Brevet FR2702523A1 — publié le 19940916

L'invention se rapporte à un vérin de commande, notamment pour l'actionnement d'un arbre de commande de changement de vitesses d'une boite de vitesses pour véhicules automobiles. On connaît déjà des dispositifs (voir par exemple le document DE-OS 4 011 850) dans lesquels on utilise un vérin de commande pour l'actionnement d'un embrayage à friction Un tel dispositif est destiné à la mise en oeuvre d'un procédé de commande d'un embrayage à friction automatisé et agissant entre un moteur d'entraînement et une boite de vitesses L'embrayage à friction peut être embrayé ou débrayé, par l'intermédiaire d'un mécanisme d'actionnement pouvant comporter une butée de débrayage et une fourchette coopérant avec la butée Le mécanisme d'actionnement est à cet effet commandé par un organe de commande sous la forme d'un vérin de commande hydraulique Toutefois, dans ce cas, la commande de la boite de vitesses s'effectue toujours par l'intermédiaire d'un levier de changement de vitesses, qui sollicite de manière appropriée, l'arbre de commande de changement de vitesses de la boite de vitesses. Le but de l'invention consiste à fournir un vérin de commande hydraulique, notamment pour l'actionnement d'un arbre de commande de changement de vitesses d'une boite de vitesses pour véhicules automobiles, qui pour une commande appropriée, permet un actionnement automatisé de la boite de vitesses. Ce but est atteint conformément à l'invention, grâce au fait que l'arbre de commande de changement de vitesses est relié de manière fixe à un piston de commande disposé dans un carter, le piston de commande étant sollicité hydrauliquement et logé dans le carter en y étant monté de manière à pouvoir y être déplacé par un fluide de pression, en translation axiale et en rotation. L'avantage dans ce cas, réside dans le fait que par une sollicitation hydraulique appropriée du piston de commande, il est possible de déplacer l'arbre de commande de changement de vitesses d'une boite de vitesses, une rotation de l'arbre de commande de changement de vitesses permettant de sélectionner un indexage de rapport correspondant, et un mouvement axial de l'arbre de commande de changement de vitesses permettant ensuite d'enclencher le rapport considéré. Selon une autre caractéristique essentielle, le piston de commande forme, à chacune des deux extrémités, avec le carter, une chambre de pression, ces chambres de pression étant alimentées par l'intermédiaire de raccords de fluide de pression, et assurant lors de l'alimentation en pression de l'une d'entre-elles, une translation axiale du piston de commande dans la direction correspondante. Selon une autre configuration avantageuse, un piston annulaire mobile axialement et entourant de manière coaxiale le piston de commande, est directement ou indirectement en liaison avec le piston de commande, par l'intermédiaire d'une denture oblique Cela permet avantageusement, par l'intermédiaire de la denture oblique, de convertir le mouvement axial du piston annulaire en un mouvement de rotation de l'arbre de commande de changement de vitesses. Un autre mode de réalisation avantageux prévoit qu'entre le piston de commande et le piston annulaire, est disposé de manière coaxiale, un élément d'entraînement, qui est relié au piston de commande par l'intermédiaire d'une denture longitudinale, en formant une liaison fixe de rotation, mais libre en translation axiale, et au piston annulaire, par l'intermédiaire d'une denture oblique L'avantage de ce mode de réalisation réside dans le fait que l'arbre de commande de changement de vitesses est relié au piston de commande, qui à son tour, est agencé de manière à pouvoir se déplacer en translation axiale par rapport à l'élément d'entraînement, par l'intermédiaire de la denture longitudinale, et par le fait que l'élément d'entraînement est mis en rotation, au moyen de la denture oblique, par le piston annulaire mobile en direction axiale, de sorte qu'il est possible de réaliser, indépendamment de la position axiale momentanée du piston de commande, une rotation simultanée du piston de commande, par l'intermédiaire de l'élément d'entraînement, et donc une rotation de l'arbre de commande de changement de vitesses. En vue de repérer parfaitement les positions, le piston de commande et/ou le piston annulaire est ou sont pourvus de capteurs pour la détection du déplacement En guise de capteurs sont prévus des éléments inductifs et des aimants permanents. Selon une autre configuration avantageuse, le piston annulaire est pourvu d'un capteur destiné à la détection de l'angle de rotation. Selon un autre mode de réalisation favorable, le piston annulaire forme, sur un côté, une chambre de pression hydraulique Il est ici avantageusement possible d'agencer un ressort, de manière à ce qu'il soit dirigé à l'encontre de la chambre de pression, en permettant ainsi, à partir de chaque position du piston annulaire, un retour jusqu'à la position initiale. L'invention va être décrite plus en détail dans la suite, au regard d'un exemple de réalisation représenté sur le dessins annexé dont la figure unique montre de manière schématique un vérin de commande, conforme à l'invention. La figure unique montre un vérin de commande constitué d'un carter 1 de forme cylindrique, de préférence réalisé sous la forme d'une pièce en aluminium coulé sous pression, et vissé, par l'intermédiaire d'une bride, sur une boite de vitesses non représentée A l'intérieur du carter 1 sont disposés un piston de commande 6 mobile axialement, et un piston annulaire 10 également mobile dans la direction axiale. Le piston de commande 6 est relié par complémentarité de forme, par exemple par l'intermédiaire d'une douille de serrage, à un arbre central de commande de changement de vitesses 3 d'une boite de vitesses Le piston de commande 6 est guidé dans un alésage cylindrique du carter 1, et forme de part et d'autre de son élément d'étanchéité 16, des chambres de pression hydraulique 4, 5 Le montage du piston de commande 6 dans le carter 1, est rendu possible par le couvercle 17. La chambre de pression 4 peut être alimentée par l'intermédiaire du raccord de fluide de pression 7, en produisant ainsi le déplacement axial du piston de commande 6, vers l'extérieur, tandis que la chambre de pression 5 est alimentée en fluide de pression par l'intermédiaire du raccord de fluide de pression 9, et assure une translation axiale du piston vers l'intérieur du carter 1 La position instantanée du piston de commande 6 peut être déterminée par l'intermédiaire du capteur inductif 14, en combinaison avec l'aimant permanent 18. Le piston de commande 6, et ainsi l'arbre de commande de changement de vitesses 3, est relié à l'élément d'entraînement 13, de manière fixe en rotation, mais libre en translation axiale, par l'intermédiaire de la denture longitudinale 11 La partie extérieure de l'élément d'entraînement 13 est pourvue sur sa surface extérieure, d'une denture oblique 2, qui est en prise avec une denture oblique correspondante sur le côté intérieur du piston annulaire Si la chambre de pression 15 est alimentée en fluide de pression hydraulique, le piston annulaire 10 est déplacé en direction axiale, l'élément d'entraînement 13 effectuant alors simultanément un mouvement de rotation, par l'intermédiaire de la denture oblique 2 Ce mouvement de rotation produit également la rotation du piston de commande 6 en commun avec l'arbre de commande de changement de vitesses 3 Pour relever l'angle de rotation de l'arbre de commande de changement de vitesses 3, l'élément d'entraînement 13 est équipé d'un capteur 12 destiné à détecter l'angle de rotation. En guise de capteur 14, est prévu un capteur de déplacement sans contact, qui est composé d'un aimant permanent 18 de forme annulaire, qui est monté sur le piston de commande 6, et d'un élément à bobine à enroulement primaire et secondaire, fixé sur la paroi extérieure cylindrique du carter 1 En variante, il est également possible de mettre en oeuvre un potentiomètre linéaire pour relever la position du piston de commande 6. Le piston annulaire 10 effectue un mouvement de déplacement linéaire, suite à l'alimentation en pression de la chambre de pression 15, en induisant, par l'intermédiaire de la denture oblique 2, un mouvement de rotation à l'élément d'entraînement 13, qui le transmet, par l'intermédiaire de la denture longitudinale 11, au piston de commande 6 et simultanément à l'arbre de commande de changement de vitesses 3, par l'intermédiaire de la liaison par complémentarité de forme La reprise du couple de réaction du piston annulaire 10, s'effectue dans le cas du présent exemple de réalisation, par l'intermédiaire de goupilles cylindriques 19 Le piston annulaire 10 agit à l'encontre du ressort de rappel 8, de sorte que lors de l'interruption de l'alimentation en pression de la chambre de pression 15, le ressort 8 déplace le piston annulaire 10 dans sa position initiale. REVENDICATIONS. 1 Vérin de commande, notamment pour l'actionnement d'un arbre de commande de changement de vitesses d'une boite de vitesses pour véhicules automobiles, caractérisé en ce que l'arbre de commande de changement de vitesses ( 3) est relié de manière fixe à un piston de commande ( 6) disposé dans un carter ( 1), le piston de commande ( 6) étant sollicité hydrauliquement et logé dans le carter ( 1) en y étant monté de manière à pouvoir y être déplacé par un fluide de pression, en translation axiale et en rotation. 2 Vérin de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le piston de commande ( 6) forme, à chacune des deux extrémités, avec le carter ( 1), une chambre de pression ( 4, 5), ces chambres de pression ( 4, ) étant alimentées par l'intermédiaire de raccords de fluide de pression ( 7, 9), et assurant lors de l'alimentation en pression de l'une d'entre-elles, une translation axiale du piston de commande ( 6) dans la direction correspondante. 3 Vérin de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un piston annulaire ( 10) mobile axialement et entourant de manière coaxiale le piston de commande ( 6), est directement ou indirectement en liaison avec le piston de commande ( 6), par l'intermédiaire d'une denture oblique ( 2). 4 Vérin de commande selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'entre le piston de commande ( 6) et le piston annulaire ( 10), est disposé de manière coaxiale, un élément d'entraînement ( 13), qui est relié au piston de commande ( 6) par l'intermédiaire d'une denture longitudinale ( 11), en foramnt une liaison fixe de rotation, mais libre en translation axiale, et au piston annulaire ( 10), par l'intermédiaire d'une denture oblique ( 2). Vérin de commande selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le piston de commande ( 6) et/ou le piston annulaire ( 10) est ou sont pourvus de capteurs ( 14) pour la détection du déplacement. 6 Vérin de commande selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'en guise de capteurs ( 14) sont prévus des éléments inductifs et des aimants permanents ( 18). 7 Vérin de commande selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le piston annulaire ( 10) est pourvu d'un capteur ( 12) destiné à la détection de l'angle de rotation. 8 Vérin de commande selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le piston annulaire ( 10) forme, sur un côté, une chambre de pression hydraulique ( 15). 9 Vérin de commande selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'un ressort ( 8) est agencé de manière à être dirigé à l'encontre de la chambre de pression ( 15).