l'entrée de moyens correcteurs 46 qui génèrent un signal de commande, par exemple en courant, de l'actionneur Al et qui appliquent ce signal à l'actionneur Al.

La vitesse de rotation du moteur et la vitesse du véhicule sont détectées et mesurées par des moyens appropriés et des signaux correspondants 48, 50 sont appliqués aux entrées des moyens 36 de détermination du comportement réel du véhicule.

Les signaux 48, 50 de vitesse de rotation du moteur et de vitesse du véhicule peuvent être dérivés pour élaborer le signal de comportement réel du véhicule en fonction de l'accélération de la rotation du moteur et de l'accélération du véhicule.

Dans ce dispositif, la comparaison des signaux de consigne de comportement et de comportement réel du véhicule permet de générer un signal de consigne de position de l'actionneur Al, qui est lui-même corrigé constamment en fonction de la position réelle de l'actionneur avant d'être appliqué à ce dernier pour le piloter, par exemple en courant. La vitesse de rotation du moteur et la vitesse du véhicule, ou bien l'accélération de la rotation du moteur et l'accélération du véhicule, sont les paramètres définissant le comportement réel du véhicule et qui sont combinés pour fournir un signal de comportement réel comparé au signal de consigne de comportement du véhicule par les moyens 38.

La commande de l'actionneur Al de l'embrayage El permet de fermer cet embrayage en fonction du comportement du véhicule, pour éviter les à-coups, les balancements de caisse, les discontinuités de fonctionnement, et cela quels que soient l'état de l'embrayage, notamment son usure, et les conditions extérieures, notamment la température.

En figure 8, les moyens 32 sont destinés à commander l'actionneur Al de l'embrayage El pour fermer cet embrayage, tandis que les moyens 52 sont destinés à commander l'actionneur A2 de l'embrayage E2 pour ouvrir cet embrayage. Ce cas de figure correspond, par exemple, au passage du deuxième au troisième rapport de transmission, ou au passage du quatrième au cinquième rapport de transmission, ou encore au passage du sixième au cinquième rapport de transmission.

Les moyens 52 de commande de l'ouverture de l'embrayage E2 comprennent, comme représenté schématiquement, des moyens 54 générant un signal de consigne de position de l'actionneur A2, qui est comparé, par des moyens 56, à un signal de position réel de l'actionneur A2. La différence de ces signaux de position est appliquée à des moyens 58 qui génèrent un signal de commande, en courant, qui est appliqué à l'actionneur A2.

On peut noter que l'invention permet notamment de réduire l'erreur de position fournie par les moyens 44 (figure 7) et 56 (figure 8), grâce à une meilleure stabilité du double embrayage dans le temps.

L'ouverture de l'embrayage E2, résultant de la commande de l'actionneur A2, est rapide et peut varier en fonction de la situation du véhicule, par exemple en fonction de quelques cas prédéterminés de situation.

L'ouverture de l'embrayage E2 est suivie de la fermeture de l'embrayage El, après synchronisation et crabotage du pignon récepteur du rapport de transmission à engager. Comme déjà indiqué, le croisement de l'ouverture de l'embrayage E2 et de la fermeture de l'embrayage E permet de simultanément diminuer le couple transmis par l'embrayage E2 et d'augmenter celui transmis par l'embrayage El.

La figure 9 illustre l'étape de "croisement des embrayages" lors du passage d'une position correspondant, par exemple, au deuxième rapport de transmission engagé (embrayage El ouvert et embrayage E2 fermé) à une position correspondant au troisième rapport de transmission engagé (El fermé et E2 ouvert).

Le dosage du passage des vitesses doit être assuré par un pilotage précis des actionneurs Al, A2 car, dans une transmission robotisée, le conducteur du véhicule est très sensible aux à-coups de passage de vitesses.

La fonction de progressivité axiale lors de l'engagement de l'embrayage et qui est procuré par le disque à pales tripodes collé aux garnitures rend le double embrayage auto-adaptatif lors des changements de vitesses, et ce, quelles que soient les conditions de passage de vitesses.

Grâce à cette fonction, on obtient un contrôle précis du couple transmis par le double embrayage selon l'invention.

L'invention permet de réaliser un basculement progressif d'un embrayage à l'autre lors de l'étape de croisement des embrayages et l'on notera que l'allure de la courbe traduisant l'ouverture de E2 est plus progressive (pente plus faible) que celle de la courbe qui traduit le fermeture de El.

On notera en outre que l'on peut prévoir de commander le moteur M pour diminuer le couple fourni par le moteur et réduire du même coup l'énergie dissipée dans l'embrayage en cours de fermeture et donc réduire l'usure de cet embrayage.

La figure 10 illustre le comportement du couple transmis par un embrayage en fonction de la position du plateau de pression lors du passage d'une position débrayée (embrayage ouvert) à une position embrayée (embrayage fermé), et ce, d'une part, pour un embrayage comportant des disques à pales tripodes collés aux garnitures (courbes a et b, la courbe b traduisant les variations du couple après usure et à chaud) et, d'autre part, pour un embrayage comportant des disques à pales tripodes rivetés aux garnitures (courbe c traduisant les variations du couple transmis après usure et à chaud).

On peut noter que les courbes a à c partent toutes d'un point situé légèrement au-dessus de 0 et qui correspond à la levée maximale du plateau de pression (libération de l'embrayage) et comportent toutes une première portion quasi-commune (al = b, = c) correspondant à la courbe de libération de l'embrayage: l'embrayage commence à se fermer sans toutefois transmettre de couple, et ce, jusqu'au point de léchage BI correspondant au point de début de prise de couple.

La course correspondante du plateau de pression jusqu'au point BI est, par exemple, de 0,4 mm.

Les trois courbes comportent entre le point BI et le point B2 correspondant à la valeur du couple maximal fourni par le moteur une seconde portion respective a2, b2, c2 qui représente la courbe de progressivité de l'embrayage.

Après usure et à chaud, la courbe b2 s'écarte de la courbe théorique a2 (sans usure). On constate pour la courbe b2 une variation progressive du couple transmis en fonction de la position du plateau de pression, lors de l'écrasement des pales du disque de friction, ce qui explique la bonne progressivité lors de l'engagement de l'embrayage (embrayage progressif).

Cette progressivité de la courbe facilite le contrôle du couple transmis par l'embrayage, ce qui n'est pas le cas avec les brusques variations de couple par rapport à la position du plateau obtenues pour la courbe c2 (garnitures rivetées sur un disque à pales ou des segments) qui traduit une perte de l'élasticité axiale entre les garnitures.

Le pilotage d'un double embrayage dont les garnitures de friction sont rivetées et non collées sur un disque à pales tripodes s'avère par conséquent très délicat.

Au point B2, on observe un début de glissement lorsque le couple 15 transmis avoisine la valeur du couple moteur maximal.

On peut noter que les moyens de commande 30 du double embrayage selon l'invention doivent connaître avec précision la position des points BI et B2 pour gérer efficacement le croisement des embrayages.

Après le point B2, les courbes a3 et b3 (après usure de la courbe a3 et à chaud) sont quasi-identiques, tandis que la courbe c3 est encore fortement écartée de la courbe b3.

Pour ces courbes, on n'observe pas de glissement dans la mesure où le couple transmis est supérieur au couple moteur maximal.

Ces courbes tendent toutes à sa rapprocher de la limite verticale qui correspond à la position de serrage maximale du plateau de pression, la course entre le point BI et cette position extrême étant obtenue par écrasement des pales du disque de friction et étant, par exemple, égale à 0,8 mm.

On peut noter également que, du fait du collage des garnitures, la loi de variation du couple transmis par le double embrayage en fonction de la position du plateau de pression est plus stable dans le temps que la loi de variation obtenue avec des garnitures rivetées.

Bien entendu, de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'exemple de réalisation décrit précédemment sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1. Double embrayage (60) d'un système de transmission mécanique entre un arbre menant (10) relié à une unité de motorisation (M) et au moins deux arbres menés (18, 20) sensiblement coaxiaux reliés à une boîte de vitesses, le double embrayage étant piloté par une unité de calcul (30) et comportant plusieurs plateaux de pression (94, 114) et réaction (86, 102) en vis-à-vis deux à deux, un plateau de pression (94) et un plateau de réaction (86) en vis-à-vis étant séparés par un disque de friction (92) portant deux garnitures (90, 96) de part et d'autre dudit disque, un premier disque (92) étant relié à un premier arbre mené (18) tandis qu'un deuxième disque (112) est relié à un deuxième arbre mené (20), caractérisé en ce qu'au moins un des embrayages comporte des garnitures (90, 96) qui sont collées sur leur disque de friction (92), ce dernier assurant une progressivité axiale lors de l'engagement de cet embrayage.

2. Double embrayage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ou les disques sur lesquels sont collées les garnitures d'un ensemble de garnitures sont des disques à pales présentant une zone centrale de portée, pour contact avec l'une desdites garnitures de frottement et fixation de celle-ci, et deux zones périphériques de portée de part et d'autre de ladite zone centrale pour contact avec l'autre desdites garnitures de frottement.

3. Double embrayage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte un double volant amortisseur (76).

4. Double embrayage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de rattrapage d'usure (130).

5. Double embrayage selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est associé à une boîte de vitesses robotisée.

6. Double embrayage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le double embrayage est associé à une boîte de vitesses robotisée et comporte un double volant amortisseur.

7. Double embrayage selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il est commandé en serrage.

8. Double embrayage selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il est commandé en desserrage.