Brevet FR2641834A1 — publié le 19900720

La présente invention concerne d'une manière générale un dispositif de commande d'un organe d'accouplement, tel qu'un embrayage un frein ou analogue, en particulier pour véhicules automobiles. On a décrit dans le document FR-A-2 580 753 un dispositif de commande du genre comportant pour la modification de l'état de l'organe d'accouplement en étant portés par un support fixe, un moteur électrique, une pièce menante actionnée par le moteur électrique en étant mobile en rotation et fixe en translation par rapport au support fixe, une pièce menée entraînée par la pièce menante en étant fixe en rotation et mobile en translation par rapport au support fixe. Dans ce document le dispositif de commande est logé à l'intérieur d'une. cartouche rainurée, formant tube-guide, solidaire d'un flasque rapporté sur le carter de l'embrayage, ladite cartouche portant centralement.le moteur électrique. La pièce menante consiste en une vis portée par la cartouche et la pièce menée en un écrou fixe en rotation et soumis a l'action de la vis. Une telle disposition n'est pas d'un emploi universel car elle ne peut être mise en oeuvre lorsque le dispositif de commande doit être traversé par un arbre, les pièces menantes et menées ne pouvant convenir. Pour pallier cet inconvénient on peut songer comme décrit dans le document FR-A-2 165 647 a adopter une solution hydraulique. Une telle disposition est coûteuse à cause des étanchéités à assurer et en outre elle nécessite l'utilisation d'électrovalves coûteuses. La présente invention a pour objet de pallier ces inconvénients et donc de créer un dispositif de commande mécanique, à pièces menante et menée actionnées par un moteur électrique, peu coûteux, d'un emploi universel et pouvant agir sur l'organe d'accouplement avec un effort important tout en procurant d'autres avantages. Suivant l'invention un dispositif du type sus-indiqué est caractérisé en ce que le moteur électrique est monté sur le support fixe a l'écart de l'axe du dispositif de commande en étant relié par une liaison mécanique à la pièce menante et en ce que la pièce menée est reliée a la pièce menante par l'intermédiaire de biellettes articulées chacune sur la pièce menante et menée. Grâce à l'invention le dispositif de commande peut être traversé centralement par un arbre et celui-ci peut agir sur l'organe d'accouplement avec un effort important pour une faible course afin de modifier l'état dudit organe d'accouplement. La course peut être très faible voire quasi nulle. On appréciera que ce dispositif à une durée de vie élevée et convient bien à des organes d'accouplement dont l'état est modifié fréquemment tel que dans les dispositifs différentiels ou dans les véhicules à transmission dite 4 X 4. De préférence les biellettes sont articulées sur la pièce menante et menée par l'intermédiaire de moyens de rotule anti-friction. Suivant une autre caractéristique des moyens élastiques modérateur d'effort portés à articulation par le support fixe coopèrent avec la pièce menante, pour réduction de l'effort de commande, en agissant à l'encontre de moyens élastiques de contrôle d'effort réagissant sur la pièce menée. Avantageusement les moyens élastiques modérateur d'effort sont montés sous précontrainte dans un boîtier articulé sur le support, ledit boîtier coopérant avec un doigt saillant que la pièce mnnante présente à cet effet à sa périphérie externe. Grâce à cette disposition la puissance du moteur électrique peut être faible, le couple transmis par les moyens élastiques modérateur augmentant du fait que le bras de levier augmente avantageusement plus vite que le ressort ne se détend. La description qui va suivre illustre l'invention en référence aux dessins annexés sur laquelle: - la figure 1 est un plan schématique d'un véhicule automobile équipé d'un différentiel de blocage, à glissement contrôlé commandé par le dispositif de commande selon l'invention; - les figures 2 et 3 sont des vues schématiques du dispositif de commande selon l'invention pour la position de repos dudit dispositif; - les figures 4 et 5 sont des vues analogues aux figures 2 et 3 pour une autre position du dispositif de commande; - la figure 6 est une vue en coupe axiale du dispositif de commande pour une première variante de réalisation; - la figure 7 est une vue en coupe selon les flèches VII-VII de la figure 6; - les figures 8 et 9 sont analogues aux figures 6 et 7 pour une autre variante de réalisation; - la figure 10 est une vue partielle de face montrant la liaison en rotation entre la pièce menée et son support; / - les figures 11 et 12 sont des vues analogues aux figures 6 et 7 pour encore une autre variante de réalisation. Aux figures 1 & 5 on voit schématiquement l'application de l'invention à un différentiel de blocage en particulier pour véhicules automobiles. Ainsi on voit en 1 le moteur du véhicule automobile entraînant par l'intermédiaire d'un pignon 2 une couronne 3 portant des satellites 4 qui engrènent avec deux demi-arbres 5,6 solidaires en rotation des roues avant motrices. Un accouplement à friction est prévu entre la couronne 3 et chacun des demi-arbres 5,6. Cet accouplement forme ici un embrayage multi-disques, certains disques de friction étant calés en rotation sur la couronne 3, d'autres sur les demiarbres 5 et 6, la transmision de couple s'effectuant par serrage des disques entre eux. Un calculateur 7 reçoit des informations sur la dynamique du véhicule, notamment par l'intermédiaire de capteurs détectant la vitesse de rotation des roues 8 et 9, ledit calculateur 7 commandant un moteur électrique 10 entraînant une partie menée et menante selon l'invention. Plus précisément, selon l'invention un dispositif de commande d'un organe d'accouplement, tel qu'un embrayage un frein ou analogue, du genre comportant pour la modification de l'état de l'organe d'accouplement en étant porté par un support fixe 11, un moteur électrique , une pièce menante 12 actionnée par le moteur électrique 10 en étant mobile en rotation et fixe en translation par rapport au support fixe 11, une pièce menée 13 entraînée par la pièce menante 12 en étant fixe en rotation et mobile en translation par rapport au support fixe 11, est caractérisée en ce que le moteur électrique 10 est disposé radialement à l'écart de l'axe X-X' du dispositif de commande en étant relié par une liaison mécanique 20 à la pièce menante 12, et en ce que la pièce menée 13 est reliée à la pièce menante 12 par l'intermédiaire des biellettes 14 articulées chacune sur la pièce menante 12 et menée 13. Ainsi comme visible dans les figures 6 à 12, le dispositif de commande peut être traversé par un arbre, dans l'exemple représenté le demi-arbre 5, et on obtient une transformation d'un mouvement de rotation de la pièce menante en mouvement de translation contrôlé de la pièce menée. Suivant une autre caractéristique des moyens élastiques modérateur d'effort 15, portés à articulation par le support fixe 11, coopèrent avec la pièce menante 12 pour réduction de l'effort de commande en agissant à l'encontre de moyens élastiques de contrôle d'effort 16 réagissant sur la pièce menée 13. Comme visible dans les figures 2 à 5, les moyens élastiques 16 et 15 sont disposés dans des plans orthogonaux, les moyens élastiques modérateur d'effort 15 étant montés sous précontrainte. Dans ces figures la liaison mécanique 20 consiste en une vis sans fin 21 engrenant avec une portion dentée 22 que présente la pièce menante 12 à sa périphérie externe et il est prévu ici trois biellettes 14 réparties régulièrement circulairement dont on a représenté les points de pivotement schématiquement. La liaison 20 forme donc une liaison irréversible à roue et vis sans fin agissant tangentiellement sur la pièce menante. Comme mieux visible à la figure 4, lors du déplacement de la pièce menante 12, le ressort compensateur 15 s'incline en exerçant une force FC sur ladite pièce 12 en sorte que le moteur électrique n'a qu'une faible action à exercer pour déplacer la pièce menante 12 et écraser les moyens élastiques de contrôle d'effort 16. Ainsi qu'on le notera le bras de levier augmente plus rapidement que le ressort 15 ne se détend, en sorte que le couple transmis par ledit ressort 15 augmente la géométrie du dispositif et la raideur du ressort 15 étant établies en conséquence et tel que décrit ci-après. En se reportant & l'exemple de réalisation des figures 6 et 7, dans lesquelles on a représenté en pointillés les biellettes 14 en position de travail, on voit que les biellettes 14 sont articulées sur la pièce menante et menée par l'intermédiaire de moyens de rotule anti-friction. Ici ces moyens anti-friction consistent en des billes 31 solidaires de logements 32, en forme d'empreintes, prévus localement à cet effet d'une part, entre la biellette 14 et la pièce menée 13 et d'autre part, entre la biellette 14 et la pièce menante 12. La liaison mécanique 20 consiste en une vis 21 formant la portion centrale d'un arbre 21' porté par des roulements 33, 34 engrenant avec une zone dentée 22 prévue à la périphérie externe de la pièce menante 12. Cette pièce 12 est montée mobile en rotation et fixe en translation par rapport au support fixe 11 grâce à un roulement 35 à bague intérieure divisée. Ce roulement 35 est interposé radialement entre le support fixe 11 et une portée de la pièce 12. Celle-ci étant fixée audit roulement par sertissage. La bague extérieure du roulement 35 prend appui contre un épaulement 60 du support fixe 11 est contrebutée axialement par une pièce de blocage 61 fixée sur le support 11. La pièce 12, de forme annulaire comme la pièce 13, comporte un prolongement axial 36 entourant les biellettes 14, ledit prolongement 36 portant à son extrémité un palier 37 interposé radialement entre le support 11 et ledit prolongement 36. On notera que la liaison 20 est protégée, notamment de la poussière, par le support 1l qui entoure celle-ci, et que la zone 22 est disposée à proximité des billes 31. La pièce menée 13, centralement creuse comme la pièce 12, est liée en rotation en étant mobile en translation par rapport au support fixe grâce à des languettes tangentielles 38 fixées à chacune de leur extrémité respectivement au support 1l et à la pièce 13. Cette pièce 13, globalement en forme de disque, porte un support 39 servant au centrage des moyens élastiques 16 constitués ici de deux ressorts Belleville montés en appui l'une sur l'autre à leur périphérie externe, tandis qu'à leur périphérie interne elles prennent respectivement appui sur le support 39 et sur une pièce de pression 18 reliée à une pièce d'actionnement 17 rotative de l'organe d'accouplement pour modifier l'état d'accouplement de celui-ci par serrage plus ou moins énergique des disques de friction. Une butée axiale, sous forme d'un roulement à aiguille 19, est interposée entre les pièces 18 et 17. Les moyens élastiques modérateur d'effort 15 sont montés dans un boîtier 40, dont le couvercle 41 est mobile par rapport au fond 42 en forme de cuvette. Par son fond 42 le boîtier est articulé, ici à sa partie supérieure, sur le support 11 grâce à des axes 43 portés par ledit support 11. Une tige 44 traverse centralement le couvercle 41 et le fond 42, ladite tige ayant une tête prenant appui sur la face externe 45 du couvercle 41 et étant montée à articulation sur la pièce menante 12 grâce à deux axes 46 diamétralement opposés portés par ladite pièce menante. Comme visible dans ces figures les moyens élastiques modérateur d'effort 15 consistent en une pluralité de ressorts à boudin logés l'un à l'intérieur de l'autre, le couvercle 41 et le fond 42 présentant des logements délimités par des rainures pour réception desdits ressorts. Les ressorts 15 sont montés sous précontrainte, déterminée avantageusement en fonction de la position des axes 43 et 46, à l'intérieur du boîtier 40. Les axes 43 et 46 s'étendent parallèlement à l'axe du dispositif de commande et donc au demi-arbre 5, les axes 46 étant radialement plus proche de l'axe de 1l'ensemble. Ainsi qu'on le comprendra en faisant varier la distance des axes 43 et 46 par rapport & l'axe X-X', on modifie l'effort exercé par les moyens élastiques 15 sur la pièce 12 et donc l'effort de compensation et l'effort moteur. On notera que la pièce menante 12 présente un doigt 47, globalement en position diamétralement opposé par rapport a la denture 22, ledit doigt 47 portant les axes 46, en étant en saillie a la périphérie externe de la pièce menante. A la figure 7, on a représenté en pointillé la position de la pièce menante et du boitier 40 lorsque le dispositif de commande est dans sa position de travail, tandis que la position hachurée correspondant à la position de repos dudit dispositif de commande ainsi que la partie inférieure de la figure 6. Dans les figures 8 à 10 les moyens élastiques de contrôle d'effort font partie des biellettes 14, lesdits moyens élastiques 16 consistant ici en une pluralité de ressorts à boudin (un par biellette) et prenant appui à chacune de leurs extrémités sur des socles 50, par exemple en matière plastique, dont la face dorsale présente des empreintes 32 pour logement des billes 31. Lesdits moyens élastiques 16 sont donc portés par les socles 50 en étant interposés entre les pièces 12 et 13. En variante les deux socles 50 peuvent être en relation de cylindre piston pour éviter un flambage du ressort 16, un manchon axial de l'un des socles pénétrant alors à l'intérieur d'un fourreau axial de l'autre socle. La pièce menée 13, ici un disque annulaire, est liee en rotation au support fixe 11 par une liaison 62 du type à cannelures, comme mieux visible à la figure 10. La tête de la tige 44 coopère avec le doigt 47 par une liaison de forme comme mieux visible à la figure 9, le doigt 47 ayant une extrémité arrondie 56 coopérant avec une empreinte complémentaire 56' du couvercle 41. Dans les figures 11 a 12, le roulement 35 est fixé non pas par sertissage mais par un écrou 35', la pièce menante 12 étant pour cela filetée à son extrémité. est articulé à sa base au support fixe 11, grâce a un axe 52 parallèle à l'axe de l'ensemble. Plus précisément l'axe 52 est interposé entre la face externe 53 du fond 42 et un carter 54 fixe au support fixe 11. La liaison mécanique consiste en un système vis-écrou comme visible à la figure 11. Plus précisément la pièce menante 12 porte un axe en position globalement diamétralement opposée au doigt 47 a extrémité arrondie 56 pour coopération avec l'empreinte complémentaire 56' du couvercle 41 comme décrit ci-dessus. Un fourreau 58 est articulé sur ledit axe et porte à son extrémité l'écrou 59 avec lequel vient en prise la vis 63 entraînée par le moteur 10. Ainsi la pièce menante 12 est reliée au moteur électrique 10 par un dispositif a vis-écrou agissant tangentiellement sur la pièce menante 12. Dans tous les cas la liaison mécanique 20 est disposée à la périphérie externe de la pièce menante 12, le moteur électrique 10 étant disposé à l'écart de l'axe du dispositif de commande. Lorsque le moteur entraîne la pièce menante, celle-ci grâce à son doigt 47 fait basculer le boîtier 40 en faisant intervenir ainsi les moyens élastiques modérateur d'effort 15, tandis que la rotation de ladite pièce 12 entraîne une rotation des biellettes 14 et une modification de la distance entre les pièces'menante et menée comme mieux visible notamment dans les figures 2 à 5. On notera que lors du mouvement de la pièce menante, la tige 44 permet un déplacement relatif du couvercle 41 par rapport au fond 42, les ressorts 15, sous précontrainte, se détendant tandis que le bras de levier augmente. Dans tous les cas le boitier 40 est disposé perpendiculairement a l'axe XX' du dispositif de commande, tandis que les moyens élastiques de contrôle d'effort 16 sont disposés autour de l'axe X-X'. Bien entendu le doigt 47 n'est pas forcément globalement opposé par rapport à la zone 22, on peut déplacer circonférentiellement le moteur 10 par rapport au doigt 47 en fonction des besoins, pour respecter l'encombrement. On appréciera que dans tous les cas un effort important peut être transmis à l'organe rotatif 17 et donc à l'organe d'accouplement pour modifier l'état de celui-ci par serrage plus ou moins accentué des disques de friction et que la course ou déplacement de la pièce menée peut être faible ou quasi-nulle, le nombre de biellettes 14 et de ressorts 16 variant selon les applications et les efforts à transmettre. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation représentés. En particulier le roulement 35 peut être remplacé par deux roulements à contacts obliques ou par un palier anti-friction et les biellettes 14 peuvent avoir une extrémité ou tête semi-sphérique pour coopération avec les logements ou empreintes 31 de forme complémentaire des pièces menée et menante. Au lieu d'un différentiel à glissement contrôlé, le dispositif de commande peut porter une butée de débrayage pour action sur un diaphragme formant les moyens élastiques de contrôle d'effort comme décrit dans le sus-mentionné document FR-A-2 580 753. - Enfin le dispositif de commande selon l'invention peut ne pas être traversé par un arbre en étant monté en bout du dispositif à commander, comme dans le document FR-A-2 580 753. Dans ce cas les pièces menante et menée peuvent très bien être pleines. 264 1834 REVENDICATIONS 1) Dispositif de commande d'un organe d'accouplement, tel qu'un embrayage un frein ou analogue, en particulier pour véhicules automobiles, du genre comportant pour la modification de l'état de l'organe d'accouplement en étant portés par un support fixe (11), un moteur électrique (10), une pièce menante (12) actionnée par le moteur électrique (10) en étant mobile en rotation et fixe en translation par rapport au support fixe (11) , une pièce menée (13) entrainee par la pièce menante (12) en étant fixe en rotation et mobile en translation par rapport au support fixe (11), caractérisé en ce que le moteur électrique (10) est monté sur le support fixe (11) à l'écart de l'axe (X-X') du dispositif de commande en étant relié par une liaison mécanique (20) à la pièce menante (12) et en ce que la pièce menée (13) est reliée à la pièce menante (12) par l'intermédiaire de biellettes (14) articulées chacune sur la pièce menante (12) et menée (13). 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les biellettes (14) sont articulées sur la pièce menante (12) et menée (13) par l'intermédiaire de moyens de rotule anti-friction (30). 3) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de rotule anti-friction consistent en des billes (31) interposées entre des logements (32) prévus localement à cet effet d'une part, entre la biellette (14) et la pièce menée (13) et d'autre part, entre la biellette (14) et la pièce menante (12). 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les biellettes (14) comportent des moyens élastiques de contrôle d'effort (16) interposés entre la pièce menée (13) et la pièce menante (12). 26 4 1834 ) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens élastiques de contrôle d'effort (16) sont portés par des socles (50). 6) Dispositif selon la revendication 5, dans lequel les moyens élastiques de contrôle d'efforts (16) consistent en des ressorts à boudin, caractérisé en ce que les ressorts (16) prennent appui à chacune de leurs extrémités sur les socles (50), dont la face dorsale présente des empreintes (32) pour logement de billes (31). 7) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les socles (50) sont en relation de cylindre piston en sorte d'éviter un flambage des ressorts (16). 8) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des moyens élastiques modérateurs d'efforts (15), portés à articulation par le support fixe (11), coopèrent avec la pièce menante (12) pour réduction de l'effort de commande en agissant à l'encontre de moyens élastiques de contrôle d'effort (16) réagissant sur la pièce menée (13). 9) Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens élastiques modérateurs d'effort (15) sont logés dans un boitier (40) monté à articulation sur le support fixe (11) et coopérant, directement ou indirectement, avec un doigt (47) saillant porté par la pièce menante (12) à la périphérie externe de celle-ci. ) Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le boîtier (40) comporte un couvercle (41) et un fond (42) entre lesquels sont interposés sous précontrainte les moyens élastiques modérateur d'effort (15), ledit fond (42) étant monté à articulation autour d'au moins un axe (43,52) parallèle à l'axe (X-X') du dispositif de commande, tandis que ledit couvercle (41) coopère directement ou indirectement avec ledit doigt saillant (47) de la pièce menante (12). 11) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pièce menante (12) est reliée au moteur électrique (10) par l'intermédiaire d'une liaison mécanique agissant tangentiellement a la périphérie externe de la pièce menante.