Brevet FR2493455A2 — publié le 19820507

FR 2493455 A2 19820507 FR 8120615 A 19811029 L'invention a trait en général aux systèmes hydrauliques de transmission de couple de rotation et plus particulièrement à des perfectionnements apportés à des systèmes de ce genre, notamment celui décrit dans la demande de brevet principal. Le problème que vise à résoudre la demande de brevet principal est celui de réaliser un système hydrodynamique de transmission de couple de rotation de telle sorte qu'il comporte un rapport aussi élevé que possible entre le couple le plus petit et le couple le plus élevé, et que néanmoins ce système soit capable de réagir très rapidement lorsqu'on déclenche le passage de la marche à vide à la marche sous un faible couple de rotation. Pour résoudre ce problème il est prévu, dans la demande de brevet principal, qu'à 12émission d'un tel ordre de déclenchement la chambre de travail du système hydrodynamique reçoive un bref à-coup de remplissage temporaire.Cet à-coup est déclenché automatiquement par l'intermédiaire du dispositif de réglage décrit dans la demande de brevet principal et qui actionne la valve d'admission, ce qui autorise un réglage précis de la durée dudit à-coup de remplissage et son adaptation pour satisfaire à toutes exigences. Cela permet d'établir très rapidement, selon le besoin, même un très faible taux de remplissage de la chambre de travail du système hydrodynamique. Ce système permet donc d'obtenir aussi bien un seuil élevé d'insensibilité de réponse qu'un très faible couple minimal de rotation (ou un très faible couple de freinage s'il s'agit d'un frein). Dans la demande de brevet principal et dans la demande de brevet d'addition RFA P 30 25 803.8-12, on a décrit différents modes de réalisation de tels systèmes hydrodynamiques de transmission de couple. Les observations suivantes s'appliquent à tous ces modes de réalisation a) Un émetteur d'ordres de commutation, par exemple sous forme d'une simple pédale, applique une valeur de seuil à un dispositif de réglage d'échappement, réalisé de préférence conformément au brevet ouest-allemend DE-OS 28 55 654, et qui sert à fixer le couple de rotation nécessaire. b) Cet émetteur d'ordres de commutation est en outre couplé à un dispositif pilote à deux étages, qui déclenche l'ouverture de la valve d'admission. La disposition est telle qu'en enfonçant légèrement la pédale on met sous pression une première conduite pour fluide sous pression (l'émetteur d'ordres de commutation étant alors sur la position "1 Etage", tandis que si l'on enfonce davantage la pédale de frein on met également sous pression une seconde conduite pour fluide sous pression (l'émetteur d'ordres de commutation étant alors sur la position "IIeme Etage). En fait, la solution prévue et décrite dans la demande de brevet principal s'est révélée satisfaisante au cours des essais. Cependant, la disposition décrite dans le paragraphe b) ci-dessus est relativement onéreuse et sujette à dérangements dans certaines circonstances. La présente invention a pour but par conséquent, d'apporter des perfectionnements à la commande de la valve d'admission du système hydrodynamique décrit dans la demande de brevet principal, de telle sorte que l'émetteur d'ordres de commutation n'a besoin d'émettre qu'un simple ordre de mise en circuit. En d'autres termes, il est prévu la possibilité d'utiliser une simple commande marcheXarrtt. Ainsi, on conserve néanmoins les propriétés favorables de la solution décrite dans la demande de brevet principal. Ce problème est résolu suivant la présente invention en ce que l'on applique tout d'abord, au dispositif de réglage qui commande la valve d'admission, comme c'etait le cas jusqu'à présent, du fluide hydraulique dans les deux chambres de pression, sur un ordre de déclenchement. Ensuite, c'est seulementla première chambre de pression qui est reliée à la chambre de travail du système hydrodynamique à l'aide du dispositif inverseur. Ici, et en cet instant précis, surtout si, à l'aide du dispositif de réglage de l'échappement on a réglé le système de façon à ne produire qu'un faible couple de rotation, la pression engendrée n'est que relativement basse. Suivant l'invention, il est également prévu que la première chambre de pression dans la chambre de travail soit mise à la détente.Ainsi, l'à-coup de remplissage peut se produire aussi exactement et avec la mMme rapidi té et la même précision dans sa durée qu'auparavant. En mme temps, on obtient cependant une simplification importante: en effet, si maintenant, même à l'aide d'un émetteur d'ordres d'inversion ou de commutation, et avec l'aide d'un dispositif de réglage de l'échappement, on émet l'ordre pour obtenir un couple de rotation plus élevé, la pression supérieure qui en résulte dans la chambre de travail se propage jusque dans la première chambre de pression du dispositif de réglage pour faire passer la valve d'admission de la position de demi-ouverture à la position d'ouverture totale.Ce processus est par conséquent déclenché par le système hydrodynamique lui-même. Il n'est donc plus nécessaire, comme c'était le cas jusqu'à présent, que l'émetteur d'ordres de commutation délivre un ordre de déclenchement "IIème Etage". La disposition suivant l'invention opère également dans le sens inverse. Autrement dit, quand à l'aide du dispositif de réglage de l'échappement on introduit de nouveau un faible couple de rotation, ce qui diminue la pression du fluide dans la chambre de travail, il se déclenche un retour de la valve d'admission entre la position d'ouverture totale et la position sensiblement de demi-ouverture. Un autre avantage du mode de construction suivant l'invention réside en ce que la commutation de la valve d'admission entre sa position de demi-ouverture et sa position d'ouverture totale, ou inversement, se produit avec davantage de douceur que jusqu'à présent. Cela diminue sinon supprime le risque, qui existait jusqu'ici, de déclencher des vibrations par Suite de la commutation. D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront au cours de la description ci-après qui se réfère à des modes de réalisation donnés à titre d'exemples et représentés sur le dessin annexé, sur lequel : La FIGURE 1 est un schéma du système de commande d'un frein hydrodynamique, La FIGURE 2 est une vue partielle du schéma de la Figure 1, avec une variante de réalisation, et La FIGURE 3 est un autre schéma relatif à un frein hydrodynamique suivant la disposition de la Figure 1 mais avec une variante de réalisation de la commande. Sur la Figure 1 on a désigné dans son ensemble, par le chiffre de référence 10, un frein hydrodynamique qui comprend un carter 7, un rotor 11 et un stator 12. Une conduite basse-pression 14, 15 est reliée à un réservoir supérieur 13 contenant loe fluide de travail. En dérivation par rapport à la conduite 14, 15 il est prévu une conduite d'admission 16 qui aboutit au frein 10 et traverse préalablement une valve d'admission 17. Une conduite d'échappement 18 est raccordée au frein 10 et reliée à une valve d'échappement 19 réalisée de préférence conformément à la description de la demande de brevet P 28 55 654. 9-21 de la RFA. Cette valve reçoit de la pédale de frein 20 un signal qui constitue une valeur de consigne dont l'importance correspond au couple de freinage requis dans chaque cas, sinon elle reçoit en tant que valeur effective instantanée un signal dont la valeur est fonction du couple momentané de freinage (conduite 21 pour la pression-pilote). La conduite d'échappement 18 se termine dans un puisard 9 d'où le fluide de travail (ce qui n'est pas représenté sur le dessin) est renvoyé au réservoir supérieur 13 en passant par un dispositif de refroidissement. Afin d'obtenir de façon fiable une bonne dispersion de la chaleur engendrée dans le frein 10 et aussi de faire en sorte que celui-ci réagisse rapidement lorsqu'il est commandé, les conduites 14, 16 et 18 ainsi que les valves 17, 19 présentent de larges sections de passage pour le fluide. L'obturateur de la valve 17 peut être constitué par un papillon pivotant, ou bien par un tiroir annulaire (suivant le brevet EFA DU-PS 27 57 204) ou encore par tout autre dispositif approprié. Ce qui importe,surtout, c'est qu'il puisse être stoppé, entre la position de fermeture totale et la position d'ouverture totale, dans une position intermédiaire ne laissant libre qu'une fraction de la section transversale de passage du fluide. La tige de piston 29 d'un dispositif hydraulique 30 de réglage à deux étages, qui agit sur la valve 17, peut occuper trois positions distinctes. Dans ce but, le dispositif de réglage comprend un premier piston 31 rigidement solidaire de la tige de piston 29 ainsi qu'un second piston 32. Le premier piston 31, qui peut se déplacer sur une course relativement longue b et dont le diamètre est inférieur à celui du second piston 32, est agencé à l'intérieur de ce second piston 32 (de manière à pouvoir coulisser dans un alésage 32' prévu dans ce second piston), et forme avec ce dernier une première chambre de pression 34. Le second piston 32, qui ne peut parcourir qu'une course relativement courte, forme avec le corps 33 de la valve une seconde chambre de pression 35. En l'absence de toute pression hydraulique, un ressort 17a maintient fermée la valve d'admission 17 et par conséquent les pistons 31, 32 occupent leur position de repos; autrement dit, le piston 32 porte contre le fond du corps de valve 33 et le piston 31 porte à son tour contre le piston 32. Cette situation est représentée sur la Figure 1. Le second piston 32 présente sur sa surface cylindrique extérieure une gorge circulaire 36 reliée par des passages transversaux ou radiaux 37 à la première chambre de pression 34. Dans l'alésage 33' du corps de valve, qui sert à guider le second piston 32, deux gorges circulaires 38 et 39 sont usinées. Comme on peut le constater d'après le dessin, la chambre de pression 34 peut donc être reliée - en passant par les passages transversaux 37 et la gorge circulaire 36 - soit à la gorge circulaire 38 (à condition que le piston 32 se trouve dans sa po position de repos), soit à la gorge circulaire 39 (à condition que le piston 32 se trouve dans la position opposée ou "Position de Travail"). De cette façon, le second piston 32 constitue avec le corps de valve 33 un dispositif inverseur ou de changement de marche. Pour alimenter les chambres de pression 34 et 35 avec du fluide sous pression, il est prévu une pompe 40 qui refoule dans une conduite haute-pression 41 le fluide prélevé dans la conduite basse-pression 15, La conduite 41 débouche dans une valve-pilote 42 que l'on peut régler par enfoncement de la pédale de frein 20, par exemple par l'intermédiaire d'une tringle de commande 43. La valve-pilote 42 est reliée à une conduite 44 pour fluide sous pression et à une conduite d'échappement 46 qui aboutit à la conduite basse-pression 15. Tant que la pédale de frein 20 n'est pas enfoncée, la valve-pilote 42 est maintenue dans sa position de repos (position 0) par un ressort 42a. Dans ces conditions, la conduite 44 pour fluide sous pression est reliée à la conduite d'échappement 46 et la conduite haute-pression 41 est obturée.Dès que l'on enfonce légèrement la pédale de frein 20, la valve-pilote 42 prend la position I. Dans cette position, la conduite d'alimentation 44 est reliée à la conduite haute-pression 41. Une conduite en dérivation 47 branchée sur la conduite d'alimentation 44 débouche directement dans la gorge circulaire 38. Une seconde conduite en dérivation 48, dans laquelle est insérée une soupape d'étranglement 49, relie la conduite d'alimentation 44 à la seconde chambre de pression 35. Cette liaison est constamment présente. Un clapet de sûreté 51 est inséré dans une conduite de détente 50 disposée en dérivation par rapport à la soupape d'étranglement 49. Ce clapet 51 s'ouvre lorsqu'en position de commutation 0 la seconde chambre de pression 35 est mise à l'échappement; cela permet un retour rapide du second piston 32 à sa position de repos. Lorsqu'un ordre de freinage est délivré (position I de la valve-pilote 42) le système agit de la façon suivante : le fluide hydraulique parvient à travers les conduites 44 et 47, les gorges circulaires 38/36 et les passages 37 dans la première chambre de pression 34, afin que le premier piston 31 sorte en effectuant sa course maximale b et que la valve d'admission 17 s'ouvre au maximum. En même temps1 ce fluide hydraulique parvient à travers la soupape d'étran glement 49 dans la seconde chambre de pression 35, de telle sorte que le second piston 32 se déplace lentement vers sa position de travail, ce qui sépare la première chambre de pression 34 de la gorge circulaire 38 et de la conduite d'alimentation 44, 47, mais fait communiquer en revanche cette chambre 34 avec la gorge circulaire 39.Celle-ci est reliée à son tour, en passant par une conduite 45 et la conduite 21 où xegne la pression-pilote, à la chambre de travail du frein 10. En supposant que la pédale de frein 20 n'a été que faiblement enfoncée, il ne se produit de mteme qu'un faible couple de freinage, de manière que la pression qui règne dans la chambre de travail soit également réduite. Dans ces conditions, la chambre de pression 34 peut se décharger dans la chambre de travail du frein, afin que le premier piston 31 atteigne sa position intermédiaire et que la valve d'admission 17 se trouve alors dans sa position de demi-ouverture.Le processus que l'on vient de décrire peut se dérouler dans un temps extremement court, de façon que le frein, à la réception d'un ordre tel que : "faible couple de freinage", reçoie une impulsion de remplissage limitée dans le temps. La durée d'une telle impulsion, à-coup ou charge de remplissage, et par conséquent son intensité, peuvent autre modifiés par un réglage adéquat de la soupape d'étranglement 49. On fait ainsi varier la vitesse de déplacement du second piston 32. Si, par la suite, on détermine un couple de freinage plus élevé en agissant sur la pédale de frein et sur la valve d'admission 19, la pression augmentera dans la chambre de travail du frein. Cette pression sera alors transmise à travers la conduite 45 et les gorges circulaires 39/36 jusqu'à la première chambre de pression 34. Dès que, dans cette chambre 34, la pression devient suffisamment forte pour pouvoir vaincre la résistance élastique du ressort 17a, le premier piston 31 quitte sa position intermédiaire pour retrouver sa position de travail, ce qui ouvre de nouveau totalement la valve d'admission 17. Si l'on enfonce immédiatement après la pédale 20 en partant de sa position O jusqu'à une position relativement profonde, la valve d'admission 17, comme on vient de le décrire, passera rapidement de sa position de fermeture à sa position d'ouverture maximale. Toutefois, elle restera dans cette position, car la pression maintenant nécessaire dans la chambre de pression 34 se sera établie dans le temps plus bref en passant par la conduite 45. Sur la Figure 2 on a désigné les éléments identiques à ceux de la Figure 1 par les mamies chiffres de référence. Par ailleurs, cette Figure 2 ne reproduit pas ceux des éléments du circuit de la Figure 1 qui restent inchangés, en particulier le frein 10, le réservoir supérieur 13, ainsi que la pédale de frein 20 et la valve d'échappement 19 y associée. Dans le dispositif de réglage 130, les deux pistons 131 et 132 sont désormais disposés en tandem: Le piston 132 comporte une saillie centrale 59 qui sert d'entretoise entre les deux pistons 131 et 132. Les chambres de pression associées aux deux pistons sont désignées par les chiffres de référence 134 et 135. Au lieu des gorges circulaires 36, 37, 38 et 39 de la Figure 1, il est prévu, en plus du dispositif de réglage 130, une valve auxiliaire de commande 27 qui peut prendre deux positions distinctes. On a représenté cette valve dans sa position de repos, dans laquelle elle est maintenue par un ressort 27a. Ainsi, la valve auxiliaire de commande 27 relie la conduite de pression ou d'alimentation 44 à une conduite 147 qui débouche dans la première chambre de pression 134. La conduite d'alimentation 44 est reliée en permanence, à travers une conduite en dérivation 148, à la seconde chambre de pression 135. La commutation de la valve auxiliaire de commande 27 vers son autre position peut s'effectuer, comme le représente à titre d'exemple la Figure 2, à l'aide de la pression fournie par la conduite 45 (voir à cet effet la conduite en dérivation 45a). Dans ce cas, la force du ressort 27a est calculée de telle sorte que, m8me pour un faible couple de freinage, la pression correspondante suffise pour provoquer la commutation de la valve 27. Cela a pour conséquence d'isoler la chambre de pression 134 de la conduite d'alimentation 44 et de relier cette chambre à la conduite 45. Le fonctionnement de cet ensemble modifié est identique à celui de la disposition représentée Figure 1; lorsqu'en partant de la condition de marche à vide du frein on désire produire un faible couple de freinage, on alimente les deux chambres de pression 134 et 135; les deux pistons 131 et 132 se déplacent vers la gauche, et la valve d'admission 17 parvient à sa position d'ouverture maximale. Dès que le couple de freinage dépasse une faible valeur fixée d'avance, la valve 27 est inversée par la pression qui parvient à travers la conduite 45. Si cela maintient la pression dans la conduite 45 à une valeur inférieure qui correspond au faible couple de freinage, la chambre de pression 134 sera mise à l'échappement, afin que le ressort 17a puisse placer la valve 17 sensiblement en position de demi-ouverture. Dans l'autre cas, cette valve d'admission 17 reste ouverte au maximum. Contrairement à la disposition que montre la Figure 2, l'in- version de la valve 27 peut également être obtenue à l'aide de la pression provenant de la conduite 44, à savoir, comme le montre la Figure 1, à travers une soupape d'étranglement 49 parallèlement à laquelle est branchée en dérivation une soupape de sûreté 51. A l'inverse, on pourrait supprimer, dans la disposition que montre la Figure 1, aussi bien la soupape d'étranglement 49 que la soupape de sûreté 51, en assurant l'alimentation de la chambre de pression 35 en fluide sous pression par la conduite 45 en provenance du frein 10, au lieu de passer par la conduite 45.Bien que la pression dans la chambre de travail du frein, lorsqu'on n'a besoin que d'un faible couple de freinage, soit relativement réduite, il faudrait dans ce cas que la surface du piston 32 qui subit la pression du fluide soit plus importante. La Figure 3 représente le schéma de commande comportant encore d'autres caractéristiques préférées par rapport au mode de réalisation de la Figure 1. Dans ce schéma on a également désigné par les mêmes chiffres de référence les éléments inchangés du mode de réalisation précédent. On a représenté ici en détail la valve de réglage de l'échappement connue par le brevetRFA DE-OS 28 55 654.9-21, désignée glo- balement en 19 sur la Figure 1. La différence par rapport au mode de réalisation de la Figure 1 réside en ce que la pression hydraulique qui parvient dans la gorge circulaire 39 du dispositif hydraulique. de commande 30 n'est pas prélevée directement dans la chambre de travail du frein 10 mais dans la conduite de liaison 152 entre la soupape de décharge 151 et la soupape de réglage 150.Cela donne le résultat suivant : Le frein hydrodynamique du type décrit dans le préambule de la présente description présente la propriété, en cas de commande correspondant à un "couple de freinage maximal", que l'action de freinage ne descend pas à la seconde valeur demandée. La raison en est que, lorsqu'on commande un "couple maximal" la valve d'admission 17 est totalement ouverte et le frein engendre dans sa chambre de travail sa pression maximale, ce qui, comme on l'a décrit, maintient la valve d'admission 17 en position d'ouverture maximale. Si, dans ces conditions précises, de préférence pendant la marche à une allure élevée, on effectue une commande correspondant à un "faible couple de freinage", on n'obtiendra pas, comme désiré, une diminution de la circulation de fluide hydraulique et de la pression dans le frein, étant donné l'ouverture maximale de la valve d'admission 17 et le rapport entre les sections transversales existantes dans la soupape de commande de l'échappement. Ce n'est qu'après relAchement de la pédale de frein 20 et l'envoi d'un nouvel ordre correspondant à un"faible couple de freinage" que l'on obtiendra le freinage réduit désiré en passant par la soupape d'admission 17 à moitié ouverte. On évite cet inconvénient, conformément à une autre caractéristique de la présente invention, en faisant en sorte que l'alimentation de la chambre de pression 34 soit assurée non pas grâce à la pression régnant dans la chambre de travail du frein, mais en utilisant une pression variable, à savoir, celle modulée par la soupape de réglage 150, qui passe par la conduite 152 et alimente le clapet de sûreté 151. Ainsi, on peut faire fonctionner un frein hydrodynamique même à grande vitesse avec un couple de freinage réduit, au cas oU l'on aurait préalablement commandé un couple de freinage élevé. R E V E N D I C A T I O N S 1. Système hydrodynamique de transmission de couple de rotation, notamment frein hydrodynamique (10), comprenant une chambre torique de travail, à laquelle sont reliées une conduite d'admission (16) et une conduite d'échappement (18), ayant en outre les caractéristiques suivantes a) le degré de remplissage de la chambre de travail peut être modifié pour régler le couple de rotation à transmettre; b) une soupape d'admission (17) est insérée dans la conduite d'admission (16) pour permettre le réglage de débits d'admission dif férents;; c) la soupape d'admission (17) pe d) la soupape d'admission (17) est constituée par un dispositif de réglage (30, 130) d'un type à étages multiples connu en soi, que l'on actionne par l'intermédiaire d'un fluide hydraulique et qui comporte une première chambre de pression (34) et une seconde chambre de pression (35), et qui, par conséquent, peut effectuer des courses différentes de travail à partir de sa position de repos; e) un dispositif inverseur (36, 38, 39; 27) est conçu de telle sorte qu'en cas d'émission d'un ordre de déclenchement il assure d'abord l'alimentation des deux chambres de pression (34 et 35), puis la mise à l'échappement de la première chambre de pression (34), selon le mode connu par le brevet principal, ce système étant en outre caractérisé en ce que f) le dispositif inverseur (36, 38, 39; 27) relie dans sa position de repos la première chambre de pression (34) à une conduite (44) pour fluide sous pression, cette chambre étant mise sous pression en cas d'ordre de déclenchement, alors qu'en position de repos du dispositif inverseur ladite première chambre est reliée audit système hydrodynamique de transmission de couple (10) par une autre conduite (45). 2. Dispositif selon la Revendication 1, caractérisé en ce que la première chambre de pression (34) est reliée à la chambre de travail (12) du système (10) lorsque le dispositif inverseur (36, 38, 39; 27) est en position de travail. 3. Dispositif selon la Revendication 1, associé à un moyen de réglage de l'échappement et caractérisé en ce que ce moyen de réglage de l'échappement prend la pression dans la conduite de liaison entre la soupape de sûreté (16') et la valve de réglage (30') pour l'appliquer à la première chambre de pression (34). 4. Dispositif selon l'une quelconque des Revéndications 1 à 3, caractérisé en ce que la seconde chambre de pression (35) est constamment reliée à ladite conduite (44) d'alimentation en fluide sous pression. 5. Dispositif selon l'une quelconque des Revendications 1 à 4, dans lequel la valve d'admission (17) peut être renvoyée dans sa position de fermeture par une force de rappel, par exemple celle d'un ressort (17a), ce dispositif étant caractérisé en ce que ladite force de rappel est calculée de manière à pouvoir équilibrer, dans la position de travail du dispositif inverseur (36, 38, 39; 27), la pression engendrée dans la première chambre de pression (34) et qui correspond à une valeur moyenne du couple de rotation transmis par le système hydrodynamique. 6. Dispositif selon l'une quelconque des Revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la première chambre de pression (34) renferme un premier piston: (31) couplé à la valve d'admission (17) et pouvant effectuer une course relativement importante (b), tandis que dans la seconde chambre de pression (35) un second piston (32), dont la course (a) est inférieure à celle (b) du premier piston (31), est disposé de manière que ce second piston (32) détermine dans sa position de repos la position de repos du premier piston (31) et, dans sa position de travail, la position intermédiaire du premier piston (31). 7. Dispositif selon la Revendication 6, caractérisé en ce que le second piston (32) constitue avec un élément fixe du dispositif (le corps 33) le dispositif inverseur (36, 38, 39). 8. Dispositif selon l'une quelconque des Revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le dispositif inverseur (36, 38, 39; 27), en cas d'ordre de déclenchement, parvient avec un certain retard dans le temps (obtenu par ex. à l'aide d'une soupape d'étranglement 49) à sa position de travail. 9. Dispositif selon l'une quelconque des Revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le déplacement du dispositif inverseur (36, 38, 39; 27) vers sa position de travail est déclenché par une pression régnant dans la chambre de travail du système hydrodynamique, pression qui correspond au moins approximativement au plus faible couple de rotation transmissible.