FR2913471A1 - Embrayage multidisques perfectionne pour boite de vitesses d'un vehicule automobile. - Google Patents

Abstract

Cet embrayage multidisques pour boîte de vitesses de véhicule automobile comprend une cloche d'entrée (14), une cloche de sortie (16), un premier ensemble de disques de friction (D1, D2) solidaire en rotation de l'une des cloches d'entrée et de sortie, un organe de liaison (18) qui est solidaire en rotation et monté axialement par rapport à l'autre cloche (14, 16) et qui comporte un deuxième ensemble de disques de friction (D2, D1), des moyens de mise sous pression (20) sollicitant le deuxième ensemble de disques de friction contre le premier ensemble de disques et des moyens de débrayage (22) pour écarter le deuxième ensemble de disques du premier ensemble de disques.Les moyens de débrayage comportent des moyens élastiques (48) de progressivité aptes à s'opposer progressivement à l'action des moyens de mise sous pression.

Description

B06-4155FR -ODE/EVH PJ N 6774 BR/CL

Société par actions simplifiée dite : RENAULT s.a.s Embrayage multidisques perfectionné pour boîte de vitesses d'un véhicule automobile Invention de : Michel RAOUL Jean-Michel TEIXEIRA

Embrayage multidisques perfectionné pour boîte de vitesses d'un véhicule automobile L'invention concerne le domaine des dispositifs d'embrayage et de débrayage d'un arbre de boîte de vitesses de véhicules automobiles. L'invention concerne plus particulièrement un tel dispositif d'embrayage pour boîte de vitesses robotisée qui comporte des disques de friction aptes à venir en contact de frottement les uns avec les autres de façon à assurer la transmission d'un couple moteur vers un arbre primaire de la boîte de vitesses en position embrayée. Dans ce type de dispositif d'embrayage, un premier ensemble de disques de friction est solidaire en rotation d'une cloche d'entrée couplée à un moyeu d'entrée entraîné en rotation par le vilebrequin du moteur, et un deuxième ensemble de disques de friction apte à venir en contact de frottement avec le premier ensemble de disques de friction est couplé en rotation avec une cloche de sortie couplée à l'arbre de sortie de l'embrayage multidisques. Ce type d'embrayage multidisques comporte encore des ressorts qui sollicitent l'organe de friction dans une position dans laquelle le deuxième ensemble de disques de friction est en contact de frottement avec le premier ensemble de disques de friction et des moyens de débrayage destinés à écarter le deuxième ensemble de disques du premier ensemble de disques pour positionner le moyeu d'entrée et l'arbre de sortie en position débrayée.

Ainsi, grâce à l'action des ressorts, l'embrayage est, par défaut, en position embrayée. Le passage de la position débrayée à la position embrayée s'effectue grâce à l'action des ressorts qui s'exercent un effort à l'encontre des moyens de mise sous pression lesquels exercent, conjointement avec les moyens de débrayage, une action progressive de retenue qui, au départ, a une valeur maximale et, à la fin, une valeur nulle. Inversement, lors du passage de la position embrayée à la position débrayée, les moyens de mise sous pression exercent, conjointement avec les moyens de débrayage, une action progressive qui, au départ, a une valeur nulle et, à la fin, une valeur maximale. On conçoit alors que le pilotage des moyens de débrayage et, par conséquent, des moyens de retenue, doit être contrôlé en fonction de la position des moyens de retenue et, par conséquent, des disques de friction. Aussi, le but de l'invention est de fournir un embrayage multidisques permettant de commander aisément la mise en oeuvre des moyens de mise sous pression et capable d'adapter précisément l'effort appliqué sur les moyens de mise sous pression en fonction de sa course. L'invention a donc pour objet un embrayage multidisques pour boîte de vitesse automobile, comprenant une cloche d'entrée, une cloche de sortie, un premier ensemble de disques de friction solidaire en rotation de l'une des cloches d'entrée et de sortie, un organe de liaison qui est solidaire en rotation et mobile axialement par rapport à l'autre cloche et qui comporte un deuxième ensemble de disques de friction, des moyens de mise sous pression sollicitant le deuxième ensemble de disques de friction contre le premier ensemble de disques de friction et des moyens de débrayage pour écarter le deuxième ensemble de disques du premier ensemble de disques. Selon une caractéristique générale de cet embrayage multidisques, les moyens de débrayage comportent en outre des moyens élastiques de progressivité aptes à s'opposer progressivement à l'action des moyens de mise sous pression. Grâce à la présence de ces moyens élastiques de rappel et de progressivité, la loi effort/course de débrayage a une allure particulière avec des pentes très distinctes en fonction de l'ampleur du déplacement des moyens de mise sous pression, ce qui facilite grandement la mise en oeuvre de la commande des moyens de mise sous pression en fonction de leur position. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de débrayage comportent une fourchette de commande mobile entre une position d'embrayage et une position de débrayage de manière à assurer le déplacement de l'organe de liaison par l'intermédiaire des moyens élastiques de progressivité. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, les moyens de débrayage comportent en outre un roulement à billes solidaire en translation de la fourchette de commande et apte à venir exercer un effort de débrayage sur une coupelle de réception des moyens élastiques de progressivité. Par exemple, le roulement à billes est lié à la fourchette et espacé de ladite coupelle avec un jeu correspondant à une garde d'usure. Les moyens de débrayage comportent en outre un ressort de rappel apte à solliciter la fourchette de commande en position d'embrayage des disques. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la course des moyens de débrayage comporte une première partie dans laquelle l'effort exercé par la fourchette équilibre la charge du ressort de rappel de la fourchette, une deuxième partie dans laquelle ledit effort augmente jusqu'à atteindre le niveau de précharge des moyens élastiques de progressivité, une troisième partie dans laquelle les moyens élastiques de progressivité sont comprimés pour atteindre le niveau de précharge des moyens de mise sous pression et une quatrième partie dans laquelle ledit effort provoque le débrayage des disques à l'encontre des moyens élastiques de progressivité et des moyens de mise sous pression.

La course des moyens de débrayage peut encore comprendre une zone de rattrapage du jeu dans les moyens de débrayage. En effet, dans ce cas, au cours de la première partie de la course des moyens de débrayage, on élève ledit effort jusqu'à atteindre le niveau de précharge du ressort de rappel puis on rattrape la garde d'usure. L'invention a également pour objet un procédé de débrayage d'un embrayage multidisques comprenant une cloche d'entrée, une cloche de sortie, un premier ensemble de disques de friction solidaire en rotation de l'une des cloches d'entrée et de sortie, un organe de liaison qui est solidaire en rotation et mobile axialement par rapport à l'autre cloche et qui comporte un deuxième ensemble de disques de friction, des moyens de mise sous pression sollicitant le deuxième ensemble de disques de friction contre le premier ensemble de disques de friction et des moyens de débrayage pour écarter le deuxième ensemble de disques du premier ensemble de disques, caractérisé en ce qu'au cours du débrayage, on exerce un effort sur l'organe de friction par l'intermédiaire de moyens élastiques de progressivité apte à solliciter les moyens de débrayage dans une position embrayée desdits disques. En d'autres termes, on s'oppose progressivement à l'action des moyens de mise sous pression. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 illustre l'architecture générale d'un embrayage multidisques conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue de détail de l'embrayage multidisques de la figure 1 ; - la figure 3 est une courbe montrant l'évolution de l'effort appliqué par les moyens de débrayage en fonction de la course de l'organe de friction ; - la figure 4 montre l'embrayage de la figure 1 au cours d'une première phase de la course de l'organe de friction ; et - la figure 5 montre l'embrayage de la figure 1 au cours d'une autre phase de la course de l'organe de friction. Sur la figure 1, on a représenté un embrayage multidisques d'une boîte de vitesses robotisée, désignée par la référence numérique générale 1. Cet embrayage est contenu dans un carter 2 définissant intérieurement un logement étanche 3 cylindrique, ouvert à une extrémité, à l'intérieur duquel sont montés les différents organes de l'embrayage multidisques 1.

Cet embrayage multidisques 1 est de type humide. Le logement 3 renferme en effet de l'huile pour lubrifier les différentes parties mobiles qui le composent. Le logement étanche 3 défini par le carter 2 est pour cela fermé hermétiquement par un flasque 4 en forme générale de disque. Comme on le voit, l'embrayage multidisques 1 est monté sur un arbre 5, qui constitue l'arbre primaire de la boîte de vitesses et dont une première extrémité débouche à l'intérieur du logement étanche 3. I1 assure le raccordement sélectif de cet arbre primaire 5 à un moyeu d'entrée 6 entraîné en rotation par le vilebrequin 7 du moteur par l'intermédiaire d'un volant amortisseur 8 partiellement représenté sur la figure 1. Ce volant amortisseur 8 comporte une ouverture centrale pourvue de cannelures longitudinales 9 adaptées pour coopérer avec des cannelures longitudinales correspondantes d'une première extrémité du moyeu d'entrée 6 de l'embrayage multidisques 1. Le moyeu d'entrée 6 présente une forme cylindrique. I1 est positionné dans le carter 2 pour faire saillie à partir d'une ouverture centrale du flasque 4, si bien que sa première extrémité est disposée à l'extérieur du logement étanche 3 et sa deuxième extrémité est disposée à l'intérieur de ce même logement. La liaison étanche entre le flasque 4 et le moyeu d'entrée 6 est assurée par un joint dynamique 10 fixé au flasque 4 et en appui contre la paroi cylindrique du moyeu d'entrée 6. On voit encore sur la figure 1 que le moyeu d'entrée 6 est pourvu, au voisinage de sa deuxième extrémité, d'une couronne radiale 11 présentant deux faces latérales planes et une tranche circulaire. I1 est en outre percé, du côté de sa deuxième extrémité, d'une ouverture axiale 12 non débouchante dans laquelle s'engage la première extrémité de l'arbre de sortie 5.

Le moyeu d'entrée 6 et l'arbre de sortie 5 sont libres en rotation l'un par rapport à l'autre grâce à deux roulements à aiguilles 13 montés sur ladite extrémité de l'arbre primaire 5 et permettant au moyeu d'entrée 11 de pivoter librement autour de l'arbre de sortie 5.

Le vilebrequin 7, le moyeu d'entrée 6 et l'arbre de sortie 5 présentent donc un axe de rotation X-X' commun. Afin d'assurer le couplage sélectif du moyeu d'entrée 6 et de l'arbre de sortie 5, l'embrayage multidisques 1 comporte : - une cloche d'entrée 14 solidarisée par soudage à la couronne 11 du moyeu d'entrée 6 ; - une cloche de sortie 16 couplée en rotation à l'arbre de sortie 5; - un organe de liaison 18 assurant le couplage proprement dit de la cloche d'entrée 14 et de la cloche de sortie 16 ; -des moyens de mise sous pression 20 sollicitant l'organe de liaison 18 dans une position de couplage de la cloche d'entrée et de la cloche de sortie ; et - des moyens de débrayage 22 destinés au débrayage de l'embrayage multidisques 1. La cloche d'entrée 14 comporte un flasque essentiellement plan bordé par une jupe cylindrique. Le flasque de la cloche d'entrée 14 comporte une ouverture centrale qui présente un diamètre égal au diamètre extérieur de la couronne du moyeu d'entrée 6. La face intérieure de la jupe cylindrique de la cloche d'entrée 14 est pourvue, sur l'ensemble de sa circonférence, de cannelures longitudinales 23. La cloche de sortie 16 comprend, quant à elle, un moyeu de sortie 24 axial en forme de cylindre de creux et lié en rotation à l'arbre de sortie 5 au moyen de cannelures longitudinales 26 prévues les unes sur le moyeu de sortie 24 et les autres sur l'arbre de sortie 5. La cloche de sortie 16 est également pourvue d'une couronne annulaire d'extrémité 28. En ce qui concerne l'organe de liaison 18, celui-ci a une forme globale annulaire prolongée, au niveau de ses extrémités radialement interne et externe, par deux portions cylindriques axiales 30 et 32 dont l'une, à savoir la portion désignée par la référence 30, est montée à coulissement axial autour du moyeu 24 de la cloche de sortie avec interposition d'une bague (non représentée) et dont l'autre, à savoir la portion référencée 32, s'étend de manière coaxiale à la jupe cylindrique de la cloche d'entrée 14. Les moyens de mise sous pression 20 comprennent un ensemble d'organes élastiques 34, monté ici entre la partie radiale de l'organe de liaison 18 et la partie radiale de la cloche de sortie 16, et régulièrement répartis autour des parties radiales de l'organe de friction et de la cloche 16. L'organe élastique 34 sollicite en écartement l'organe de liaison 18 et la cloche de sortie 16. Afin de permettre un guidage de chaque organe élastique 34, l'embrayage 1 comprend également un ensemble de pions 36 de centrage cylindriques, fixés sur la portion radiale de la cloche de sortie 16 et au moins un guide 37 complémentaire, tubulaire, et apte à coulisser sur ledit pion 36. Le guide 37 vient en contact de frottement contre la portion radiale de l'organe de liaison 18.

Une des extrémités de chaque organe élastique 34 vient en appui contre la portion radiale de la cloche de sortie, l'autre extrémité étant en contact avec la portion radiale de l'organe de liaison 18 par l'intermédiaire d'une collerette radiale de frottement du guide 37. Ainsi, chaque organe élastique 34 monté sous précontrainte exerce un effort axial sur l'organe de liaison 18 en direction du carter d'embrayage 2, c'est-à-dire à l'opposé du vilebrequin 7, permettant d'obtenir un serrage de l'embrayage. De manière à obtenir une amplification de l'effort de serrage, l'embrayage 1 comprend encore des moyens d'amplification 40 qui agissent entre l'organe de liaison 18 et la cloche de sortie 16 pour provoquer un écartement relatif de l'organe de liaison 18 et de la cloche de sortie 16 sous l'effet d'un couple transmis par l'organe de liaison 18 vers la cloche de sortie 16. Par exemple, les moyens d'amplification 40 sont constitués d'un ensemble de languettes portées par l'organe de liaison 18 et par la cloche de sortie. Dans la position débrayée (embrayage ouvert), l'organe de liaison se rapproche de la cloche de sortie 16 si bien que les languettes viennent toutes en contact les une des autres sans transmettre d'effort ou de couple. En revanche, dans la position embrayée (embrayage fermé), l'organe de liaison 18 et la cloche de sortie 16 s'éloignent l'un de l'autre et ont tendance à pivoter l'un par rapport à l'autre si bien qu'une seule des extrémités libres de chaque paire de languettes de la cloche de sortie 16 appuie sur une languette de l'organe de liaison 18. Les premier et second ensembles de disques de friction Dl, D2, frottant les uns sur les autres, et un effort de cisaillement est appliqué par les languettes de l'organe de liaison 18 sur les languettes de la cloche de sortie. Cet effort de cisaillement engendre un effort de direction normal aux extrémités libres desdites languettes. L'ensemble des efforts ainsi engendrés par l'ensemble des paires de languettes crée une force axiale qui s'ajoute à l'effort appliqué sur l'organe de liaison 18 par les ressorts hélicoïdaux 34. Cette force axiale permet alors de maintenir plus efficacement les disques de friction les uns au contact des autres. Enfin, les moyens de débrayage comportent une fourchette 42 déplaçable axialement sous l'action d'un crabot 44.

Cette fourchette entoure un roulement à billes 46 provoquant le déplacement axial de l'organe de liaison 18. Ainsi, lorsque la fourchette 42 est déplacée en translation de sorte que l'organe de liaison 18 se rapproche de la cloche de sortie 16, les premier et deuxième ensembles de disques Dl, D2, sont libres en rotation les uns par rapport aux autres. Cette fourchette est associée à un ressort de rappel 43 la sollicitant en position de repos, c'est-à-dire vers la gauche de la figure 1, qui correspond à un embrayage des disques Dl et D2. On voit encore sur la figure 1 que les moyens de débrayage comportent des moyens élastiques additionnels 48 disposés entre la partie radiale de l'organe de liaison 18 et une coupelle de réception 50 radiale montée à coulissement autour de la portion cylindrique 30 de l'organe de friction 18 entourant la cloche de sortie 16. Une butée annulaire 52 est prévue au voisinage de l'extrémité libre de la portion cylindrique 30 de l'organe de friction 18 pour limiter le déplacement axial de la coupelle 50 en position embrayée. On notera toutefois que le roulement à billes 46 est solidaire en translation de la fourchette 42 à une certaine distance de la coupelle 50 qui correspond à une garde d'usure. On notera enfin que l'embrayage multidisques 1 qui vient d'être décrit est complété par une butée à aiguilles 56 juxtaposée à une rondelle élastique 57 entourée de deux rondelles plates 57' montées entre une extrémité axiale du moyeu 24 de la cloche de sortie et le carter d'embrayage 2. Cette disposition permet de maintenir en permanence le contact entre les éléments 24 et 11 de l'embrayage et en appui contre le couvercle 4. I1 est également prévu un disque à faible frottement entre le moyeu 24 et la couronne 11 qui tourne à des vitesses différentes à chaque fois que l'embrayage n'est pas complètement embrayé. Enfin il est prévu une butée à aiguilles 58 entre la portion radiale de la cloche d'entrée 14 et en particulier la couronne 11, et le flasque 4 du carter, ainsi qu'une unique rondelle de réglage 60 interposée entre la butée à aiguille 58 et le flasque 4 et qui permet d'ajuster la position axiale de l'ensemble de l'embrayage et d'ajuster la garde d'usure entre la coupelle 50 et le roulement 46. L'embrayage multidisques 1 qui vient d'être décrit fonctionne de la façon suivante. Comme précédemment indiqué, en position d'attente, le ressort 34 sollicite les disques Dl et D2 en contact de friction, c'est-à-dire en position embrayée. Dans cette position, la fourchette de commande 42 est en position de repos (figures 1 et 2) et les moyens élastiques de progressivité 48 sollicitent la coupelle 50 en appui sur la butée 52. Pour passer de la position embrayée à la position débrayée, il convient d'actionner la fourchette de commande 42 au moyen du crabot 44. En se référant à la figure 3, au cours d'une première phase Pl de la course de déplacement de la fourchette 42, l'effort appliqué par la fourchette est égal à la charge du ressort 43, à savoir tout d'abord, précharge du ressort 43 (phase P'l) puis, après rattrapage du jeu correspondant à la course d'usure, charge du ressort (étape P"l).

Au cours de la phase P2, la charge appliquée par la fourchette s'élève pour atteindre la précharge du ressort 48. Dans la phase P3, la fourchette se déplace, comprime le ressort 48 et augmente sa charge.

Cette charge, transmise à l'organe de liaison 18, s'oppose de plus en plus au ressort 34 de fermeture d'embrayage si bien qu'au point P'3 les deux charges s'équilibrent. C'est ainsi que le ressort 48 assure son rôle de montée en charge progressive. Lors de la phase P4 suivante, l'organe de liaison 18 est entraîné, les ressorts 48 et 34 sont encore davantage comprimés tout en s'équilibrant et les disques Dl et D2 sont écartés (figure 5). On conçoit ainsi que la course de déplacement de la fourchette de débrayage 42 comprend différentes phases successives au cours desquelles les efforts appliqués par le crabot 44 doivent être appliqués selon une loi spécifique. Ainsi, par exemple, la loi effort/course de débrayage au cours de la première phase Pl présente une pente très légère de montée en effort, ce qui correspond à la précharge du ressort de rappel de la fourchette de débrayage.

La seconde phase P2 comporte une pente très raide correspondant à la précharge du ressort 48. La troisième phase P3 correspond à une montée en charge progressive du ressort 48. Enfin, lorsque l'effort transmis par le ressort 48 atteint la précharge du ressort 34 de rappel de l'organe de friction 18, la course se poursuit selon une nouvelle pente qui correspond à la raideur combinée des deux ressorts 48 et 34. La loi effort/course de débrayage a ainsi une allure très particulière avec des pentes très distinctes qui permettent à un système de contrôle du fonctionnement de l'embrayage de la reconnaître et d'en acquérir les caractéristiques. L'effort peut ainsi être appliqué progressivement selon une course de débrayage longue adaptée à un pilotage en position.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1. Embrayage multidisques pour boîte de vitesses de véhicule automobile, comprenant une cloche d'entrée (14), une cloche de sortie (16), un premier ensemble de disques de friction (Dl, D2) solidaire en rotation de l'une des cloches d'entrée et de sortie, un organe de liaison (18) qui est solidaire en rotation et monté axialement par rapport à l'autre cloche (14, 16) et qui comporte un deuxième ensemble de disques de friction (D2, Dl), des moyens de mise sous pression (20) sollicitant le deuxième ensemble de disques de friction contre le premier ensemble de disques et des moyens de débrayage (22) pour écarter le deuxième ensemble de disques du premier ensemble de disques, caractérisé en ce que les moyens de débrayage comportent des moyens élastiques (48) de progressivité aptes à s'opposer progressivement à l'action des moyens de mise sous pression (20).

2. Embrayage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de débrayage (22) comportent une fourchette (42) de commande mobile entre une première position d'embrayage et une deuxième position de débrayage de manière à assurer le déplacement de l'organe de liaison (18) par l'intermédiaire des moyens élastiques de progressivité (48).

3. Embrayage multidisques selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de débrayage (22) comportent en outre un roulement à bille (46) solidaire en translation de la fourchette de commande (42) et apte à venir exercer un effort de débrayage sur une coupelle de réception (50) des moyens élastiques de progressivité.

4. Embrayage selon la revendication 3, caractérisé en ce que le roulement à billes est lié à la fourchette de commande et est espacé de la coupelle (50) d'une distance correspondant à une garde d'usure.

5. Embrayage selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les moyens de débrayage comportent en outre un ressort de rappel (43) apte à solliciter la fourchette de commande en position d'embrayage des disques.

6. Embrayage selon la revendication 5, caractérisé en ce que la course des moyens de débrayage comprend une première partie dans laquelle l'effort exercé par la fourchette (42) équilibre la charge du ressort de rappel (43), une deuxième partie (P2) dans laquelle ledit effort augmente jusqu'à atteindre la précharge des moyens élastiques de progressivité (48), une troisième partie (P3) dans laquelle les moyens élastiques de progressivité sont comprimés jusqu'à atteindre le niveau de précharge des moyens de mise sous pression (20), et une quatrième partie (P4) dans laquelle ledit effort provoque le débrayage des disques à l'encontre des moyens élastiques de progressivité (48) et des moyens de mise sous pression.

7. Embrayage selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'au cours de la première partie (Pl) on élève ledit effort jusqu'à atteindre le niveau de précharge du ressort (43) puis on rattrape la garde d'usure.

8. Procédé de débrayage d'un embrayage multidisques pour boîte de vitesses de véhicule automobile comprenant une cloche d'entrée (14), une cloche de sortie (16), un premier ensemble de disques de friction solidaire en rotation de l'une des cloches d'entrée et de sortie, un organe de liaison (18) qui est solidaire en rotation et monté axialement déplaçable par rapport à l'autre cloche et qui comporte un deuxième ensemble de disques de friction, des moyens de mise sous pression (20) sollicitant le deuxième ensemble de disques de friction contre le premier ensemble de disques et des moyens de débrayage (22) pour écarter le deuxième ensemble de disques du premier ensemble de disques, caractérisé en ce qu'au cours du débrayage, on s'oppose progressivement à l'action des moyens de mise sous pression (20).