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FR3038950A1 - - Google Patents

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FR3038950A1
FR3038950A1 FR1656726A FR1656726A FR3038950A1 FR 3038950 A1 FR3038950 A1 FR 3038950A1 FR 1656726 A FR1656726 A FR 1656726A FR 1656726 A FR1656726 A FR 1656726A FR 3038950 A1 FR3038950 A1 FR 3038950A1
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FR
France
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disk carrier
ring
actuating body
circumferential direction
axially
Prior art date
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FR1656726A
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English (en)
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FR3038950B1 (fr
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Ansgar Damm
Peter Echtler
Michael Koelzer
Juergen Ackermann
Kjell Lundin
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Hoerbiger Antriebstechnik Holding GmbH
Original Assignee
Hoerbiger Antriebstechnik Holding GmbH
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Abstract

Cette invention se rapporte à un dispositif de changement de vitesse (26, 28) pour une transmission de véhicule automobile, en particulier une transmission (10) étagée entièrement automatique, comprenant plusieurs arbres de transmission (24) qui peuvent tourner chacun autour d'un axe de transmission (A), une bague de synchroniseur (32) qui est solidement reliée à un arbre de transmission (24), un premier porte-disques (34), une pluralité de premiers disques (36) qui sont reliés au premier porte-disques (34) de manière non rotative et de manière à pouvoir être décalés axialement, un deuxième porte-disques (38) qui peut être décalé axialement par rapport au premier porte-disques (34) et peut être couplé à la bague de synchroniseur (32) dans une direction circonférentielle à la fois par friction et par liaison de forme, une pluralité de deuxièmes disques (40) qui sont reliés au deuxième porte-disques (38) de manière non rotative et de manière à pouvoir être décalés axialement et forment un embrayage multidisque (42) avec les premiers disques (36), et un corps d'actionnement (30) pour mettre sous pression, de manière axiale, le deuxième porte-disques (38), dans lequel le corps d'actionnement (30) et le deuxième porte-disques (38) peuvent tourner l'un par rapport à l'autre dans une direction circonférentielle et sont sensiblement solidement reliés l'un à l'autre dans une direction axiale.

Description

Cette invention se rapporte à un dispositif de changement de vitesse pour une transmission de véhicule automobile, en particulier une transmission étagée entièrement automatique, comprenant plusieurs arbres de transmission qui peuvent tourner chacun autour d’un axe de transmission, une bague de synchroniseur qui est solidement reliée à un arbre de transmission, un premier porte-disques, une pluralité de premiers disques qui sont reliés au premier porte-disques de manière non rotative et de manière à pouvoir être décalés axialement, un deuxième porte-disques qui peut être décalé axialement par rapport au premier porte-disques et peut être couplé à la bague de synchroniseur dans une direction circonférentielle à la fois par friction et par liaison de forme, une pluralité de deuxièmes disques qui sont reliés au deuxième porte-disques de manière non rotative et de manière à pouvoir être décalés axialement et forment un embrayage multidisque avec les premiers disques, et un corps d’actionnement pour mettre sous pression, de manière axiale, le deuxième porte-disques.
Dans l’ingénierie automobile, les transmissions automatiques, en particulier les transmissions étagées entièrement automatiques avec un convertisseur de couple hydrodynamique et des transmissions planétaires sont utilisées pour la transmission de puissance à côté des transmissions manuelles à vitesse variable.
De telles transmissions étagées entièrement automatiques agissent en tant que transmissions de changement de puissance sans interruption de la force de traction, où la chaîne cinématique est obtenue par des trains planétaires et les changements de rapport se produisent par couplage ou libération d’éléments de trains planétaires individuels. Le couplage d’éléments de trains planétaires individuels est actuellement obtenu au moyen d’embrayages multidisques qui doivent être conçus pour un couple maximal devant être transmis et comprennent un nombre correspondant de disques et points de friction pour la transmission de couple. En raison des nombreux points de friction, les couples de traînée non souhaités sont assez élevés dans l’état découplé et ont un effet défavorable sur l’efficacité de transmission.
Pour cette raison, le document générique DE 102 44 523 A1 a déjà proposé une transmission de véhicule dans laquelle le porte-disques interne est couplé à un composant rotatif de transmission, par exemple un arbre de transmission, par l’intermédiaire d’un synchroniseur. Le synchroniseur assure sélectivement un découplage, un couplage par friction ou un couplage par liaison de forme du porte-disques interne avec l’arbre de transmission. Dans l’état découplé, des couples de traînée de synchroniseur se produisent également, qui, en raison des surfaces de friction considérablement plus petites par rapport à l’embrayage multidisque sont toutefois nettement plus faibles. Dans l’état découplé du dispositif de changement de vitesse, c’est-à-dire avec un embrayage multidisque ouvert et un synchronisateur découplé, les couples de traînée inférieurs entraînent une rotation relative exclusivement ou au moins pour la majeure partie dans la région du synchroniseur et à peine ou plus du tout dans la région de l’embrayage multidisque, de sorte que l’efficacité de transmission augmente.
Cependant, la construction de la transmission de véhicule telle que divulguée dans le document DE 102 44 523 A1 est relativement complexe et présente en plus un niveau de force de changement de vitesse excessivement élevé. Selon la Figure 7, le niveau de force de changement de vitesse élevé résulte du fait que le corps d’actionnement est poussé vers une position de départ découplée du dispositif de changement de vitesse par un premier moyen de ressort et un troisième moyen de ressort. Afin d’assurer la fonctionnalité souhaitée du dispositif de changement de vitesse, le troisième moyen de ressort doit être conçu de manière à être plus souple que le premier moyen de ressort. Cependant, le troisième moyen de ressort doit aussi être suffisamment dur pour assurer une conception sûre de la liaison de forme entre les profils de denture. Ces exigences du moyen de ressort mènent dans l’ensemble à un niveau de force de changement de vitesse excessivement élevé du dispositif de changement de vitesse proposé dans l’art antérieur. L’objet de l’invention est de créer un dispositif de changement de vitesse de construction simple pour une transmission de véhicule automobile, qui en raison de couples de traînée faibles contribue à une efficacité de transmission élevée et a en plus un faible niveau de force de changement de vitesse.
Selon l’invention, cet objet est résolu par un dispositif de changement de vitesse tel que mentionné ci-dessus, dans lequel le corps d’actionnement et le deuxième porte-disques peuvent tourner l’un par rapport à l’autre dans une direction circonférentielle et sont sensiblement solidement reliés l’un à l’autre dans une direction axiale. Cela signifie en particulier que le deuxième porte-disques est fixé de manière rigide au corps d’actionnement dans les deux directions axiales opposées, de sorte qu’aucun mouvement axial relatif ne soit possible. Des mouvements minimums relatifs par un jeu axial inévitable dans la région de liaison ainsi que par une déformation de matériau élastique et/ou plastique du corps d’actionnement, par le deuxième porte-disques ou par des composants de liaison interposés tels qu’une bague de roulement sont négligeables. L’invention est basée sur le fait que le corps d’actionnément peut être solidement relié au deuxième porte-disques sans altération fonctionnelle du dispositif de changement de vitesse dans une direction axiale. Le support du porte-disques interne pouvant être décalé axialement sur le corps d’actionnement formé en tant qu’unité à piston hydraulique, qui est présent dans le document DE 102 44 523 A1, n’est donc pas nécessaire. En conséquence, le premier moyen de ressort selon la Figure 7 du document DE 102 44 523 A1 peut également être omis, moyennant quoi le niveau de force de changement de vitesse est réduit de manière avantageuse et la construction du dispositif de changement de vitesse est simplifiée.
Selon un mode de réalisation du dispositif de changement de vitesse, le premier porte-disques forme un carter de transmission ou est solidement relié à un carter de transmission. Le dispositif de changement de vitesse agit dans ce cas en tant que frein qui est capable de ralentir l’arbre de transmission rotatif et d’arrêter ce dernier de manière non rotative au niveau du carter. Au sens étroit, l’embrayage multidisque forme alors un frein multidisque.
Selon un mode de réalisation alternatif du dispositif de changement de vitesse, le premier porte-disques est sensiblement relié de manière non rotative à un autre arbre de transmission, ou est même formé d’un seul tenant avec ce dernier. Les deux arbres de transmission séparés sont en particulier des arbres de transmission agencés de manière coaxiale de différents trains planétaires qui peuvent ressentir une adaptation de vitesse par le dispositif de changement de vitesse.
Une bague à complémentarité de forme est de préférence prévue, qui est solidement reliée au deuxième porte-disques et comporte des éléments à complémentarité de forme pour le couplage par liaison de forme avec la bague de synchroniseur.
Dans ce cas, la bague de synchroniseur peut comporter des éléments à complémentarité de forme qui peuvent être amenés en prise avec les éléments à complémentarité de forme de la bague à complémentarité de forme par un déplacement axial relatif, afin de coupler la bague de synchroniseur et la bague à complémentarité de forme (54) dans une direction circonférentielle.
En outre, une bague de friction est de préférence prévue, qui est reliée au deuxième porte-disques par liaison de forme dans une direction circonférentielle et de manière à pouvoir être décalée axialement et comporte une surface conique pour le couplage par friction avec la bague de synchroniseur.
Dans ce cas, la bague de synchroniseur peut avoir une surface conique qui peut être amenée en contact avec la surface conique de la bague de friction par un déplacement axial relatif, afin de coupler la bague de synchroniseur et la bague de friction dans une direction circonférentielle.
Selon une variante de conception du dispositif de changement de vitesse, la bague de friction et le deuxième porte-disques peuvent tourner l’un(e) par rapport à l’autre dans une direction circonférentielle dans une mesure limitée et comportent des surfaces de blocage associées l’une à l’autre, ce qui permet ou bloque un déplacement axial relatif entre la bague de friction et le deuxième porte-disques en fonction d’un couple de synchronisation entre la bague de friction et la bague de synchroniseur. On évite ainsi de manière simple le fait que le deuxième porte-disques et la bague de synchroniseur soient reliés par liaison de forme l’un(e) à l’autre, avant qu’une synchronisation substantielle de vitesse n’ait lieu.
Le deuxième porte-disques ou un composant solidement relié au deuxième porte-disques peut former une butée axiale pour la bague de friction, qui, dans une position de départ du corps d’actionnement définit une position de ventilation de la bague de friction par rapport à la bague de synchroniseur.
Dans ce cas, un élément de ressort de bague de friction est de préférence prévu, qui pousse axialement la bague de friction vers la position de ventilation, où en particulier, l’élément de ressort de bague de friction s’appuie d’une part sur le deuxième porte-disques et d’autre part sur la bague de friction.
En plus, une bague de roulement solidement reliée au deuxième porte-disques peut être prévue, qui est montée sur le corps d’actionnement solidement dans une direction axiale et de manière coulissante dans une direction circonférentielle. En outre, la bague de roulement peut être montée de manière coulissante sur le premier porte-disques dans une direction axiale et dans une direction circonférentielle.
Selon un mode de réalisation particulièrement préféré, le deuxième porte-disques, la bague à complémentarité de forme, la bague de roulement, la bague de friction et l’élément de ressort de bague de friction forment un ensemble pré-monté, de sorte que le dispositif de changement de vitesse puisse être assemblé avec peu d’effort d’assemblage.
Selon un autre mode de réalisation du dispositif de changement de vitesse, le corps d’actionnement peut être décalé axialement entre une position de départ, dans laquelle l’arbre de transmission et le premier porte-disques sont découplés dans une direction circonférentielle et l’embrayage multidisque est ouvert, et une position de couplage dans laquelle l’arbre de transmission et le premier porte-disques sont reliés par liaison de forme dans une direction circonférentielle et l’embrayage multidisque est fermé.
Dans ce mode de réalisation, un élément de ressort de corps d’actionnement peut être prévu, qui pousse axialement le corps d’actionnement vers la position de départ, où en particulier l’élément de ressort de corps d’actionnement s’appuie d’une part sur le premier porte-disques et d’autre part sur le corps d’actionnement.
En plus, il est préférable que le premier porte-disques ou qu’un composant solidement relié au premier porte-disques comporte une partie de cylindre et le corps d’actionnement est conçu sous forme de piston, où le piston est guidé de manière à pouvoir être décalé axialement dans la partie de cylindre.
La partie de cylindre et le piston peuvent ici définir une chambre pouvant être mise sous pression pour le déplacement axial du piston. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention peuvent être prélevés de la description suivante de modes de réalisation préférés en se référant aux dessins, dans lesquels : - La Figure 1 montre un schéma de transmission d’une transmission étagée entièrement automatique avec un dispositif de changement de vitesse selon l’invention ; - La Figure 2 montre une coupe schématique à travers le dispositif de changement de vitesse selon l’invention dans une position axiale de départ d’un corps d’actionnement ; - La Figure 3 montre une coupe schématique à travers le dispositif de changement de vitesse selon l’invention dans une position axiale de friction du corps d’actionnement ; - La Figure 4 montre une coupe schématique à travers le dispositif de changement de vitesse selon l’invention dans une position axiale de contact par friction du corps d’actionnement ; - La Figure 5 montre une coupe schématique à travers le dispositif de changement de vitesse selon l’invention dans une position axiale à complémentarité de forme du corps d’actionnement ; - La Figure 6 montre une coupe schématique à travers le dispositif de changement de vitesse selon l’invention dans une position axiale de couplage du corps d’actionnement ; - La Figure 7 montre une vue en coupe en perspective d’une paroi de séparation et d’un élément de ressort de corps d’actionnement du dispositif de changement de vitesse selon l’invention ; - La Figure 8 montre une vue en coupe en perspective d’une bague de synchroniseur du dispositif de changement de vitesse selon l’invention ; - La Figure 9 montre une vue en coupe en perspective d’un ensemble pré-monté du dispositif de changement de vitesse selon l’invention ; - La Figure 10 montre une vue en coupe partielle en perspective éclatée de l’ensemble pré-monté selon la Figure 9 ; - La Figure 11 montre un détail du dispositif de changement de vitesse de l’invention selon une variante de conception particulière ; et - La Figure 12 montre trois schémas de principe qui, pour la variante de conception selon la Figure 11, illustrent un blocage du déplacement axial relatif entre le deuxième porte-disques et la bague de friction.
La Figure 1 montre une transmission 10 étagée entièrement automatique à actionnement électro-hydraulique d’un véhicule automobile ayant un convertisseur de couple 12, quatre transmissions planétaires ou trains planétaires 14 et un carter 16 de transmission indiqué de manière schématique. En plus, un arbre d’entraînement 18, un arbre entraîné 20 et plusieurs arbres de transmission 24 sont prévus, où dans ce qui suit, des porte-engrenages planétaires sont également désignés comme arbres de transmission 24. Les arbres de transmission 24 sont associés aux trains d’engrenages planétaires 14 individuels et agencés de manière coaxiale les uns aux autres.
La transmission étagée 10 comporte en plus des dispositifs de changement de vitesse 26, 28, auxquels une pression hydraulique peut être appliquée et qui peuvent coupler un arbre de transmission 24 soit avec un autre arbre de transmission 24 ou avec le carter de transmission 16 ou peuvent découpler l’arbre de transmission 24 de l’autre arbre de transmission 24 ou 16 du carter de transmission.
Un dispositif de changement de vitesse 26, qui couple l’arbre de transmission 24 au carter de transmission 16 est également désigné comme dispositif de freinage, et un dispositif de changement de vitesse 28, qui couple deux arbres de transmission 24 l’un à l’autre, est également désigné comme dispositif de couplage. Dans le présent mode de réalisation exemplaire, six dispositifs de changement de vitesse 26, 28 sont prévus, dont trois dispositifs de changement de vitesse 26 sont formés en tant que dispositifs de freinage et trois dispositifs de changement de vitesse 28 sont formés en tant que dispositifs de couplage. Selon la Figure 1, à titre d’exemple, deux dispositifs de freinage et un dispositif de couplage sont dans l’état couplé (indiqué en hachuré) et un dispositif de freinage et deux dispositifs de couplage sont dans l’état découplé.
Par diverses combinaisons de changement de vitesse des dispositifs de changement de vitesse 26, 28, les rapports de démultiplication entre l’arbre d’entraînement 18 et l’arbre entraîné 20 correspondant aux différents étages d’engrenage de la transmission 10 étagée sont ensuite obtenus. Étant donné que la construction générale et le mode de fonctionnement des transmissions 10 étagées entièrement automatiques sont, en général, déjà connus à partir de l’art antérieur, ces derniers ne seront pas discutés davantage et dans ce qui suit seules la conception constructive et la fonction des dispositifs de changement de vitesse 26, 28 selon l’invention seront décrites en détail.
Les Figures 2 à 6 montrent chacune un dispositif de changement de vitesse 28 pour une transmission de véhicule automobile, en particulier une transmission 10 étagée entièrement automatique, où le dispositif de changement de vitesse 28, en particulier un corps d’actionnement 30 du dispositif de changement de vitesse 28, peut prendre différentes positions axiales et est concrètement représenté dans une position axiale de départ (Figure 2), une position axiale de synchronisation (Figure 3), une position axiale de contact par friction (Figure 4), une position axiale de complémentarité de forme (Figure 5), et une position axiale de couplage (Figure 6).
Le dispositif de changement de vitesse 28 comporte ici deux arbres de transmission 24 qui peuvent tourner chacun autour d’un axe de transmission A, une bague de synchroniseur 32 qui est solidement reliée à l’un des arbres de transmission 24, un premier porte-disques 34, une pluralité de premiers disques 36 qui sont reliés au premier porte-disques 34 de manière non rotative et de manière à pouvoir être décalés axialement, un deuxième porte-disques 38 qui peut être décalé axialement par rapport au premier porte-disques 34 et peut être couplé à la bague de synchroniseur 32 dans une direction circonférentielle à la fois par friction et par liaison de forme, une pluralité de deuxièmes disques 40 qui sont reliés au deuxième porte-disques 38 de manière non rotative et de manière à pouvoir être décalés axialement et forment un embrayage multidisque 42 avec les premiers disques 36, et le corps d’actionnement 30 pour mettre sous pression, de manière axiale, le deuxième porte-disques 38. Le corps d’actionnement 30 et le deuxième porte-disques 38 peuvent tourner l’un par rapport à l’autre dans une direction circonférentielle et sont solidement reliés l’un à l’autre dans une direction axiale.
Dans le mode de réalisation exemplaire illustré, les premiers disques 36 sont des disques externes, qui sont reliés au premier porte-disques 34, conçu en tant que porte-disques externes, de manière non rotative et de manière à pouvoir être décalés axialement. En conséquence, les deuxièmes disques 40 sont des disques internes, qui sont reliés au deuxième porte-disques 38, conçu en tant que porte-disques internes, de manière non rotative et de manière à pouvoir être décalés axialement.
Selon les Figures 2 à 6, le premier porte-disques 34 est relié sensiblement de manière non rotative à un autre arbre de transmission 24, en particulier même formé d’un seul tenant avec ce dernier. Cet autre arbre de transmission 24 relié de manière non rotative au premier porte-disques 34 et l’arbre de transmission 24 solidement relié à la bague de synchroniseur 32 sont explicitement deux arbres de transmission 24 différents, séparés, de différents trains planétaires 14, qui, en particulier sont agencés de manière coaxiale. En conséquence, le dispositif de changement de vitesse 28 agit en tant que dispositif de couplage qui est capable de coupler l’arbre de transmission 24 d’un train planétaire 14 à l’arbre de transmission 24 d’un autre train planétaire 14 par l’intermédiaire d’un embrayage multidisques 42 et d’un synchroniseur 44 dans une direction de rotation. Tout d’abord, une adaptation de la vitesse a lieu, avant que les arbres de transmission 24 ne soient reliés sensiblement de manière non rotative par l’intermédiaire d’une liaison par friction de l’embrayage multidisques 42 et une liaison par complémentarité de forme du synchroniseur 44.
Au lieu de la liaison non rotative avec un autre arbre de transmission 24, le premier porte-disques 34 peut également, de manière alternative, former un carter de transmission 16 ou être solidement relié à un carter de transmission 16. Un tel dispositif de changement de vitesse 26 agit donc, en conséquence, en tant que dispositif de freinage et peut arrêter l’arbre de transmission 24 solidement relié à la bague de synchroniseur 32 au niveau du carter de transmission 16.
En référence aux Figures 2 à 6, il apparaît clairement que le corps d’actionnement 30 et le premier porte-disques 34 sont sensiblement reliés de manière non rotative et de manière à pouvoir être décalés axialement. Le corps d’actionnement 30 peut être décalé axialement entre une position de départ selon la Figure 2, dans laquelle l’arbre de transmission 24 et le premier porte-disques 34 sont découplés dans une direction circonférentielle et l’embrayage multidisques 42 est ouvert, et une position de couplage selon la Figure 6, dans laquelle l’arbre de transmission 24 et le premier porte-disques 34 sont reliés par liaison de forme dans une direction circonférentielle et l’embrayage multidisques 42 est fermé.
Un synchroniseur 44 est prévu entre le deuxième porte-disques 38 et l’arbre de transmission 24, afin de réduire les couples de traînée relativement élevés dans l’embrayage multidisques 42, qui se produisent lorsque l’embrayage multidisques 42 est ouvert.
Le synchroniseur 44 du dispositif de changement de vitesse 28 comprend la bague de synchroniseur 32 solidement reliée à l’arbre de transmission 24, qui est montrée en détail sur la Figure 8 et comporte à la fois une surface conique 46 et des éléments à complémentarité de forme 48, ainsi qu’une bague de friction 50 séparée qui peut être décalée dans une direction axiale et dans une direction circonférentielle, est reliée par liaison de forme au deuxième porte-disques 38 et comporte une surface conique 52 pour le couplage par friction avec la bague de synchroniseur 32 (voir également les Figures 9 et 10). Les surfaces coniques 46, 52 de la bague de synchroniseur 32 et de la bague de friction 50 sont des surfaces de friction parallèles, coaxiales avec angle de cône identique, qui peuvent être mises en contact par un déplacement axial relatif, afin de synchroniser la bague de friction 50 et la bague de synchroniseur 32 ou coupler sensiblement de manière non rotative ces dernières par contact par friction. Bien entendu, au moins l’une des surfaces coniques 46, 52 peut être formée par une garniture de friction séparée 53, comme cela est illustré dans les Figures 2, 9 et 10 pour la surface conique 52 de la bague de friction 50.
Le synchroniseur 44 comprend en outre une bague à complémentarité de forme 54 séparée qui est solidement reliée au deuxième porte-disques 38 et comporte des éléments à complémentarité de forme 56 pour le couplage par liaison de forme avec la bague de synchroniseur 32. Les éléments à complémentarité de forme 56 de la bague à complémentarité de forme 54 peuvent être amenés en prise avec les éléments à complémentarité de forme 48 de la bague de synchroniseur 32 par un déplacement axial relatif, afin de coupler sensiblement de manière non-rotative la bague de synchroniseur 32 et la bague à complémentarité de forme 54 dans une direction circonférentielle par liaison de forme.
Selon les Figures 8 et 9, les éléments à complémentarité de forme 48, 56 sont conçus chacun sous forme de dentures, où, dans le cas présent, les éléments à complémentarité de forme 48 de la bague de synchroniseur 32 forment une denture externe et les éléments à complémentarité de forme 56 de la bague à complémentarité de forme 54 forment une denture interne. Chaque denture comprend une pluralité de dents réparties dans une direction circonférentielle, où chaque dent d’une denture peut en particulier comporter deux flancs de dent opposés inclinés par rapport à la direction axiale, qui convergent axialement vers l’autre denture en forme de coin. De cette manière, un « engrènement axial » des dentures est simplifié. Les deux dentures sont contiguës axialement dans les positions de changement de vitesse selon les Figures 2 à 4 et s’engagent l’une avec l’autre dans une position de complémentarité de forme du dispositif de changement de vitesse 28 selon les Figures 5 et 6, de sorte que l’arbre de transmission 24 soit relié par liaison de forme avec le deuxième porte-disques 38 dans une direction circonférentielle.
Dans le mode de réalisation exemplaire illustré, le dispositif de changement de vitesse 28 fait partie d’une transmission 10 étagée entièrement automatique à actionnement électro-hydraulique, de sorte que la chambre 60 puisse être mise sous pression par la pression d’un fluide hydraulique, afin d’influencer la rotation de l’arbre de transmission 24.
Au lieu d’un actionnement hydraulique, un actionnement électromoteur du dispositif de changement de vitesse 28 est bien entendu également, en variante, envisageable.
Selon les Figures 2 à 6, le premier porte-disques 34 ou un composant solidement relié au premier porte-disques 34 comporte une partie de cylindre 58. En plus, le corps d’actionnement 30 est conçu sous forme de piston qui est guidé de manière à pouvoir être décalé axialement dans la partie de cylindre 58. La partie de cylindre 58 et le corps d’actionnement 30 conçu sous forme de piston définissent une chambre 60 pouvant être mise sous pression pour le déplacement axial du piston.
Le corps d’actionnement 30 est axialement poussé vers sa position de départ contre la pression du fluide hydraulique selon la Figure 2 par un l’élément de ressort 62 de corps d’actionnement, où l’élément de ressort 62 de corps d’actionnement s’appuie d’une part sur le corps d’actionnement 30 et d’autre part sur le premier porte-disques 34. Le premier porte-disques 34 dans le présent mode de réalisation exemplaire, forme également une butée axiale pour le corps d’actionnement 30, qui définit la position axiale de départ du dispositif de changement de vitesse 28.
Dans cette position de départ du dispositif de changement de vitesse 28, la bague de synchroniseur 32 et la bague de friction 50 sont dans une position dite de ventilation, dans laquelle les surfaces coniques 46, 52 sont espacées l’une de l’autre. Un jeu axial s, c’est-à-dire un déplacement axial de la bague de friction 50 partant de la position de départ du dispositif de changement de vitesse 28 jusqu’au contact des surfaces coniques 46, 52 est de l’ordre de grandeur de quelques millimètres, de préférence d’environ 1 mm.
La bague à complémentarité de forme 54 solidement reliée au deuxième porte-disques 38 forme une butée axiale pour la bague de friction 50, qui, dans une position de départ du corps d’actionnement 30 définit la position de ventilation de la bague de friction 50 par rapport à la bague de synchroniseur 32. Pour pousser axialement la bague de friction 50 vers la position de ventilation, un élément de ressort de bague de friction 64 est prévu, qui s’appuie d’une part sur le deuxième porte-disques 38 et d’autre part sur la bague de friction 50.
Dans cette position de ventilation du synchroniseur 44, un couple de traînée est également obtenu à une différence de vitesse des arbres de transmission 24, qui, en raison de la surface de friction nettement plus petite est cependant considérablement plus faible que dans le cas de l’embrayage multidisques 42 ouvert. En conséquence, une rotation relative dans la position de départ du dispositif de changement de vitesse 28 se produit, exclusivement ou au moins principalement, dans le synchroniseur 44 entre la bague de synchroniseur 32 et la bague de friction 50. En raison des couples de traînée dans l’embrayage multidisques 42 (ouvert), le deuxième porte-disques 38 se déplace de manière synchrone ou au moins en grande partie de manière synchrone avec le premier porte-disques 34, de sorte que dans la position de départ du dispositif de changement de vitesse 28 seul le petit couple de traînée du synchroniseur 44 se produit, ce qui a un effet positif sur l’efficacité de la transmission.
La Figure 3 montre le dispositif de changement de vitesse 28 dans l’état d’une liaison par friction initiale entre la bague de synchroniseur 32 reliée de manière non rotative à l’arbre de transmission 24 et à la bague de friction 50.
En raison d’une mise en pression de la chambre 60, le corps d’actionnement 30 conçu sous forme de piston est axialement relâché depuis la position de départ selon la Figure 2 dans une mesure telle que la surface conique 52 de la bague de friction 50 forme déjà un premier contact par friction avec la surface conique 46 de la bague de synchroniseur 32. Par conséquent, le corps d’actionnement 30 selon la Figure 3 est dans une position axiale de friction ou de synchronisation.
Selon la Figure 4, le corps d’actionnement 30 est déplacé de manière axiale encore plus loin de sa position de départ par rapport à la Figure 3 en raison d’une augmentation de la pression hydraulique dans la chambre 60 et est maintenant dans une position de contact par friction. En raison de ce mouvement axial supplémentaire du corps d’actionnement 30, l’arbre de transmission 24 est maintenant synchronisé avec les deuxièmes disques 40 par l’intermédiaire de la bague de synchroniseur 32 et du deuxième porte-disques 38, de sorte que maintenant la rotation relative à l’intérieur du dispositif de changement de vitesse 28 se produit dans l’embrayage multidisques 42, c’est-à-dire entre les premier et deuxième disques 36, 40, de manière analogue aux transmissions 10 classiques étagées.
Dans cette position de contact par friction du dispositif de changement de vitesse 28 la bague à complémentarité de forme 54 est située axialement directement avant un engagement à complémentarité de forme avec la bague de synchroniseur 32.
En raison d’une augmentation supplémentaire de la pression hydraulique dans la chambre 60, le corps d’actionnement 30 selon la Figure 5 est déplacé encore plus loin de sa position axiale de départ et est maintenant dans la position axiale de complémentarité de forme dans laquelle la bague de synchroniseur 32 et le deuxième porte-disques 38 sont non seulement reliés par friction par l’intermédiaire de la bague de friction 50, mais sont également reliés par liaison de forme par l’intermédiaire de la bague à complémentarité de forme 54. Cela conduit au fait que la capacité de transmission de couple du synchroniseur 44 augmente de manière drastique. L’embrayage multidisque 42 est ouvert jusqu’à cette position de complémentarité de forme du corps d’actionnement 30, de sorte qu’une rotation relative soit possible entre les premiers disques 36 et les deuxièmes disques 40.
La Figure 6 montre enfin le dispositif de changement de vitesse 28 dans la position axiale de couplage du corps d’actionnement 30. De manière analogue à la position de complémentarité de forme selon la Figure 5, l’arbre de transmission 24 et le premier porte-disques 34 restent reliés par liaison de forme dans une direction circonférentielle. Toutefois, en raison de son déplacement supplémentaire loin de sa position de départ, le corps d’actionnement 30 pousse maintenant également les disques 36, 40 dans une direction axiale, de sorte que l’embrayage multidisques 42 soit fermé selon la Figure 6 et les arbres de transmission 24 aient des vitesses synchrones.
La Figure 7 montre une paroi de séparation 66 en forme de bague solidement reliée au deuxième porte-disques 38, qui est montée sur le corps d’actionnement 30 de manière solide dans une direction axiale et de manière coulissante dans une direction circonférentielle. La paroi de séparation 66 est en outre montée de manière coulissante sur le premier porte-disques 34 dans une direction axiale et dans une direction circonférentielle. De plus, la Figure 7 montre l’élément de ressort 62 de corps d’actionnement qui s’appuie, d’une part, sur le premier porte-disques 34 par l’intermédiaire de la paroi de séparation 66 et s’appuie, d’autre part, sur le corps d’actionnement 30 et pousse axialement le corps d’actionnement 30 vers la position de départ selon la Figure 2. A grande vitesse de l’arbre de transmission 24 supplémentaire, des forces centrifuges sont obtenues dans la chambre 60 en raison de la rotation du fluide hydraulique, qui mettent le corps d’actionnement 30 sous pression de manière axiale contre la force de l’élément de ressort 62 de corps d’actionnement et peuvent conduire à un contact par friction non désiré entre la bague de friction 50 et la bague de synchroniseur 32. Pour compenser les forces centrifuges, la paroi de séparation 66 est par conséquent prévue, qui, dans la partie de cylindre 58 du premier porte-disques 34 définit une chambre supplémentaire 68 dans laquelle est logé l’élément de ressort 62 de corps d’actionnement. Avec un arbre de transmission 24 supplémentaire fixe cette chambre supplémentaire 68 est remplie d’un fluide hydraulique largement sans pression, de sorte qu’au cours d’une rotation de l’arbre de transmission 24 supplémentaire, seules des forces centrifuges agissent. Les forces axiales résultant des forces centrifuges du fluide hydraulique dans les chambres 60, 68, s’annulent sensiblement mutuellement, de sorte qu’aucune force axiale non désirée dépendant de la vitesse résultant des forces centrifuges du fluide hydraulique n’agisse sur le corps d’actionnement 30.
La Figure 8 montre une vue en coupe en perspective de la bague de synchroniseur 32 qui peut être fabriquée comme pièce en tôle profilée, où l’épaisseur de la tôle est de préférence de l’ordre de grandeur d’environ 3 mm. La bague de synchroniseur 32 comporte à la fois la surface conique 46 et les éléments à complémentarité de forme 48 et est solidement reliée à l’arbre de transmission 24, en particulier ajustée par pression et/ou soudée.
La Figure 9 montre un ensemble pré-monté 70 pour le dispositif de changement de vitesse 28, où cet ensemble 70 comprend le deuxième porte-disques 38, la bague à complémentarité de forme 54, la bague de friction 50, l’élément de ressort 64 de bague de friction et une bague de roulement 72.
La Figure 10 montre l’ensemble préfabriqué 70 selon la Figure 9 dans une vue en perspective éclatée.
Le deuxième porte-disques 38 ayant la forme de bague est fabriqué à partir d’une tôle profilée et ensuite laminée et soudée, où l’épaissèur de la tôle est de préférence de l’ordre de grandeur d’environ 2 mm. La bague à complémentarité de forme 54 contiguë à une extrémité axiale du deuxième porte-disques 38 est également conçue comme pièce en tôle profilée, où l’épaisseur de la tôle de la bague à complémentarité de forme 54 est de préférence de l’ordre de grandeur d'environ 3 mm. Le deuxième porte-disques 38 et la bague à complémentarité de forme 54 sont solidement reliés l’un(e) à l’autre, en particulier estampés et/ou rivés.
Dans le mode de réalisation exemplaire illustré, la bague de friction 50 logée de manière à pouvoir être décalée axialement à l’intérieur du deuxième porte-disques 38 est également une pièce en tôle profilée dont l’épaisseur de tôle est de préférence de l’ordre de grandeur d’environ 1,5 mm. La surface conique 52 de la bague de friction 50 est ici formée par la garniture de friction séparée 53. L’élément de ressort de bague de friction 64 axialement adjacent à la bague de friction 50, est logé à l’intérieur du deuxième porte-disques 38, qui est conçu sous forme de ressort de disque avec une courbe de ressort plate et de préférence tombante. Dans l’état serré selon la Figure 9, la force axiale de l’élément de ressort 64 de bague de friction est de préférence d’environ 1 kN, en particulier de préférence inférieure à 1 kN. L’élément de ressort 64 de bague de friction s’appuie axialement sur la bague de friction 50 et sur la bague de roulement 72. Dans le présent mode de réalisation exemplaire, la bague de roulement 72 est conçue comme pièce en tôle profilée dont l’épaisseur de tôle est de préférence de l’ordre de grandeur d’environ 1 mm.
Sur sa circonférence radiale extérieure, la bague de roulement 72 comporte un palier lisse 73 qui, dans la position de synchronisation selon la Figure 3, dans la position de contact par friction selon la Figure 4 et dans la position de complémentarité de forme selon la Figure 5 coulisse sur le corps d’actionnement 30 dans une direction circonférentielle. Dans la position de départ selon la Figure 2 et dans la position de couplage selon la Figure 6, le corps d’actionnement 30 et la bague de roulement 72, d’autre part, ont des vitesses sensiblement identiques, de sorte qu’il n’y ait pas ou pratiquement pas de rotation relative entre la bague de roulement 72 et le corps d’actionnement 30. Dans une direction axiale, la bague de roulement 72 est solidement reliée au corps d’actionnement 30, où, dans le mode de réalisation exemplaire selon les Figures 2 à 6, un anneau de retenue est prévu pour la fixation axiale de la bague de roulement 72, qui s’engage dans une rainure du corps d’actionnement 30.
La bague de roulement 72 est agencée axialement opposée à la bague à complémentarité de forme 54 à une extrémité axiale du deuxième porte-disques 38 et de manière analogue à la bague à complémentarité de forme 54, est solidairement reliée au deuxième porte-disques 38, en particulier estampée et/ou rivée.
Par l’intermédiaire des liaisons axialement sensiblement sans jeu de la bague de roulement 72 à la fois avec le corps d’actionnement 30 et avec le porte-disques 38, le corps d’actionnement 30 et le porte-disques 38 sont également solidement reliés l’un à l’autre axialement. Sous les charges habituelles qui se produisent lors du fonctionnement d’un véhicule, les déformations de matériau des composants, en particulier de la bague de roulement 72, sont négligeables.
Les composants représentés dans la Figure 10 sont assemblés dans une direction axiale et forment l’ensemble pré-monté 70 selon la Figure 9, où la bague de friction 50 est axialement précontrainte contre la bague à complémentarité de forme 54 par l’élément de ressort 64 de bague de friction.
La Figure 11 montre une coupe du dispositif de changement de vitesse 28 dans la région de la bague de friction 50 selon une variante de conception spéciale.
Dans cette variante de conception, la bague de friction 50 et le deuxième porte-disques 38 peuvent tourner l’un(e) par rapport à l’autre dans une direction circonférentielle dans une mesure limitée, et selon la Figure 12 comportent des surfaces de blocage 74, 76 associées l’une à l’autre, qui permettent ou bloquent un déplacement axial relatif entre la bague de friction 50 et le deuxième porte-disques 38 en fonction d’un couple de synchronisation entre la bague de friction 50 et la bague de synchroniseur 32.
La Figure 12 montre des représentations schématiques d’une région de liaison X selon la Figure 11, où la bague de friction 50 a différentes positions par rapport au deuxième porte-disques 38.
Une saillie radiale 78 de la bague de friction 50 s’engage dans une rainure 80 du deuxième porte-disques 38, qui s’étend dans une direction axiale et dans la position axiale de départ du dispositif de changement de vitesse 28 comporte une partie de rainure évasée dans une direction circonférentielle dans la région de la saillie radiale 78 (voir Figure 12, représentation du haut). À une différence de vitesse entre le deuxième porte-disques 38 et la bague de friction 50, la saillie radiale 78 dans la région de la partie de rainure évasée est décalée dans une direction circonférentielle jusqu’à une butée de rainure 82 (voir Figure 12, la représentation du milieu).
Lorsque le corps d’actionnement 30 (et le deuxième porte-disques 38 solidement relié au corps d’actionnement 30) doit maintenant être décalé axialement à la position de complémentarité de forme selon la Figure 5, ce mouvement axial peut être empêché par les surfaces de blocage 74, 76 (voir Figure 12, représentation du bas). Une inclinaison des surfaces de blocage 74, 76 est choisie de sorte que les surfaces de blocage 74, 76 associées l’une à l’autre bloquent un tel mouvement axial relatif dans le cas d’un couple de synchronisation (différence de vitesse) trop grand entre la bague de friction 50 et la bague de synchroniseur 32, et suite à la chute en dessous d’un couple de synchronisation spécifié coulissent l’une le long de l’autre dans une direction circonférentielle et finalement, permettent un déplacement axial relatif.
De cette manière, on évite avec peu d’effort que le dispositif de changement de vitesse 28 ne prenne sa position de complémentarité de forme selon la Figure 5, malgré une différence de vitesse considérable entre la bague de friction 50 et la bague de synchroniseur 32. D’une part, cela conduirait à une grande usure indésirable des éléments à complémentarité de forme 48, 56 et d’autre part à des bruits de changement de vitesse gênants.
En d’autres termes, le synchroniseur 44 prévu entre l’arbre de transmission 24 et le deuxième porte-disques 38 est conçu ici sous forme de synchroniseur de verrouillage.

Claims (15)

  1. REVENDICATIONS
    1. Dispositif de changement de vitesse pour une transmission de véhicule automobile, en particulier une transmission (10) étagée entièrement automatique, comprenant plusieurs arbres de transmission (24) qui peuvent tourner chacun autour d’un axe de transmission (A), une bague de synchroniseur (32) qui est solidement reliée à un arbre de transmission (24), un premier porte-disques (34), une pluralité de premiers disques (36) qui sont reliés au premier porte-disques (34) de manière non rotative et de manière à pouvoir être décalés axialement, un deuxième porte-disques (38) qui peut être décalé axialement par rapport au premier porte-disques (34) et peut être couplé à la bague de synchroniseur (32) à la fois par friction et par liaison de forme dans une direction circonférentielle, une pluralité de deuxièmes disques (40) qui sont reliés au deuxième porte-disques (38) de manière non rotative et de manière à pouvoir être décalés axialement et forment un embrayage multidisque (42) avec les premiers disques (36), et un corps d’actionnement (30) pour mettre sous pression, de manière axiale, le deuxième porte-disques (38), caractérisé en ce que le corps d’actionnement (30) et le deuxième porte-disques (38) peuvent tourner l’un par rapport à l’autre dans une direction circonférentielle et sont reliés l’un à l’autre de manière sensiblement solidaire dans une direction axiale.
  2. 2. Dispositif de changement de vitesse selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier porte-disques (34) forme un carter de transmission ou est solidement relié à un carter de transmission.
  3. 3. Dispositif de changement de vitesse selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier porte-disques (34) est relié de manière sensiblement solidaire en rotation à un autre arbre de transmission (24).
  4. 4. Dispositif de changement de vitesse selon l’une des revendications précédentes, caractérisé par une bague à complémentarité de forme (54) qui est solidement reliée au deuxième porte-disques (38) et comporte des éléments à complémentarité de forme (56) pour le couplage par liaison de forme avec la bague de synchroniseur (32).
  5. 5. Dispositif de changement de vitesse selon la revendication 4, caractérisé en ce que la bague de synchroniseur (32) comporte des éléments à complémentarité de forme (48) qui peuvent être amenés en prise avec les éléments à complémentarité de forme (56) de la bague à complémentarité de forme (54) par un déplacement axial relatif, afin de coupler la bague de synchroniseur (32) et la bague à complémentarité de forme (54) dans une direction circonférentielle.
  6. 6. Dispositif de changement de vitesse selon l’une des revendications précédentes, caractérisé par une bague de friction (50) qui est reliée au deuxième porte-disques (38) par liaison dé forme dans une direction circonférentielle et de manière à pouvoir être décalée axialement et comporte une surface conique (52) pour le couplage par friction avec la bague de synchroniseur (32).
  7. 7. Dispositif de changement de vitesse selon la revendication 6, caractérisé en ce que la bague de synchroniseur (32) comporte une surface conique (46) qui peut être amenée en contact avec la surface conique (52) de la bague de friction (50) par un déplacement axial relatif, afin de coupler la bague de synchroniseur (32) et la bague de friction (50) dans une direction circonférentielle.
  8. 8. Dispositif de changement de vitesse selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que la bague de friction (50) et le deuxième porte-disques (38) peuvent tourner l’un(e) par rapport à l’autre dans une direction circonférentielle dans une mesure limitée et comportent des surfaces de blocage (74, 76 ) associées l’une à l’autre, ce qui permet ou bloque un déplacement axial relatif entre la bague de friction (50) et le deuxième porte-disques (38) en fonction d’un couple de synchronisation entre la bague de friction (50) et une bague de synchroniseur (32).
  9. 9. Dispositif de changement de vitesse selon l’une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le deuxième porte-disques (38) ou un composant solidement relié au deuxième porte-disques (38) forme une butée axiale pour la bague de friction (50) qui, dans une position de départ du corps d’actionnement (30), définit une position de ventilation de la bague de friction (50).
  10. 10. Dispositif de changement de vitesse selon la revendication 9, caractérisé en ce qu’un élément de ressort (64) de bague de friction est prévu, qui pousse axialement la bague de friction (50) vers sa position de ventilation, en particulier où, l’élément de ressort (64) de bague de friction s’appuie d’une part sur le deuxième porte-disques (38) et d’autre part sur la bague de friction (50).
  11. 11. Dispositif de changement de vitesse selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’une bague de roulement (72) solidement reliée au deuxième porte-disques (38) est prévue, qui est montée sur le corps d'actionnement (30) solidement dans une direction axiale et de manière coulissante dans une direction circonférentielle.
  12. 12. Dispositif de changement de vitesse selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps d’actionnement (30) peut être décalé axialement entre une position de départ, dans laquelle l’arbre de transmission (24) et le premier porte-disques (34) sont découplés dans une direction circonférentielle et l’embrayage multidisque (42) est ouvert, et une position de couplage dans laquelle l’arbre de transmission (24) et le premier porte-disques (34) sont reliés par liaison de forme dans une direction circonférentielle et l’embrayage multidisque (42) est fermé.
  13. 13. Dispositif de changement de vitesse selon la revendication 12, caractérisé en ce qu’un élément de ressort (62) de corps d’actionnement est prévu, qui pousse axialement le corps d’actionnement (30) vers la position de départ, en particulier où l’élément de ressort (62) de corps d’actionnement s’appuie d’une part sur le premier porte-disques (34) et d’autre part sur le corps d’actionnement (30).
  14. 14. Dispositif de changement de vitesse selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier porte-disques (34) ou un composant solidement relié au premier porte-disques (34) comporte une partie de cylindre (58) et le corps d’actionnement (30) est conçu sous forme de piston, où le piston est guidé de manière à pouvoir être décalé axialement dans la partie de cylindre (58).
  15. 15. Dispositif de changement de vitesse selon la revendication 14, caractérisé en ce que la partie de cylindre (58) et le piston définissent une chambre (60) pouvant être mise sous pression pour le déplacement axial du piston.
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