Brevet FR2545566A1 — publié le 19841109

DISPOSITIF AUTOMATISABLE DE DEMARRAGE EN MARCHE AVANT ET EN MARCHE ARRIERE. La présente invention se rapporte à un dispositif automatisable de démarrage en marche avant et en marche arrière. De nombreux dispositifs de démarrage en marche avantet'en marche arrière existent pour les véhicules automobiles à moteur ther- mique, parmi lesquels on peut citer d'une part, les embrayages secs ou humides, monodisqueou multi- disques, à commande manuelle ou automatique, celle-ci pouvant être par exemple du type centrifuge masselottes, les coupleurs les convertisseurs, en association avec des dispositifs inver- seurs; d'autre part, les associations train épicycloldal à six satel- lites embrayage frein. Tous ces dispositifs présentent des inconvénients soit en prix de revient, soit en consommation d'énergie, soit en encombrement et en poids, soit en agrément d'utilisation. Le but de la présente invention est de réaliser un dispositif automatisable de démarrage en marche avant et en marche arrière, notamment pour véhicule automobile à moteur thermique, associant un train épicycloldal simple à trois satellites, un embrayage et un frein, afin de donner des dissipations d'énergie réduites lors des démarrages en marche arrière. A cet effet l'invention a pour objet un dispositif automatisable qui comporte d'une part un train épicycloidal simple, et d'autre part un frein et un embrayage consistant l'un et l'autre en un seul disque avec deux garnitures de friction, lesdits embrayage et frein étant solidaires en rotation de l'un des flasques du 2 - porte-satellites Le dispositif selon l'invention comporte de plus des ressorts qui sont interposés entre les plateaux et contre-plateaux de l'embrayage et du frein. Selon un mode de réalisation de l'invention, le flasque du portesatellites, qui porte les disques de l'embrayage et du frein, est une cloche en tôle emboutie et découpée, qui par des encoches si- tuées sur sa périphérie assure une liaison en rotation avec les- dits disques Le vérin de l'embrayage est solidaire en rotation de l'arbre d'entrée Le disque de l'embrayage et le disque du frein font un seul et même disque. La cloche, qui porte le disque unique, comporte un déformé annu- laire faisant office de collecteur d'huile lors de la rotation, qui coopère avec des orifices radiaux amenant l'huile vers les garnitures de friction portée par ledit disque. Les vérins de l'embrayage et du frein sont situés de part et d'autre du plan du disque portant les garnitures de friction, dans un sens opposé par rapport à la direction axiale, de telle manière que les contre-plateaux des pistons du frein et de l'em- brayage soient positionnés axialement par construction, pour cen- trer le disque au milieu des plateaux de l'élément non serré. Selon un mode de réalisation de l'invention, le vérin de l'em- brayage est solidaire en rotation de l'arbre de sortie Le flas- que du porte-satellites qui porte les disques de l'embrayage et du frein est une cloche en t 8 le emboutie et découpée, qui par des encoches situées sur sa périphérie, assure une liaison en rota- tion avec lesdits disques. Les disques de l'embrayage et le disque du frein font un seul et même disque Les vérins de l'embrayage et du frein sont situés dans un sens opposé par rapport à la direction axiale, de telle manière que les contreplateaux des pistons du frein et de 3 2545566 l'embrayage soient positionnés axialement par construction, pour centrer le disque au milieu des plateaux de l'élément non serré. Selon un mode de réalisation de l'invention, le vérin de l'em- brayage est solidaire en rotation de l'arbre de sortie Le flas- que du porte-satellites, qui porte les disques de l'embrayage et du frein, est une cloche en tôle emboutie et découpée qui par des encoches situées sur sa périphérie assure une liaison en rotation avec-lesdits disques. Le disque du frein est dissocié du disque de l'embrayage et situé à l'intérieur de la cloche Les plateaux du frein sont portés par un moyeu faisant partie intégrante du carter, ledit moyeu comportant un roulement à aiguilles portant l'arbre d'en- trée. Selon un mode de réalisation de l'invention, le vérin de l'em- brayage est solidaire en rotation de l'arbre de sortie Le dis- que du frein est dissocié du disque de l'embrayage Le flasque du portesatellites, qui porte les disques de l'embrayage et du frein, est une cloche en tôle emboutie et découpée qui par des encoches situées sur sa périphérie assure une liaison en rotation avec lesdits disques Les vérins de l'embrayage et du frein sont situés du même côté des plans des disques dans le même sens par rapport à la direction axiale. Un tel dispositif suivant l'invention présente les avantages ci- apres. Le mouvement entre par le planétaire du train épicycloidal et sort par sa couronne. La marche avant est obtenue en solidarisant par un embrayage deux quelconques des trois éléments du train, par exemple le porte-satellites et le planétaire ou le porte-satellites et la couronne. 4 2545566 Le rapport de transmission du dispositif, défini comme étant le rapport vitesse de sortie sur vitesse d'entrée vaut alors + 1. La marche arrière est obtenue en immobilisant le porte-satellites par rapport au carter, par l'intermédiaire d'un frein Le rapport de transmission est alors communément compris entre 0,4 et 0,8. Des conditions de démarrage étant imposées, les énergies dissi- pées dans le cas d'un démarrage en marche arrière seront de ce fait beaucoup plus faibles que dans le cas d'un démarrage en marche avant. Même si le couple moteur est limité, de sorte que le couple aux roues soit le même que celui qu'on obtiendrait en marche avant, dans le cas d'un démarrage en marche arrière, l'énergie dissipée ne sera respectivement-et pour les valeurs externes précédentes, que 16 et 64 % de celle dissipée en marche avant. Les surfaces des garnitures de friction étant le plus souvent déterminées par les énergies à dissiper, l'énergie spécifique étant donnée, on comprend le sous-dimensionnement de la ou des garnitures du frein qui résulte de l'utilisation d'un train simple à trois satellites. On obtient ainsi un dispositif selon l'invention qui est compacte avec une traînée faible et un prix de revient réduit. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui suit de modes de réalisation donnés à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 représente en coupe longitudinale une demi-vue du dispositif de l'invention selon un premier mode de réalisation; -5- la figure 2 représente en coupe longitudinale une demi-vue du dispositif de l'invention selon un second mode de réalisation la figure 3 représente en coupe longitudinale une demi-vue du dispositif de l'invention selon un quatrième mode de réalisa- tion. Dans un premier mode de réalisation de l'invention représenté sur la figure 1, un moteur non représenté entraîne l'arbre 1 qui est l'arbre d'entrée du dispositif objet de l'invention Un amortis- seur non représenté peut être interposé entre le moteur et cet arbre L'arbre 1 entraîne en rotation un planétaire 2 Celui-ci engrène avec des satellites, préférentiellement au nombre de trois repères 31, 32 et 33 Le porte-satellites est constitué par deux flasques 4 et 5. Une couronne 6 complète le train épicyclofdal Elle est attachée au flasque 7 qui entraîne en rotation l'arbre 8 de sortie du dispositif Dans ce premier mode de réalisation de l'invention, le flasque 4 du portesatellites qui peut être réalisé en tôle emboutie est en forme de double cloche et porte un disque unique 9 s'étendant radialement de part et d'autre d'une paroi exté- rieure 40 A ce disque sont attachées deux garnitures de friction et 11 respectivement du frein et de l'embrayage. Chacune de ces garnitures 10 et 11 sera avantageusement choisie double ou biface. La garniture 10 biface du frein coopère avec un plateau 12 et un contre-plateau 13 immobilisés en rotation par des liaisons adé- quates au carter 14. Un vérin hydraulique constitué par une chambre annulaire 15 dans ce carter et un piston annulaire 16 complète le dispositif, ainsi que des joints 24 et 25 et l'anneau 27 d'arrêt du contre-plateau 13. 6 2545566 La garniture 11 biface de l'embrayage coopère avec un plateau 17 et un contre-plateau 18 qui sont portés par une cloche 19 soli- daire de l'arbre 1. Cette cloche assure l'entraînement en rotation des plateaux 17 et 18 Elle peut être réalisée en tôle emboutie et soudée sur l'arbre 1 Elle porte aussi un vérin hydraulique constitué par une chambre annulaire 20 et un piston annulaire 21 Le dispositif est complété par les joints 28 et 29 et un anneau d'arrêt 30. De par sa forme, le flasque 4 du porte-satellites permet de posi- tionner le train épicycloidal au centre du disque 9, ce qui per- met de réduire l'encombrement axial du dispositif Ce flasque 4 comporte aussi un déformé annulaire 34 percé d'orifices radiaux 35, qui jouent le r 8 le de collecteur d'huile et permettent la lubrification et le refroidissement des garnitures 10 et 11. Les vérins du frein et de l'embrayage sont situés de part et d'autre du plan du disque 9 Ainsi, et dans la mesure o les contre-plateaux 13 et 18 sont-judicieusement positionnés axiale- ment, le disque 9 se trouve centré par construction entre les plateaux de l'élément non serré (lorsque l'autre est serré). Ceci permet une réduction des traînées parasites. Des éléments d'écartement, par exemple des ressorts 41 et 42, peuvent être incorporés au dispositif pour assurer l'écartement des plateaux 12 et 13 d'une part, 17 et 18 d'autre part, en l'absence de pression de commande dans les chambres 15 et 20. Le positionnement du porte-satellites est assuré par les bagues 22 et éventuellement 23 placées respectivement sur l'arbre 1 et dans l'arbre 8. Dans un deuxième mode de réalisation de l'invention représenté sur la figure 2, un moteur non représenté entraîne l'arbre 1 7 - qui est l'arbre d'entrée du dispositif objet de l'invention Un amortisseur non représenté peut être interposé entre le moteur et cet arbre L'arbre 1 entraîne en rotation un planétaire 2 Celui- ci engrène avec des satellites, préférentiellement au nombre de trois repères 31, 32 et 33 Le porte-satellites est constitué par deux flasques 4 et 50 Une couronne 6 complète le train épicyclof- dal Elle est attachée à une cloche 51 qui entraîne en rotation l'arbre 8 de sortie du dispositif. Le flasque 50 du porte-satellites qui peut être réalisé en tôle emboutie est en forme de cloche, et porte un disque unique 9 s'étendant radialement de part et d'autre d'une paroi extérieure 59. A ce disque sont attachées deux garnitures de friction 10 et 11 respectivement du frein et de l'embrayage Chacune de ces garni- tures 10 et 11 sera avantageusement choisie double ou biface La garniture 10 biface du frein coopère avec un plateau 94 et un contre-plateau 95 immobilisésen rotation par des liaisons adé- quates au carter 14 Un vérin hydraulique constitué par une chambre annulaire 93 dans ce carter et un piston annulaire 90 complète le dispositif ainsi que des joints 91 et 92 L'anneau 96 d'arrêt du contre-plateau 95 et les ressorts d'écartement 97 com- plètent le frein. e Dans ce deuxième mode de réalisation de l'invention (dessin N O 2), le vérin de l'embrayage est solidaire en rotation de l'arbre 8. Il en résulte que, en l'absence d'une pression de commande dans le vérin de l'embrayage ou dans le vérin du frein, qui lui, de toutes façons, ne tourne pas, le moteur peut faire tourner l'arbre 1 à des vitesses élevées sans qu'il y ait mise en rotation de l'arbre 8. _ 8- Dans le premier mode de réalisation, ce n'était pas le cas: une pression dynamique centrifuge pouvait apparaître dans le vérin d'embrayage en l'absence de cette pression de commande. Dans ce deuxième mode de réalisation, le flasque 50 du porte- satellites est simplifié Par contre, la cloche 51 peut être obtenue en fonderie d'aluminium, dans laquelle est fixée la cou- ronne 6, et ladite cloche 51 entraîne toujours l'arbre 8 Cette cloche 51 porte et entraîne en rotation le plateau 52 et le contre-plateau 53 de l'embrayage Cette cloche 51 porte aussi le piston annulaire 54. Les joints 55, 56, l'anneau d'arrêt 57 et les ressorts d'écarte- ment 58 complètent l'embrayage. Les vérins du frein et de l'embrayage sont situés de part et d'autre du plan du disque 9 Ainsi, et dans la mesure o les contre-plateaux 53 et 95 sont judicieusement positionnés axiale- ment, le disque 9 se trouve centré par construction entre les plateaux de l'élément non serré (lorsque l'autre est serré). Ceci permet une réduction des traînées parasites. Le positionnement du porte-satellites est assuré par des bagues 22 et éventuellement 23 placées respectivement-sur l'arbre 1 et dans l'arbre 8. Dans un troisième mode de réalisation de l'invention, les deux garnitures de friction du frein et de l'embrayage ne sont plus portés par un disque unique, mais par deux disques L'avantage revendiqué disparaît mais on peut si nécessaire positionner les deux vérins du même côté de leurs disques respectifs. Dans un quatrième mode de réalisation de l'invention représenté sur la figure 3, un moteur non représenté entraîne l'arbre 1 qui est l'arbre d'entrée du dispositif objet de l'invention. _ 9- Un amortisseur non représenté peut être interposé entre le moteur et cet arbre. L'arbre 1 entraine en rotation un planétaire 2 Celui-ci engrène avec des satellites, préférentiellement au nombre de trois repères 31, 32 et 33 Le porte-satellites est constitué par deux flasques 4 et 60. Une couronne 6 complète le train épicycloïdal Elle est attachée à une cloche 63 qui entraîne en rotation l'arbre 8 de sortie du dispositif. Le flasque 60 du porte-satellites, qui peut être réalisé en tôle emboutie, est en forme de cloche et porte un disque 61 d'embrayage et un disque 62 de frein s'étendant radialement-de part et d'autre d'une paroi extérieure 83 A ces disques 61 et 62 sont attachées respectivement deux garnitures de friction 84 et 85 respectivement de l'embrayage et du frein Chacune de ces garnitures 84 et 85 sera avantageusement choisie double ou biface Le disque 62 du frein est donc dissocié du disque 61 de l'embrayage La garniture 85 biface du frein coopère avec un plateau 78 et un contreplateau 79 immobilisés en rotation par des liaisons adéquates au moyeu 72 solidaire du carter du dispositif. Un vérin hydraulique constitué par une chambre annulaire 77 dans ce carter et un piston annulaire 74 complète le dispositif ainsi que des joints 75 et 76 L'anneau 80 d'arrêt du contre-plateau 79 et les ressorts d'écartement 81 complètent le frein. La cloche 63 contient le vérin de l'embrayage, constitué par un piston annulaire 64 avec des joints d'étanchéité 65 et 66, une chambre annulaire 67, des plateau 68 et contre-plateau 69, un anneau d'arrêt 70 et des ressorts d'écartement 71. 2545566 Un roulement à aiguilles 82 logé dans le moyeu 72 permet de cen- trer l'arbre 1 Le positionnement du porte-satellites est assuré par des bagues 22 et éventuellement 23 placées respectivement sur l'arbre 1 et dans l'arbre 8. Dans un quatrième mode de réalisation de l'invention, le disque portant la garniture dwfrein est positionné différemment De manière à réduire la traînée du frein lorsqu'il n'est pas serré, ce qui est le cas sur un véhicule qui roule en marche avant, le rayon moyen de ce disque est réduit. En vu de réduire le plus possible les encombrements axial et dia- métral du dispositif, le vérin de l'embrayage est placé autour du train épicycloldal. il - REVENDICATIONS 1 Dispositif automatisable de démarrage en marche avant et en marche arrière, notamment pour véhicule automobile à moteur thermique, caractérisé en ce qu'il comporte un train épicycloi- dal simple à trois satellites associé à un embrayage et à un frein afin de donner des dissipations d'énergie réduites lors des démarrages en marche arrière. 2 Dispositif automatisable de démarrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les disques de l'embrayage et du frein sont solidarisés en rotation de l'un des flasques du porte- satellites. 3 Dispositif automatisable de démarrage selon l'une des reven- dications 1 et 2, caractérisé en ce que l'embrayage et le frein comportent l'un et l'autre un seul disque avec deux garnitures de friction. 4 Dispositif automatisable de démarrage selon l'une des reven- dications 2 et 3, caractérisé en ce que le flasque du porte- satellites, qui porte les disques de l'embrayage et du frein, est une cloche en tôle emboutie et découpée qui, par des enco- ches situées sur sa périphérie, assure une liaison en rotation avec lesdits disques. Dispositif automatisable de démarrage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le vérin de l'embrayage est solidaire en rotation de l'arbre d'entrée ( 1). 6 Dispositif automatisable de démarrage selon les revendica- tions 4 et 5, caractérisé en ce que le disque de l'embrayage et le disque du frein font un seul et même disque ( 9). 12 - 7 Dispositif automatisable de démarrage selon la revendication 6, caractérisé en ce que la cloche ( 4), qui porte le disque unique, comporte un déformé annulaire ( 34) faisant office de collecteur d'huile lors de la rotation, qui coopère avec des orifices radiaux ( 35) amenant l'huile vers les garnitures de friction ( 10) et ( 11) portées par ledit disque ( 9). 8 Dispositif automatisable de démarrage selon la revendication 6, caractérisé en ce que les vérins de l'embrayage et du frein sont situés de part et d'autre du plan du disque ( 9) portant les gar- nitures ( 10) et ( 11) de friction dans un sens opposé par rapport à la direction axiale, de telle manière que les contre-plateaux ( 13) et ( 18) des pistons du frein et de l'embrayage soient positionnés axialement par construction pour centrer le disque ( 9) au milieu des plateaux de l'élément non serré. 9 Dispositif automatisable de démarrage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le vérin de l'embrayage est solidaire en rotation de l'arbre de sortie ( 8). Dispositif automatisable de démarrage selon les revendications 4 et 9, caractérisé en ce que le disque de l'embrayage et le disque du frein font un seul et même disque ( 9). 11 Dispositif automatisable de démarrage selon la revendication , caractérisé en ce que les vérins de l'embrayage et du frein sont situés dans un sens opposé par rapport à la direction axiale, de telle manière que les contre-plateaux ( 95) et ( 53) des pistons du frein et de l'embrayage soient positionnés axialement par cons- truction pour centrer le disque ( 9) au milieu des plateaux de l'élément non serré. 12 Dispositif automatisable de démarrage selon les revendications 4 et 9, caractérisé en ce que le disque du frein est dissocié du disque de l'embrayage. 13 - 13 Dispositif automatisable de démarrage selon la revendication 12, caractérisé en ce que les vérins de l'embrayage et du frein sont situés du même côté des plans des disques dans le même sens par rapport à la direction axiale. 14 Dispositif automatisable de démarrage selon les revendica- tions 4 et 9, caractérisé en ce que le disque ( 62) du frein est dissocié du disque ( 61) de l'embrayage et situé à l'intérieur de la paroi extérieure ( 83) en forme de cloche du flasque ( 60). Dispositif automatisable de démarrage selon la revendication 14, caractérisé en ce que les plateaux ( 78) du frein sont portés par un moyeu ( 72) faisant partie intégrante du carter, ledit moyeu ( 72) comportant un roulement à aiguilles ( 82) portant l'arbre d'entrée ( 1). 16 Dispositif automatisable de démarrage selon la revendication 3, caractérisé en ce que des ressorts sont interposés entre les plateau et contre-plateau de l'embrayage. 17 Dispositif automatisable de démarrage selon la revendication 3, caractérisé en ce que des ressorts sont interposés entre les plateau et contre-plateau du frein.