Brevet FR2005084A1 — publié le 19691205

La présente invention concerne -un appareil de couplage hydraulique pour changement de vitesse à engrenages. Il comprend principalement une pompe hydraulique entraînée par un moteur, au moins un moteur hydraulique commandant les mouvements de couplage et un or-5 gane de commande actionné électriquement qui est monté entre la pompe et le moteur hydraulique. Un transmetteur d'ordre électrique ou électronique est associé à l'organe de commande et lui transmet les ordres de couplage. Ce transmetteur ne fait pas partie de l'invention et il peut être d'un type quelconque. 10 les transmetteurs d'ordre électroniques sont utilisés dans l'industrie automobile, par exemple pour déterminer les conditions de marche d'un véhicule à l'aide de plusieurs valeurs mesurées qui représentent différents états de fonctionnement de parties du véhicule, telles que la position de la pédale d'accélération, la vites-15 se de rotation du moteur, la vitesse du véhicule. Un ordre de couplage est transmis à l'organe de commande de l'appareil de couplage par le transmetteur lorsque ces états de fonctionnement correspondent à des valeurs déterminées et l'appareil de couplage effectue alors l'opération. Celle-ci doit être réalisée aussi rapidement que 20 possible après la réception de l'ordre de couplage, sinon les conditions de marche du véhicule et les valeurs à la sortie du dispositif électronique pourraient avoir changé dans une telle mesure que l'opération de couplage ne puisse plus être effectuée, dans les conditions mesurées. Le transmetteur d'ordre pourrait tenir compte 25 de ce retard, rfil était identique pour tous les rapports de transmission, mais cela impliquerait des frais supplémentaires. Le but de l'invention est donc de créer un appareil de couplage du type indiqué, qui nécessite un temps de couplage minimal pour exécuter l'ordre reçu. 30 Selon une caractéristique essentielle de l'invention, l'organe de commande se compose d'un distributeur à commande hydraulique et à débit important, monté entre la conduite sous pression et le moteur hydraulique et d'un distributeur à commande électromagnétique et à faible débit qui commande le circuit de pilotage du distribu-35 teur à commande hydraulique par l'intermédiaire d'un circuit hydraulique auxiliaire et dont la bobine est reliée à un transmetteur d'ordre électrique d'un type quelconque. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la 69 09329 2 2005084 description qui suit et de la figure unique, donnée à titre d'exemple non limitatif, qui représente le vérin hydraulique de l'appareil de couplage ainsi que le schéma hydraulique suivant une forme de réalisation pour un engrenage à deux positions de couplage. 5 Le changement de vitesse à engrenages symbolisé par les roues 1, 2 et 3 est manoeuvré par le levier 4. Celui-ci peut tourner autour du point 5 et est actionné par un bossage 6 de la tige 7 du piston principal 8. Ce dernier fait partie du vérin de manoeuvre 9» qui comporte également le piston auxiliaire 10 avec sa tige 11 et 10 la butée 12. Le circuit hydraulique est alimenté par la pompe 13. Elle aspire l'huile hydraulique du réservoir 14 et la refoule par le clapet antiretour 15 dans un accumulateur hydraulique 16 d'un type quelconque. L'huile est ramenée par la soupape de décharge 17 et la 15 conduite 18 au réservoir 14 lorsque l'accumulateur 16 est chargé. L'organe de commande électrique dont le fonctionnement est expliqué dans ce qui suit reçoit l'ordre de couplage depuis le transmetteur 20. Celui-ci est à son tour commandé par plusieurs capteurs de mesure 21. Ces capteurs peuvent mesurer, par exemple, la vitesse 20 de rotation du moteur, la position de la pédale d'accélération et la vitesse du véhicule. Le transmetteur 20 peut, cependant, être déclenché également à la main par les boutons poussoirs 22 et 23* Le transmetteur 20 se compose de dispositifs électroniques choisis en fonction de l'application prévue, tels que des interrupteurs à 25 seuil, des étages de basculement, des circuits logiques à porte etc... De tels transmetteurs d'ordre sont déjà connus. Le transmetteur d'ordre 20 coopère avec l'organe de commande 19 par l'intermédiaire d'une liaison électrique 24. Une autre liaison électrique 25 relie la valve électro-magnétique 26 et le trans-30 metteur. La liaison 25 n'est pas' indispensable et elle peut être supprimée lorsqu'on choisit un autre mode de fonctionnement du circuit hydraulique. La valve électro-magnétique 26 est montée entre 11 accumulateur hydraulique 16 et la conduite sous pression 27 qui est subdi-35 visée en une conduite de couplage 28 et une conduite 29 pour un circuit hydraulique auxiliaire. La conduite de couplage 28 met directement en liaison la conduite 29 avec la chambre 30 se trouvant dans la partie gauche du 69 09329 3 2005084 vérin 9. La liaison avec les chambres 31 et 32 passe par les conduites 35 et 36 et par les distributeurs 3.3 et 34 à commande hydraulique. Les distributeurs 33 et 34 sont à volume important et sont conçus pour le débit d'huile qui est nécessaire pour effectuer 5 l'opération de couplage. Ces distributeurs sont actionnés par voie hydraulique comme indiqué par les symboles 37 et 38 qui représentent leurs pistons d'actionnement. Ues pistons sont à leur tour commandés par des distributeurs électromagnétiques 39 et 40 dont les bobines 41 et 42 sont alimentées par le transmetteur d'ordre 20. 10 Sur le piston 7 se trouve une came 43. Cette came actionne des contacts de fin de course 44 et 45. Les contacts signalent l'arrivée du piston 8, donc également celle du levier 4, dans la position de fin de course, au transmetteur d'ordre 20. 46 désigne une conduite de retour d'huile reliée au réservoir 14. Les conduites 47, 15 48 et 49 servent au raccordement d'autres organes de commande qui sont d'une conformation analogue à celle de l'organe 19. Le dessin montre le dispositif à l'état de repos. Son mode de fonctionnement est le suivant : la liaison entre l'accumulateur 16 et la conduite de pression 20 27 est interrompue à l'état de repos, comme indiqué par le symbole dans la partie inférieure de la valve 26. Tous les appareils hydrauliques sont en liaison avec le réservoir 14 comme, indiqué par le symbole supérieur du distributeur 33 et le symbole inférieur du distributeur 34 et par les autres liaisons hydrauliques. Il n'y a 25 donc pas de pression dans le système à l'état de repos. Dans la forme de réalisation illustrée, le transmetteur d'ordre communique un ordre préalable "préparation pour le couplage" à la valve 26 par la liaison 25 avant la transmission de l'ordre de couplage proprement dit. Cette "tealve est par suite commutée et la 30 pression de l'accumulateur 16 est transmise à la liaison 27. Dans cet état de préparation pour le couplage, les deux chambres 30 et 32 sont mises sous pression par l'intermédiaire des conduites 28 et 36 et du distributeur 34. Le piston auxiliaire 10 du vérin 9 est par suite poussé vers la gauche contre la butée 12 et le piston 35 principal 8 eà simultanément poussé vers la droite contre la tige 11 qui limite sa course. Le piston principal 8 et la came 6 sont par suite amenés dans la position médiane. Cette position est signalée au transmetteur 20 par les contacts 44 et 45 qui sont à présent 69 09329 4 2005084 ouverts et un blocage électronique de la sortie du transmetteur dans la ligne 24 est supprimé. L'enroulement 41 reçoit l'ordre de couplage par la liaison 24 depuis le transmetteur lorsque le piston principal doit être dépla-5 cé vers la gauche par exemple en fin d'unè opération de couplage. Le distributeur électromagnétique 39 réagit et établit la liaison " hydraulique entre la conduite de pilotage 29 et le piston de pilotage 37 du distributeur 33. La conduite 35 est par suite en communication avec la conduite 28 de sorte que la chambre 31 du vérin 9 10 est également mise sous pression. Etant donné que la surface effective du côté droit du piston principal 8 est plus grande que la surface effective du côté gauche, le piston 8 est déplacé vers la gauche et l'opération de couplage du mécanisme 1 à 3 est effectuée par l'intermédiaire des parties 6 et 4. Le contact 44 est fermé en. 15 même temps et transmet un signal indiquant la fin de l'opération de couplage au transmetteur d'ordre de sorte que le blocage mentionné ci-dessus dans la ligne 24 est rétabli, ce qui empêche une nouvelle opération de couplage mécanique tant que l'opération précédente est encore effective. La valve électro-magnétique 26 est en même temps 20 désexcitée et la pression dans l'ensemble du système hydraulique raccordé à la conduite 27 disparaît. Le rappel du mécanisme 1, 2 et 3 dans sa position neutre s'effectue par le centrage hydraulique mentionné ci-dessus du piston principal 8, lorsque le transmetteur communique l'ordre préalable 25 "préparation pour le couplage". L'enroulement 42 du distributeur électromagnétique 40 est excité par l'ordre de couplage transmis par la liaison 24 lorsque le piston principal 8 doit être déplacé vers la droite depuis sa position médiane ou position de préparation pour le couplage. Le 30 distributeur électromagnétique 40 permet l'entrée d!huile hydraulique dans la chambre située au-dessus du piston de pilotage 38 du distributeur 34. Celui-ci est commuté et une liaison est établie entre la chambre sous pression 32 et le réservoir 14 par les, conduites 36 et 46. La pression dans la chambre 32, existant pendant 35 l'état de préparation pour le couplage, est par suite supprimée et la pression dans la chambre 30 provoque le déplacement vers la droite du piston principal 8 ainsi que du piston auxiliaire 10. Comme cela est visible sur la figure, l'organe de commande 19 69 09329 5 2005084 se compose d'une paire de distributeurs par direction de couplage, à savoir d'un distributeur électromagnétique 39,40 à petit volume et d'un distributeur 33»34 à commande hydraulique et à volume important commandé par l'un des premiers. Les distributeurs 33,34 5 commandent l'opération de couplage proprement dite. Les distributeurs électromagnétiques peuvent, par conséquent, présenter des dimensions très faibles. Leurs enroulements sont donc également petits et présentent des inductances réduites. L'établissement des champs magnétiques nécessite en conséquence un temps minimal. 10 La commutation des distributeurs 33 et 34 montés à la suite et présentant un volume important s'effectue très rapidement étant donné qu'ils sont à commande hydraulique. En raison de la combinaison avec un distributeur électromagnétique à faible volume, on obtient par conséquent une temporisation minimale pour l'exécution de 15 l'opération de couplage. On peut par exemple obtenir un temps de couplage de 35 millisecondes depuis l'arrivée de l'ordre de couplage jusqu'à la fin de la manoeuvre du piston 8. Si l'on réalise au contraire les distributeurs 33 et 34 à grand volume comme distributeurs électromagnétiques, ils nécessiteraient des aimants notable-20 ment plus grands et un enroulement dont l'inductance est considérablement plus élevée. L'établissement des champs magnétiques serait donc beaucoup plus lent que dans le dispositif suivant l'invention; le temps de couplage serait dans ce cas multiplié par 4 à 5. On obtient un raccourcissement supplémentaire du temps de cou-25 plage net en réalisant au moins les distributeurs électromagnétiques 39 et 40 sous forme de distributeurs à bille. Lorsqu'on utilise des distributeurs classiques comportant des tiroirs centraux cylindriques autour desquels sont disposées des chambres annulaires, les tiroirs doivent couvrir de manière positive les chambres de 30 pression afin de maintenir les fuites d'huile aussi faibles que possible. Par conséquent, le tiroir doit dans ce cas effectuer tout d'abord un mouvement qui correspond à ce recouvrement avant d'établir la liaison et ceci lors de chaque actionnement. Un tel agencement nécessite plus de temps et l'aimant du distributeur doit être 35 plus fort en raison de la course plus longue et l'inductance de son enroulement doit être plus élevée. Les distributeurs à bille ne présentent par contre, pas de recouvrement positif des organes de fermeture et leur course de travail est par conséquent plus courte. 69 09329 6 2005084 leurs aimants peuvent donc être plus petits, de même que l'inductance de leurs enroulements en comparaison avec les distributeurs à tiroir mentionnés. On obtient par suite un temps de couplage plus court. 5 On peut renoncer à l'accumulateur 16 lorsqu'on utilise une pompe 13 d'une capacité suffisamment grande. Il est, cependant, avantageux de prévoir 1'accumulateur hydraulique 16 afin de pouvoir choisir une pompe de faible capacité et afin de disposer également d'une pression hydraulique lorsque la pompe est arrêtée. 10 Comme cela ressort de la description qui précède, le circuit hydraulique comporte la valve électromagnétique 26. Elle permet, comme décrit, de décharger le système hydraulique à l'état de repos, à savoir tant dans la position médiane neutre que dans chacune des positions de fin de course du piston principal 8. Ce dernier peut, 15 par conséquent, effectuer librement des petits mouvements après une opération de couplage, ces mouvements pouvant être transmis à la came 6 depuis le mécanisme par 1'intermédiaire de l'organe de blocage classique du levier 4. l'usure est ainsi diminuée. Il est, bien entendu, possible de prévoir orne pression à l'état de repos du 20 système hydraulique. l'appareil de couplage selon l'invention peut être utilisé d'une manière particulièrement avantageuse dans les mécanismes où une marche synchrone des parties devant être couplées, est déterminée par voie électrique et dont les valeurs sont transmises au 25 transmetteur d'ordre 20. le transmetteur communique l'ordre de couplage lors du passage par le point de synchronisme et l'appareil de couplage doit alors coupler les parties en question du mécanisme dans un temps aussi réduit que possible, à savoir dans une zone de synchronisation suffisamment étroite. Il va de soi qu'une telle 30 opération peut être effectuée avêc d'autant moins de frottement et de manière d'autant plus simple que le temps entre la réception de l'ordre de couplage et la fin de l'opération de couplage est court, lorsque le temps de couplage est suffisamment court, il n'est même pas nécessaire d'effectuer un désaccouplement du mécanisme avant 35 l'opération. 69 09329 7 2005084 REVENDICATIONS 1 - Appareil de couplage hydraulique pour changement de vitesse à engrenages, comportant une pompe hydraulique à moteur et un moteur et un moteur hydraulique, caractérisé en ce que l'organe de 5 commande se compose d'un distributeur à commande hydraulique et à débit important, monté entre la conduite sous pression et le moteur hydraulique, et d'un distributeur à commande électromagnétique et à faible débit qui commande le circuit de pilotage du distributeur à commande hydraulique par l'intermédiaire d'un circuit hydraulique 10 auxiliaire et dont la bobine est reliée à un transmetteur d'ordre électrique d'un type quelconque. 2 - Appareil de couplage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le distributeur électromagnétique, au moins, est réalisé sous forme d'un distributeur à bille. 15 3 - Appareil de couplage selon la revendication 1 ou 2, carac térisé en ce qu'un accumulateur hydraulique est monté sur la conduite sous pression, entre la pompe hydraulique et les distributeurs . 4 - Appareil de couplage selon la revendication 1, 2 ou 3» 20 caractérisé en ce que la conduite sous pression entre la pompe ou l'accumulateur hydraulique et les distributeurs de commande comporte une valve à plusieurs voies, commandée électriquement, dont la bobine est raccordée au transmetteur d'ordre ; l'une des positions de cette valve commande l'arrivée d'huile aux distributeurs de pi-25 lotage tandis que l'autre position commande la décharge des circuits hydrauliques de ces distributeurs.