Brevet FR2629540A1 — publié le 19891006

La présente invention concerne d'une manière générale les embrayages, et en particulier les embrayages multidisques, dont la commande est hydraulique. Un tel embrayage comporte, globalement, deux parties coaxiales, l'une équipée annulairement d'un ou plusieurs disques de friction échelonnés axialement, l'autre qui comprend deux pièces en relation de cylindrepiston l'une par rapport à l'autre, lesdites pièces formant entre elles une chambre de pression à volume variable susceptible d'être alimenté en fluide sous pression. Il est prévu en outre un flasque de réaction calé axialement sur le cylindre pour serrage axial du ou des disques de friction entre le piston et ledit flasque de réaction. L'une des parties étant solidaire en rotation d'un arbre menant ou d'entrée, tandis que l'autre est solidaire d'un arbre mené ou de sortie, le serrage axial du ou des disques de friction (embrayage engagé) permet la solidarisation en rotation l'une à l'autre desdites parties. Pour refroidissement du ou des disques de friction, il est mis en oeuvre un circuit de lubrification et/ou de refroidissement desservi par un fluide. Le plus souvent, c'est le même fluide sous pression qui est utilisé pour la commande et la lubrification et/ou le refroidissement de l'embrayage. Dans un tel embrayage, le couple transmis dépend donc de la pression régnant dans la chambre de commande, ainsi que du frottement, notamment du coefficient de frottement du ou des disques de friction et du rendement interne de l'embrayage influencé par le coulissement du ou des disques.. Le coefficient de frottement subit des variations, notamment en fonction de la température, de la vitesse, et est influencé par le fluide de lubrification, en sorte qu'il est souhaitable de moduler la pression de commande pour tenir compte de ces variations et transmettre un couple donné. En outre, il est également souhaitable de transmettre à l'arbre mené le couple nécessaire à son utilisation. La présente invention a pour objet de répondre à ces besoins et donc de créer une disposition économique permettant de moduler la pression de commande, tout en conservant la structure générale de l'embrayage et en procurant d'autres avantages. Suivant l'invention, un embrayage à commande hydraulique du type susindiqué-est caractérisé en ce que le cylindre ou le disque de friction de l'embrayage est lié en rotation à un organe de coupure et de mesure du couple, à écartement variable en fonction du couple, lié en rotation à l'un des second et premier arbres, et en ce qu'au moins un capteur d'effort longitudinal est associé à l'organe de coupure, ledit capteur étant relié à une unité de pilotage pilotant un organe de modulation monté dans le circuit d'alimentation de la chambre de pression. Grâce à l'invention, et notamment à l'organe de coupure, la volonté d'écartement de celui-ci varie en fonction des besoins de l'arbre de sortie ce qui permet, grâce au capteur, de piloter la pression de commande et donc le couple transmis. On appréciera que l'embrayage multidisque est conservé globalement et que la solution est économique du fait, notamment, de l'utilisation d'un capteur longitudinal de mise en oeuvre plus simple que des capteurs tournants. Suivant une autre caractéristique, l'organe de coupure à écartement variable comporte deux parties séparées par une fente et reliées l'une à l'autre par des moyens d'écartement. Ces moyens d'écartement peuvent consister en des billes logées dans des évidements de forme tronconique que présente chacune des parties en regard l'une de l'autre. Il peut s'agir de languettes tangentielles inclinées, par exemple cambrées, ou de dents inclinées pénétrant l'une dans l'autre. Avantageusement, des moyens de maintien agissant sur l'organe de coupure, sont prévus pour entraver la variation d'épaisseur de l'organe de coupure. Grâce à cela, une variation de couple se traduira par une contrainte sur le capteur et donc par une bonne précision au niveau de la mesure. Ces moyens de maintien comprennent un boîtier relié à un support fixe à l'intérieur duquel est logé l'organe de coupure. Pour minimiser les éventuelles forces longitudinales provenant notamment des arbres d'entrée et de sortie, l'organe de coupure peut être logé dans un boîtier suspendu élastiquement. Pour minimiser encore les forces parasites, on peut utiliser deux capteurs disposés de part et d'autre de l'organe de coupure. L'organe de modulation peut être avantageusement une électrovanne. Avantageusement le ou les capteurs sont portés par une pièce porteuse guidée par un boîtier fixe et servant de logement à des roulements à billes à contact oblique montés sur le deuxième arbre, le flasque de réaction de l'embrayage, ou une pièce solidaire d'un support fixe. La description en annexe illustre l'invention en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue partielle en coupe axiale de l'embrayage selon l'invention; - la figure 2 est une vue simplifiée reprenant les éléments de la figure 1; - les figures 3 à 7 sont des vues analogues à la figure 2 pour d'autres variantes de réalisation. Dans les formes de réalisation représentées, on voit en 10 l'embrayage avec en 12 son support fixe ou carter. L'embrayage 10 comporte deux parties coaxiales A,B, l'une menante, l'autre menée ou vice versa. La partie A présente un moyeu 14 doté d'un alésage cannelé par lequel il est calé en rotation sur un premier arbre, ici un arbre menant ou d'entrée 16, tel que l'arbre de sortie du moteur, et au moins un disque de friction 17 monté coulissant sur le moyeu 14 en étant lié en rotation à celui-ci par un montage à cannelures. Ici il est prévu plusieurs disques de friction 17 échelonnés axialement le long du moyeu 14 et, par clarté, tous n'ont pas été représentés. La partie menée B comporte deux pièces 19,20 qui, en relation de cylindre piston l'une par rapport à l'autre, forment entre elles, d'un premier côté axial des disques 17, une chambre à volume variable 21 susceptible, par un conduit 22, d'être raccordé à une source de fluide sous pression S, telle qu'une pompe. Le cylindre 19 comporte un moyeu 23 par lequel il est monté rotatif dans un alésage interne 24 du carter 12 et, autour des disques 17, une jupe 26 cylindrique raccordée par une paroi transversale 25 ou fond au moyeu 23. Cette jupe présente longitudinalement des saignées 27 à la faveur desquelles sont calés en rotation sur elle des plateaux 28, qui alternent axialement avec les disques 17. L'extrémité ouverte de la jupe 26 est fermée par un flasque de réaction 30, calé en rotation sur la jupe 26 grâce aux saignées 27. Le flasque 30, à section transversale en forme de L, par son alésage interne cannelé, est lié en rotation à un second arbre, ici un arbre mené ou de sortie 32, telle qu'une prise de force de manière décrite ci-après. Ce flasque 30 est calé sur la jupe 26 par une rondelle ouverte 33 en prise tant avec une gorge de la jupe 26 qu'avec une gorge du flasque 30. Une frette 42 est montée sur la jupe 26 pour éviter une ouverture de celle-ci et parfaire le montage. Le piston 20 est engagé à coulissement étanche entre, d'une part, la jupe 26 et, d'autre part, un prolongement axial 36 du moyeu 23. Des joints 110 sont prévus pour l'étanchéité ainsi qu'un roulement 111 pour support de l'arbre 16. Suivant l'invention, le cylindre 19 de l'embrayage 10 ou le disque 17 est lié en rotation à un organe de coupure et de mesure du couple, à écartement variable en fonction du couple. Cet organe 50 est ici lié en rotation à l'arbre de sortie 32 et un capteur d'effort longitudinal 60 est associé à l'organe 50, ledit capteur étant relié à une unité de pilotage 70 pilotant un organe de modulation 80 monté dans le circuit d'alimentation 22 de la chambre de pression 21. Comme mieux visible à la figure 2, l'organe de coupure comporte deux parties 51,52 séparées par une fente. La partie 51 est liée en rotation au flasque de réaction 30 par une liaison à cannelures, ladite partie comportant un prolongement axial 51' pénétrant dans le flasque 30 et doté de cannelures de formes complémentaires à celles du flasque 30. Un roulement à billes à contact oblique 53 est monté sur le prolongement axial du flasque et est interposé entre ledit flasque 30 et une pièce de retenue 54, d'une part, épaulée pour maintien axial du roulement 53 et, d'autre part, épaulée pour contact avec un flasque 55 fixé en bout du carter 12 par des vis 56. Les épaulements sont disposés aux extrémités d'une couronne axiale et s'étendent radialement en sens inverse. On notera que la bague interne du roulement 53 est calée axialement sur la partie 51 et que la pièce de retenue est engagée dans l'ouverture centrale du flasque 55 et traverse celle-ci à coulissement. La partie 52 a une forme analogue à la partie 51 et présente une partie axiale 52', engagée dans une extrémité borgne de l'arbre de sortie 32 et liée en rotation à celui-ci par une liaison à cannelures. Un roulement à billes à contact oblique 53' est monté sur la partie axiale 52' et est interposé entre ladite partie'52' et une pièce de retenue 54', formant une pièce porteuse pour le capteur 60 et montée en regard de la pièce 54. Cette pièce, identique à la pièce 54, est, d'une part, épaulée pour le maintien du roulement 53' et, d'autre part, épaulée en 57 pour le maintien du capteur 60 emprisonné entre ledit épaulement 57 et le fond 58 d'un couvercle 59 en forme d'assiette creuse avec un fond 58 ouvert centralement pour le passage de l'arbre 32. On notera que la pièce 54' peut se déplacer axialement par rapport au fond 58 et qu'elle est centrée par celui-ci. De même on notera que le roulement 53' est calé axialement sur la portée 52 par sa bague interne. Par son rebord radial, le couvercle 59 est fixé en même temps que le flasque 55 par les vis 56 ou carter 12 en étant accolé à celui-ci. Les vis 56 permettent donc un maintien des différentes pièces 54,53,51,52,53',54',60 entre les parois transversales 55,58. Ainsi qu'on l'aura compris, le couvercle 59 et le flasque 55 forment un boîtier 100 et donc, par coopération avec la pièce 54 et le capteur 60 associé à la pièce 54', des moyens de maintien pour entraver la variation d'épaisseur de l'organe 50. Cette variation d'épaisseur est réalisée par des moyens d'écartement. Plus précisément, chaque partie 51,52 est dotée d'empreintes tronconiques 62,63 disposées en regard l'une de l'autre. Des billes 64 sont montées entre les empreintes 62,63. Les billes 64 et les empreintes 62,63 forment donc des moyens d'écartement reliant l'une à l'autre les parties 51,52. Ainsi, toute différence de couple entre le couple transmis par l'embrayage 10 et le couple transmis par l'arbre 32 se traduit par un déplacement relatif d'une des parties 51 par rapport à l'autre 52 et donc par un entraînement des billes 64, qui tendent à écarter les parties 51, 52 et donc à provoquer un écartement axial de l'organe 50, qui est ainsi à écartement variable. Du fait de la présence du couvercle 59 et du flasque 55 agissant sur l'organe de coupure 50, cet écartement est entravé et se traduit par une contrainte exercé sur le capteur 60 longitudinal qui peut être une jauge de contrainte ou un capteur de pression. Le capteur 60 envoie un signal électrique à l'unité de pilotage 70 sous forme de module électronique, laquelle envoie un signal électrique à l'organe de modulation 80. Ici cet organe est une électrovanne 80 qui comporte un tiroir mobile 81. L'électrovanne 80 est montée dans le circuit d'alimentation 22 de la chambre 21. Grâce au tiroir 81 elle obture plus ou moins un orifice en communication avec le circuit d'alimentation 22, ce qui fait varier la pression de la pompe S et elle permet de mettre le circuit d'alimentation 22 en communication avec un circuit de lubrification et/ou de refroidissement 82. A la figure 1, on voit en 83 et 84 des perçages pratiqués dans le carter pour le circuit de lubrification et d'alimentation et, en 85, le circuit pratiqué dans le moyeu 23, de manière connue en soi, pour communication avec la chambre 21. On notera que l'unité de pilotage 70, par exemple dans le cas d'un véhicule à quatre roues motrices dit "4X4", peut recevoir une information sur la volonté de freinage pour agir sur l'organe 80 et diminuer la pression dans la chambre 21. En variante, à la figure 3 les moyens d'écartement consistent en des dents 101 inclinées portées par la partie 51, et s'engageant dans des dentures complémentaires 102 de la partie 52. Toute différence de couple entre l'arbre 32 et l'arbre de l'embrayage se traduit par une volonté de déplacement relatif, entravé par le boîtier 100, de l'une des parties 51,.52 par rapport à l'autre, et grâce aux dentures 101,102 par une sollicitation sur le capteur 60. A la figure 4 les moyens d'écartement consistent en une pluralité de languettes tangentielles 103 inclinées par rapport à l'axe longitudinal commun aux arbres 16 et 32. Ici les languettes sont cambrées en étant rivetées à l'une de leurs extrémités à la partie 51 et à leur autre extrémité à la partie 52. A la figure 5 le boîtier 100 est suspendu élastiquement axialement au carter 12. Ici la suspension est réalisée par des languettes tangentielles 104. En variante, il peut s'agit de disques élastiques. Ce boîtier est délimité par les pièces de retenue 54,54' et par la couronne 105 liée axialement aux parties radiales des pièces 54,54'. C'est cette couronne 105 qui porte le capteur 60. On notera que la liaison axiale de la couronne 105 aux pièces 54,54' peut se faire par vissage. Toute volonté d'écartement entre les parties 51 et 52 se traduit par une sollicitation en allongement de la couronne 105 et en une contrainte sur le capteur 60. On appréciera que les forces longitudinales parasites provenant notamment des arbres 16 et 32 sont minimisées. A la figure 6 les parties 51 et 52 sont reliées respectivement à l'arbre de sortie 32 et à un demi-arbre 106, lié en rotation à flasque 30 par des cannelures, par des disques 107 axialement élastiques. On notera que les pièces de retenue ont été supprimées et que les roulements 53,53' sont centres par des retours axiaux 108 du flasque 55 et 109 du couvercle 59. Le capteur est interposé entre le roulement 53' et le fond 58 en étant centré par le retour 109. Cette disposition permet de réduire les efforts parasites dus aux déplacements longitudinaux de l'arbre d'entrée 16 et de sortie 32. Pour le reste, on notera que les moyens d'écartement sont identiques à ceux des figures 1 et 2. Pour minimiser encore ces efforts parasites, on interpose un autre capteur 60' entre la pièce 54 et le flasque 55, plus précisément entre l'épaulement de la pièce 54 et le flasque 55. L'unité de pilotage lie la valeur moyenne des deux capteurs 60,60', ce qui permet d'ignorer l'effet des forces longitudinales parasites. On notera que la pièce 54 est montée coulissante dans l'ouverture centrale du flasque 55. Ainsi qu'il ressort à l'évidence de la description et des dessins selon l'invention, on coupe l'arbre de sortie pour interposer l'organe de coupure entre les deux demi-arbres de sortie. L'arbre de sortie 32 peut être un arbre de prise de force d'un tracteur agricole ou l'essieu auxiliaire d'un véhicule à 4 roues motrices. Dans ce cas, grâce à la variation de pression une bonne stabilité de conduite est obtenue. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits. En particulier, les parties axiales 51' et 52' pourraient être rapportées sur les parties 51,52. De même on peut prévoir un circuit distinct pour la lubrification. Dans ce cas, l'électrovanne serait à deux voies. On pourrait, dans ce cas, utiliser une pompe électrique pour le circuit de pression et piloter celle-ci. Dans ce cas, la pompe constituerait l'organe de modulation. Au lieu de roulements à billes à contact oblique, on peut utiliser d'autres roulements capables de supporter des efforts longitudinaux. Enfin on notera que la partie B peut être liée en rotation à l'arbre menant et la partie A à l'arbre mené. Par exemple, dans certaines applications l'embrayage multidisque peut être inversé. Dans ce cas l'arbre d'entrée 16 est lié en rotation au cylindre 19 ou cloche, tandis que le moyeu 14, portant le disque 17, est lié en rotation à l'arbre de sortie 32. Dans cette variante, le moyeu 14 pourrait être prolongé axialement en traversant le flasque de réaction 30 et porter le roulement 53. L'organe de coupure serait donc lié en rotation au moyeu 14 et donc au disque 17. il REVENDICATIONS 1) Embrayage à commande hydraulique, du genre dont la commande comporte une chambre de pression (21) délimitée par un cylindre (19) et un piston (20) pour serrage d'au moins un disque de friction (17), refroidi par un fluide et lié en rotation à un premier arbre (16), entre le piston (20) et un flasque de réaction (30) liés en rotation à un second arbre (32), caractérisé en ce que le cylindre (19) ou le disque de friction (17) est lié en rotation à un organe de coupure (50) à écartement variable en fonction du couple, lié en rotation à l'un des second et premier arbres (16,32), et en ce qu'au moins un capteur d'effort longitudinal (60) est associé à l'organe de coupure (50), ledit capteur (60) étant relié à une unité de pilotage (70) pilotant un organe de modulation (80) monté dans le circuit d'alimentation (22) de la chambre de pression (21). 2) Embrayage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de coupure (50) comporte deux parties (51,52) séparées par une fente et reliées l'une à l'autre par des moyens d'écartement (62,63,64). 3) Embrayage selon la revendication (2), caractérisé en ce que les moyens d'écartement (62,63,64) comportent des billes (64) logées entre des empreintes tronconiques (62,63) que comporte chaque partie (51,52) en regard l'une de l'autre. 4) Embrayage selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens d'écartement comportent des dentures inclinées (101) portées par l'une des parties (51) et pénétrant dans des dentures inclinées (102) portées par l'autre partie (52). ) Embrayage selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens d'écartement consistent en des languettes tangentielles inclinées (103) reliant l'une des parties (51) à l'autre (52). 6) Embrayage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des moyens de maintien agissant sur l'organe de coupure (50) sont prévus pour entraver la variation d'épaisseur de l'organe de coupure (50). 7) Embrayage selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de maintien comportent un boîtier (100) à l'intérieur duquel est logé l'organe de coupure. 8) Embrayage selon la revendication 7, caractérisé en ce que le boîtier (100) est suspendu élastiquement à un carter fixe (12). 9) Embrayage selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque partie de l'organe de coupure (50) est relié élastiquement à un demi- arbre de l'arbre de sortie (32). ) Embrayage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est associé un capteur d'effort longitudinal (60) à chaque partie (51,52) de l'organe de coupure (50).