FR3138676A1 - CLUTCH MECHANISM FOR A MOTOR VEHICLE TRANSMISSION ASSEMBLY - Google Patents
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Abstract
Mécanisme d’embrayage pour un ensemble de transmission de véhicule motorisé L’invention concerne un mécanisme d’embrayage (10), pour un ensemble de transmission de véhicule motorisé, comprenant : - un couvercle (11), - un plateau de pression (12) mobile par rapport au couvercle (11) selon un axe (X) de rotation du mécanisme d’embrayage, et destiné à coopérer avec un disque de friction, - un élément de levier (13) mobile entre une position embrayée et une position débrayée du mécanisme d’embrayage, apte à actionner le déplacement du plateau de pression (12), et - un dispositif (20) de compensation d’usure du disque de friction de l’ensemble de transmission comprenant notamment une broche d’entrainement (23). Figure pour l’abrégé : Figure 1Clutch mechanism for a motorized vehicle transmission assembly The invention relates to a clutch mechanism (10), for a motorized vehicle transmission assembly, comprising: - a cover (11), - a pressure plate (12 ) movable relative to the cover (11) along an axis (X) of rotation of the clutch mechanism, and intended to cooperate with a friction disk, - a lever element (13) movable between an engaged position and a disengaged position of the clutch mechanism, capable of actuating the movement of the pressure plate (12), and - a device (20) for compensating for wear of the friction disk of the transmission assembly comprising in particular a drive spindle (23 ). Figure for abstract: Figure 1
Description
La présente invention se rapporte à un mécanisme d’embrayage notamment pour un ensemble de transmission de véhicule motorisé, par exemple un véhicule automobile, un motocycle ou tout autre véhicule comprenant au moins un moteur thermique. Le véhicule automobile peut être un véhicule dit industriel, ce dernier étant par exemple un poids lourd, un véhicule de transport en commun, ou un véhicule agricole. Plus précisément, l’invention concerne un perfectionnement au mécanisme d’embrayage comprenant un dispositif de compensation d’usure.The present invention relates to a clutch mechanism in particular for a motorized vehicle transmission assembly, for example a motor vehicle, a motorcycle or any other vehicle comprising at least one thermal engine. The motor vehicle can be a so-called industrial vehicle, the latter being for example a heavy goods vehicle, a public transport vehicle, or an agricultural vehicle. More specifically, the invention relates to an improvement to the clutch mechanism comprising a wear compensation device.
Il est connu un ensemble de transmission pour véhicule motorisé comprenant un plateau de réaction, un mécanisme d’embrayage vissé sur le plateau de réaction et comportant un plateau de pression mobile, et un disque de friction monté entre lesdits plateaux de réaction et de pression. Le mouvement du plateau de pression selon l’axe du mécanisme est commandé par un élément à levier, par exemple un ressort à diaphragme, lui-même commandé par une butée d’embrayage. Le plateau de pression est ainsi mobile entre une position embrayée dans laquelle le disque de friction est serré entre lesdits plateaux de pression et de réaction, et une position débrayée dans laquelle le disque de friction est libéré.A transmission assembly for a motorized vehicle is known comprising a reaction plate, a clutch mechanism screwed onto the reaction plate and comprising a movable pressure plate, and a friction disk mounted between said reaction and pressure plates. The movement of the pressure plate along the axis of the mechanism is controlled by a lever element, for example a diaphragm spring, itself controlled by a clutch release bearing. The pressure plate is thus movable between an engaged position in which the friction disk is clamped between said pressure and reaction plates, and a disengaged position in which the friction disk is released.
L’utilisation du mécanisme d’embrayage provoque une usure des garnitures du disque de friction ainsi que des contre-matériaux des plateaux de pression et de réaction associés. Ceci se traduit par une variation de la position du plateau de pression par rapport au ressort à diaphragme associé, générant une variation de l’effort de serrage du disque de friction.Use of the clutch mechanism causes wear of the friction disc linings as well as the counter materials of the associated pressure and reaction plates. This results in a variation in the position of the pressure plate relative to the associated diaphragm spring, generating a variation in the clamping force of the friction disk.
Il est aussi connu d’utiliser un dispositif de compensation d’usure au sein d’un mécanisme d’embrayage pour compenser la perte d’épaisseur des garnitures du disque de friction comme cela est divulgué dans le document EP 2348224 B1.It is also known to use a wear compensation device within a clutch mechanism to compensate for the loss of thickness of the friction disc linings as disclosed in document EP 2348224 B1.
Le dispositif de compensation d’usure comprend des moyens à rampe coopérant avec des moyens à contre-rampe formés dans le plateau de pression de sorte que la rotation des moyens à rampe par rapport aux moyens à contre-rampe permette d’ajuster la distance entre le ressort à diaphragme et le plateau de pression et compenser ainsi l’usure du disque de friction.The wear compensation device comprises ramp means cooperating with counter-ramp means formed in the pressure plate so that the rotation of the ramp means relative to the counter-ramp means makes it possible to adjust the distance between the diaphragm spring and the pressure plate and thus compensate for wear on the friction disc.
Le dispositif de compensation d’usure comprend également des moyens d’entraînement en rotation des moyens à rampe dans lesquels on retrouve une roue à rochet apte à pivoter autour d’un axe transversal monté sur un support. Les moyens d’entraînement en rotation comportent également un organe élastique fixé sur le support, ledit organe élastique comportant une extrémité libre coopérant directement avec les dents de la roue à rochet de manière à actionner le pivotement de la roue à rochet en cas d’usure. L’actionnement de la roue à rochet se fait par déplacement de l’extrémité libre le long d’une dent de la roue à rochet et par le saut d’une dent de cette extrémité libre lorsque l’usure des garnitures dépasse une valeur de seuil.The wear compensation device also includes means for rotating the ramp means in which there is a ratchet wheel capable of pivoting around a transverse axis mounted on a support. The rotation drive means also comprise an elastic member fixed to the support, said elastic member comprising a free end cooperating directly with the teeth of the ratchet wheel so as to actuate the pivoting of the ratchet wheel in the event of wear . The ratchet wheel is actuated by moving the free end along a tooth of the ratchet wheel and by skipping a tooth of this free end when the wear of the linings exceeds a value of threshold.
Le dimensionnement des dents de la roue à rochet est à l’origine indépendant de la valeur du couple à transmettre par le mécanisme d’embrayage pour des raisons évidentes de standardisation. Pour des valeurs de couple à transmettre inférieure ou égale à 3000 Nm, le rendement du mécanisme est suffisant pour assurer l’actionnement de la dent de la roue à rochet par simple déplacement de l’extrémité libre de l’organe élastique. Au-delà de couple moteur dépassant 3000 Nm, le rendement du mécanisme d’embrayage devient insuffisant pour garantir le bon fonctionnement des moyens d’entraînement en rotation des moyens à rampe. La perte de rendement est générée par une flexion excessive des composants du mécanisme d’embrayage, ce qui réduit le déplacement global du plateau de pression lors de la phase de débrayage. Sans une augmentation de la course de débrayage de l’élément à levier, il n’est plus possible, à dimensionnement constant des dents de la roue à rochet, d’assurer le déplacement de l’extrémité libre de l’organe élastique par rapport à la dent de la roue à rochet et de garantir le saut d’une dent de cette extrémité libre. Une solution possible est de réduire les dimensions de la dent de la roue à rochet pour permettre à l’extrémité libre de sauter la dent plus facilement. Cette réduction de la dimension de la denture de la roue à rochet devient problématique pour des raisons d’usure de l’extrémité libre de l’organe d’élastique et/ ou de la dent de la roue à rochet. La pression de contact de l’extrémité libre de l’organe élastique sur les dents de petites dimensions dépasse les valeurs tolérées par le matériau de la roue à rochet.The sizing of the teeth of the ratchet wheel is originally independent of the value of the torque to be transmitted by the clutch mechanism for obvious reasons of standardization. For torque values to be transmitted less than or equal to 3000 Nm, the efficiency of the mechanism is sufficient to ensure actuation of the tooth of the ratchet wheel by simple movement of the free end of the elastic member. Beyond a motor torque exceeding 3000 Nm, the efficiency of the clutch mechanism becomes insufficient to guarantee the proper functioning of the means for driving the rotation of the ramp means. The loss of efficiency is generated by excessive flexing of the clutch mechanism components, which reduces the overall displacement of the pressure plate during the disengagement phase. Without an increase in the disengagement stroke of the lever element, it is no longer possible, with constant dimensioning of the teeth of the ratchet wheel, to ensure the movement of the free end of the elastic member relative to to the tooth of the ratchet wheel and guarantee the jump of a tooth from this free end. One possible solution is to reduce the dimensions of the ratchet wheel tooth to allow the free end to skip the tooth more easily. This reduction in the dimension of the teeth of the ratchet wheel becomes problematic for reasons of wear of the free end of the elastic member and/or of the tooth of the ratchet wheel. The contact pressure of the free end of the elastic member on the small teeth exceeds the values tolerated by the material of the ratchet wheel.
L’invention vise à remédier à ces problèmes techniques en proposant un mécanisme d’embrayage perfectionné capable transmettre un couple moteur élevé et de compenser l'usure des garnitures du disque de friction avec une faible course de débrayage tout en garantissant une fiabilité du dispositif de compensation d’usure tout au long de la durée de vie du véhicule motorisé.The invention aims to remedy these technical problems by proposing an improved clutch mechanism capable of transmitting high engine torque and compensating for wear of the friction disc linings with a low clutch release stroke while guaranteeing reliability of the clutch device. wear compensation throughout the life of the motor vehicle.
L’invention a également pour but d’apporter une solution simple, efficace et économique à ces problèmes.The invention also aims to provide a simple, effective and economical solution to these problems.
A cet effet, la présente invention propose un mécanisme d’embrayage, pour un ensemble de transmission de véhicule motorisé, comprenant :
To this end, the present invention proposes a clutch mechanism, for a motorized vehicle transmission assembly, comprising:
- un couvercle,
- a lid,
- un plateau de pression mobile par rapport au couvercle selon un axe X de rotation du mécanisme d’embrayage, et destiné à coopérer avec un disque de friction,
- a pressure plate movable relative to the cover along an axis X of rotation of the clutch mechanism, and intended to cooperate with a friction disk,
- un élément de levier mobile entre une position embrayée et une position débrayée du mécanisme d’embrayage, apte à actionner le déplacement du plateau de pression, et
- a lever element movable between an engaged position and a disengaged position of the clutch mechanism, capable of actuating the movement of the pressure plate, and
- un dispositif de compensation d’usure, intercalé entre l’élément de levier et le plateau de pression, comportant des moyens à rampe coopérant avec des moyens à contre-rampe formés ou solidaires du plateau de pression de façon à ce que la rotation des moyens à rampe par rapport aux moyens à contre-rampe modifie la distance entre l’élément de levier et le plateau de pression, et des moyens d’entraînement en rotation des moyens à rampe par rapport au plateau de pression, lesdits moyens d’entraînement comportant une broche d’entrainement montée à rotation selon un axe transversal A et un organe élastique dont une de ces extrémités est libre de se déplacer par rapport à l’axe X, ladite extrémité libre entrainant en rotation la broche d’entrainement lorsque le mécanisme d’embrayage passe de la position débrayée à la position embrayée ou inversement lorsque le mécanisme d’embrayage passe de la position embrayée à la position débrayée.- a wear compensation device, inserted between the lever element and the pressure plate, comprising ramp means cooperating with counter-ramp means formed or integral with the pressure plate so that the rotation of the ramp means relative to the counter-ramp means modifies the distance between the lever element and the pressure plate, and means for driving the ramp means in rotation relative to the pressure plate, said drive means comprising a drive spindle mounted to rotate along a transverse axis A and an elastic member of which one of these ends is free to move relative to the axis X, said free end rotating the drive spindle when the mechanism clutch moves from the disengaged position to the engaged position or vice versa when the clutch mechanism moves from the engaged position to the disengaged position.
Le mécanisme d’embrayage selon l’invention est remarquable en ce qu’un insert d’engrènement est rapporté sur l’extrémité libre de l’organe élastique et intercalé entre l’organe élastique et la broche d’entrainement.The clutch mechanism according to the invention is remarkable in that a meshing insert is attached to the free end of the elastic member and inserted between the elastic member and the drive spindle.
Ce mécanisme d’embrayage, selon l’invention, présente l’avantage d’améliorer la fiabilité du dispositif de compensation d’usure par adjonction d’un d’insert facilitant l’engrènement de la broche d’entrainement sur l’extrémité libre de l’organe élastique.This clutch mechanism, according to the invention, has the advantage of improving the reliability of the wear compensation device by adding an insert facilitating engagement of the drive spindle on the free end of the elastic organ.
Avantageusement, la broche d’entrainement comprend au moins une roue à rochet avec une denture répartie autour de l’axe A et l’insert d’engrènement se déplace axialement selon l’axe X sur les dents de la roue à rochet conjointement avec l’extrémité libre de l’organe élastique.Advantageously, the drive spindle comprises at least one ratchet wheel with teeth distributed around the axis A and the meshing insert moves axially along the axis X on the teeth of the ratchet wheel together with the free end of the elastic member.
De préférence, lorsque le mécanisme d’embrayage est dans la position embrayée, une première dent de la roue à rochet est en contact avec l’insert d’engrènement et au moins une deuxième dent de la roue à rochet est en contact avec l’insert d’engrènement ou en contact avec l’extrémité libre de l’organe élastique.Preferably, when the clutch mechanism is in the engaged position, a first tooth of the ratchet wheel is in contact with the meshing insert and at least one second tooth of the ratchet wheel is in contact with the meshing insert or in contact with the free end of the elastic member.
Ce mécanisme d’embrayage, selon l’invention, présente l’avantage d’augmenter la surface de contact entre l’organe élastique et la roue à rochet. Il est désormais possible de réduire les dimensions de la dent de la roue à rochet sans pour autant dégrader la fiabilité du dispositif de compensation d’usure. Une réduction de la taille des dents est compensée par l’engrènement de plusieurs dents de la roue à rochet en même temps. La pression de contact sur l’insert d’engrènement et les dents de la roue à rochet est réduite de sorte que l’usure à ce niveau de l’interface est évitée. Autre avantage, il n’est plus nécessaire d’augmenter la course de débrayage de l’élément de levier pour compenser la perte de rendement du mécanisme d’embrayage.This clutch mechanism, according to the invention, has the advantage of increasing the contact surface between the elastic member and the ratchet wheel. It is now possible to reduce the dimensions of the ratchet wheel tooth without degrading the reliability of the wear compensation device. A reduction in tooth size is compensated by the meshing of several teeth of the ratchet wheel at the same time. The contact pressure on the mesh insert and ratchet wheel teeth is reduced so that wear at this interface is avoided. Another advantage is that it is no longer necessary to increase the clutch release stroke of the lever element to compensate for the loss of efficiency of the clutch mechanism.
L’invention peut présenter l’une ou l’autre des caractéristiques décrites ci-dessous combinées entre elles ou prises indépendamment les unes des autres :The invention may have one or other of the characteristics described below combined with each other or taken independently of each other:
- l’organe élastique peut comprendre une languette d’entrainement s’étendant selon l’axe X en direction de la denture de la roue à rochet et sur laquelle est formée l’extrémité libre ;
- the elastic member may comprise a drive tongue extending along the axis X in the direction of the teeth of the ratchet wheel and on which the free end is formed;
- l’insert d’engrènement peut être rapporté sur l’extrémité libre de l’organe élastique par sertissage, surmoulage, soudage, clipsage ou vissage ;
- the meshing insert can be attached to the free end of the elastic member by crimping, overmolding, welding, clipping or screwing;
- l’insert d’engrènement peut être plaqué contre la roue à rochet sous l’action d’une charge de précontrainte radiale exercée par l’extrémité libre de l’organe élastique ;
- the meshing insert can be pressed against the ratchet wheel under the action of a radial prestressing load exerted by the free end of the elastic member;
- l’organe élastique et la broche d’entrainement peuvent être assemblés sur un support commun, l’insert d’engrènement étant en appui sur une paroi plane du support lorsque le mécanisme d’embrayage est dans la position débrayée ;
- the elastic member and the drive spindle can be assembled on a common support, the meshing insert bearing on a flat wall of the support when the clutch mechanism is in the disengaged position;
- l’organe élastique peut comprendre une extrémité fixée sur le support commun ;
- the elastic member may comprise one end fixed on the common support;
- l’organe élastique peut être riveté sur le support commun ;
- the elastic member can be riveted to the common support;
- la broche d’entrainement peut comprendre une partie filetée dont le sens d’enroulement du filetage s’étend selon l’axe A et qui coopère avec une denture ou un écrou lié cinématiquement avec les moyens à rampe ;
- the drive spindle may comprise a threaded part whose direction of winding of the thread extends along the axis A and which cooperates with a tooth or a nut linked kinematically with the ramp means;
- la broche d’entrainement peut être supportée en rotation autour de l’axe A par une tige fixée solidement sur le support commun ;
- the drive spindle can be supported in rotation around axis A by a rod firmly fixed on the common support;
- l’organe élastique peut comprendre une extrémité fixée sur le couvercle du mécanisme d’embrayage ;
- the elastic member may comprise one end fixed to the cover of the clutch mechanism;
- la broche d’entrainement peut être supportée en rotation autour de l’axe A par le plateau de pression par l’intermédiaire d’un support en tôle embouti.- the drive spindle can be supported in rotation around axis A by the pressure plate via a stamped sheet metal support.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’insert d’engrènement peut être interposé radialement entre l’extrémité libre de l’organe élastique et la denture de la roue à rochet. De cette manière, l’insert d’engrènement remplit intégralement la fonction d’interface avec la denture de la roue à rochet et l’extrémité libre de l’organe élastique n’est plus en contact directement avec la roue à rochet.According to one embodiment of the invention, the meshing insert can be interposed radially between the free end of the elastic member and the teeth of the ratchet wheel. In this way, the meshing insert fully fulfills the interface function with the teeth of the ratchet wheel and the free end of the elastic member is no longer in direct contact with the ratchet wheel.
De préférence, l’insert d’engrènement peut comprendre une denture de forme complémentaire à la denture de la roue à rochet.Preferably, the meshing insert may comprise teeth of a shape complementary to the teeth of the ratchet wheel.
Avantageusement, l’insert d’engrènement peut comprendre au moins deux dents, de préférence trois dents.Advantageously, the meshing insert can comprise at least two teeth, preferably three teeth.
De préférence, l’insert d’engrènement peut être usiné, matricé ou moulé en matière plastique ou métallique. L’insert d’engrènement peut également être réalisé en matériau fritté.Preferably, the meshing insert can be machined, stamped or molded from plastic or metal. The mesh insert can also be made of sintered material.
Avantageusement, l’insert d’engrènement peut comprendre un traitement de surface superficiel améliorant la résistance à l’usure ou réduisant le coefficient de frottement.Advantageously, the meshing insert may include a superficial surface treatment improving resistance to wear or reducing the coefficient of friction.
Ce mécanisme d’embrayage, selon ce mode de réalisation de l’invention, présente l’avantage d’augmenter la surface de contact entre l’organe élastique et la roue à rochet et d’améliorer la fiabilité du dispositif de compensation d’usure.This clutch mechanism, according to this embodiment of the invention, has the advantage of increasing the contact surface between the elastic member and the ratchet wheel and of improving the reliability of the wear compensation device. .
Selon un autre mode de réalisation de l’invention, l’extrémité libre de l’organe élastique peut être interposée partiellement entre l’insert d’engrènement et la denture de la roue à rochet. De cette manière, l’insert d’engrènement remplit partiellement la fonction d’interface avec la denture de la roue à rochet et l’extrémité libre de l’organe élastique reste en contact avec la roue à rochet.According to another embodiment of the invention, the free end of the elastic member can be partially interposed between the meshing insert and the teeth of the ratchet wheel. In this way, the meshing insert partially fulfills the interface function with the teeth of the ratchet wheel and the free end of the elastic member remains in contact with the ratchet wheel.
De préférence, l’insert d’engrènement peut être une lame en tôle dont une extrémité est pliée pour avoir une forme complémentaire à la denture de la roue à rochet.Preferably, the meshing insert can be a sheet metal blade, one end of which is bent to have a shape complementary to the teeth of the ratchet wheel.
Avantageusement, la lame en tôle peut être soudée sur l’extrémité libre de l’organe élastique.Advantageously, the sheet metal blade can be welded to the free end of the elastic member.
En variante dans cet autre mode de réalisation, l’insert d’engrènement peut comprendre une denture de forme complémentaire à la denture de la roue à rochet et comprendre au moins deux dents.Alternatively, in this other embodiment, the meshing insert may comprise teeth of a shape complementary to the teeth of the ratchet wheel and comprise at least two teeth.
L’invention a également pour objet, selon un autre de ses aspects, un ensemble de transmission pour véhicule motorisé, comprenant :
The invention also relates, according to another of its aspects, to a transmission assembly for a motorized vehicle, comprising:
- un volant d’inertie,
- a flywheel,
- un mécanisme d’embrayage reprenant tout ou partie des caractéristiques mentionnées précédemment, fixé sur le volant d’inertie, et
- a clutch mechanism incorporating all or part of the characteristics mentioned above, fixed on the flywheel, and
- un disque d’embrayage intercalé axialement entre le volant d’inertie et le plateau de pression du mécanisme d’embrayage.
- a clutch disc inserted axially between the flywheel and the pressure plate of the clutch mechanism.
Cet ensemble de transmission, selon cet autre aspect de l’invention, présente l’avantage de pouvoir transmettre des couples élevés depuis le moteur thermique vers la boite de vitesses.This transmission assembly, according to this other aspect of the invention, has the advantage of being able to transmit high torques from the heat engine to the gearbox.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels :
The invention will be better understood on reading the description which follows, given solely by way of example and made with reference to the appended drawings in which:
– la figure
- the figure
– la figure
- the figure
– la figure
- the figure
– la figure
- the figure
– la figure
- the figure
– la figure
- the figure
– la figure
Dans la suite de la description et des revendications, on utilisera à titre non limitatif et afin d'en faciliter la compréhension, les termes « avant » ou « arrière » selon la direction par rapport à une orientation axiale déterminée par l’axe X principal de rotation de la transmission du véhicule motorisé et les termes « intérieur / interne » ou « extérieur / externe » par rapport à l’axe X et suivant une orientation radiale, orthogonale à ladite orientation axiale.In the remainder of the description and the claims, we will use on a non-limiting basis and in order to facilitate understanding, the terms "front" or "rear" depending on the direction relative to an axial orientation determined by the main axis rotation of the transmission of the motorized vehicle and the terms “interior/internal” or “exterior/external” relative to the axis X and in a radial orientation, orthogonal to said axial orientation.
La
Le véhicule industriel comprend notamment un moteur thermique, une boite de vitesses et un ensemble 1 de transmission intercalé entre le moteur thermique et la boite de vitesses. L’ensemble 1 de transmission est lié cinématiquement à l’arbre mené A1 de la boite de vitesses.The industrial vehicle comprises in particular a heat engine, a gearbox and a transmission assembly 1 inserted between the heat engine and the gearbox. Transmission assembly 1 is kinematically linked to driven shaft A1 of the gearbox.
L’ensemble 1 de transmission comprend :
Transmission set 1 includes:
- un volant d’inertie 2 lié en rotation avec l’arbre de sortie du moteur thermique,
- a flywheel 2 linked in rotation with the output shaft of the heat engine,
- un mécanisme d’embrayage 10 fixé sur le volant d’inertie, et
- a clutch mechanism 10 fixed on the flywheel, and
- un disque de friction 3 intercalé axialement entre le volant d’inertie et un plateau de pression 12 du mécanisme d’embrayage.- a friction disk 3 interposed axially between the flywheel and a pressure plate 12 of the clutch mechanism.
Le disque de friction 3 comprend un voile de transmission de couple 4 de forme annulaire autour d’un axe de rotation X, des éléments de guidage 5 et des ressorts hélicoïdaux de compression 6. Les deux éléments de guidage 5, autrement appelés rondelles de guidage, sont disposées de part et d’autre du voile de transmission de couple 4 en emprisonnant dans des logements intercalaires les ressorts hélicoïdaux de compression 6. Cette architecture de disque d’embrayage 3 est dites « symétrique » car le couple moteur entre d’abord par les garnitures de friction fixées sur le voile de transmission de couple 4, puis le couple moteur est transmis à l’arbre mené A1 par l’intermédiaire d’un moyeu 7 solidaire en rotation des deux éléments de guidage 5.The friction disk 3 comprises a torque transmission web 4 of annular shape around an axis of rotation X, guide elements 5 and helical compression springs 6. The two guide elements 5, otherwise called guide washers , are arranged on either side of the torque transmission web 4 by trapping the helical compression springs 6 in intermediate housings. This architecture of clutch disc 3 is called "symmetrical" because the engine torque enters first by the friction linings fixed on the torque transmission veil 4, then the motor torque is transmitted to the driven shaft A1 via a hub 7 secured in rotation to the two guide elements 5.
Comme illustré sur la
Le mécanisme d’embrayage 10 comprend également un dispositif de compensation d'usure des garnitures de friction du disque de friction disposé entre l’élément à levier et le plateau de pression. Le dispositif de compensation d’usure comprend des moyens à rampe 21 coopérant avec des moyens à contre-rampe 22 formés dans le plateau de pression 12 de sorte que la rotation des moyens à rampe par rapport aux moyens à contre-rampe permette d’ajuster la distance entre l’élément à levier 13 et le plateau de pression 12 et compenser ainsi l’usure du disque de friction. Les moyens à rampe 21 se présentent sous la forme d’un anneau à rampe s’étendant circonférentiellement, coopérant avec des contre-rampes 22 associées, ménagées directement sur le plateau de pression 12. A titre d’exemple, l’angle de chaque rampe 21 et de la contre-rampe 22 associée est compris entre 2 et 12°.The clutch mechanism 10 also includes a device for compensating for wear of the friction linings of the friction disk disposed between the lever element and the pressure plate. The wear compensation device comprises ramp means 21 cooperating with counter-ramp means 22 formed in the pressure plate 12 so that the rotation of the ramp means relative to the counter-ramp means makes it possible to adjust the distance between the lever element 13 and the pressure plate 12 and thus compensate for the wear of the friction disc. The ramp means 21 are in the form of a ramp ring extending circumferentially, cooperating with associated counter-ramps 22, provided directly on the pressure plate 12. For example, the angle of each ramp 21 and the associated counter-ramp 22 is between 2 and 12°.
L’élément à levier 13, réalisé dans cet exemple sous la forme d’un ressort à diaphragme, est disposé axialement entre le couvercle 11 et le plateau de pression 12. Ce ressort à diaphragme 13 comporte d'une part une partie périphérique 13a en appui sur les moyens à rampe 21 et d'autre part des doigts 13b qui s'étendent radialement vers l'intérieur du ressort à diaphragme 13 à partir de la partie périphérique 13a.The lever element 13, produced in this example in the form of a diaphragm spring, is arranged axially between the cover 11 and the pressure plate 12. This diaphragm spring 13 comprises on the one hand a peripheral part 13a in support on the ramp means 21 and on the other hand fingers 13b which extend radially towards the inside of the diaphragm spring 13 from the peripheral part 13a.
Le ressort à diaphragme 13 est monté de manière à pouvoir basculer par rapport au couvercle 12 autour de moyens d'articulation 60 réalisés ici en partie sous forme d’emboutis 61 formés directement dans le couvercle. Les moyens d’articulation comprennent également une pluralité de segments élastiques 62 qui maintiennent le ressort à diaphragme 13 en précontrainte axiale à l’encontre du couvercle 11. Les segments élastiques 62 sont en appui sur une rondelle de support 63 dotée d’entretoises axiales 64 qui traversent le ressort à diaphragme et le couvercle. Lors d’une phase de débrayage, le ressort à diaphragme 13 est actionné par une butée d’embrayage 8. La butée d’embrayage 8 exerce une force de poussée axiale F (voir
Les répétitions des actions d’embrayage et de débrayage provoque l’usure des garnitures de friction.Repeated clutch and disengagement actions cause wear of the friction linings.
L’objet principal de l’invention est donc de fournir un mécanisme d’embrayage 10 perfectionné capable de compenser l'usure des garnitures de friction pendant toute la durée de vie du véhicule motorisé.The main object of the invention is therefore to provide an improved clutch mechanism 10 capable of compensating for the wear of the friction linings throughout the life of the motor vehicle.
Nous allons maintenant décrire plus en détail l'agencement du mécanisme d’embrayage 10, selon un des modes préférés de mise en œuvre de l'invention, en référence aux figures 1 à 4b.We will now describe in more detail the arrangement of the clutch mechanism 10, according to one of the preferred modes of implementation of the invention, with reference to Figures 1 to 4b.
Au sein du mécanisme d'embrayage 10, le dispositif 20 de compensation d’usure comprend des moyens d’entrainement en rotation des moyens à rampe autour de l’axe X, en cas d’usure du disque de friction 3.Within the clutch mechanism 10, the wear compensation device 20 comprises means for rotating the ramp means around the axis X, in the event of wear of the friction disk 3.
Les moyens d’entraînement comportent une broche d’entrainement 23 montée à rotation selon un axe transversal A dans un support 50, l’axe A étant perpendiculaire à l’axe X. Le support 50 comporte une paroi plane 51, à partir de laquelle s’étendent deux flancs 52, perpendiculairement à la paroi plane 51 (voir
Comme illustré sur la
La broche d’entrainement 23 est montée circonférentiellement entre les flancs 52 du support 50 tout en étant apte à pivoter autour de son axe A. La broche d’entrainement 23 est en appui sur l’un des flancs 52. Un ressort de compression hélicoïdal 19, est monté entre l’autre flanc 52 et la broche d’entrainement 23, de manière à maintenir la broche d’entrainement 23 en appui sur le flanc 52 opposé.The drive pin 23 is mounted circumferentially between the sides 52 of the support 50 while being capable of pivoting around its axis A. The drive pin 23 rests on one of the sides 52. A helical compression spring 19, is mounted between the other side 52 and the driving pin 23, so as to keep the driving pin 23 resting on the opposite side 52.
Les moyens d’entraînement comportent également un organe élastique 30 dont une de ces extrémités 34 est libre de se déplacer par rapport à l’axe X, ladite extrémité libre 34 entrainant en rotation la broche d’entrainement 23 lorsque le mécanisme d’embrayage 10 passe de la position débrayée à la position embrayée. L’organe élastique 30 est actionné par le déplacement du ressort à diaphragme 13 entre les positions embrayée et débrayée du mécanisme d’embrayage. En particulier, l’organe élastique 30 s’écarte élastiquement de sa position de repos lorsque le ressort à diaphragme 13 est dans une forme relativement plane correspondant à la position embrayée du mécanisme d’embrayage.The drive means also comprise an elastic member 30, one of these ends 34 of which is free to move relative to the axis moves from the disengaged position to the engaged position. The elastic member 30 is actuated by the movement of the diaphragm spring 13 between the engaged and disengaged positions of the clutch mechanism. In particular, the elastic member 30 deviates elastically from its rest position when the diaphragm spring 13 is in a relatively flat shape corresponding to the engaged position of the clutch mechanism.
Comme illustré sur
Afin d’améliorer ces propriétés élastiques, l’organe élastique 30 est réalisé de préférence en acier à haute teneur en carbone avec une teneur en carbone comprise entre 0,55% et 0,95%.In order to improve these elastic properties, the elastic member 30 is preferably made of high carbon steel with a carbon content of between 0.55% and 0.95%.
Afin d’améliorer la fiabilité du dispositif de compensation d’usure, l’invention prévoit de rapporter un insert d’engrènement 40 sur l’extrémité libre 34 de l’organe élastique et d’intercaler cet insert d’engrènement entre l’organe élastique 30 et la broche d’entrainement 23. L’insert d’engrènement est dans le cas présent, rapporté sur l’extrémité libre de l’organe élastique par sertissage. Selon d’autres variantes possibles, l’insert d’engrènement peut être rapporté sur l’extrémité libre de l’organe élastique par surmoulage, soudage, clipsage ou vissage.In order to improve the reliability of the wear compensation device, the invention provides for attaching a meshing insert 40 to the free end 34 of the elastic member and for inserting this meshing insert between the member elastic 30 and the drive pin 23. The meshing insert is in the present case attached to the free end of the elastic member by crimping. According to other possible variants, the meshing insert can be attached to the free end of the elastic member by overmolding, welding, clipping or screwing.
Comme illustré sur les figures 2 et 3, l’insert d’engrènement se déplace axialement selon l’axe X sur les dents 25 de la roue à rochet conjointement avec l’extrémité libre 34 de l’organe élastique. L’insert d’engrènement 40 comprend une denture 41 de forme complémentaire à la denture de la roue à rochet et comprend de préférence trois dents.As illustrated in Figures 2 and 3, the meshing insert moves axially along the axis X on the teeth 25 of the ratchet wheel together with the free end 34 of the elastic member. The meshing insert 40 comprises teeth 41 of complementary shape to the teeth of the ratchet wheel and preferably comprises three teeth.
Lorsque le mécanisme d’embrayage est dans la position embrayée, trois dents 25 de la roue à rochet 24 sont en contact avec l’insert d’engrènement 40. L’insert d’engrènement est notamment plaqué contre la roue à rochet sous l’action d’une charge de précontrainte radiale exercée par l’extrémité libre 34 de l’organe élastique. Comme l’insert d’engrènement 40 est interposé radialement entre l’extrémité libre de l’organe élastique et la denture de la roue à rochet, celui-ci remplit intégralement la fonction d’interface avec la denture de la roue à rochet et l’extrémité libre de l’organe élastique n’est plus en contact directement avec la roue à rochet.When the clutch mechanism is in the engaged position, three teeth 25 of the ratchet wheel 24 are in contact with the meshing insert 40. The meshing insert is in particular pressed against the ratchet wheel under the action of a radial prestressing load exerted by the free end 34 of the elastic member. As the meshing insert 40 is interposed radially between the free end of the elastic member and the teeth of the ratchet wheel, it fully fulfills the interface function with the teeth of the ratchet wheel and the The free end of the elastic member is no longer in direct contact with the ratchet wheel.
Comme illustré sur les figures 4a et 4b, l’insert d’engrènement 40 est réalisé en matériau fritté. Selon d’autres variantes possibles, l’insert d’engrènement peut être usiné, matricé ou moulé en matière plastique ou métallique. Avantageusement, l’insert d’engrènement peut comprendre un traitement de surface superficiel améliorant la résistance à l’sure ou réduisant le coefficient de frottement.As illustrated in Figures 4a and 4b, the meshing insert 40 is made of sintered material. According to other possible variants, the meshing insert can be machined, stamped or molded from plastic or metal. Advantageously, the meshing insert may include a superficial surface treatment improving the resistance to friction or reducing the coefficient of friction.
On va maintenant décrire le fonctionnement du dispositif 20 de compensation d’usure et notamment comment l’insert d’engrènement 40 se déplace axialement selon l’axe X sur les dents 25 de la roue à rochet en fonction des phases d’embrayage et de débrayage du mécanisme d’embrayage.We will now describe the operation of the wear compensation device 20 and in particular how the meshing insert 40 moves axially along the axis disengagement of the clutch mechanism.
En fonctionnement, lorsque le disque de friction 3 n’est pas ou peu usé, la languette d’entrainement 33 équipé de son insert d’engrènement 40 glisse le long des dents 25 sans toutefois sauter les dents 25, lorsque l’organe élastique 30 est actionné par le ressort à diaphragme 13.In operation, when the friction disk 3 is not or only slightly worn, the drive tongue 33 equipped with its meshing insert 40 slides along the teeth 25 without however skipping the teeth 25, when the elastic member 30 is actuated by the diaphragm spring 13.
Lorsque le disque de friction 3 présente une certaine usure et lors de l’actionnement l’organe élastique 30, les dents 41 de l’insert d’engrènement 40 saute les dents 25 de la roue à rochet 24 en position débrayée après avoir fait tourner légèrement la roue à rochet en position embrayée. Lors du prochain actionnement de l’organe élastique 30, l’insert d’engrènement 40 prend alors appui sur les épaulements formés entre deux dents 25 de la roue à rochet 24 de façon à faire tourner broche d’entrainement 23 autour de son axe A. Une telle rotation de la roue à rochet 24 intervient en phase d’embrayage. Lors d’une telle phase, le ressort à diaphragme 13 plaque l’anneau à rampe 21 en appui sur le plateau de pression 12, de sorte que l’anneau à rampe 21 ne puisse pas pivoter par rapport au plateau de pression 12. La rotation de la broche d’entrainement 23 en position embrayée a pour effet de comprimer le ressort de compression hélicoïdal 19 qui libérera sa charge de compression lors d’un prochain débrayage. Lors de la phase de débrayage suivante, le ressort à diaphragme 13 relâche l’anneau à rampe 21 qui peut alors tourner par rapport au plateau de pression 12.When the friction disc 3 shows some wear and when the elastic member 30 is actuated, the teeth 41 of the meshing insert 40 jump the teeth 25 of the ratchet wheel 24 into the disengaged position after rotating slightly the ratchet wheel in the engaged position. During the next actuation of the elastic member 30, the meshing insert 40 then bears on the shoulders formed between two teeth 25 of the ratchet wheel 24 so as to rotate the drive spindle 23 around its axis A Such a rotation of the ratchet wheel 24 occurs in the clutch phase. During such a phase, the diaphragm spring 13 presses the ramp ring 21 to rest on the pressure plate 12, so that the ramp ring 21 cannot pivot relative to the pressure plate 12. Rotation of the drive spindle 23 in the engaged position has the effect of compressing the helical compression spring 19 which will release its compression load during a next disengagement. During the following disengagement phase, the diaphragm spring 13 releases the ramp ring 21 which can then rotate relative to the pressure plate 12.
Une telle rotation de l’anneau à rampe 21 par rapport au plateau de pression 12 provoque un coulissement des rampes 21 sur les contre-rampes 22 et, ainsi, un écartement selon l’axe X du ressort à diaphragme 13 par rapport au plateau de pression 12, d’une valeur permettant de compenser l’usure.Such a rotation of the ramp ring 21 relative to the pressure plate 12 causes sliding of the ramps 21 on the counter-ramps 22 and, thus, a spacing along the axis pressure 12, of a value making it possible to compensate for wear.
L’insert d’engrènement 40 améliore la fiabilité du dispositif de compensation d’usure en facilitant l’engrènement de la broche d’entrainement sur l’extrémité libre de l’organe élastique. Comme nous l’avons précédemment, l’insert d’engrènement est rapporté sur languette d’entrainement 33. Comme illustré sur la
On va maintenant décrire en référence à la
L’insert d’engrènement 40 est une lame en tôle 49 dont une extrémité est pliée pour avoir une forme complémentaire à la denture 25 de la roue à rochet. La lame en tôle 49 peut être soudée sur l’extrémité libre de l’organe élastique.The meshing insert 40 is a sheet metal blade 49, one end of which is bent to have a shape complementary to the teeth 25 of the ratchet wheel. The sheet metal blade 49 can be welded to the free end of the elastic member.
On va maintenant décrire en référence à la
Dans ce troisième mode de réalisation, la broche d’entrainement 23 est supportée en rotation autour de l’axe A par le plateau de pression 12 par l’intermédiaire d’un support en tôle embouti. La broche d’entrainement 23 comprend une partie filetée 26 dont le sens d’enroulement du filetage s’étend selon l’axe A et qui coopère avec un écrou lié cinématiquement avec les moyens à rampe 21.In this third embodiment, the drive spindle 23 is supported in rotation around the axis A by the pressure plate 12 via a stamped sheet metal support. The drive spindle 23 comprises a threaded part 26 whose direction of winding of the thread extends along the axis A and which cooperates with a nut kinematically linked to the ramp means 21.
L’organe élastique 30 comprend une extrémité 31 fixée sur le couvercle du mécanisme d’embrayage et une extrémité libre 34 s’étendant selon l’axe X en direction de la denture 25 de la roue à rochet. Un insert d’engrènement 40 est rapporté sur l’extrémité libre 34 et intercalé entre l’organe élastique 30 et la broche d’entrainement 23. Plus précisément, l’insert d’engrènement 40 est interposé radialement entre l’extrémité libre 34 de l’organe élastique et la denture 25 de la roue à rochet 24. L’insert d’engrènement est dans le cas présent, rapporté sur l’extrémité libre de l’organe élastique par surmoulage.The elastic member 30 comprises an end 31 fixed to the cover of the clutch mechanism and a free end 34 extending along the axis X in the direction of the teeth 25 of the ratchet wheel. A meshing insert 40 is attached to the free end 34 and interposed between the elastic member 30 and the drive pin 23. More precisely, the meshing insert 40 is interposed radially between the free end 34 of the elastic member and the teeth 25 of the ratchet wheel 24. The meshing insert is in the present case, attached to the free end of the elastic member by overmolding.
On va maintenant décrire le fonctionnement de ce dispositif 20 de compensation d’usure et notamment comment l’insert d’engrènement 40 se déplace axialement selon l’axe X sur les dents 25 de la roue à rochet en fonction des phases d’embrayage et de débrayage du mécanisme d’embrayage.We will now describe the operation of this wear compensation device 20 and in particular how the meshing insert 40 moves axially along the axis disengagement of the clutch mechanism.
La
Lors de la phase de débrayage, la butée d’embrayage 8 exerce un effort F sur l’extrémité radialement interne des doigts 13b du ressort à diaphragme 13. En début de phase, la partie périphérique 13a du ressort à diaphragme 13 se déplace sans être en contact avec l’organe élastique jusqu’à une certaine valeur de la course de débrayage. Puis en milieu de phase, la partie périphérique 13a du ressort à diaphragme 13 vient en appui sur l’organe élastique 30, de façon à l’actionner.During the disengagement phase, the clutch release bearing 8 exerts a force F on the radially internal end of the fingers 13b of the diaphragm spring 13. At the start of the phase, the peripheral part 13a of the diaphragm spring 13 moves without being in contact with the elastic member up to a certain value of the clutch stroke. Then in the middle of the phase, the peripheral part 13a of the diaphragm spring 13 comes to bear on the elastic member 30, so as to actuate it.
Dans cette phase de débrayage, l’insert d’engrènement 40 se déplace axialement le long de la roue à rochet 24 de la valeur correspondant à la hauteur d’une dent, jusqu’à la mise en contact de la partie périphérique 13a sur l’organe élastique 30. L’organe élastique 30 est alors entraîné par le plateau de pression 12 de sorte qu’il n’y a plus de mouvement relatif entre l’insert d’engrènement 40 et la roue à rochet 24. En l’absence d’usure de garnitures de friction à compenser, il n’y a pas de saut de dent.In this disengagement phase, the meshing insert 40 moves axially along the ratchet wheel 24 by the value corresponding to the height of a tooth, until the peripheral part 13a comes into contact with the elastic member 30. The elastic member 30 is then driven by the pressure plate 12 so that there is no longer any relative movement between the meshing insert 40 and the ratchet wheel 24. no wear of friction linings to compensate for, there is no tooth skipping.
Lorsque le disque de friction 3 présente une usure de garnitures suffisante, et en position embrayée, l’insert d’engrènement 40 saute les dents 25 de la roue à rochet 24 en raison du rapprochement du plateau de pression 12 vers le plateau de réaction. Ainsi, lors de la phase de débrayage suivante, l’insert d’engrènement 40 prend appui sur les épaulements formés entre deux dents 25 de la roue à rochet 24 de façon à faire tourner la broche d’entrainement 23 autour de son axe A. La rotation de la roue à rochet 35 lors de cette phase de débrayage entraîne le déplacement de l’écrou selon l’axe A et, ainsi, la rotation de l’anneau à rampe 21.When the friction disc 3 shows sufficient wear of the linings, and in the engaged position, the meshing insert 40 jumps the teeth 25 of the ratchet wheel 24 due to the approach of the pressure plate 12 towards the reaction plate. Thus, during the following disengagement phase, the meshing insert 40 bears on the shoulders formed between two teeth 25 of the ratchet wheel 24 so as to rotate the drive spindle 23 around its axis A. The rotation of the ratchet wheel 35 during this disengagement phase causes the nut to move along the axis A and, thus, the rotation of the ramp ring 21.
Une telle rotation de l’anneau à rampe 21 par rapport au plateau de pression 12 provoque un coulissement des rampes 21 sur les contre-rampes 22 et, ainsi, un écartement selon l’axe X du ressort à diaphragme 13 par rapport au plateau de pression 12, d’une valeur permettant de compenser l’usure.Such a rotation of the ramp ring 21 relative to the pressure plate 12 causes sliding of the ramps 21 on the counter-ramps 22 and, thus, a spacing along the axis pressure 12, of a value making it possible to compensate for wear.
L’insert d’engrènement 40 améliore la fiabilité du dispositif de compensation d’usure en facilitant l’engrènement de la broche d’entrainement sur l’extrémité libre de l’organe élastique. L’invention n’est pas limitée aux exemples de mise en œuvre de l’invention qui viennent d’être décrit.The meshing insert 40 improves the reliability of the wear compensation device by facilitating the meshing of the drive spindle on the free end of the elastic member. The invention is not limited to the examples of implementation of the invention which have just been described.
L’invention n’est pas limitée à son utilisation dans une transmission de véhicule industriel comme décrite précédemment. Le mécanisme d’embrayage 10 peut également être intégré à une transmission de véhicule motorisé dites « hybride » comprenant une machine électrique tournante pouvant être accouplée à la transmission de puissance issu du moteur thermique.The invention is not limited to its use in an industrial vehicle transmission as described above. The clutch mechanism 10 can also be integrated into a so-called “hybrid” motorized vehicle transmission comprising a rotating electric machine that can be coupled to the power transmission from the thermal engine.
Claims (14)
- un couvercle (11),
- un plateau de pression (12) mobile par rapport au couvercle (11) selon un axe (X) de rotation du mécanisme d’embrayage, et destiné à coopérer avec un disque de friction,
- un élément de levier (13) mobile entre une position embrayée et une position débrayée du mécanisme d’embrayage, apte à actionner le déplacement du plateau de pression (12), et
- un dispositif (20) de compensation d’usure, intercalé entre l’élément de levier et le plateau de pression, comportant des moyens à rampe (21) coopérant avec des moyens à contre-rampe (22) formés ou solidaires du plateau de pression de façon à ce que la rotation des moyens à rampe (21) par rapport aux moyens à contre-rampe (22) modifie la distance entre l’élément de levier (13) et le plateau de pression (12), et des moyens d’entraînement en rotation des moyens à rampe (21) par rapport au plateau de pression (12), lesdits moyens d’entraînement comportant une broche d’entrainement (23) montée à rotation selon un axe transversal (A) et un organe élastique (30) dont une de ces extrémités (34) est libre de se déplacer par rapport à l’axe (X) , ladite extrémité libre entrainant en rotation la broche d’entrainement (23) lorsque le mécanisme d’embrayage passe de la position débrayée à la position embrayée ou inversement lorsque le mécanisme d’embrayage passe de la position embrayée à la position débrayée,
caractérisé en ce qu’un insert d’engrènement (40) est rapporté sur l’extrémité libre (34) de l’organe élastique et intercalé entre l’organe élastique (30) et la broche d’entrainement (23).Clutch mechanism (10), for a motorized vehicle transmission assembly, comprising:
- a cover (11),
- a pressure plate (12) movable relative to the cover (11) along an axis (X) of rotation of the clutch mechanism, and intended to cooperate with a friction disk,
- a lever element (13) movable between an engaged position and a disengaged position of the clutch mechanism, capable of actuating the movement of the pressure plate (12), and
- a wear compensation device (20), interposed between the lever element and the pressure plate, comprising ramp means (21) cooperating with counter-ramp means (22) formed or integral with the pressure plate pressure so that the rotation of the ramp means (21) relative to the counter-ramp means (22) modifies the distance between the lever element (13) and the pressure plate (12), and means for driving the ramp means (21) in rotation relative to the pressure plate (12), said drive means comprising a drive spindle (23) mounted to rotate along a transverse axis (A) and an elastic member (30) of which one of these ends (34) is free to move relative to the axis (X), said free end rotating the drive spindle (23) when the clutch mechanism passes from the position disengaged to the engaged position or vice versa when the clutch mechanism passes from the engaged position to the disengaged position,
characterized in that a meshing insert (40) is attached to the free end (34) of the elastic member and inserted between the elastic member (30) and the drive spindle (23).
- un volant d’inertie (2),
- un mécanisme d’embrayage (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, fixé sur le volant d’inertie (2), et
- un disque de friction (3) intercalé axialement entre le volant d’inertie et le plateau de pression (12) du mécanisme d’embrayage.Transmission assembly (1) for a motorized vehicle, comprising:
- a flywheel (2),
- a clutch mechanism (10) according to any one of the preceding claims, fixed on the flywheel (2), and
- a friction disk (3) inserted axially between the flywheel and the pressure plate (12) of the clutch mechanism.
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|---|---|---|---|
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