FR3052516A1 - CLUTCH FASTENING WITH LENGTH COMPENSATION COMPRISING NEGATIVE COMPRESSIBILITY MATERIAL - Google Patents
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Abstract
Butée de débrayage pour la commande d'un mécanisme d'embrayage d'un moteur thermique, comportant axialement de chaque côté une face transversale d'appui (42, 44) prévue pour transmettre le déplacement d'un levier de commande (16) à des doigts d'un ressort de pression (12) du mécanisme d'embrayage, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une face transversale d'appui (42) en matière plastique, et un matériau (36) transmettant l'effort entre les deux faces transversales d'appui (42, 44) présentant une compressibilité linéaire négative.Clutch release bearing for controlling a clutch mechanism of a heat engine, axially provided on each side with a transverse bearing face (42, 44) for transmitting the movement of a control lever (16) to fingers of a compression spring (12) of the clutch mechanism, characterized in that it comprises at least one transverse bearing face (42) of plastic material, and a material (36) transmitting the force between the two transverse bearing faces (42, 44) having a negative linear compressibility.
Description
BUTEE DE DEBRAYAGE AVEC COMPENSATION DE LONGUEUR COMPRENANT UN MATERIAU A COMPRESSIBILITE NEGATIVECLUTCH FASTENING WITH LENGTH COMPENSATION COMPRISING NEGATIVE COMPRESSIBILITY MATERIAL
[0001 ] La présente invention concerne une butée de débrayage pour une commande d’un mécanisme d’embrayage d’un véhicule automobile, ainsi qu’un véhicule automobile équipé d’une telle butée.The present invention relates to a clutch release for a control of a clutch mechanism of a motor vehicle, and a motor vehicle equipped with such a stop.
[0002] Les embrayages des véhicules automobiles comportent généralement un ressort de pression appelé diaphragme, exerçant une charge sur un plateau de pression mobile pour serrer un disque de friction sur un volant du moteur thermique, en maintenant l’embrayage fermé permettant de transmettre le couple de ce moteur à la boîte de vitesses. Le ressort de pression comprend une partie légèrement conique formant un ressort du type rondelle Belleville, comportant à l’intérieur des doigts de commande disposés radialement.The clutches of motor vehicles generally comprise a pressure spring called diaphragm, exerting a load on a movable pressure plate to tighten a friction disc on a flywheel of the engine, keeping the clutch closed to transmit the torque from this engine to the gearbox. The pressure spring comprises a slightly conical portion forming a spring Belleville type washer, having radially arranged control fingers inside.
[0003] Certains embrayages comportent un levier de commande prenant appui sur le carter d’embrayage, pour déplacer par une extrémité formant une fourchette une butée disposée suivant l’axe de l’embrayage, qui presse sur l’extrémité radialement intérieure des doigts de commande afin de faire basculer le ressort de pression autour d’articulations liées à un couvercle du mécanisme d’embrayage, et de soulever le plateau de pression.Some clutches comprise a control lever bearing on the clutch housing, to move by an end forming a fork a stop disposed along the axis of the clutch, which presses on the radially inner end of the fingers of the clutch. control to tilt the pressure spring around hinges associated with a cover of the clutch mechanism, and lift the pressure plate.
[0004] Une pédale d’embrayage, déplacée par le conducteur, actionne par une commande mécanique à câble ou une commande hydraulique l’extrémité extérieure de la fourchette.A clutch pedal, moved by the driver, actuates by a mechanical control cable or a hydraulic control the outer end of the fork.
[0005] On obtient, lors d’un mouvement de débrayage, une courbe particulière d’effort sur la pédale donnée par la réaction du ressort de pression, comprenant d’abord une montée progressive de la charge, puis une diminution ou une stabilisation de cette charge après le décollement du plateau de pression.During a disengagement movement, a particular curve of force on the pedal given by the reaction of the pressure spring is obtained, comprising firstly a gradual increase in the load, then a decrease or a stabilization of this charge after the detachment of the pressure plate.
[0006] Lors d’une usure du disque de friction, le plateau de pression avance vers le volant moteur ce qui augmente l’inclinaison du ressort de pression en déplaçant la butée de débrayage vers l’arrière, et fait varier la charge à la pédale qui s’accroît.During wear of the friction disk, the pressure plate advances to the flywheel which increases the inclination of the pressure spring by moving the clutch release to the rear, and varies the load at the pedal that increases.
[0007] Un type de butée de débrayage connu, présenté notamment par le document FR-B1-2961280, comporte une rangée de billes disposée entre deux cages transmettant le mouvement venant du levier de commande au ressort de pression. Cette butée comporte un dispositif d’auto-centrage afin de s’aligner automatiquement sur l’axe du volant moteur. La longueur axiale de la butée ne change pas, restant constante pendant toute sa durée de vie.A known type of release stop, presented in particular by the document FR-B1-2961280 comprises a row of balls disposed between two cages transmitting the movement from the control lever to the pressure spring. This stop has a self-centering device to automatically align with the axis of the flywheel. The axial length of the stop does not change, remaining constant throughout its life.
[0008] On peut avoir pour ces embrayages un problème d’effort à la pédale devenant important lors d’une course de débrayage, venant en particulier d’une charge du ressort de pression qui augmente avec l’usure du système d’embrayage.We can have for these clutches a problem of pedal force becoming important during a disengagement stroke, in particular from a load of the pressure spring which increases with the wear of the clutch system.
[0009] Par ailleurs, le constructeur automobile peut réaliser de nouvelles versions du moteur thermique afin d’augmenter le couple délivré, ce qui permet notamment d’améliorer sa dépollution. Dans ce cas, il faut prévoir une pression plus élevée sur le disque de friction afin de passer ce couple plus important.Moreover, the car manufacturer can achieve new versions of the engine to increase the torque delivered, which in particular improves its depollution. In this case, it is necessary to provide a higher pressure on the friction disc in order to pass this larger torque.
[0010] Pour résoudre ce problème, on peut modifier la cinématique du levier de commande ou de la pédale d’embrayage afin d’augmenter une démultiplication réduisant l’effort à la pédale. Toutefois, cette modification entraîne un débattement angulaire plus important du levier de commande ou de la pédale d’embrayage, nécessitant un espace supplémentaire qui n’est pas toujours disponible.To solve this problem, we can change the kinematics of the control lever or the clutch pedal to increase a gear reduction reducing the pedal effort. However, this modification results in greater angular movement of the control lever or the clutch pedal, requiring additional space that is not always available.
[0011] Une autre solution consiste à utiliser une butée présentant des faces d’appui en matière plastique qui réduisent les forces de frottement du levier ou des doigts du ressort de pression glissant dessus par un petit mouvement radial lors des changements d’inclinaison, en transmettant la charge, ce qui globalement diminue l’hystérésis à la pédale de débrayage.Another solution is to use a stop having plastic bearing faces which reduce the frictional forces of the lever or the fingers of the pressure spring sliding on it by a small radial movement during changes in inclination, in transmitting the load, which generally reduces the hysteresis to the clutch pedal.
[0012] Toutefois, cette solution pose un problème car on observe une certaine usure des faces d’appui en matière plastique frottant sur les doigts du ressort de pression ou sur le levier de commande, ce qui diminue sa longueur axiale. On a alors une inclinaison plus forte du levier qui peut poser des problèmes d’encombrement.However, this solution is a problem because there is some wear of the plastic bearing surfaces rubbing on the fingers of the pressure spring or on the control lever, which decreases its axial length. There is then a steeper inclination of the lever which can cause congestion problems.
[0013] La présente invention a notamment pour but d’éviter ces inconvénients de la technique antérieure.The present invention is intended to avoid these disadvantages of the prior art.
[0014] Elle propose à cet effet une butée de débrayage pour la commande d’un mécanisme d’embrayage d’un moteur thermique, comportant axialement de chaque côté une face transversale d’appui prévue pour transmettre le déplacement d’un levier de commande à des doigts d’un ressort de pression du mécanisme d’embrayage, cette butée comportant au moins une face transversale d’appui en matière plastique, et un matériau transmettant l’effort entre les deux faces transversales d’appui présentant une compressibilité linéaire négative.It proposes for this purpose a clutch release for the control of a clutch mechanism of a heat engine, having axially on each side a transverse support face provided to transmit the movement of a control lever at the fingers of a clutch mechanism pressure spring, this abutment comprising at least one transverse support surface of plastic material, and a material transmitting the force between the two transverse bearing faces having a negative linear compressibility .
[0015] Un avantage de cette butée de débrayage est que le coefficient de frottement réduit des faces d’appui en matière plastique permet de diminuer l’hystérésis à la pédale de débrayage, ce qui abaisse l’effort nécessaire pour la manœuvrer.An advantage of this clutch release bearing is that the reduced coefficient of friction of the plastic support faces reduces the hysteresis to the clutch pedal, which lowers the effort required to maneuver.
[0016] De plus, l’usure des faces d’appui en matière plastique provoquée par le frottement du levier de commande ou des doigts du ressort de pression, entraînant une réduction de la longueur axiale de cette butée, peut être compensée par le matériau à compressibilité négative en lui appliquant un effort de compression à chaque débrayage, et en utilisant un système de cumul des déplacements dus à ces gonflements successifs.In addition, the wear of the plastic bearing faces caused by the friction of the control lever or the fingers of the pressure spring, resulting in a reduction of the axial length of this stop, can be compensated by the material with negative compressibility by applying a compression force to it at each disengagement, and by using a cumulative displacement system due to these successive swellings.
[0017] La butée de débrayage suivant l’invention peut de plus comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles.The release stop according to the invention may further comprise one or more of the following features, which may be combined with each other.
[0018] Avantageusement, la butée de débrayage comporte des moyens permettant un cumul des gonflements du matériau à compressibilité négative à chaque cycle de débrayage.Advantageously, the clutch abutment comprises means allowing a cumulative swelling of the material with negative compressibility at each clutch release cycle.
[0019] Dans ce cas, la butée de débrayage peut comporter par rapport à la face transversale d’appui arrière, un dispositif à cliquet anti-retour menant permettant seulement une avance d’une plaque disposée à l’avant du matériau à compressibilité négative, et un cliquet anti-retour mené permettant seulement une avance d’une plaque disposée à l’arrière de ce matériau.In this case, the clutch abutment may comprise, with respect to the transverse rear support face, a non-return ratchet driving device allowing only an advance of a plate disposed at the front of the material with negative compressibility. , and a led non-return ratchet allowing only advance of a plate disposed at the rear of this material.
[0020] En particulier, les dispositifs à cliquet anti-retour peuvent comporter des languettes faiblement inclinées par rapport à une direction transversale, prenant appui sur une tige axiale.In particular, the non-return ratchet devices may comprise tabs slightly inclined relative to a transverse direction, bearing on an axial rod.
[0021] Avantageusement, le matériau à compressibilité linéaire négative est enfermé dans une capsule.Advantageously, the negative linear compressibility material is enclosed in a capsule.
[0022] Avantageusement, le matériau à compressibilité linéaire négative comporte du dicyanoaurate de zinc.Advantageously, the negative linear compressibility material comprises zinc dicyanoaurate.
[0023] L’invention a aussi pour objet un véhicule automobile comportant un mécanisme d’embrayage disposé entre un moteur et une transmission, actionné par une butée de débrayage comprenant l’une quelconque des caractéristiques précédentes.The invention also relates to a motor vehicle having a clutch mechanism disposed between a motor and a transmission, actuated by a clutch release bearing comprising any one of the preceding features.
[0024] Avantageusement, le mécanisme d’embrayage comporte un système de compensation d’usure du disque de friction.Advantageously, the clutch mechanism comprises a friction compensation system of the friction disk.
[0025] L’invention sera mieux comprise et d’autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d’exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels : [0026] la figure 1 est une vue en coupe axiale d’un embrayage équipé d’une butée de débrayage selon l’art antérieur ; [0027] la figure 2 est un schéma présentant en demi-coupe axiale le principe de fonctionnement d’une butée selon l’invention ; et [0028] la figure 3 est un schéma en vue arrière de cette butée.The invention will be better understood and other features and advantages will appear more clearly on reading the following description given by way of example, with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. an axial sectional view of a clutch equipped with a release stopper according to the prior art; Figure 2 is a diagram showing in axial half-section the operating principle of an abutment according to the invention; and [0028] Figure 3 is a diagram in rear view of this stop.
[0029] La figure 1 présente un volant moteur 4 fixé sur l’extrémité d’un vilebrequin 2 d’un moteur thermique, recevant un disque de friction 6 serré par un plateau de pression mobile 8 qui est maintenu à l’intérieur d’un couvercle en tôle 10 fixé à ce volant. Le disque de friction 6 entraîne un arbre primaire de la boîte de vitesses 14.Figure 1 shows a flywheel 4 fixed on the end of a crankshaft 2 of a heat engine, receiving a friction disc 6 clamped by a movable pressure plate 8 which is held inside of a sheet metal cover 10 fixed to this steering wheel. The friction disk 6 drives a primary shaft of the gearbox 14.
[0030] Par convention, le côté axial tourné vers le moteur thermique indiqué par la flèche « AV », est appelé côté avant.By convention, the axial side facing the engine indicated by the arrow "AV" is called the front side.
[0031] Un ressort de pression 12 comporte une partie radialement extérieure formant une rondelle Belleville prenant appui sur des articulations 26 du couvercle 10, pour appliquer une charge axiale sur le plateau de pression 8. Le ressort de pression 12 comporte des doigts radiaux de commande tournés vers l’intérieur.A pressure spring 12 has a radially outer portion forming a Belleville washer bearing on the hinges 26 of the cover 10, to apply an axial load on the pressure plate 8. The pressure spring 12 comprises radial control fingers turned inward.
[0032] Un levier de commande 16 fixé au carter d'embrayage 24 par un pivot 18, comporte une extrémité extérieure actionnée par une pédale d’embrayage 20, par l’intermédiaire d’une commande qui peut être à câble ou hydraulique.A control lever 16 attached to the clutch housing 24 by a pivot 18, has an outer end actuated by a clutch pedal 20, via a command that can be cable or hydraulic.
[0033] L’extrémité intérieure du levier de commande 16 forme une fourchette 22 prenant appui sur la face transversale arrière d’une butée à billes 30, qui transmet le mouvement par sa face transversale avant à l’extrémité intérieure des doigts de commande du ressort de pression 12.The inner end of the control lever 16 forms a fork 22 bearing on the rear transverse face of a thrust bearing 30, which transmits the movement by its front transverse face to the inner end of the control fingers of the pressure spring 12.
[0034] De cette manière, un mouvement vers l’arrière de l’extrémité extérieure du levier de commande 16, applique une charge vers l’avant sur la butée 30. Le ressort de pression 12 bascule autour de ses articulations 26 pour soulever le plateau de pression 8, ce qui libère le disque de friction 6.In this way, a rearward movement of the outer end of the control lever 16, applies a load forward on the stop 30. The pressure spring 12 tilts around its hinges 26 to lift the pressure plate 8, which releases the friction disc 6.
[0035] Lors d’un mouvement d’embrayage, les doigts du ressort de pression 12 reculent jusqu’à ce que le disque de friction 6 soit complètement serré dans une position de repos, en entraînant un rappel vers l’arrière de la butée 30 et de la fourchette 22 du levier 16.During a clutch movement, the fingers of the pressure spring 12 backward until the friction disc 6 is completely tightened in a rest position, causing a return towards the back of the stop 30 and the fork 22 of the lever 16.
[0036] Cette position de repos laisse normalement un jeu axial vers l’arrière pour la butée 30 et le levier 16, afin de s’assurer que le ressort de pression 12 soit limité dans sa course uniquement par le plateau de pression 10 en lui transmettant sa charge, ce qui applique entièrement cette charge sur le plateau.This rest position normally leaves an axial backlash for the stop 30 and the lever 16, to ensure that the pressure spring 12 is limited in its stroke only by the pressure plate 10 in him transmitting its load, which fully applies this load on the board.
[0037] La figure 2 présente une butée 30 comportant le levier de commande 16 prenant appui sur un point fixe du carter d’embrayage 24, pour appliquer un effort de débrayage vers l’avant sur la face d’appui arrière transversale d’une bague arrière 44.Figure 2 shows a stop 30 comprising the control lever 16 bearing on a fixed point of the clutch housing 24, to apply a disengagement force forward on the transverse rear support surface of a rear ring 44.
[0038] La bague arrière 44 transmet l’effort de débrayage par un premier dispositif à cliquet anti-retour suiveur 32 à une plaque arrière 34 en appui sur une capsule 36 contenant un matériau à compressibilité linéaire négative, qui le transmet à son tour à une plaque avant 38.The rear ring 44 transmits the disengagement force by a first follower non-return ratchet device 32 to a rear plate 34 resting on a capsule 36 containing a negative linear compressibility material, which in turn transmits it to a front plate 38.
[0039] La plaque avant 38 comporte un rebord latéral 50 dépassant de la capsule 36, qui reçoit l’appui d’un deuxième dispositif à cliquet anti-retour meneur 46, directement fixé sur la bague arrière 44.The front plate 38 has a lateral flange 50 protruding from the capsule 36, which receives the support of a second non-return ratchet leader device 46, directly attached to the rear ring 44.
[0040] La plaque avant 38 transmet à son tour l’effort de débrayage à un roulement à billes 48 en contact avec une bague avant 40 comprenant un revêtement de la face transversale d’appui avant 42 en matière plastique, permettant un glissement des doigts du ressort de pression 12 avec un faible frottement.The front plate 38 in turn transmits the disengagement force to a ball bearing 48 in contact with a front ring 40 comprising a coating of the transverse front support face 42 of plastic, allowing a sliding of the fingers of the pressure spring 12 with a low friction.
[0041] Lors du fonctionnement du véhicule, on a une usure axiale de la face d’appui avant qui se produit avec le frottement radial des doigts du ressort de pression 12. Des essais ont montré que sur la durée de vie du véhicule, on pouvait atteindre une usure d’environ 1,5mm.During operation of the vehicle, there is an axial wear of the front bearing face which occurs with the radial friction of the fingers of the pressure spring 12. Tests have shown that over the life of the vehicle, it is could reach a wear of about 1.5mm.
[0042] Chaque dispositif à cliquet anti-retour 32, 46 comporte une tige parallèle à l’axe 52 dont l’extrémité arrière est fixée sur la bague arrière 44, et des languettes 54 faiblement inclinées par rapport à la direction transversale, fixées sur la plaque arrière 34 pour le premier système 32 et sur la plaque avant 38 pour le deuxième système 46.Each non-return ratchet device 32, 46 comprises a rod parallel to the axis 52 whose rear end is fixed on the rear ring 44, and tabs 54 slightly inclined relative to the transverse direction, fixed on the rear plate 34 for the first system 32 and the front plate 38 for the second system 46.
[0043] L’inclinaison des languettes 54 permet seulement une avance de ces languettes quand la plaque arrière 34 ou avant 38 part vers l’avant, et empêche un recul de ces languettes qui s’arc-boutent sur la tige 52 quand ces plaques veulent partir vers l’arrière.The inclination of the tongues 54 only allows an advance of these tongues when the rear plate 34 or before 38 leaves forward, and prevents a recoil of these tabs which are braced on the rod 52 when these plates want to go backwards.
[0044] La figure 3 présente quatre systèmes de rattrapage d’usure 62 répartis autour de l’axe du mécanisme d’embrayage, comprenant chacun sa capsule individuelle de matériau 36 et ses dispositifs de cliquet anti-retour 32, 46. En variante, on peut utiliser une capsule de matériau 36 formant une couronne continue sur le tour de la butée 30.FIG. 3 shows four wear-compensating systems 62 distributed around the axis of the clutch mechanism, each comprising its individual material capsule 36 and its non-return ratchet devices 32, 46. In a variant, it is possible to use a capsule of material 36 forming a continuous ring on the turn of the abutment 30.
[0045] On peut aussi disposer seulement trois systèmes de rattrapage d’usure 62, ce qui ferait une répartition isostatique des appuis autour de l’axe.One can also have only three wear compensating systems 62, which would be an isostatic distribution of support around the axis.
[0046] Le fonctionnement de la butée 30 à compensation automatique de longueur est le suivant.The operation of the stop 30 with automatic compensation of length is as follows.
[0047] Contrairement à presque tous les matériaux présentant une compressibilité linéaire positive, qui se contractent sous l’effet d’une pression, les matériaux à compressibilité linéaire négative se dilatent dans la direction de cette pression. En particulier, le dicyanoaurate de zinc présente une compressibilité linéaire négative nettement plus importante que les autres matériaux connus.Unlike almost all materials having a positive linear compressibility, which contract under the effect of pressure, the negative linear compressibility materials expand in the direction of this pressure. In particular, zinc dicyanoaurate has a much greater negative linear compressibility than the other known materials.
[0048] A chaque débrayage, on applique tout l’effort de commande par l’intermédiaire du premier dispositif de cliquet anti-retour mené 32, sur le matériau à compressibilité linéaire négative contenu dans la capsule 36 qui est disposé en série dans la chaîne de transmission d’effort.At each disengagement, the entire control force is applied by means of the first led non-return ratchet device 32, on the negative linear compressibility material contained in the capsule 36 which is arranged in series in the chain. of stress transmission.
[0049] En appliquant cet effort, on obtient un gonflement du matériau à compressibilité linéaire négative, qui voit sa longueur axiale légèrement augmenter. La plaque avant 38 s’écarte alors de la plaque arrière 34 suivant ce gonflement, le dispositif de cliquet antiretour meneur 46 avançant légèrement par rapport à sa tige 52.Applying this effort, we obtain a swelling of the negative linear compressibility material, which sees its axial length slightly increase. The front plate 38 then deviates from the rear plate 34 according to this swelling, the leader non-return ratchet device 46 advancing slightly with respect to its rod 52.
[0050] Après le cycle de débrayage, l’effort de commande redescend à une faible valeur résiduelle. Le matériau à compressibilité négative dans la capsule 36 se contracte, la plaque avant 38 ne pouvant reculer grâce au dispositif de cliquet en retour meneur 46, c’est la plaque arrière 34 qui avance en faisant avancer son dispositif de cliquet anti-retour suiveur 32.After the clutch cycle, the control effort drops to a low residual value. The material with negative compressibility in the capsule 36 contracts, the front plate 38 can not move back thanks to the ratchet mechanism 46, it is the rear plate 34 which advances by advancing its follower non-return ratchet device 32 .
[0051] On obtient ainsi à chaque cycle de débrayage une avance incrémentielle micrométrique de la plaque avant 38, et ensuite de la plaque arrière 34. Pour l’ensemble des débrayages, ces avances s’additionnent à chaque fois, ce qui fait que pendant la durée de vie de véhicule on obtient un écart entre les plaques 34, 38 s’accroissant lentement.Thus, each clutch release cycle a micrometric incremental advance of the front plate 38, and then the rear plate 34. For all releases, these advances add up each time, so that during the vehicle life is obtained a gap between the plates 34, 38 increasing slowly.
[0052] On peut ainsi en calculant l’avance élémentaire pour chaque cycle de débrayage, et en estimant un nombre moyen de cycles de débrayage lors de la durée de vie du véhicule, obtenir une avance totale sur cette durée de vie qui équilibre l’usure de la face transversale d’appui avant en matière plastique 42. On obtient ainsi une longueur totale de la butée 30 qui reste sensiblement constante pendant sa durée de vie.It is thus possible by calculating the elementary advance for each clutch release cycle, and estimating an average number of clutch cycles during the life of the vehicle, to obtain a total advance over this lifetime which balances the wear of the front transverse face of plastic material 42. This gives a total length of the abutment 30 which remains substantially constant during its lifetime.
[0053] Avantageusement, on combine la butée de débrayage suivant l’invention avec un mécanisme d’embrayage comportant un système de compensation d’usure de disque de friction 6, qui laisse le ressort de pression 12 avec une inclinaison sensiblement constante pendant la durée de vie de l’embrayage. De cette manière, le levier de commande 16 conserve une inclinaison sensiblement constante pendant toute cette durée de vie.Advantageously, the clutch release bearing according to the invention is combined with a clutch mechanism comprising a friction disk wear compensation system 6, which leaves the pressure spring 12 with a substantially constant inclination for the duration life of the clutch. In this way, the control lever 16 maintains a substantially constant inclination throughout this lifetime.
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