FR2833329A1

FR2833329A1 - Clutch assembly for motor vehicle, includes clutch surfaces separated from flywheel by sealed end plate

Info

Publication number: FR2833329A1
Application number: FR0115827A
Authority: FR
Inventors: Michel Raoul
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2001-12-07
Filing date: 2001-12-07
Publication date: 2003-06-13
Anticipated expiration: 2021-12-07
Also published as: FR2833329B1

Abstract

The clutch assembly (400) for a motor vehicle comprises coupling elements (401,404) contained within a compartment which is sealed by an end-plate (290), centered on the clutch casing (300). This ensures the separation of the clutch and the engine flywheel. There may also be a filtering system (200) separating the coupling elements from the flywheel. The clutch assembly (400) for a motor vehicle comprises a first coupling element (401) which is conical, solidly attached to the clutch shaft (260). This shaft is coupled to the vehicle engine via the intermediary of the flywheel (100). A second conical coupling element (404) is linked to the input shaft (510) supplying the gearbox. The coupling elements are contained within a compartment which is sealed by an end-plate (290), centered on the clutch casing (300), ensuring the separation of the clutch and the engine flywheel. There may also be a filtering system (200) separating the coupling elements from the flywheel.

Description

DISPOSITIF D'EMBRAYAGE DE VEHICULE AUTOMOBILE
La présente invention se rapporte à un dispositif d'embrayage pour véhicule automobile. MOTOR VEHICLE CLUTCH DEVICE
The present invention relates to a clutch device for a motor vehicle.

Plus précisément, elle concerne un dispositif d'embrayage de véhicule automobile comportant au moins un premier élément de couplage solidaire d'un arbre d'embrayage lui-même lié au moteur d'entraînement du véhicule par l'intermédiaire d'un volant moteur et un second élément de couplage lié à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses. More specifically, it relates to a motor vehicle clutch device comprising at least a first coupling element secured to a clutch shaft itself linked to the vehicle drive motor via a flywheel and a second coupling element linked to the input shaft of the gearbox.

Cette invention trouve une application privilégiée sur une transmission automatisée, où les manoeuvres de l'embrayage et des organes de sélection et de passage des vitesses sont prises en charge par des actionneurs placés sous le contrôle d'un calculateur. This invention finds a privileged application on an automated transmission, where the maneuvers of the clutch and of the selection and shifting gears are supported by actuators placed under the control of a computer.

Les embrayages équipant les véhicules automobiles à boîte de vitesses mécanique sont généralement constitués d'un disque ayant sur sa périphérie une couronne en matériau de friction, d'un moyeu cannelé d'entraînement de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, d'un dispositif d'amortissement des vibrations de torsion intercalé entre le moyeu et la garniture extérieure, constitué de ressorts et de rondelles de frottement, et enfin d'un mécanisme comprenant un plateau de pression, un couvercle en tôle et un diaphragme élastique assurant le serrage de la friction entre le volant moteur et le plateau. The clutches fitted to motor vehicles with a mechanical gearbox generally consist of a disc having on its periphery a crown made of friction material, of a splined hub driving the input shaft of the gearbox, a torsional vibration damping device interposed between the hub and the outer lining, made up of springs and friction washers, and finally a mechanism comprising a pressure plate, a sheet metal cover and an elastic diaphragm ensuring tightening the friction between the flywheel and the chainring.

Cette disposition d'embrayage classique ne permet pas de réaliser des amortisseurs de vibration suffisamment efficaces pour filtrer les acylismes du moteur. Sous certaines charges ou à certains régimes moteur, la boîte de vitesses entre en résonance et devient bruyante, notamment avec les moteurs diesel. Pour mieux filtrer les This conventional clutch arrangement does not make it possible to produce vibration dampers which are effective enough to filter out engine acylisms. Under certain loads or at certain engine speeds, the gearbox resonates and becomes noisy, especially with diesel engines. To better filter

acyclismes du moteur, on a souvent recours à des dispositifs dits double volant amortisseur , dans lesquels les moyens de filtrage des oscillations du moteurs sont disposés entre deux volants d'inertie trouvant leur place entre le moteur et l'embrayage. acyclisms of the engine, we often use so-called double damping flywheel devices, in which the means for filtering the oscillations of the engines are arranged between two flywheels finding their place between the engine and the clutch.

Outre le fait qu'ils sont en eux-mêmes lourds, volumineux et coûteux, les doubles volants amortisseurs sont mal adaptés aux transmissions automatisées. In addition to the fact that they are in themselves heavy, bulky and expensive, the double damping flywheels are ill-suited to automated transmissions.

En effet, leur utilisation nécessite, en cas d'automatisation d'une boîte de vitesses mécanique conventionnelle, un dispositif d'actionnement spécifique, indépendant des actionneurs de changement de rapport, et possédant ses propres moyens de contrôle, tels qu'un capteur de déplacement de la butée d'embrayage. In fact, their use requires, in the event of automation of a conventional mechanical gearbox, a specific actuation device, independent of the gearshift actuators, and having its own control means, such as a displacement of the clutch bearing.

La présente invention vise à améliorer la capacité de filtrage des acyclismes du moteur sans recourir à un double volant amortisseur, ceci dans des conditions particulièrement favorables à l'automatisation des manoeuvres de l'embrayage et des changements de rapport, notamment sous couple. The present invention aims to improve the filtering capacity of engine acyclisms without using a double damping flywheel, this under conditions particularly favorable to the automation of clutch operations and gear changes, especially under torque.

Dans ce but elle propose que l'arbre d'embrayage soit relié au volant moteur par des moyens de filtrage fixés sur celui-ci. To this end, it proposes that the clutch shaft be connected to the flywheel by filtering means fixed thereon.

De préférence, les moyens de couplage sont séparés du volant moteur par l'arbre d'embrayage et par les moyens de filtrage. Preferably, the coupling means are separated from the flywheel by the clutch shaft and by the filtering means.

Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, les moyens de filtrage comprennent, deux flasques solidaires du volant, un moyeu solidaire de l'arbre d'embrayage, et des ressorts courbes assurant une liaison souple entre ledit moyeu et lesdits flasques. According to a particular embodiment of the invention, the filtering means comprise, two flanges integral with the flywheel, a hub integral with the clutch shaft, and curved springs ensuring a flexible connection between said hub and said flanges.

Ces dispositions permettent notamment de répartir les inerties entre le volant moteur et l'embrayage, et d'installer sur le volant (et non dans l'embrayage), un amortisseur d'une grande souplesse à très grand débattement permettant d'atteindre la These provisions make it possible in particular to distribute the inertias between the flywheel and the clutch, and to install on the flywheel (and not in the clutch), a shock absorber of great flexibility with very large clearance making it possible to reach the

performance d'un double volant amortisseur, pour le filtrage des vibrations. performance of a double damping flywheel, for filtering vibrations.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue longitudinale de l'ensemble du dispositif de couplage, de sa commande et de l'actionneur associé, - la figure 2 est une vue transversale partielle du dispositif de commande,

- la figure 3 est une vue de face d'un des flasques de l'amortisseur de vibrations, - la figure 4 est une vue de face d'un des flasques de l'amortisseur assemblé avec les ressorts au repos et le moyeu, - la figure 5 est une vue de face d'un des flasques de l'amortisseur assemblé avec le moyeu et les ressorts en position comprimés, et - la figure 6 une vue de face du moyeu seul. Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the detailed description which follows, for the understanding of which reference will be made to the appended drawings in which: - Figure 1 is a longitudinal view of the entire coupling device , of its control and of the associated actuator, - FIG. 2 is a partial transverse view of the control device,

- Figure 3 is a front view of one of the flanges of the vibration damper, - Figure 4 is a front view of one of the flanges of the damper assembled with the springs at rest and the hub, - Figure 5 is a front view of one of the flanges of the damper assembled with the hub and the springs in the compressed position, and - Figure 6 a front view of the hub alone.

On voit sur la figure 1, l'ensemble du dispositif d'embrayage 10. Le volant moteur 100 est fixé rigidement et de manière connue sur le vilebrequin (non représenté) par les vis 101, et comporte une couronne de lancement 102 et une piste de captage de régime 103. We see in Figure 1, the entire clutch device 10. The engine flywheel 100 is rigidly fixed and in known manner on the crankshaft (not shown) by the screws 101, and comprises a launching gear 102 and a track regime capture 103.

Le dispositif de filtrage 200 est fixé sur le volant par l'intermédiaire de vis 201. Il comprend une partie de filtrage proprement dite et une partie d'amortissement. La partie de filtrage est composée d'un compartiment étanche en forme de tore comprenant un premier flasque 210 dont l'ouverture centrale circulaire est munie d'un joint 211. Deux zones 210a disposées à 180 sont moins profondes, et servent d'appui et de point de réaction The filtering device 200 is fixed to the steering wheel by means of screws 201. It comprises a filtering part proper and a damping part. The filtering part is composed of a tight toroid-shaped compartment comprising a first flange 210 whose circular central opening is provided with a seal 211. Two zones 210a arranged at 180 are less deep, and serve as support and reaction point

aux ressorts courbes 230 (voir figure3). Un second flasque 220 complète le compartiment torique. Son ouverture centrale circulaire est également munie d'un joint 221. De manière similaire au flasque 210, le flasque 220 possède également deux zones 220a disposées à 180 remplissant la même fonction que la zone 210a. Les zones 210a et 220a sont placées en vis à vis. Les deux joints circulaires 211 et 221 serrent une partie circulaire et plane 250a du moyeu 250, de façon à former un compartiment étanche qui peut avantageusement contenir un lubrifiant, tel que de la graisse. to curved springs 230 (see figure 3). A second flange 220 completes the toric compartment. Its circular central opening is also provided with a seal 221. In a similar manner to the flange 210, the flange 220 also has two zones 220a arranged at 180 fulfilling the same function as zone 210a. The areas 210a and 220a are placed opposite. The two circular seals 211 and 221 tighten a circular and planar part 250a of the hub 250, so as to form a sealed compartment which can advantageously contain a lubricant, such as grease.

Le moyeu 250 possède deux pattes extérieures 250b qui entrent dans le compartiment formé par les deux flasques 210 et 220. The hub 250 has two outer tabs 250b which enter the compartment formed by the two flanges 210 and 220.

Lorsque le système est au repos, les pattes 250b sont en vis à vis des zones 210a et 220a (voir figure 4). Lorsque le système est sous couple, les ressorts courbes 230 sont sous tension entre les zones 210a et 220a des flasques 210 et 220 d'une part et les pattes 250b du moyeu 250 d'autre part (voir figure 5). Cette disposition à deux ressorts courbes 230, permet d'atteindre un angle de rotation relatif du moyeu 250 par rapport aux flasques 210 et 230 très élevé, une grande souplesse et par conséquent une grande performance en filtrage des vibrations de torsion. La partie centrale du moyeu comporte des cannelures 250c d'entraînement de l'arbre d'embrayage 260. Dans la zone radiale intermédiaire, sont réalisées des ouvertures 250d, en nombre égal à celui des vis de fixation 101 du volant moteur 100. Ces ouvertures sont destinées à laisser le passage à l'outil de serrage des vis 101. Un certain nombre de ces ouvertures 250d ont un contour non régulier comportant une excroissance 205e. When the system is at rest, the tabs 250b face the zones 210a and 220a (see FIG. 4). When the system is under torque, the curved springs 230 are under tension between the zones 210a and 220a of the flanges 210 and 220 on the one hand and the tabs 250b of the hub 250 on the other hand (see FIG. 5). This arrangement with two curved springs 230 makes it possible to reach a very high angle of rotation of the hub 250 relative to the flanges 210 and 230, great flexibility and therefore great performance in filtering torsional vibrations. The central part of the hub has grooves 250c for driving the clutch shaft 260. In the intermediate radial zone, openings 250d are made, in a number equal to that of the fixing screws 101 of the flywheel 100. These openings are intended to allow passage to the tool for tightening the screws 101. A number of these openings 250d have an irregular contour comprising a projection 205e.

Ces excroissances sont destinées à recevoir les pattes d'entraînement 271a d'un des éléments du dispositif d'amortissement 270. These protuberances are intended to receive the drive tabs 271a of one of the elements of the damping device 270.

Le dispositif d'amortissement 270 a pour rôle de calmer les oscillations du système de filtrage, en étant le siège de frottements The damping device 270 has the role of calming the oscillations of the filtering system, by being the seat of friction

secs et de déperdition d'énergie. Il est constitué d'une rondelle en tôle 271 avec dans sa partie intérieure des pattes 271a en nombre égal à celui des excroissances 250e du moyeu. La rondelle 271 est entraînée en rotation par le moyeu, et suit ses mouvements. Cette rondelle 271 est prise en sandwich entre deux éléments de friction 272 et 273. Le premier élément de friction est en contact avec une face du volant et possède des évidements 272a coopérant un nombre égal de pattes 273a de l'élément de friction 273 assurant leur liaison en rotation. Les pattes 273a pénètrent à l'intérieur de logements 104 prévus dans le volant. Les éléments de friction sont donc liés en rotation au volant, alors que la rondelle en tôle 271 est liée au moyeu 250. Le dispositif d'amortissement est maintenu sous pression par la rondelle élastique 274, élément de réglage du système, comprimée par le capot 275 fixé sur le volant par des vis ou des rivets 276. dry and energy wasted. It consists of a sheet metal washer 271 with, in its inner part, tabs 271a in a number equal to that of the projections 250e of the hub. The washer 271 is rotated by the hub, and follows its movements. This washer 271 is sandwiched between two friction elements 272 and 273. The first friction element is in contact with one face of the flywheel and has recesses 272a cooperating with an equal number of lugs 273a of the friction element 273 ensuring their link in rotation. The tabs 273a penetrate inside the housings 104 provided in the steering wheel. The friction elements are therefore linked in rotation to the flywheel, while the sheet metal washer 271 is linked to the hub 250. The damping device is kept under pressure by the elastic washer 274, an adjusting element of the system, compressed by the cover. 275 fixed to the steering wheel by screws or rivets 276.

L'arbre d'embrayage 260 est guidé par un roulement 280, luimême supporté par la plaque 290 de fermeture du compartiment embrayage. Cette plaque de fermeture est fixée et centrée dans le carter d'embrayage 300. L'étanchéité du compartiment est assuré en partie extérieure, par rapport au carter d'embrayage, par le joint torique 291, et par rapport à l'arbre d'embrayage par le joint à lèvre 292. Enfin le cône d'entrée 401 de l'embrayage 400 est fixé sur l'arbre d'embrayage. The clutch shaft 260 is guided by a bearing 280, itself supported by the plate 290 for closing the clutch compartment. This closure plate is fixed and centered in the clutch housing 300. The compartment is sealed in the outer part, relative to the clutch housing, by the O-ring 291, and relative to the shaft. clutch by the lip seal 292. Finally, the inlet cone 401 of the clutch 400 is fixed to the clutch shaft.

L'embrayage 400 est constitué du cône d'entrée 401, de l'anneau inférieur 402, de l'anneau intermédiaire 403 et enfin de l'anneau supérieur 404. Il s'agit donc d'un embrayage triple cône car il y a trois faces de frottement coniques. Le cône 401 possède en périphérie des pattes 401a coopérant avec des évidements 403a, en nombre égal de l'anneau intermédiaire 403. De même, l'anneau The clutch 400 consists of the inlet cone 401, the lower ring 402, the intermediate ring 403 and finally the upper ring 404. It is therefore a triple cone clutch because there is three conical friction faces. The cone 401 has at the periphery of the legs 401a cooperating with recesses 403a, in equal number of the intermediate ring 403. Likewise, the ring

inférieur 402 possède des pattes 402a coopérant avec les évidements 404a, en nombre égal, du cône supérieur 404. lower 402 has tabs 402a cooperating with the recesses 404a, in equal number, of the upper cone 404.

L'anneau supérieur transmet la totalité du couple au moyeu 500 porté par l'arbre primaire 510 de la boîte de vitesses. Pour cela, le moyeu possède des évidements 500a qui coopèrent avec les dents 404b de l'ouverture centrale de l'anneau supérieur 404. Les flancs des dents 404b peuvent être parallèles entre eux et à l'axe de rotation de l'anneau ou légèrement inclinés pour neutraliser l'effet des frottements au contact avec le moyeu et augmenter l'efficacité du système. Le moyeu est lié en rotation à l'arbre primaire par les cannelures, et est maintenu axialement par le jonc d'arrêt 501. The upper ring transmits the entire torque to the hub 500 carried by the primary shaft 510 of the gearbox. For this, the hub has recesses 500a which cooperate with the teeth 404b of the central opening of the upper ring 404. The flanks of the teeth 404b may be parallel to each other and to the axis of rotation of the ring or slightly inclined to neutralize the effect of friction on contact with the hub and increase the efficiency of the system. The hub is linked in rotation to the primary shaft by the splines, and is held axially by the retaining ring 501.

A l'état repos, l'embrayage est normalement fermé, maintenu en pression par la coupelle 502 sur laquelle agit le ressort 503. A l'ouverture de l'embrayage, le cône supérieur 404 est éloigné du cône intermédiaire 403 par un système élastique de séparation, monté sur le moyeu, composé d'une rondelle élastique 504, de deux rondelles plates 505 et d'un jonc d'arrêt 506. A la fermeture de l'embrayage, la progressivité de la montée en charge est assurée par un autre dispositif élastique composé d'une rondelle élastique 507, d'une coupelle 508 et d'une rondelle plate 509. In the idle state, the clutch is normally closed, kept in pressure by the cup 502 on which the spring 503 acts. When the clutch is opened, the upper cone 404 is moved away from the intermediate cone 403 by an elastic system separation, mounted on the hub, composed of an elastic washer 504, two flat washers 505 and a stop ring 506. When the clutch is closed, the progressive increase in load is ensured by a another elastic device composed of an elastic washer 507, a cup 508 and a flat washer 509.

La séparation de l'embrayage et du volant moteur, répartit leurs inerties respectives de part et d'autre du dispositif de filtrage, par ailleurs très souple, et permet d'obtenir un filtrage très performant des acyclismes du moteur thermique, qui est comparable à celui procuré par un double volant amortisseur. The separation of the clutch and the flywheel, distributes their respective inertias on either side of the filtering device, which is also very flexible, and makes it possible to obtain a very efficient filtering of the acyclisms of the heat engine, which is comparable to that provided by a double damping flywheel.

L'intégration de l'embrayage dans un compartiment fermé à bain d'huile permet d'augmenter la capacité d'échange thermique, de sorte que les prestations de rampage et d' anti-recul , peuvent être assurées dans de bonnes conditions. The integration of the clutch in a closed compartment in oil bath makes it possible to increase the heat exchange capacity, so that the ramping and anti-recoil benefits can be provided in good conditions.

La manoeuvre de débrayage consiste à libérer les anneaux de la pression exercée par le ressort 503. La coupelle 502 est éloignée de l'anneau 404 par l'action d'une fourchette 610 commandée par le dispositif d'actionnement 600. Cette fourchette est porté par un axe 611 guidé dans le carter d'embrayage 300 et sur lequel est fixé le crabot 612. L'axe 611 traverse le carter d'embrayage 300, et met en relation une fourchette 610 située dans le compartiment embrayage avec un crabot 612 situé dans le compartiment mécanisme. Le crabot 612 coopère avec un doigt de commande 601 porté par l'axe de commande 602. Cet axe de commande a deux mouvements, un premier mouvement de rotation qui déplace l'axe de fourchette d'embrayage, un deuxième mouvement de translation qui permet de sélectionner un deuxième crabot 622 de commande de la fourchette 620 portée par un axe 621 de commande de changement de rapport, par exemple les rapports de troisième et de cinquième. L'axe 621 est guidé par les carters d'embrayage 300 et de mécanisme 301. The declutching operation consists in releasing the rings from the pressure exerted by the spring 503. The cup 502 is moved away from the ring 404 by the action of a fork 610 controlled by the actuating device 600. This fork is carried by an axis 611 guided in the clutch housing 300 and on which is fixed the clutch 612. The axis 611 crosses the clutch housing 300, and connects a fork 610 located in the clutch compartment with a clutch 612 located in the mechanism compartment. The dog clutch 612 cooperates with a control finger 601 carried by the control axis 602. This control axis has two movements, a first rotational movement which displaces the clutch fork axis, a second translational movement which allows selecting a second clutch 622 for controlling the fork 620 carried by an axis 621 for shift control, for example the third and fifth gears. The axis 621 is guided by the clutch housings 300 and the mechanism 301.

Le dispositif de commande 600 est de type lectromécanique. Il possède une unité motrice 630, un réducteur mécanique (non représenté) intégré dans des carters propres 631 et 632, des moyens de contrôle de positionnement 633, et un actionneur 634 de type électro-aimant avec ses moyens propres de contrôle de position du doigt 601. The control device 600 is of the electromechanical type. It has a motor unit 630, a mechanical reducer (not shown) integrated in clean housings 631 and 632, positioning control means 633, and an actuator 634 of the electromagnet type with its own finger position control means. 601.

Ce dispositif de commande des changements de rapports intégré dans une boîte automatisée, peut donc être utilisé pour commander l'ouverture et la fermeture de l'embrayage, permettant ainsi de faire l'économie de l'actionneur et des moyens de contrôle associés, habituellement dédiés à la manoeuvre de l'embrayage. This gearshift control device integrated in an automated gearbox, can therefore be used to control the opening and closing of the clutch, thus saving the actuator and associated control means, usually dedicated to the operation of the clutch.

Claims

CLAIMS 1. Clutch device (400) of a motor vehicle comprising at least a first coupling element (401) secured to a clutch shaft (260) itself linked to the drive motor of the vehicle via a flywheel (100) and a second coupling element (404) linked to the input shaft of the gearbox, characterized in that the clutch shaft (260) is connected to the flywheel by filtering means (200) fixed thereon.

2. Clutch device according to claim 1, characterized in that the coupling means (401,404) are separated from the flywheel (100) by the clutch shaft (260) and by the filtering means (200).

3. Clutch device according to claim 1 or 2, characterized in that the filtering means (200) comprise two flanges (210) and (220) integral with the flywheel (260), a hub (250) integral with the clutch shaft (260), and curved springs (230) ensuring a flexible connection between said hub and said flanges.

4. Clutch device according to claim 3, characterized in that the flanges (210,220) form an O-ring compartment containing curved springs (230).

5. Clutch device according to claim 3 or 4, characterized in that the flanges (210,220) bear on

the hub (250) so as to form therewith a sealed compartment.

6. Clutch device according to claim 3,4 or 5 characterized in that the springs (230) bear on the external tabs (250b) of the hub (250), and on the reaction zones (210a, 220a) of the flasks (210,220).

7. Clutch device according to one of claims 3 to 6, characterized in that the oscillations of the filtering means (200) are damped by a washer (271) driven in rotation by the hub (250), and retained by friction elements (272,273) integral with the flywheel (100).

8. Clutch device according to claim 7, characterized in that the washer (271) and the friction elements (272,273) are kept under pressure by an elastic washer (274).

9. Clutch device according to claim 8, characterized in that the elastic washer is compressed by a cover (275) fixed on the flywheel (100).