WO1997017551A1 - Dispositifs d'actionnement de systemes tels que les embrayages ou les boites de vitesses - Google Patents

Dispositifs d'actionnement de systemes tels que les embrayages ou les boites de vitesses Download PDF

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WO1997017551A1
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rotary member
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Inventor
Dominique Crasset
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Dominique Crasset
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D11/00—Clutches in which the members have interengaging parts
    • F16D11/02—Clutches in which the members have interengaging parts disengaged by a contact of a part mounted on the clutch with a stationarily-mounted member
    • F16D11/04—Clutches in which the members have interengaging parts disengaged by a contact of a part mounted on the clutch with a stationarily-mounted member with clutching members movable only axially

Definitions

  • the present invention relates to improvements to devices for actuating systems such as clutches or gearboxes.
  • Such a device is known from documents FR-A-2688747 and EP-A-0630495, the descriptions of which will be considered as an integral part of the present application. More specifically, the first of these documents describes a device for actuating a system such as a clutch or a gearbox associated with an engine, in particular for an automobile, and comprising control means and an actuating member. , this device further comprising:
  • the second document provides means for keeping the coupling means coupled until the second shaft has rotated the predetermined angle.
  • the coupling means consist of a friction clutch.
  • a problem then arises due to the wear of the members, discs or cones, of this clutch. This is the reason why the first aforementioned document suggests the use of dogs.
  • the subject of the invention is a device for cyclically actuating systems such as clutches or gearboxes, of the type comprising an input shaft and an output shaft, and a dog-type fastening system between the two trees, characterized in that it comprises:
  • a first rotary member driven by the input shaft a second rotary member capable of being driven by the first rotary member, and a third rotary member driven by the second rotary member and arranged to drive the output shaft, said rotary members being movable relative to each other,
  • control member capable of bringing into engagement, at the start of the cycle, the first and second rotary members
  • At least the first and second, or the second and third, rotary members are arranged to cooperate by a combination of ramps.
  • said control member is a fourth rotary member and is arranged to cooperate with at least one stop member, said control member and said stop member being provided with a set of cooperating stop surfaces .
  • said control member may include a plate at the periphery of which are formed recesses arranged to cooperate with shoulders of the stop member.
  • said first elastic means comprise a belleville washer bearing, on the one hand on a housing of the device and, on the other hand, on said control member, which is arranged to slide along the axis of said rotary members.
  • the device according to the invention may comprise second elastic means arranged to press said first rotary member in the direction of said control member It can also include third elastic means arranged to press said second rotary member towards said third rotary member.
  • It can also include means for automatically returning said control member to its cycle start position at the end of the cycle.
  • FIG. 1a is a view in axial half-section of a device according to l invention, in its rest position, with a very developed partial developed view;
  • FIG. 1b, 1c, and 1d are views similar to Figure 1a illustrating the device in different phases of its operation;
  • - Figure 2 is a perspective view of the control member and its stop members;
  • FIG. 3 is a perspective view on a larger scale of one of these stop members
  • FIG. 4 is a top view of a part of the control member
  • FIG. 4a is a view along arrow IV of Figure 4.
  • FIG. 5 is a front view of part of the device of the figures
  • Figure 6 is a sectional view along line VI-VI of Figure 5; and - Figure 7 is a view similar to that of Figure 1a, showing another embodiment.
  • FIGS. 1a to 1d show a device according to the invention with its input shaft 1 (equivalent to the shaft 4 of the aforementioned document EP-A-0630495) rotatably mounted in a housing 2, where it is driven to from the engine whose clutch or gearbox is to be actuated.
  • a receiving tree (equivalent to the shaft 4 of the aforementioned document EP-A-0630495)
  • a control member 4 is also mounted in the housing 2, concentrically with the shafts 1 and 3 and in this order, a control member 4, and a first, a second and a third rotary members 5, 6 and 7 respectively.
  • a Belleville washer 8 resting on the housing 3 presses the control member 4 in the direction of the first rotary member 5.
  • the rotary member 5 is itself pressed towards the control member by an elastic washer 9 resting on a circlip mounted on the shaft 1.
  • the control member 4 and the first rotary member 5 are therefore resting on each other by means of a bearing 10 and can move together axially.
  • This third rotary member is fixed in axial translation relative to the housing 2 and to the shafts 1 and 3 and is linked in rotation to the shaft 3 by means of a disc type torque limiter 12 of known type.
  • control member 4 has a cylindrical hub 13 secured to a plate 14 perpendicular to the axis of the hub.
  • the plate 14 forms a projection 15 in which a hole 16 is drilled for receiving the end of a control rod (not shown), actuated for example by an electromagnet.
  • the periphery of the plate also forms, in three equally distributed locations, two recesses 17 and 18.
  • Each recess 17 and 18 is formed at mid-thickness of the plate and the two recesses angularly overlap.
  • the plate 14 forms, with its two faces and its recesses, four abutment surfaces 19 (face of the plate directed on the side of the hub), 20 (opposite face of the plate), 21 (surface of the recesses directed on the side of the hub) , and 22 (surface of recesses directed on the opposite side).
  • abutment surfaces cooperate with the abutment surfaces 23 and 24 of abutment members 25 mounted integral with the housing 2 at the recesses 17,18.
  • These surfaces 23 and 24 are formed vis-à-vis on two shoulders 26 and 27 of the members 25, the surfaces 23 facing surfaces 19 and 21 and the surfaces 24 facing surfaces 20 and 22.
  • the shoulders 26 and 27 have radii slightly smaller than that of recesses 17 and 18 so as to be able to penetrate them.
  • the rotary member 5 is produced in the general form of a plate carrying at its periphery, on the side of the rotary member 6, two projections 28 forming ramps 29.
  • the elastic washer 9 forms at its periphery two notches
  • the rotary member 5 is integral in rotation with the shaft 1.
  • the second rotary member 6 is also produced in the general form of a plate, but it carries projections provided with ramps on its two sides.
  • ramps 34 are arranged to cooperate with the ramps 29 and on the opposite side, ramps 35 are arranged to cooperate with ramps 36, carried by the third rotary member 7 and which face them.
  • the device which has just been described operates in the following manner.
  • the device is shown in Figure 1a at rest.
  • the belleville washer 8 pushes the control member 4 so that its abutment surface 19 is in abutment on the surfaces 23 of the abutment members 25.
  • the grooved washer pushes the rotary member 5 against the stop 10, maintaining the teeth 29 and 34 away from each other.
  • the rotational movement of the input shaft is not transmitted. It will be noted that the axial force of the washer 9 is less than that of the washer 8.
  • the angular clearances are taken up at the level of the ramps 29 and 34 and a torque and transmitted from the input shaft 1 to the receiving shaft 3.
  • the torque passes through the two sets of ramps 29 , 34 and 35.36. This results in an axial reaction proportional to the helix angles of the ramps, a reaction which brings the surfaces 20 and 24 into abutment. Because of this abutment, the ramps cannot disengage.
  • the control member 4 has been brought back using the electromagnet to its angular starting position where the shoulders 27 can engage in the recesses 17.
  • the disengaging takes place automatically at the end of the stroke.
  • a finger 38 is mounted integral with the receiving shaft 3 and cooperates with a boss 39 of the control member 4 to return this member to its starting angular position when the receiving shaft has rotated by the desired angle.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mechanical Operated Clutches (AREA)

Abstract

L'invention a pour objet un dispositif d'actionnement cyclique de systèmes tels que les embrayages ou les boîtes de vitesses, du type comportant un arbre d'entrée (1) et un arbre de sortie, et un système de solidarisation à crabots entre les deux arbres. Il comprend: un premier organe rotatif (5) entraîné par l'arbre d'entrée, un deuxième organe rotatif (6) susceptible d'être entraîné par le premier organe rotatif, et un troisième organe rotatif (7) entraîné par le deuxième organe rotatif et agencé pour entraîner l'arbre de sortie, lesdits organes rotatifs étant mobiles les uns relativement aux autres; un organe de commande (4) susceptible d'amener en engagement, en début de cycle, les premier et deuxième organes rotatifs; des premiers moyens élastiques (8) pour presser en se décomprimant l'organe de commande dans une direction où il amène, en début de cycle, lesdits premier et deuxième organes rotatifs en engagement; lesdits organes rotatifs étant agencés pour ramener, en fin de cycle, lesdits premiers moyens élastiques en position comprimée.

Description

DISPOSITIFS D'ACTIONNEMENT DE SYSTEMES TELS QUE LES EMBRAYAGES
OU LES BOITES DE VITESSES
La présente invention concerne des perfectionnements aux dispositifs d'actionnement de systèmes tels que les embrayages ou les boîtes de vitesse.
On connaît un tel dispositif par les documents FR-A-2688747 et EP- A-0630495, dont les descriptions seront considérées comme parties intégrante de la présente demande. Plus précisément, le premier de ces documents décrit un dispositif d'actionnement d'un système tel qu'un embrayage ou une boîte de vitesse associé à un moteur, notamment d'automobile, et comprenant des moyens de commande et un organe d'actionnement, ce dispositif comprenant en outre:
- un premier arbre entraîné en rotation par le moteur,
- un deuxième arbre solidaire de l'organe d'actionnement,
- des moyens d'accouplement pour accoupler le deuxième arbre au premier arbre sous l'action des moyens de commande, - des moyens pour désaccoupler le deuxième arbre du premier arbre après une rotation du deuxième arbre d'un angle prédéterminé, et
- des moyens de rappel pour ramener le deuxième arbre à sa position initiale après son désaccouplement du premier arbre.
Plus spécifiquement, le second document prévoit des moyens pour maintenir accouplés les moyens d'accouplement tant que le deuxième arbre n'a pas effectué la rotation de l'angle prédéterminé.
Généralement, les moyens d'accouplement sont constitués par un embrayage à friction. Un problème se pose alors du fait de l'usure des organes, -disques ou cônes-, de cet embrayage. C'est la raison pour laquelle le premier document précité suggère l'utilisation de crabots.
La présente invention vise à fournir des moyens permettant d'utiliser de tels crabots de façon rationnelle et efficace. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif d'actionnement cyclique de systèmes tels que les embrayages ou les boîtes de vitesse, du type comportant un arbre d'entrée et un arbre de sortie, et un système de solidarisation à crabots entre les deux arbres, caractérisé par le fait qu'il comprend:
- un premier organe rotatif entraîné par l'arbre d'entrée, un deuxième organe rotatif susceptible d'être entraîné par le premier organe rotatif, et un troisième organe rotatif entraîné par le deuxième organe rotatif et agencé pour entraîner l'arbre de sortie, lesdits organes rotatifs étant mobiles les uns relativement aux autres,
- un organe de commande susceptible d'amener en engagement, en début de cycle, les premier et deuxième organes rotatifs,
- des moyens élastiques pour presser en se décomprimant l'organe de commande dans une direction où il amène, en début de cycle, lesdits premier et deuxième organes rotatifs en engagement,
- lesdits organes rotatifs étant agencés pour ramener, en fin de cycle, lesdits moyens élastiques en position comprimée.
Dans un mode de réalisation préféré, au moins le premier et le deuxième, ou le deuxième et troisième, organes rotatifs, sont agencés pour coopérer par une combinaison de rampes.
Egalement dans un mode de réalisation préféré, ledit organe de commande est un quatrième organe rotatif et est agencé pour coopérer avec au moins un organe de butée, ledit organe de commande et ledit organe de butée étant munis d'un ensemble de surfaces de butées coopérantes. Plus particulièrement, ledit organe de commande peut comporter un plateau à la périphérie duquel sont formés des embrèvements agencés pour coopérer avec des epaulements de l'organe de butée.
Dans un mode de réalisation particulier, lesdits premiers moyens élastiques comportent une rondelle belleville en appui, d'une part sur un boîtier du dispositif et, d'autre part, sur ledit organe de commande, lequel est agencé pour coulisser le long de l'axe desdits organes rotatifs.
Le dispositif selon l'invention peut comprendre des deuxièmes moyens élastiques agencés pour presser ledit premier organe rotatif en direction dudit organe de commande Il peut également comprendre des troisièmes moyens élastiques agencés pour presser ledit deuxième organe rotatif en direction dudit troisième organe rotatif.
Il peut également comprendre des moyens pour ramener automatiquement en fin de cycle ledit organe de commande à sa position de début de cycle
On décrira maintenant, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation particulier de l'invention, en référence aux dessins schématiques annexés dans lesquels: - la figure 1 a est une vue en demi-coupe axiale d'un dispositif selon l'invention, dans sa position de repos, avec une vue développée partielle très schématisée;
- les figures 1b, 1c, et 1d sont des vue similaires à la figure 1a illustrant le dispositif dans différentes phases de son fonctionnement ; - la figure 2 est une vue en perspective de l'organe de commande et de ses organes de butée;
- la figure 3 est une vue en perspective à plus grande échelle d'un de ces organes de butée;
- la figure 4 est une vue de dessus d'une partie de l'organe de commande;
- la figure 4a est une vue selon la flèche IV de la figure 4;
- la figure 5 est une vue de face d'une partie du dispositif des figures
1 ; la figure 6 est une vue en coupe selon la ligne VI-VI de la figure 5; et - la figure 7 est une vue similaire à celle de la figure 1a, représentant un autre mode de réalisation.
On voit sur les figures 1a à 1d un dispositif selon l'invention avec son arbre d'entrée 1 (équivalent à l'arbre 4 du document EP-A-0630495 précité) monté à rotation dans un boîtier 2, où il est entraîné à partir du moteur dont on souhaite actionner l'embrayage ou la boîte de vitesse. Un arbre récepteur
3 (équivalent à l'organe 10 du document EP-A-0630495 précité), et également monté à rotation dans le boîtier 2 dans le prolongement de l'arbre 1 , les moyens de la présente invention permettant d'entraîner à volonté l'arbre récepteur 3 à partir de l'arbre d'entrée 1 , en rotation d'un angle prédéterminé.
Sont également montés dans le boîtier 2, concentriquement aux arbres 1 et 3 et dans cet ordre, un organe de commande 4, et un premier, un deuxième et un troisième organes rotatifs 5, 6 et 7 respectivement. Une rondelle belleville 8 en appui sur le boîtier 3 presse l'organe de commande 4 en direction du premier organe rotatif 5. Par ailleurs, l'organe rotatif 5 est lui- même pressé en direction de l'organe de commande par une rondelle élastique 9 en appui sur un circlip monté sur l'arbre 1. L'organe de commande 4 et le premier organe rotatif 5 sont donc en appui l'un sur l'autre par l'intermédiaire d'un roulement 10 et peuvent se déplacer ensemble axialement.
De façon similaire, le deuxième organe rotatif 6 est pressé en direction du troisième organe rotatif 7 par une rondelle belleville 11. Ce troisième organe rotatif est fixe en translation axiale par rapport au boîtier 2 et aux arbres 1 et 3 et est lié en rotation à l'arbre 3 par l'intermédiaire d'un limiteur de couple à disques 12 de type connu.
Si l'on se réfère maintenant aux figures 2 à 4, on voit que l'organe de commande 4 possède un moyeu cylindrique 13 solidaire d'un plateau 14 perpendiculaire à l'axe du moyeu. Le plateau 14 forme une saillie 15 dans laquelle est percé un trou 16 permettant de recevoir l'extrémité d'une biellette de commande (non représentée), actionnée par exemple par un électro-aimant.
La périphérie du plateau forme par ailleurs, en trois emplacements également répartis, deux embrèvements 17 et 18. Chaque embrèvemeπt 17 et 18 est formé à mi-épaisseur du plateau et les deux embrèvements se chevauchent angulairement. Ainsi, le plateau 14 forme, avec ses deux faces et ses embrèvements, quatre surfaces de butée 19 (face du plateau dirigée du côté du moyeu), 20 (face du plateau opposée), 21 (surface des embrèvements dirigées du côté du moyeu), et 22 (surface des embrèvements dirigées du côté opposé).
Ces surfaces de butée coopèrent avec les surfaces de butée 23 et 24 d'organes de butée 25 montés solidaires du boîtier 2 au niveau des embrèvements 17,18. Ces surfaces 23 et 24 sont formées en vis-à-vis sur deux epaulements 26 et 27 des organes 25, les surfaces 23 faisant face aux surfaces 19 et 21 et les surfaces 24 faisant face aux surfaces 20 et 22. Les epaulements 26 et 27 ont des rayons légèrement inférieurs à celui des embrèvements 17 et 18 de manière à pouvoir y pénétrer.
L'organe rotatif 5 est réalisé sous ia forme générale d'un plateau portant à sa périphérie, du côté de l'organe rotatif 6, deux saillies 28 formant des rampes 29. La rondelle élastique 9 forme à sa périphérie deux encoches
30 dans lesquelles sont engagées les saillies 28 et son trou central 31 est bordé de cannelures 32 engagées sur des cannelures 33 de l'arbre 1. Ainsi, l'organe rotatif 5 est solidaire en rotation de l'arbre 1.
Le deuxième organe rotatif 6 est également réalisé sous la forme générale d'un plateau, mais il porte des saillies munies de rampes de ses deux côtés. Du côté de l'organe rotatif 5, des rampes 34 sont agencées pour coopérer avec les rampes 29 et du côté opposé, des rampes 35 sont agencées pour coopérer avec des rampes 36, portées par le troisième organe rotatif 7 et qui leur font face. Le dispositif qui vient d'être décrit fonctionne de la façon suivante.
Le dispositif est représenté à la figure 1a au repos. La rondelle belleville 8 pousse l'organe de commande 4 de sorte que sa surface de butée 19 soit en appui sur les surfaces 23 des organes de butée 25. La rondelle cannelée pousse l'organe rotatif 5 contre la butée 10, maintenant les dents 29 et 34 à l'écart les unes des autres. Le mouvement de rotation de l'arbre d'entrée n'est pas transmis. On notera que l'effort axial de la rondelle 9 est inférieur à celui de la rondelle 8.
Dans la figure 1 b, on a fait tourner l'organe de commande 4 à l'aide de l'électroaimant, de sorte que ce sont les surfaces 21 qui sont venues en appui sur les surfaces 23, l'organe de commande 4 s'étant déplacé vers la droite et les epaulements 26 s'étant engagés dans les embrèvements 18. L'organe rotatif s'est ainsi lui aussi déplacé vers la droite, poussé par la rondelle 8 par l'intermédiaire de l'organe 4, contre l'action de la rondelle 9. Les rampes 29 et 34 viennent d'entrer en contact mais, le temps que les jeux soient rattrapés, le dispositif ne transmet encore aucun couple.
Dans la figure 1 c, les jeux angulaires sont rattrapés au niveau des rampes 29 et 34 et un couple et transmis depuis l'arbre d'entrée 1 jusqu'à l'arbre récepteur 3. Le couple transite par les deux ensembles de rampes 29,34 et 35,36. Il en résulte une réaction axiale proportionnelle aux angles d'hélice des rampes, réaction qui amène en butée les surfaces 20 et 24. Du fait de cette butée, les rampes ne peuvent se désengager. A la figure 1 d, l'organe de commande 4 a été ramené à l'aide de l'électroaimant dans sa position angulaire de départ où les epaulements 27 peuvent s'engager dans les embrèvements 17. Les deux ensembles de rampes 29,34 et 35,36, toujours soumis à un couple, fournissent un effort axial supérieur à celui de la rondelle belleville 8 et repoussent l'organe de commande 4 vers la gauche du dessin. Pendant cette poussée, et dans un premier temps, l'organe rotatif 6 vient en butée (rondelle belleville à plat), puis, les rampes 29 et 34 se désengagent. A cet instant, les surfaces 22 de l'organe de commande sont en vis-à-vis des surfaces 24, mais sans venir en contact. Puisque les rampes 29 et 34 sont désengagées, le couple transmis est nul, de même par conséquent que la réaction axiale. Cela permet à la rondelle belleville 1 1 de rappeler l'organe rotatif 6 contre l'organe rotatif 7, et à la rondelle belleville 8 de repousser l'organe de commande 5, le roulement 10 et l'organe rotatif 5 vers la droite, contre la poussée de la rondelle 9. Cette translation se termine lorsque les surfaces 19 et 23 viennent en contact et où l'on se retrouve par conséquent dans la situation de la figure 1a.
On observera que le retrait de l'organe 6 vers l'organe 7 doit être plus rapide que le retour de l'organe de commande 4 et de l'organe rotatif 5 vers l'organe 6. On peut pour cela intervenir sur la masse des pièces, les efforts axiaux des rondelles, les frottements. On peut également ralentir le retour de l'organe 5 en vidant le volume 37 d'huile à travers un orifice calibré pratiqué soit dans l'organe 5, soit dans la rondelle 9.
Dans le mode de réalisation de la figure 7, le désenclenchement s'effectue automatiquement en fin de course.
Un doigt 38 est monté solidaire de l'arbre récepteur 3 et coopère avec un bossage 39 de l'organe de commande 4 pour ramener cet organe dans sa position angulaire de départ lorsque l'arbre récepteur à effectué sa rotation de l'angle voulu.

Claims

REVENDICATIONS
1- Dispositif d'actionnement cyclique de systèmes tels que les embrayages ou les boîtes de vitesse, du type comportant un arbre d'entrée
(1 ) et un arbre de sortie, et un système de solidarisation à crabots entre les deux arbres, caractérisé par le fait qu'il comprend:
- un premier organe rotatif (5) entraîné par l'arbre d'entrée, un deuxième organe rotatif (6) susceptible d'être entraîné par le premier organe rotatif, et un troisième organe rotatif (7) entraîné par le deuxième organe rotatif et agencé pour entraîner l'arbre de sortie, lesdits organes rotatifs étant mobiles les uns relativement aux autres,
- un organe de commande (4) susceptible d'amener en engagement, en début de cycle, les premier et deuxième organes rotatifs, - des premiers moyens élastiques (8) pour presser en se décomprimant l'organe de commande dans une direction où il amène, en début de cycle, lesdits premier et deuxième organes rotatifs en engagement,
- lesdits organes rotatifs étant agencés pour ramener, en fin de cycle, lesdits premiers moyens élastiques en position comprimée. 2- Dispositif selon la revendication 1 , dans lequel au moins le premier et le deuxième, ou le deuxième et troisième, organes rotatifs, sont agencés pour coopérer par une combinaison de rampes (29,34, 35,36).
3- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel ledit organe de commande est un quatrième organe rotatif et est agencé pour coopérer avec au moins un organe de butée (25), ledit organe de commande et ledit organe de butée étant munis d'un ensemble de surfaces de butées coopérantes (19-24).
4- Dispositif selon la revendication 3, dans lequel ledit organe de commande comporte un plateau (14) à la périphérie duquel sont formés des embrèvements (17,18) agencés pour coopérer avec des epaulements
(26,27) de l'organe de butée.
5- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel lesdits premiers moyens élastiques comportent une rondelle belleville en appui, d'une part sur un boîtier (3) du dispositif et, d'autre part, sur ledit organe de commande, lequel est agencé pour coulisser le long de l'axe desdits organes rotatifs.
6- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant des deuxièmes moyens élastiques (9) agencés pour presser ledit premier organe rotatif en direction dudit organe de commande
7- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant des troisièmes moyens élastiques (11) agencés pour presser ledit deuxième organe rotatif en direction dudit troisième organe rotatif.
8- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant des moyens (38,39) pour ramener automatiquement en fin de cycle ledit organe de commande à sa position de début de cycle
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FR95/13268 1995-11-09
FR9513268A FR2741128A1 (fr) 1995-11-09 1995-11-09 Perfectionnements aux dispositifs d'actionnement de systemes tels que les embrayages ou les boites de vitesses

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