Brevet FR2640011A1 — publié le 19900608

"Embrayage hydrodynamique monté notamment dans la transmission d'un véhicule automobile, en particulier d'un tracteur." La présente invention concerne un moyen de transmission de force, hydrodynamique notamment un embrayage hydrodynamique comprenant: a) un rotor primaire et un rotor secondaire délimi- tant une chambre torique, b) le rotor primaire comporte une goulotte réceptri- ce, annulaire, tournant avec le rotor d'o part au moins un canal d'alimentation vers la chambre de l'embrayage et dans laquelle débouche une conduite de remplissage pour l'alimentation commandée en li- quide de fonctionnement, c) l'embrayage comprend au moins un orifice de sortie ouvert de manière permanente sur l'un des rotors ainsi qu'un autre moyen d'évacuation. On connaît.déjà un embrayage de ce type se- lon DE-26 14 476. L'embrayage connu a pour but de résoudre le problème de vider très rapidement, au moins partielle- ment le volume de travail remplissable de l'extérieur dans un circuit ouvert, en cas de variations brusques de la vitesse de rotation du rotor primaire, pour évi- ter une surcharge du dispositif d'entraînement. L'em- brayage comporte pour cela au moins un canal d'évacua- tion qui, partant de la zone profilée, externe de la chambre, passe radialement vers l'intérieur dans la coupelle d'embrayage en direction de l'axe de l'em- brayage et débouche librement à l'extérieur au niveau du moyeu. De ce fait en cas de vitesses de rotation élevées et pour un couple important ou glissement, une partie du liquide de fonctionnement peut s'échapper. Cela donne une sécurité de fonctionnement aux embraya- ges connus, dans le sens de la limitation du couple transmissible. Selon DE-969 722, on connaît un embrayage qui est équipé d'une vanne d'évacuation commandée par un signal de commutation extérieur. Cette vanne d'éva- cuation est prévue à la périphérie extérieure de l'em- brayage et communique par un côté du corps de vanne avec la chambre de travail. Le corps de vanne est com- mandé par un canal qui communique avec le dispositif d'alimentation de la chambre, c'est-à-dire le canal d'alimentation en liquide de fonctionnement. Ce canal de liaison présente en outre un orifice de sortie ou- vert en permanence, par lequel une certaine quantité de liquide de fonctionnement s'échappe en permanence. Cet écoulement par une sortie permanente se fait tou- tefois sans que le liquide de fonctionnement n'ait parcouru la chambre. Ainsi, la vanne commutable décri- te ci-dessus constitue le seul moyen pour vider la chambre, car la diminution de la pression régnant dans la conduite d'alimentation entraîne l'ouverture de la vanne commutable et entraîne l'évacuation de l'em- brayage. Toutefois, l'inconvénient de ce dispositif est que le nouveau remplissage de la chambre demande relativement beaucoup de temps, car en même temps que la chambre, il faut également remplir la conduite d'a- limentation vers la vanne commutable et en outre du fluide s'échappe de nouveau par cette même conduite. Cet embrayage ne convient pas pour des manoeuvres ra- pides par exemple dans la transmission d'un véhicule automobile. La présente invention a pour but de créer un embrayage convenant pour la transmission d'un véhicule automobile notamment d'un tracteur avec sortie auxi- liaire. De manière détaillée, on souhaite obtenir ce résultat en produisant une séparation du flux des for- ces aussi rapidement que possible de l'entraînement du véhicule sans que ne se produise la réduction de la vitesse de rotation du moteur, par une commande exter- ne de l'alimentation en liquide de fonctionnement, pour conserver le flux des forces vers l'entraînement auxiliaire. En outre, il faut qu'à tout moment, la transmission puisse de nouveau être mise en oeuvre en particulier aux vitesses de rotation élevées du mo- teur. A cet effet, l'invention concerne un em- brayage du type ci-dessus, caractérisé en ce que d) l'autre moyen d'évacuation est réalisé sous la for- me d'au moins une vanne commutable fixée sur le ro- tor primaire, et qui est reliée par une conduite de commande à la goulotte réceptrice, cette vanne étant maintenue en position de fermeture par la force développée par un ressort alors que la pres- sion engendrée par la force centrifuge du liquide de la chambre est mise en position d'ouverture, e) la goulotte réceptrice est subdivisée par au moins une cloison en des zones séparées l'une de l'autre (chambres), le canal d'alimentation allant vers la chambre partant d'une zone et la conduite de com- mande allant vers la vanne commutable partant de l'autre zone. Selon l'invention, le rotor du primaire com- porte au moins une vanne conmutable connue en soi. Le corps de cette vanne commutable est maintenu en posi- tion de fermeture par la force des ressorts et par la pression régnant dans une conduite de commande partant de la goulotte réceptrice. La condition pour ouvrir le corps de vanne est: absence de pression dans la con- duite de commande. L'ouverture se fait alors comme suit: a) dans le cas d'une vitesse de rotation élevée du mo- teur, par la force centrifuge mécanique et, b) pour une vitesse de rotation relativement faible du moteur, uniquement par la force centrifuge du li- guide. La goulotte réceptrice prévue autour du ro- tor primaire qui reçoit du liquide de fonctionnement commandé de l'extérieur, est subdivisée selon l'inven- tion en des zones ou chambres distinctes vues dans la direction périphérique et chaque fois le canal d'e-- trée vers la chambre a pour point de départ une zone et la conduite de commande vers la vanne commutable a pour point de départ l'autre zone de la goulotte ré- ceptrice. Ce dispositif présente les avantages sui- vants: Le remplissage de l'embrayage tout d'abord vide se fait dans l'hypothèse o le primaire tourne, par envoi de liquide de fonctionnement dans la goulot- te réceptrice. On remplit ainsi simultanément les deux zones de la goulotte réceptrice et le liquide de fonc- tionnement pénètre dans la chambre par les canaux d'admission et vers la vanne commutable par la condui- te de commande. Aux vitesses de rotation faibles du moteur, cette vanne est fermée par la force développée par un ressort; aux vitesses de rotation élevées, la vanne est par contre ouverte par force centrifuge. Dans ce dernier cas, la subdivision de la goulotte ré- ceptrice en des zones distinctes enfitraîne une montée en pression rapide dans la conduite de commande et ainsi une fermeture rapide de la vanne commutable. Cela permet de remplir rapidement l'embrayage. L'arri- vée de liquide de fonctionnement reste maintenue en cours de fonctionnement et-le liquide en excédent s'é- vacue de la chambre par le perçage de sortie ouvert en permanence. En outre, une certaine fraction du liquide s'échappe en permanence par une buse prévue à l'extré- mité de la conduite de commande aboutissant à la vanne commutable. Pour vider l'embrayage, on interrompt l'ali- mentation en liquide de fonctionnement vers la goulot- te réceptrice. De cette manière, la zone de la goulot- te réceptrice se vide dans la chambre (dans le sens d'une phase de remplissage) pendant qu'indépendamment, l'autre zone qui a pour point de départ la conduite de commande allant à la vanne commutable, se vide sous la force centrifuge par l'intermédiaire de la buse men- tionnée ci-dessus. L'évacuation de cette zone se fait relativement rapidement, car les deux zones de la gou- lotte réceptrice sont séparées l'une de l'autre comme cela a déjà été indiqué. La pression diminue ainsi en amont du corps de vanne et la vanne commutable s'ouvre et assure une évacuation rapide de la chambre. La pression de la force centrifuge dans la chambre dépas- se ainsi la force de fermeture du ressort pour une vi- tesse de rotation moyenne du moteur. Pour une vitesse de rotation élevée du moteur, le corps de vanne s'est déjà soulevé du siège, en agissant contre la force du ressort sous l'effet de la force centrifuge mécanique, lorsque la pression a disparu de la conduite de com- mande. A une vitesse de rotation faible du moteur, la force de ressort dans la vanne commutable est supé- rieure à la pression engendrée par la force centrifuge dans la chambre, si bien que l'embrayage reste rempli. L'avantage de cette disposition est que la conduite de commande allant vers la vanne commutable se vide rapidement après arrêt de l'alimentation en liquide, car la subdivision de la goulotte réceptrice en différentes zones ne permet plus la poursuite de l'alimentation en liquide à partir de l'autre zone. La zone reliée par les canaux d'entrée à la chambre se vide seulement dans la chambre et non simultanément dans les conduites de commande. Cela permet à la vanne commutable de réagir relativement rapidement à un or- dre d'évacuation et d'entraîner une ouverture relati- vement précoce de la vanne commutable. Lorsque l'embrayage selon l'invention est monté dans la transmission d'un véhicule automobile, par exemple d'un tracteur, il en résulte l'avantage d'une séparation rapide de la transmission tout en permettant à la prise de force de continuer à tourner. Pour cela, le conducteur n'a pas à actionner un éven- tuel embrayage mécanique, ni sortir du rapport de vi- tesse choisi. Cela permet en outre l'arrêt et le dé- marrage en douceur du véhicule quelle que soit la vi- tesse de rotation du moteur, sans interruption de l'entraînement auxiliaire et sans mettre en oeuvre un embrayage mécanique ou sans changer de vitesse. Cela réduit de manière significative la fréquence des chan- gements de vitesse et entraîne ainsi une réduction de l'usure de l'entraînement. Toutes les caractéristiques connues d'un entraînement de véhicule par l'intermé- diaire d'un embrayage hydrodynamique c'est-à-dire la réduction des vibrations, l'étouffement du moteur et la possibilité de démarrer le moteur en tractant le véhicule restent conservés. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, la goulotte réceptrice est subdivisée en des zones distinctes par des cloisons dirigées radialement lorsqu'elles sont vues dans la direction périphérique. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, la goulotte réceptrice est subdivisée en deux chambres annulaires axialement juxtaposées, par au moins une cloison disposée dans un plan perpendiculai- re à l'axe de rotation de l'embrayage. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, les zones ont des capacités différentes. Cette caractéristique offre l'avantage que si les deux zones séparées de la goulotte réceptrice, dans laquelle débouche le canal d'alimentation vers la chambre ou la conduite de commande vers la vanne com- i mutable, peuvent avoir des capacités différentes;et la capacité de la zone de grandes dimensions est au moins double de la capacité de la zone de petites di- mensions. Suivant une autre caractéristique, le canal d'alimentation de la chambre a comme point de départ la zone de grandes dimensions et la conduite de com- mande vers la vanne commutable a pour point de départ une zone de petites dimensions de la goulotte récep- trice, la conduite de commande allant vers la vanne commutable part de la petite zone et le canal d'ali- mentation de la chambre part de la zone plus grande. Suivant une autre caractéristique, le canal d'alimentation est dirigé principalement dans la di- rection radiale entre la goulotte réceptrice et la chambre et débouche dans la chambre au voisinage de la paroi profilée interne des aubes du rotor primaire; cette caractéristique offre l'avantage que si le canal d'alimentation est dirigé de manière principalement radiale à partir d'une zone de la goulotte réceptrice vers la chambre, il débouche près de la paroi interne du profil des aubes du rotor primaire dans la chambre de travail. Suivant une autre caractéristique, l'ouver- ture de sortie permanente commence dans la zone profi- lée radialement interne des aubes de l'un des rotors et est dirigée en biais vers l'axe de rotation de l'embrayage pour déboucher à l'extérieur, au-delà de la goulotte réceptrice. Suivant une autre caractéristique, l'ouver- ture de sortie permanente se trouve dans le rotor pri- maire. Ces caractéristiques permettent de réaliser l'orifice de sortie permanent reliant la chambre à l'extérieur. Selon ces caractéristiques, le corps de la vanne commutable comporte un siège conique, car un tel siège offre de meilleures caractéristiques d'étanchéi- té et tend moins à s'encrasser. La présente invention sera décrite ci-après à l'aide d'un exemple de réalisation représenté sché- matiquement dans les dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une coupe longitudinale de l'em- brayage selon l'invention. - la figure 2 est une vue de face montrant les sec- teurs de la goulotte réceptrice. - la figure 3 est une coupe longitudinale d'une va- riante de réalisation d'un goulotte réceptrice. - la figure 4 est une vue en coupe de la vanne commu- table. L'embrayage 1 représenté à la figure 1 com- prend un rotor primaire 2 et un rotor secondaire 4 monté sur un moyeu. Les deux rotors 2, 4 forment une chambre 6 à structure torique munie d'aubes 5. Une coupelle 3 formant boîtier est reliée solidairement en rotation au rotor primaire 2; cette coupelle entoure le rotor secondaire 4. En dehors du rotor primaire 2 et radialement à l'intérieur de la chambre 6, on a une goulotte réceptrice 7, ouverte radialement vers l'in- térieur.; cette goulotte peut recevoir par l'intermé- diaire d'une conduite de remplissage 15, représentée schématiquement, un courant d'huile, variable. Des ca- naux d'alimentation 10 partent de la goulotte récep- trice 7 vers l'intérieur de la chambre 6. Ces canaux d'alimentation 10 sont dirigés de préférence radiale- ment, si bien qu'ils débouchent sensiblement au niveau de la paroi profilée intérieure de la chambre 6. La périphérie extérieure du rotor primaire 2 comporte des vannes commutables 8 reliées à la goulotte réceptrice 7 par des conduites de commande 9. Dans le présent exemple de réalisation, sont prévues huit vannes commutables 8 et autant de canaux d'alimentation 10. Des orifices de sortie permanente 11 relient la chambre 6 à l'extérieur au niveau du ro- tor primaire 2; ces orifices partent du contour du profil radial interne et débouchent radialement à l'extérieur de la goulotte réceptrice 7. Comme le montre notamment la vue de face de la figure 2, la goulotte réceptrice 7 est subdivisée en des zones distinctes 13, 14 par des cloisons radia- les 12. La position des cloisons 12 et leur nombre sont choisis pour former des zones de dimensions dif- férentes à savoir un nombre identique de zones de grandes dimensions et de zones de petites dimensions qu'il y a de canaux d'alimentation de la chambre ou de conduites de commande allant vers les vannes commuta- bles. Les canaux d'alimentation 12 de la chambre 6 partent des zones 13 de grandes dimensions et les con- duites de commande 9 reliées aux vannes commutables 8 partent des zones ou secteurs 14 de plus petites di- mensions. Les cloisons 12 ont une épaisseur augmentée au niveau des orifices de sortie permanente 11. La figure 4 montre de manière plus détaillée une vanne commutable 8. Cette vanne est vissée radia- lement de l'extérieur dans le rotor primaire 2 et com- munique avec la chambre 6. La conduite de commande 9 débouche dans la partie supérieure d'un boîtier 16 dans le canal 17. De là une sortie 18 en forme de buse débouche à l'extérieur. Un corps de vanne mobile (sou- pape) 19 se trouve à l'intérieur; son siège de soupa- pe 20 est sollicité en pression par le liquide de fonctionnement de la chambre 6 agissant dans le sens de l'ouverture. Un ressort 21 agissant dans le sens de la fermeture sur le corps de vanne 19 en étant soutenu par la pression de la conduite de commande 9. Une chambre 22 se trouve derrière le siège de soupape 20, chambre qui est évacuée à l'extérieur par l'orifice de sortie 23. Pour remplir l'embrayage de liquide de fonc- tionnement, on fournit celui-ci à travers la conduite de remplissage 15 et la goulotte réceptrice 7. Comme à ce moment, la vitesse de rotation du moteur est fai- ble, la vanne commutable 8 est fermée par la force du ressort 21 du corps de vanne 19. Les petites zones 14 de la goulotte réceptrice 7 se remplissent rapidement et la pression s'établit dans la conduite de commande alors que le niveau de liquide des zones de grandes dimensions 13 d'o partent les canaux d'alimentation vers la chambre 6, est très bas ou ne s'est même pas encore établi. Lorsque l'embrayage est rempli à une vitesse de rotation plus importante du moteur, la pression qui s'établit dans les zones de petites dimensions 14 et par suite dans les conduites de commande 9 ferme les vannes de commutation 8 contre la force centrifuge du corps de vanne 19. Cela accélère le remplissage. Pour vider l'embrayage, on coupe l'alimenta- tion en liquide. La conduite de commande se vide ainsi rapidement par le perçage 18 en forme de buse et il suffit que seul le contenu de la chambre, dans les zo- nes de petites dimensions 14 s'échappe, ce qui permet à la vanne commutable 8 de s'ouvrir rapidement. Ce n'est qu'à ce moment que les zones 13 de grandes di- mensions se vident dans la chambre. Les cloisons 12 interdisent de manière avantageuse la communication des zones 13 et 14 et diminuent le temps de réponse de l'embrayage' à des ordres externes. La figure 3 montre une autre manière de sub- diviser la goulotte réceptrice 7 en deux chambres an- nulaires 7a, 7b. Pour cela, il est prévu une cloison annulaire 12a placée dans le plan normal par rapport à l'axe de rotation 25 de l'embrayage et subdivisant ainsi la goulotte réceptrice 7 en deux chambres annu- laires séparées axialement. La plus grande des deux chambres annulaires 7a comporte des canaux d'alimenta- tion 10 débouchant à l'intérieur de la chambre 6 alors que les conduites de commande 9 relient la petite chambre annulaire 7b à la vanne commutable 8. Le fonc- tionnement correspond à celui de la goulotte réceptri- ce 7 avec des cloisons 12 et des zones 13 et 14. Il est possible le cas échéant de faire dé- marrer le moteur en remorquant le véhicule à l'aide d'un autre véhicule. Dans ce cas, le rotor primaire 2 est tout d'abord à l'arrêt et le rotor secondaire 4 est entraîné par les roues motrices. Les rôles du ro- tor primaire et celui du rotor secondaire sont alors inverses. Comme la chambre 6 contient une quantité ré- siduelle suffisante de liquide et que les vannes com- mutables 8 sont fermées par la force des ressorts, le coupe transmis par l'embrayage suffit pour faire dé- marrer le moteur. REVENDICATIONS 1') Transmission hydrodynamique notamment embrayage hydrodynamique comprenant: a) un rotor primaire (2) et un rotor secondaire (4) délimitant une chambre (6) torique, b) le rotor primaire (2) comporte une goulotte récep- trice (7), annulaire, tournant avec le rotor d'o part au moins un canal d'alimentation (10) vers la chambre (6) de l'embrayage et dans laquelle débou- che une conduite de remplissage (15) pour l'alimen- tation commandée en liquide de fonc:ionnement, c) l'embrayage comprend au moins un orifice de sortie (11) ouvert de manière permanente sur l'un des ro- tors ainsi qu'un autre moyen d'évacuation (8), dispositif caractérisé en ce que: d) l'autre moyen d'évacuation est réalisé sous la for- me d'au moins une vanne commutable (8) fixée sur le rotor primaire (2), et qui est reliée par une con- duite de commande (9) à la goulotte réceptrice (7), cette vanne étant maintenue en position de fermetu- re par la force développée par un ressort (21) alors que la pression engendrée par la force cen- trifuge du liquide de la chambre (6) est mise en position d'ouverture, e) la goulotte réceptrice (7) est subdivisée par au moins une cloison en des zones séparées l'une de l'autre (chambres 7a, 7b, 13, 14), le canal d'ali- mentation (10) allant vers la chambre (6) partant d'une zone (13) et la conduite de commande (9) al- lant vers la vanne commutable (8) partant de l'au- tre zone (14). 2') Embrayage selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que la goulotte réceptrice (7) est subdivisée en des zones distinctes (13, 14) par des cloisons (12) dirigées radialement lorsqu'elles sont vues dans la direction périphérique. 3') Embrayage selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que la goulotte réceptrice (7) est subdivisée en deux chambres annulaires (7a, 7b) axia- lement juxtaposées, par au moins une cloison (12a) disposée dans un plan perpendiculaire à l'axe de rota- tion (25) de l'embrayage. 4') Embrayage selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que les zones (13, 14) ont des capa- cités différentes. ') Embrayage selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 4, caractérisé en ce que la capacité de la zone de grandes dimensions (7a, 13) est au moins double de la capacité de la zone de petites dimensions (7b, 14). 6) Embrayage selon l'une quelconque des re- vendicatior.s 1 à 5, caractérisé en ce que le canal d'alimentation (10) de la chambre (6) a comme point de départ la zone de grandes dimensions (7a, 13a) et la conduite de commande (9) vers la vanne commutable (8) a pour point de départ une zone de petites dimensions (7b, 14) de la goulotte réceptrice. 7) Embrayage selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que le canal d'alimentation (10) est dirigé principalement dans la direction radiale entre la goulotte réceptrice (7) et la chambre (6) et débou- che dans la chambre (6) au voisinage de la paroi pro- filée interne des aubes (5) du rotor primaire (2). 8') Embrayage selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que l'ouverture de sortie perma- nente (11) commence dans la zone profilée radialement interne des aubes (5) de l'un des rotors (2, 4) et est dirigée en biais vers l'axe de rotation (25) de l'em- brayage pour déboucher à l'extérieur, au-delà de la goulotte réceptrice (7). 9 ) Embrayage selon la revendication 8, ca- ractérisé en ce que l'ouverture de sortie perma- nente (7) se trouve dans le rotor primaire (2). ) Embrayage selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que la vanne commutable (8) comporte un corps de vanne (19) avec un siège de soupape (20) de forme conique.