Brevet FR2639406A1 — publié le 19900525

La présente invention est relative à un agencement dune pompe hydraulique rotative entrainée mécaniquement par un arbre de sortie d'un groupe motopropulseur de véhicule automobile et destinée à alimenter un circuit hydraulique de puissance ou d'asservissement d'au moins un appareil récepteur équipant le véhicule. De nombreux véhicules, et notamment des véhicules utilitaires à groupe motopropulseur transversal, comportent un ou plusieurs circuits hydrauliques de puissance ou d'asservissement pour des applications telles que par exemple la commande dune benne basculante, d un hayon élévateur, d'une nacelle élévatrice. etc. Ces circuits hydrauliques se composent généralement dune unité hydraulique comprenant une pompe hydraulique à débit fixe entrainée par un moteur électrique, des valves de commande et de régulation ainsi qu'une bâche à huile, 1 ensemble etant prévu pour alimenter et actionner un ou plusieurs appareils récepteurs équipant le véhicule. Dans les agencements de ce type, dans lesquels la pompe est entrainée par un moteur électrique. la puissance de celle-ci se trouve nécessairement limitée puisque sa source d'énergie est constituée par une ou plusieurs batteries électriques du véhicule. Ce type d'agencement est insuffisant lorsque les appareils récepteurs sont des appareils relativement puissants qui nécessitent donc une source d'énergie plus importante. L'invention a pour but de proposer un agencement tel que le circuit hydraulique de puissance ou d'asservissement dispose d'une puissance proportionnelle à celle du moteur du groupe motopropulseur et d un couple qui soit le plus important possible et notamment équivalent à celui disponible å l'arbre de sortie du groupe motopropulseur. Dans ce but 1 invention propose un agencement du type mentionné plus haut. caractérisé en ce que l'arbre de sortie du groupe motopropulseur est à deux sens de rotation correspondant aux marches avant et arrière du véhicule et en ce que 1 arbre d entrainement de la pompe est susceptible d'étre accouplé à l'arbre de sortie par l'intermédiaire d'une roue libre. Selon d'autres caractéristiques de 1 inven- tion - l'arbre de sortie et l'arbre d'entrainement de la pompe sont coaxiaux - les moyens d'accouplement entre l'arbre de sortie et 1 arbre d entrainement comportent un manchon monté coulissant sur 1 arbre de sortie. lié en rotation à ce dernier et comportant un premier crabot pour l'entraînement en rotation de la roue libre - le manchon coulissant comporte un second crabot pour l'entraînement en rotation d'un premier arbre de la transmission du véhicule coaxial à l'arbre de sortie - les premier et second crabots sont agencés axialement de manière à permettre uniquement l'entrainement en rotation de la roue libre pour une première position axiale du manchon. 1 entrainement simultané en rotation de la roue libre et du premier arbre de la transmission pour une deuxième position axiale du manchon. et à permettre uniquement l'entraînement n rotation du premier arbre de la transmission pour une troisième position axiale du manchon - le manchon comporte une première couronne dentée extérieure et une seconde couronne dentée intérieure alignées axialement. la première couronne dentée extérieure étant susceptible de coopérer avec une couronne dentée interieure de la roue libre. la seconde couronne dentée intérieure étant susceptible de coopérer avec une couronne dentée extérieure du premier arbre de la transmission, les couronnes dentées intérieure de la roue libre et extérieure de l'arbre de transmission -comportant une zone de recouvrement axial correspondant à la deuxième position du manchon, les première et troisième positions axiales du manchon étant situées de part et d'autre de la seconde position - le groupe motopropulseur est agencé transversalement par rapport à la direction de déplacement du véhicule, l'arbre de sortie étant un arbre tubulaire qui est traversé par l'un de deux autres arbres de la transmission du groupe motopropulseur, reliés chacun à une roue motrice et reliés entre eux par un différentiel, l'arbre d'entraînement de la pompe étant un arbre tubulaire également traversé par ledit des deux autres arbres de la transmission de façon que le corps de la pompe entoure cet arbre de transmission et soit disposé axialement entre le corps du différentiel et la roue libre : et - le sens d'entrainement positif de l'arbre d'entrainement de la pompe par la roue libre correspond au sens de marche avant du véhicule. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - La figure 1 est une vue schématique en élévation du train moteur d'un véhicule automobile à groupe motopropulseur transversal et qui est équipé d'un agencement selon les enseignements de l lnven- tion - la figure 2 est une vue en coupe axiale partielle de l'agencement de pompe hydraulique schématisé à la figure 1 ; et - les figures 3. 4 et 5 sont des vues schématiques simplifiées en demi-coupe axiale des principaux composants du dispositif de commande de l'agencement et qui correspondent aux trois positions axiales du manchon coulissant. On a représenté à la figure 1 un train avant moteur de véhicule automobile constitué pour 1' essen- tiel d'un groupe motopropulseur 10 qui entraine en rotation deux roues 12 et 14. Le groupe motopropulseur 10 comprend un moteur thermique 16 et une boite de vitesses 18. La puissance est transmise aux roues 12 et 14 depuis la boite de vitesses 18 par l'intermédiaire d'un différentiel 20 et de deux arbres de transmi-ssion 22 et 24. Conformément à l'invention, le groupe motopropulseur est équipé d'une pompe hydraulique rotative 26 dont les orifices d'entrée 28 et de sortie 30 sont reliés par deux lignes de raccordement hydraulique 32 à un circuit de puissance et/ou d'asservissement d'au moins un appareil récepteur équipant le véhicule (non représentés > . Comme on peut le voir à la figure 2, le pignon de sortie 34 de la boite de vitesses 18 attaque un pignon d'entrée 36 de la transmission du véhicule qui est lié en rotation à un arbre 38 qui est monté à rotation au moyen de paliers correspondants dans la partie de carter 40 de la boite de vitesses. L arbre rotatif 38 est un arbre tubulaire creux qui constitue l'arbre de sortie du groupe motopropulseur 16, 18 au sens de l'invention et qui peut être entrainé par le pignon 36 dans les deux sens de rotation correspondant à l'enclenchement d'un des rapports de marche avant, ou au rapport de marche arrière de la boite de vitesses 18. Le corps de la pompe hydraulique 26 comprend un carter 42 qui est relié à la partie 40 du carter de la boite de vitesses 18 par l'intermédiaire d'un corps creux 44 formant entretoise réalisé en alliage léger, et au moyen de goujons filetés 46. L'arbre de sortie 38 s'étend axialement, vers la droite en considerant la figure 2, pour pénétrer à l'intérieur du corps creux 44 afin d'assurer l entrainement en rotation de l'arbre d'entraînement 48 de la pompe rotative 26 par l'intermédiaire de moyens d'accouplement 50 qui seront décrits plus loin. La pompe hydraulique 26, est une pompe rotative à débit fixe qui peut être de n'importe quel type connu et elle ne fera donc pas l'objet ici d'une description particulière. De la même façon on ne décrira pas en detail la structure classique du différentiel 20 dont on n'a représenté à la figure 2 que le boitier de carter 52 qui est relie au carter 42 de la pompe 26 par des goujons filetés 54 avec interposition de la bride 56 de raccordement hydraulique de la pompe 26. Le carter 52 du différEtiel 20 est également fixé au moteur thermique 16 par des moyens filetés 58. Conformément à la conception selon 1' inven- tion. l'arbre de sortie 38 et l'arbre d entraînement 48 de la pompe sent coaxiaux et ont pour axe commun l'axe X-X représente dux figures Les deux arbres 22 et 24 de la transmission du véhicule sont les deux arbres de sortie du différentiel 20 qui s'étendent coaxialement à l'axe X-X de part et d'autre du différentiel, L'arbre d sortie 22 du différentiel 20 s étend. en considérant les figures. vers la gauche et traverse l'arbre tubulaire de sortie 38 du groupe motopropulseur en direction de la roue avant 12. La puissance est transmise par l'arbre de sortie 38 au différentiel 20 par 1 intermédiaire des moyens d'accouplement 50 qui ont également pour fonction d'assurer l'entrajnement en rotation d'un arbre de transmissl)n tubulaire 60. L'arbre 60 de la transmission est également coaxial à l'axe X-X et constitue l'arbre d'entrée de puissance du différentiel 20. L'arbre 60 est également traversé par l'arbre 22. On décrira maintenant en détail les moyens d'accouplement 50 en se référant notamment aux figures 2 à 6. Les moyens d'accouplement 50 sont constitués pour l'essentiel par une roue libre 62 et par un manchon coulissant de crabotage 64. La roue libre 62 est une roue normalise de grand diamètre qui est particulièrement adaptée pour permettre la transmission d'un couple important dans un encombrement axial réduit. I1 peut s'agir d'une roue libre à cames ou à galets. avec bague intérieure 66 fixée axialement sur l'arbre d entrainement 48 de la pompe auquel elle est lié en rotation par des cannelures 68. La bague extérieure 70 de la roue libre 62 est reliée par des vis 69 à une bride cylindrique annulaire de transmission de couple 72. L'extrémité axiale libre. de gauche en considérant les figures. 74 de la bride 72 est munie d une couronne dentée intérieure 76. La roue libre 62 ne permet 1' entraînement en rotation de l'arbre 48 que dans un seul sens corre,s- pondant à la marche avant du véhicule. Le manchon de crabotage 64 est monté coulissant axialement sur l'arbre de sortie 38 du groupe motopropulseur auquel il est lié en rotation par des cannelures 78. Le manchon 64 peut coulisser par rapport à l'ensemble des autres composants de l'agencement selon l'invention, qui sont fixes axialement les uns par rapport aux autres, pour occuper trois positions axiales distinctes, représentées aux figures 3 à 5 . par rapport à l'arbre de sortie 38. Les déplacements axiaux du manchon de crabotage 64 peuvent être effectués au moyen d'une fourchette de commande dont on a représenté l'extré- mité 80. Le manchon 64 comporte une virole cylindrique 82 qui, sur sa face cylindrique externe est munie d'une première couronne dentée extérieure 84 et qui. sur sa face cylindrique interne est munie d'une seconde couronne dentée intérieure 86 alignée axialement avec la couronne 84. La couronne dentée extérieure 84 constitue. en coopération avec la couronne dentée intérieure 76 liée à la roue libre 62, un premier crabot pour 1 entrainement en rotation de la roue libre 62 par l'arbre de sortie 38. L'extrémité libre 88. à gauche e conside- rant les figures. de l arbre 60 de la transmission est munie sur sa surface cylindrlq,Je externe d'une cou- ronne dentée extérieure 90. La couronne dentée extérieure 90 constitue. en cooperation avec la seconde couronne dentée intérieure 86 du manchon 64, un second crabot pour l'entraînement en rotation de l'arbre 60 par l'arbre de sortie 38. Les couronnes dentées 76 et 90 s'étendent axialement de manière à ce qu'il existe une zone de recouvrement axial des deux couronnes permettant l engrenement simultané des couronnes 76 et go par les couronnes dentées 84 et 86 respectivement. On décrira maintenant le fonctionnement de l'agencement selon l'invention pour les trois positions axiales du manchon 64 représentés aux figures 3 à 5. Dans la première position axiale représentée à la figure 3. le manchon 64 occupe sa premiére position axiale extrême dans laquelle les couronnes dentées 86 et 90 sont en prise. Dans cette position l'arbre 60 est entraîné en rotation dans les deux sens de rotation, comme l'indique la flèche F60, par l'ar- bre de sortie 38 qui peut lui-meme tourner selon les deux sens de rotation comme l'indique la flèche F38. L'arbre d'entraînement 48 de la pompe 18 n est pas entrainé en rotation puisque la roue libre 62 n'est pas elle-meme entraînée en rotation par l'arbre 38. le premier crabot n' étant pas engage. Si. en partant de la position représentée à la figure 3, on déplace le manchon 64 axialement vers la gauche au moyen de la fourchette 80 on atteint la seconde position axiale du manchon 64 représentée à la figure 4. Dans cette pusition intermédiaire. les deux crabots sont engagés simultanément. La rotation dans l'un ou l autre sens de l'arbre de sortie 38 provoque donc, comme å a figure 3. l'entraînement en rotation dans l'un ou l'autre sens te 1 arbre 60. La coopération des couronnes dentées 84 et 76 provoque également l'entraînement en rotation de la bague extérieure 70 de la roue libre 62. cette dernière provoquant l'entraînement en rotation de l'arbre d'entraînement 48 de la pompe dans le seul sens de rotation, correspondant à la marche avant du véhicule, indiqué par la flèche F48. Si, en partant de la position représentée à la figure 4, on déplace à nouveau le manchon 64 axialement vers la gauche, on atteint sa seconde position axiale extreme représentée à la figure 5. Dans cette troisième position, le manchon 64 n'assure plus l'entraînement en rotation de l'arbre 60 par l'arbre 38. Par contre, du fait de l'engagement entre les couronnes dentées 76 et 84, l'arbre d entrainement 48 de la pompe est toujours entraîne dans un seul sens de rotation par l'arbre de sortie 38. La position représentée à la figure 3 correspond à l'utilisation du véhicule pour des déplacements de celui-ci, tandis que celle représentée à la figure 5 correspond au véhicule à l'arrêt avec la pompe en service. La position intermédiaire represtntee à la figure 4 correspond à des déplacements à faible vitesse du véhicule, par exemple pour une mise en place précise du véhicule avec la pompe en service. L'utilisation d'une seule pompe à débit fixe permet d'alimenter simultanément plusieurs appareils récepteurs équipant le véhicule. Les commandes et asservissements de ces appareils peuvent etre effectués individuellement ou simultanément avec des débits appropriés obtenus grâce aux différents rapports de la boite de vitesses 18. L'agencement qui vient d'etre décrit est particulièrement compact et convient parfaitement pour les applications utilisant en continu des couples etSou des débits importants multiples et variables, et il est facilement adaptable à des groupes motopropulseurs de conceptions classiques. A titre de variante, lorsque le groupe motopropulseur est disposé longitudinalement dans le véhicule, les arbres 22 et 24 de la transmission peuvent etre remplacés par un arbre longitudinal unique qui entraine un essieu. ou par deux arbres longitudinaux qui entrainent chacun un essieu dans le cas d'un véhicule à plusieurs essieux moteurs. Dans le premier cas la pompe ne comporte plus de différentiel incorporé, tandis que dans le second cas, le différentiel est conservé et son râle est celui d'un différentiel de répartition du couple moteur entre les deux essieux moteurs. La sélection de la position axiale du manchon coulissant peut etre effectuée par l'opérateur soit directement manuellement au moyen d'une liaison mécanique ou électriquement par des moyens appropriés. L'agencement selon l'invention permet de bénéficier de tote la plage de variation et d'étagement des rapports pour offrir un éventail de débits de la pompe. La conception robuste et économique des pompes à débit fixe permet ainsi une utilisation dans une plage étendue avec les mêmes avantages que ceux d une pompe à débits multiples qui est de conception plus onéreuse. REVENDICATIONS 1. Agencement d'une pompe hydraulique rotative (26) entrainée mécaniquement par un arbre de sortie (38) d'un groupe motopropulseur (10 > de véhicule automobile et destinée à alimenter un circuit hydraulique d'au moins un récepteur équipant le véhicule, caractérisé en ce que l'arbre de sortie (38) du groupe motopropulseur (10) est un arbre de sortie à deux sens de rotation correspondant aux marches avant et arrière du véhicule et en ce que l'arbre d entrainement (48 > de la pompe (26) est susceptible d'etre accouplé audit arbre de sortie (3B) par l'intermédiaire d'une roue libre (62). 2. Agencement selon la revendication 1, caractérisé -en ce que l'arbre de sortie (38) et l'arbre d'entraînement (48 > de la pompe (26) sont coaxiaux (X-X). 3. Agencement selon la revendication 2. caractérisé en ce que les moyens d'accouplement (50 > entre l'arbre de sortie (38) et arbre d'entraînement (48) comportent un manchon (64) monté coulissant sur l'arbre de sortie (38), lie en rotation à ce dernier, et comportant un premier crabot (78, 84 > pour l'entraînement en rotation de la roue libre (62). 4. Agencement selon la revendication 3, caractérisé en ce que le manchon coulissant (S4) comporte un second crabot (86, 90) pour l'entraînement en rotation d'un premier arbre (60) de la transmission du véhicule coaxial audit arbre de sortie (38). 5. Agencement selon la revendication 4, caractérisé en ce que les premier et second crabots sont agencés axialement de manière à permettre uniquement l'entraînement en rotation de la roue libre (62) pour une première position axiale du manchon (64 > , l'entraînement simultané en rotation de la roue libre (6Z) et dudit premier arbre (60) de la transmission pour une deuxième position axiale du manchon, et à permettre uniquement l'entraînement en rotation dudit premier arbre (60l de la transmission pour une troisième position axiale du manchon (64). 6 Agencement selon la revendication 5. caractérisé en ce que le manchon (64) comporte une première couronne dentée extérieure (841 et une seconde couronne dentée intérieure (86) alignées axialement, en ce que ladite première couronne dentée extérieure (84) est susceptible de coopérer avec une couronne dentée intérieure (76) de la roue libre (62), en ce que ladite seconde couronne dentée intérieure (e6) est susceptible de coopérer avec une couronne dentée extérieure (90) dudit premier arbre. (60) de la transmission, et en ce que lesdites couronnes dentées intérieure (76) de la roue libre (62 > et extérieure (90) de l'arbre de transmission (60) comportent une zone de recouvrement axial correspondant à la deuxième position axiale du manchon, lesdites première et troisième positions axiales du manchon étant situées de part et d'autre de la seconde position. 7. Agencement selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le groupe motopropulseur (10) est agence transversalement par rapport à la direction de déplacement du véhicule. en ce que l'arbre de sortie (38) est un arbre tubulaire qui est traversé par l'un (22) de deux autres arbres (22, 24) de la transmission du groupe motropropulseur, reliés chacun à une roue motrice (12, 14) et reliés entre eux par un différentiel (20 > , et en ce que l'arbre d'entraînement (48) de la pompe est un arbre tubulaire également traversé par ledit (22) des deux autres arbres (22. 24) de la transmission de façon que le corps (42) de la pompe (26) entoure cet arbre de transmission (22) et soit disposé axialement entre le corps du différentiel (20) et la roue libre (62). 8. Agencement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le sens d'entraînement positif de l'arbre d'entraînement (48) de la pompe (26) par la roue libre (62) correspond au sens de marche avant du véhicule.