Brevet FR2687752A1 — publié le 19930827

L'invention concerne une transmission à disques coniques réglable en continu, comportant deux couples de disques coniques, disposés sur l'arbre d'entraînement et sur l'arbre mené, et un élément sans fin de transmission circulant entre ces couples de disques, et dans laquelle les disques coniques sont raccordés, avec blocage en rota- tion, à l'arbre qui les porte et un disque conique est éga- lement fixé axialement sur chaque arbre, tandis que le se- cond disque conique associé est agencé sous la forme d'une partie, déplaçable axialement, d'une unité à cylindre et piston fixée à l'arbre et à laquelle le fluide sous pres- sion est envoyé par l'intermédiaire d'une canalisation d'alimentation, pour le serrage de l'élément de transmis- sion et le réglage et le maintien du rapport de multiplica- tion de la transmission, par un tiroir de commande carré, qui est réglable au moyen d'une unité de réglage et possède une sortie pour le fluide sous pression transféré, sortie à laquelle est raccordée une canalisation d'évacuation dans laquelle est situé au moins un capteur de couple, qui est disposé sur l'un des arbres de la transmission dans la chaîne de transmission du couple en cet emplacement, et agit, en fonction de la charge, sur la pression du fluide sous pression dans les unités à cylindre et piston et en série avec lequel est branchée hydrauliquement une soupape réglable de précontrainte, au moyen de laquelle la pression du fluide sous pression peut être influencée de façon sup- plémentaire. Une telle transmission est connue par exemple d'après le brevet allemand N 037 43 195 Dans ce document, en aval d'un capteur de couple monté sur le côté entraîne- ment est branchée hydrauliquement une soupape de précon- trainte, qui influe en supplément sur la pression du fluide sous pression exclusivement en fonction du rapport de mul- tiplication de telle sorte que la pression augmente égale- ment dans le cas d'un rapport de multiplication croissant de la vitesse de rotation présente sur le côté entraînement à la vitesse de rotation précédente sur le côté mené. Cette pression du f luide sous pression est pro- duite par une pompe, dont la puissance absorbée est, pour un courant d'entraînement constant, approximativement pro- portionnelle à la pression du fluide sous pression qui doit être délivré par cette pompe Étant donné que la puissance, qui doit être utilisée pour faire fonctionner la pompe, ainsi que les pertes par frottement, qui dépendent de la pression de serrage, dans le système d'entraînement à en- roulement ont un effet négatif sur l'enroulement total de la transmission, on s'efforce de maintenir à une valeur aussi faible que possible le niveau de pression en fonction de l'état de charge Ceci est important notamment dans la gamme des charges partielles, c'est-à-dire pour des véhi- cules automobiles notamment dans le trafic urbain. Cependant, dans le cas de la transmission décrite dans le brevet allemand N 037 43 195, il s' avère ici que la pression du fluide sous pression est éventuellement mainte- nue à un niveau très élevé, même dans le cas d'une charge plus faible appliquée à la transmission, en raison de la présence de la soupape de précontrainte qui travaille uni- quement en fonction du rapport de multiplication, notamment dans le cas d'une faible charge, mais simultanément avec un rapport de multiplication éleve. A partir de là, la présente invention a pour but d'indiquer une transmission à disques coniques du type in- diqué plus haut, dans laquelle, lors de l'application d'une faible charge à la transmission, la pression du fluide sous pression n'est pas maintenue à un niveau inutilement élevé de pression, par la soupape de précontrainte. Le problème est résolu conformément à l'invention dans une transmission du type indiqué plus haut grâce au fait que le capteur de couple est monté sur l'arbre mené et que la soupape de précontrainte est commandée en fonction de la charge appliquée à la transmission de sorte qu'elle étrangle la sortie du fluide sous pression d'une manière plus intense pour une charge plus élevée que pour une charge plus faible. Les avantages fournis globalement par ce disposi- tif réside notamment dans le fait que, dans le cas d'une charge plus faible appliquée à la transmission, la pression de base, qui influe sur le rendement sous charge partielle de la transmission, dans le système hydraulique peut être maintenue à une valeur très faible et la puissance absorbée par la pompe n'est pas inutilement élevéee. En outre, les forces de serrage entre les couples de ce disque conique et l'élément de transmission, qui sont nécessaires pour une transmission du couple, selon un fonc- tionnement sûr et sans patinage, entre l'arbre d'entraî- nement et l'arbre mené, restent à un faible niveau, ce qui conduit également à de faibles pertes par frottement. Simultanément, l'installation du capteur de couple sur l'arbre mené garantit que la pression du fluide sous pression est commandée non seulement purement en fonc- tion de la charge, mais également en fonction du rapport de multiplication. Dans une solution, que l'on préfère du point de vue construction, la soupape de précontrainte est montée hydrauliquement en amont du capteur de couple, ce qui a pour effet que le fluide sous pression peut s'évacuer sans pression du capteur de couple et ne doit pas être envoyé au moyen d'un raccordement compliqué à établir, du capteur de couple rotatif dans la canalisation fixe jusqu'à la soupape de précontrainte. Sous certains aspects techniques de fonctionne- ment, il est avantageux de régler le déplacement de la sou- pape de précontrainte à l'encontre d'un dispositif de résistance raccordé à la soupape de précontrainte et qui permet une vitesse de réglage de la soupape de précontrainte, plus élevée lors d'un accroissement de la charge que lors d'une réduction de la charge De ce fait, on obtient une sécurité accrue vis-à-vis d'un patinage de l'élément de transmission sur les couples de disques coniques. Une forme de réalisation de ce dispositif de ré- sistance est constituée par une unité à cylindre et piston, dont la partie mobile est raccordée rigidement au piston de la soupape de précontrainte et qui possède un espace rempli par le f luide sous pression et qui est réduit dans le cas d'un accroissement de la charge, cet espace se vidant par l'intermédiaire d'un élément d'étranglement fixe et d'une soupape unidirectionnelle qui s'ouvre alors, et qui est ac- crue dans le cas d'une réduction de la charge, auquel cas l'espace se remplit uniquement par l'intermédiaire de l'élément d'étranglement fixe Étant donné que le vidage ou le remplissage de ce volume s'effectue à l'encontre de la pression du fluide sous pression qui règne à la sortie du tiroir de commande carré, le comportement de réponse de la soupape de précontrainte peut être adapté à l'état de charge de la transmission à disques coniques. Une possibilité de réaliser la commande, en f onc- tion de la charge, de la soupape de précontrainte consiste à régler cette soupape par l'intermédiaire d'un mécanisme à came, qui est raccordé à la pédale d'accélération d'un mo- teur à combustion interne fonctionnant en tant que disposi- tif d' entraînement. Cependant une possibilité plus avantageuse est de réaliser la commande de la soupape de précontrainte au moyen d'une unité de commande électronique, qui produit une instruction de commande à partir de données, déterminées par des capteurs, du moteur à combustion interne fonction- nant comme dispositif d'entraînement ou à partir d'autres données pouvant être tirées du véhicule. Cette unité de commande électronique peut égale- ment faire partie d'une unité électronique centrale pré- sente dans le véhicule. L'unité de commande électronique de la soupape de précontrainte peut contenir une soupape à action propor- tionnelle, qui détermine une pression hydraulique action- nant la soupape de précontrainte. Pour obtenir une réponse particulièrement rapide de la transmission à un accroissement de la charge, on peut réaliser le capteur de couple sous la forme d'une pompe à couple et disposer, entre le capteur de couple et les uni- tés à cylindre et piston, des canalisations de dérivation aboutissant aux soupapes de commande, qui sont raccordées en amont du capteur de couple et qui possèdent des soupapes antiretour et au moyen desquelles, lors d'un brusque ac- croissement du couple, le fluide sous pression sort du cap- teur de couple pour pénétrer dans les unités à cylindre et piston. D'autres caractéristiques et avantages de la pré- sente invention ressortiront de la description donnée ci- après prise en référence aux dessins annexés, sur les- quels: la figure 1 représente un schéma d'une trans- mission à disques coniques conforme à l'invention, compor- tant une soupape de précontrainte commandée par un disque à came; et la figure 2 représente une transmission à disques coniques conforme à l'invention, comportant une unité électronique de commande pilote de la soupape de pré- contrainte. La figure 1 représente schématiquement une trans- mission comportant un arbre d'entraînement 1 et un arbre mené 2 Sur ces arbres sont montés des couples 3, 4 de disques coniques, entre lesquels circule un élément de transmission 5 et entre lesquels la transmission du couple s'effectue de l'arbre d'entraînement 1 à l'arbre mené 2. L'un des disques coniques, qui sont raccordés chacun avec blocage en rotation à l'arbre qui le porte, dans chaque couple 3, 4 de disques coniques est également bloqué axia- lement, tandis que le second disque conique associé au disque indiqué est agencé sous la f orme d'une partie, dé- plaçable axialement, d'unités à cylindre et piston 6, 7 re- présentées seulement schématiquement et fixées sur les arbres et qui réalisent le serrage de l'élément de trans- mission et le réglage et le maintien du rapport de multi- plication de la transmission. Le fluide sous pression nécessaire à cet effet est envoyé aux unités à cylindre et piston 6, 7 par l'intermédiaire de canalisations 8, 9 de circulation du fluide sous pression Les quantités de fluide sous pression et leurs pressions sont réglées par l'intermédiaire d'un tiroir de commande carré, qui est réglable au moyen d'une unité de réglage. Dans l'exemple représenté, cette unité de réglage 11 est un dispositif d'entraînement linéaire qui est commandé par un processeur 12 branché en amont La commande peut être réalisée en fonction de valeurs actuelles de mesure concernant la vitesse, le rapport de multiplication, la vitesse de rotation d'entraînement, etc. Le fluide sous pression, qui est envoyé par le tiroir de commande carré aux unités à cylindres et piston 6, 7, est activé par une pompe 13, qui entraîne le fluide à partir d'un réservoir 14. Le fluide sous pression utilisé pour le réglage ou le maintien du rapport de multiplication de la transmission pénètre, après avoir traversé la fente de commande du tiroir de commande carré 10, par l'intermé- diaire de sorties 15, 16 dans la canalisation d'évacuation 17, par l'intermédiaire de laquelle il revient au réservoir 14 en traversant une soupape de précontrainte 18 et un cap- teur de couple 19 Le fluide sous pression peut être égale- ment utilisé pour la lubrification et le refroidissement de l'élément de transmission 5 et des couples de disques co- niques 3, 4. La pression de base dans la canalisation d'évacuation 17 est déterminée par l'intermédiaire de l'action d'étranglement de la soupape de précontrainte 18 et du capteur de couple 19, ce qui a un effet d'une part sur la pression de serrage des unités à cylindre et piston 6, 7 et d'autre part sur la pression du fluide sous pres- sion, qui doit être délivré par la pompe 13. La soupape de précontrainte 18 contient un piston , dont une face frontale 21 est chargée par la pression régnant dans la canalisation d'évacuation 17 et sur la face frontale opposée duquel agit la force d'un ressort 22. La force du ressort 22 est couplée par l'intermé- diaire d'un mécanisme à came 23 à la position d'une pédale d'accélérateur 24 d'un moteur à combustion interne et dé- pend par conséquent de l'état de charge respectif du mo- teur. Par conséquent le piston 20 étrangle la sortie du fluide sous pression hors de la canalisation d'évacuation 17 en fonction de l'état de charge appliqué à la transmis- sion et maintient de cette manière, dans cette canalisa- tion, la pression du fluide sous pression proportionnelle à la force du ressort 22. La quantité du fluide sous pression, qui est re- foulé par la face frontale 21 lors d'un accroissement de la force du ressort, revient par l'intermédiaire d'une canali- sation 25 dans la canalisation d'évacuation 17, en traver- sant un élément d'étranglement 26 et une soupape unidirec- tionnelle 27 Lorsque la force du ressort diminue, cette soupape unidirectionnelle 27 se ferme de sorte que le fluide sous pression pénètre encore seulement par l'inter- médiaire de l'élément d'étranglement 26, dans l'espace libéré par la face frontale 21. De ce fait, le piston 20 fait augmenter plus rapidement la pression du fluide sous pression dans la canalisation 17 dans le cas d'un accroissement de la charge qu'il ne réduit la pression dans le cas d'une réduction de la charge. La pression qui règne en aval de la soupape de précontrainte 18 est déterminée en cet endroit dans la ca- nalisation 28 par le capteur de couple 19 qui est monté sur l'arbre mené 2 Ce capteur étrangle la pression qui règne dans la canalisation 28, en fonction de la charge supportée par la transmission Étant donné que le capteur de couple 19 est monté sur l'arbre mené 2, la pression dans la cana- lisation 28 dépend d'une part de la charge globalement transmise par la transmission et également notamment du rapport de multiplication de la transmission. Si la pression déterminée par le capteur de couple 19 dans la canalisation 28 est supérieure à la pres- sion du fluide sous pression fourni par la soupape de pré- contrainte 18 pour la canalisation d'évacuation 17, la sou- pape de précontrainte 18 n'a aucun effet et la pression ré- gnant dans la canalisation d'évacuation 17 correspond à celle régnant dans la canalisation 28 Cela signifie que la pression du fluide sous pression, qui règne dans la canali- sation d'évacuation 17, est toujours déterminée par l'élément d'étranglement branché en aval (soupape de pré- contrainte 18 ou capteur de couple 19), qui produit une pression accrue Dans le cas de rapports de multiplication faibles, il s'agit de la soupape de précontrainte 18 et dans le cas de rapports de multiplication élevés, il s'agit du capteur de couple 19. Dans l'exemple représenté, le capteur de couple est agencé sous la forme de ce qu'on appelle une pompe à couple, qui, dans le cas d'une impulsion brusque du couple, empêche une évacuation du fluide sous pression hors de la canalisation 25 et refoule un volume prédéterminé du fluide sous pression, dans cette canalisation, ce volume de fluide sous pression refoulé parvenant par l'intermédiaire de sou- papes antiretour 32, dans les canalisations 8, 9 du fluide sous pression, o il provoque un brusque accroissement de pression dans les unités à cylindre et piston 6, 7 Sous l'effet de l'accroissement rapide de la pression ainsi pro- voquée, la forcce de serrage appliquée par le couple des disques coniques à un élément de transmission est accrue en un intervalle de temps très bref et empêche que la trans- mission patine en raison de l'impulsion de couple. La transmission à disques coniques représentée sur la figure 2 correspond essentiellement à la transmis- sion représentée sur la figure 1, mais la commande de la soupape de précontrainte 30 s'effectue par l'intermédiaire d'une soupape à action proportionnelle 31, qui réduit d'une manière commandée, la pression délivrée par la pompe 13, à la pression nécessaire pour la régulation de la soupape de précontrainte 30. La commande de la soupape à action proportion- nelle 31 s'effectue également par l'intermédiaire du mi- croprocesseur 12. Ce dispositif permet un ajustement encore plus précis de la pression du fluide sous pression qui règne dans la canalisation d'évacuation 17, sur l'état de charge actuel de la transmission. Pour résumer, la présente invention fournit une possibilité appropriée d'obtenir une régulation de la pres- sion adaptée aux besoins, dans une transmission à disques coniques du type décrit plus haut. REVEND I CAT IONS 1 Transmission à disques coniques réglable en continu, comportant deux couples ( 3,4) de disques coniques, disposés sur l'arbre d'entraînement ( 1) et sur l'arbre mené ( 2), et un élément sans fin de transmission ( 5) circulant entre ces couples de disques, et dans laquelle les disques coniques sont raccordés, avec blocage en rotation, à l'ar- bre ( 1,2) qui les porte et un disque conique est également fixé axialement sur chaque arbre, tandis que le second disque conique associé est agencé sous la forme d'une partie, déplaçable axialement, d'une unité à cylindre et piston ( 6,7) fixée à l'arbre et à laquelle le fluide sous pression est envoyé par l'intermédiaire d'une canalisation d'alimentation ( 9,8), pour le serrage de l'élément de transmission ( 5) et le réglage et le maintien du rapport de multiplication de la transmission, par un tiroir de commande carré ( 10), qui est réglable au moyen d'une unité de réglage ( 11) et possède une sortie pour le fluide sous pression transféré, sortie à laquelle est raccordée une canalisation d'évacuation dans laquelle est situé au moins un capteur de couple ( 19), qui est disposé sur l'un ( 2) des arbres de la transmission dans la chaîne de transmission du couple en cet emplacement, et agit, en fonction de la charge, sur la pression du fluide sous pression dans les unités à cylindre et piston ( 6,7) et en série avec lequel est branchée hydrauliquement une soupape réglable de précontrainte ( 18,30), au moyen de laquelle la pression du fluide sous pression peut être influencée de façon supplémentaire, caractérisée par le fait que le capteur de couple ( 19) est monté sur l'arbre mené ( 2) et que la soupape de précon- trainte ( 18,30) est commandée en fonction de la charge ap- pliquée à la transmission de sorte qu'elle étrangle la sor- tie du fluide sous pression d'une manière plus intense pour une charge plus élevée que pour une charge plus faible. il 2 Transmission selon la revendication 1, carac- térisée en ce que la soupape de précontrainte ( 18,30) est branchée hydrauliquement en amont du capteur de couple ( 19). 3 Transmission selon la revendication 1, carac- térisée en ce que le réglage de la soupape de précontrainte ( 18,30) est réalisé à l'encontre d'un dispositif de résis- tance raccordé à la soupape de précontrainte ( 18,30) qui permet une vitesse de réglage de la soupape de précontrainte ( 18, 30) plus importante dans le cas d'un accroissement de la charge que dans le cas d'une réduction de la charge. 4 Transmission selon la revendication 3, carac- térisée en ce que le dispositif de résistance est une unité à cylindre et piston ( 6,7), dont la partie mobile ( 21) est raccordée rigidement au piston ( 20) de la soupape de précontrainte ( 18) et qui possède un espace rempli par le fluide sous pression et qui est réduit dans le cas d'un ac- croissement de la charge, cet espace se vidant par l'inter- médiaire d'un élément d'étranglement fixe ( 26) et d'une soupape unidirectionnelle ( 27) qui s'ouvre alors, et qui est accrue dans le cas d'une réduction de la charge, auquel cas l'espace se remplit uniquement par l'intermédiaire de l'élément d'étranglement fixe ( 26). 5 Transmission selon la revendication 4, carac- térisée en ce que le vidage ou le remplissage s'effectue par l'intermédiaire d'au moins une canalisation ( 25), à une extrémité de laquelle règle la pression du fluide sous pression, qui est présente au niveau de la sortie ( 17) du tiroir de commande carré ( 10) et à l'autre extrémité de la- quelle sont disposés la soupape unidirectionnelle ( 27) et/ou l'élément d'étranglement fixe ( 26). 6 Transmission selon la revendication 1, carac- térisée en ce que la commande, qui dépend de la charge, de la soupape de précontrainte ( 18) s'effectue par l'intermé- diaire d'un mécanisme à came ( 23), qui est raccordé à la pédale d'accélération d'un moteur à combustion interne fonctionnant en tant que système d'entraînement. 7 Transmission selon la revendication 1, carac- térisée en ce que la commande de la soupape de précon- trainte ( 30) est exécutée par une unité de commande élec- tronique ( 12,31), qui produit une instruction de commande à partir des données, déterminées par des capteurs, du moteur à combustion interne fonctionnant en tant que dispositif d'entraînement. 8 Transmission selon la revendication 7, carac- térisée en ce que l'unité de commande électrique comprend une soupape de réglage proportionnel ( 31), et que la sou- pape de précontrainte ( 30) peut être actionnée par une pression hydraulique qui peut être déterminée par la sou- pape de réglage proportionnel ( 31). 9 Transmission selon la revendication 1, carac- térisée en ce que le capteur de couple ( 19) est réalisé sous la forme d'une pompe à couple et qu'entre le capteur de couple ( 19) et les unités à cylindre et piston ( 6,7) sont disposées des conduites de dérivation aboutissant aux soupapes de commande ( 10,18,30), qui sont raccordées en amont du capteur de couple et qui comportent des soupapes antiretour ( 29) et au moyen desquelles, dans le cas d'un brusque accroissement du couple, le fluide sous pression sort du capteur de couple ( 19) pour pénétrer dans les uni- tés à cylindre et piston ( 6,7).