Brevet FR2706554A1 — publié le 19941223

DISPOSITIF DE TRANSMISSION DE ROTATION Cette invention concerne un dispositif de transmission de rotation monté sur le système d'entraînement d'un véhicule pour transmettre ou interrompre, de façon sélective, la force motrice. Un accouplement visqueux est connu comme dispositif utilisé pour transmettre la force motrice du moteur d'une voiture aux roues avant ou aux roues arrière. Lorsque le véhicule tourne dans un virage serré à basse vitesse, io l'accouplement visqueux tend à produire un couple d'entraînement en raison des caractéristiques du fluide de haute viscosité qu'il contient. De manière à transmettre une force motrice importante, il doit avoir un grand diamètre d'accouplement. Ceci augmente la dimension de la totalité du dispositif. De même, on connaît un dispositif de transmission de rotation qui utilise un embrayage mécanique destiné à convertir la transmission d'une force motrice des roues avant aux roues arrière pour une transmission efficace même lorsque la vitesse du véhicule est relativement faible. Un tel dispositif comporte un élément d'entraînement et un élément entraîné montés de façon à pouvoir tourner l'un par rapport à l'autre, des éléments d'embrayage montés entre l'élément d'entraînement et l'élément entraîné et conçus pour les embrayer afin de s'accoupler ensemble lorsqu'ils tournent par l'un par rapport à l'autre, et un élément de logement monté entre eux pour maintenir écartés les éléments d'embrayage l'un par rapport à l'autre et commander le déplacement des éléments d'embrayage. Le dispositif est monté sur le parcours de l'entraînement d'un véhicule à quatre roues motrices, tel qu'illustré à la figure 6, l'élément d'entraînement étant accouplé à l'arbre de transmission B qui se raccorde à la boîte de transfert et à l'élément entraîné accouplé à un différentiel avant C. Cette disposition rend possible la conversion instantanée de la liaison entre les roues avant et les roues arrière, assurant ainsi automatiquement la conversion entre deux roues motrices et quatre roues motrices. Cependant, ce dispositif classique a un problème en ce que, lorsque l'élément entraîné commence à tourner librement par rapport aux éléments d'embrayage alors que le véhicule avance ou tourne dans un virage, les roues avant sont io complètement séparées du système d'entraînement. A ce stade, aucun couple n'est transmis des roues avant au système d'entraînement. Ainsi, lorsque le véhicule se déplace, le frein moteur étant appliqué, le frein moteur est appliqué uniquement aux roues arrière parce que le couple n'est pas transmis des roues arrière au système d'entraînement. Il est ainsi possible d'augmenter la force motrice. Un but de cette invention est de procurer un dispositif de transmission de rotation qui est débarrassé du problème ci- dessus et qui permet à un conducteur de limiter la fonction de l'embrayage mécanique lorsqu' une force de freinage importante est nécessaire. Afin de parvenir à ce but, selon cette invention, il est créé un dispositif de transmission de rotation comprenant un élément d'entraînement et un élément entraîné montés de façon à pouvoir tourner l'un autour de l'autre, une pluralité d'éléments d'embrayage disposés entre l'élément d'entraînement et l'élément entraîné et conçus pour embrayer l'élément d'entraînement et l'élément entraîné pour s'accoupler ensemble lorsqu'ils tournent dans l'un et l'autre sens, un élément de logement monté entre l'élément d'entraînement et l'élément entraîné pour maintenir les éléments d'embrayage écartés circonférenciellement l'un de l'autre d'une distance prédéterminée, l'élément de logement et l'élément d'entraînement étant accouplés ensemble de façon à pouvoir tourner l'un par rapport à l'autre en laissant un jeu entre eux, deux moyens de communication de résistance de rotation accouplés à l'élément de logement pour communiquer une résistance de rotation à l'élément de logement dans des sens opposés, un moyen de conversion accouplé à l'élément de logement pour communiquer la résistance de rotation provenant de l'un des deux moyens de 1o communication de résistance de rotation à l'élément de logement lorsque l'élément d'entraînement tourne dans un sens et pour communiquer la résistance de rotation provenant de l'autre des deux moyens de communication de résistance de rotation à l'élément de logement lorsque l'élément d'entraînement tourne dans le sens inverse, et un moyen d'accouplement monté sur l'élément d'entraînement pour accoupler de façon sélective l'élément entraîné à l'élément d'entraînement ou à l'élément de logement ou les séparer. Lorsque l'élément d'entraînement et l'élément entraîné sont séparés l'un de l'autre, les éléments d'embrayage deviennent librement mobiles de façon à ce que l'élément d'entraînement puisse tourner librement par rapport aux éléments d'embrayage. Lorsque l'élément d'entraînement et l'élément entraîné sont accouplés ensemble par le moyen d'accouplement, le parcours de transmission de la force d'entraînement est directement connecté aux éléments d'embrayage en position bloqués. A ce stade, les éléments d'embrayage perdent leur fonction d'embrayage pour transmettre et interrompre de façon sélective le couple de rotation. Lorsque l'élément de logement et l'élément d'entraînement sont accouplés ensemble par le moyen d'accouplement, le logement tourne en même temps que l'élément d'entraînement lorsque ce dernier tourne dans le sens du dépassement. Ceci change le sens dans lequel les éléments d'embrayage embrayent, de sorte que l'embrayage mécanique est actionné dans son sens d'embrayage. La force d'entraînement est ainsi transmise. Selon cette invention, il est possible de restreindre la fonction d'embrayage mécanique en accouplant l'élément d'entraîné à l'élément d'entraînement ou au logement en fonction des conditions d'utilisation. Si le dispositif est utilisé dans un véhicule à quatre roues motrices, il est possible de io convertir convenablement le mode d'entraînement suivant les conditions de parcours et d'augmenter également l'effet du frein moteur. D'autres particularités et buts de la présente invention vont apparaître à partir de la description suivante réalisée en référence aux dessins annexés, dans lesquels: La figure 1 est une vue de face en coupe verticale d'un premier mode de réalisation; La figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne Il-Il à la figure 1; La figure 3 est une vue en coupe du même illustrant comment il fonctionne; La figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV-IV à la figure 3; La figure 5 est une vue en coupe d'un sabot dans sa position d'embrayage; La figure 6 est une vue schématique illustrant le même monté sur le système d'entraînement d'un véhicule; La figure 7 est une vue de face en coupe verticale du second mode de réalisation; La figure 8A est une vue de face des composants d'accouplement et l'élément du support; La figure 8B est leur vue en plan; La figure 9 est une vue en coupe de l'élément intérieur du même; La figure 10 est une vue partielle en plan de l'élément intérieur; La figure 11 est une vue de face de la bague d'embrayage; La figure 12 est une vue en coupe identique à la figure 7 mais illustrant un stade de fonctionnement différent; La figure 13 est une vue schématique illustrant le même monté sur le système d'entraînement d'un véhicule; La figure 14 est une vue de face en coupe verticale d'un dispositif classique, et La figure 15 est une vue en coupe du mécanisme d'embrayage du même. Les figures 1 à 4 illustrent le dispositif de transmission de rotation du premier mode de réalisation. Tel qu'illustré aux figures 1 et 2, ce dispositif comporte une bague extérieure 1 en tant qu'élément entraîné et un élément intérieur 2 en tant qu'élément d'entraînement. Ils sont montés l'un sur l'autre de façon à tourner l'un par rapport à l'autre. Un logement de diamètre important 3 et un logement de diamètre faible 4, qui sont formés avec des cases dans lesquelles sont réceptionnés des sabots 5, sont montés entre la bague extérieure 1 et l'élément intérieur 2 en tant qu'éléments d'embrayage au moyen desquels la bague extérieure 1 et l'élément intérieur 2 sont conçus pour embrayer ensemble. Le logement de diamètre faible 4 est solidement fixé à l'élément intérieur 2 au moyen de sa partie courbe qui s'étend radialement. Le logement de diamètre important 3 est accouplé à l'élément intérieur 2 au moyen de goupilles 6, des vides étant formés entre eux dans le sens de la rotation. Un ressort interrupteur est monté sur une extrémité du logement de io diamètre important 3 pour communiquer une résistance de rotation au logement 3 dans un sens. Un moyen de communication de résistance de rotation 9, destiné à produire un résistance de rotation qui est de sens inverse du sens de la résistance de rotation produite par le ressort interrupteur 7, est accouplé au moyen d'un embrayage unidirectionnel 8 à l'autre extrémité du logement de diamètre important 3. La résistance de rotation produit par le moyen de communication de résistance de rotation 9 est établi pour être plus important que l'effort de rotation communiqué par le ressort interrupteur 7. L'embrayage unidirectionnel 8 est utilisé pour convertir l'accouplement entre le logement de diamètre important 3 et le moyen de communication de résistance de rotation 9. Selon le sens de rotation de l'élément intérieur 2, et ainsi du logement de diamètre important 3, l'embrayage unidirectionnel 8, de façon sélective, embraye le moyen de communication de résistance de rotation 9 avec le logement de diamètre important 3 et les débraye. Tel qu'illustré à la figure 1, dans ce mode de réalisation, un moyen d'accouplement 10 est créé entre la bague extérieure 1 en tant qu'élément entraîné et l'élément intérieur 2 en tant qu'élément d'entraînement pour relier, de façon sélective, la bague extérieure 1 et l'élément intérieur 2 et les séparer. Le moyen d'accouplement 10 comprend un élément d'accouplement 13 monté coulissant dans un trou 1 1 formé s dans l'élément intérieur 2 et accouplé à l'élément intérieur 2 au moyen d'une clavette 12, et un électroaimant 15 monté dans la partie profonde du trou 11 pour déplacer l'élément d'accouplement 13 vers un trou 14 formé dans le fond de la bague extérieure 1. Il comprend également un élément io élastique 17 disposé entre un circlip 16 monté dans le trou 1 1 et un élément d'accouplement 13 pour pousser l'élément d'accouplement 13 loin du trou 14 du fond de la bague extérieure 1. Telles qu'illustrées à la figure 4, les dents d'embrayage 18 et 19 sont formées respectivement sur la face périphérique extérieure de l'élément d'accouplement 1 3 et sur la face périphérique intérieure de la bague extérieure 1. Elles sont conçues pour s'engrener les unes avec les autres lorsque l'élément d'accouplement 13 et la bague extérieure 1 se rapprocher l'un de l'autre. La bague extérieure 1 et l'élément intérieur 2 sont accouplés ensemble au moyen de l'engrènement entre les dents 18 et 19 lorsque l'élément d'accouplement 13 et l'élément intérieur 2 sont accouplés ensemble au moyen d'un clavette. Des fils conducteurs 20 s'étendent à partir de l'électroaimant 15 au moyen le trou 1 1 et sont reliés à une bague collectrice 21 montée sur la périphérie extérieure de l'élément intérieur 2. D'autre part, un carter 22 est monté autour de l'élément intérieur 2 pour être fixé à la carrosserie du véhicule. Il est formé avec un trou radial 23 s'étendant vers la bague collectrice 21. Un élément de poussée 24 qui peut se rapprocher et s'éloigner de la bague collectrice 21 est monté dans le trou 23. Un balai 25 en tant que contact électrique est monté au bout de l'élément de poussée 24 et est relié à une source de courant continu 26 telle qu'une batterie. Un arbre actionneur 28 de l'électroaimant extérieur 27 fixé sur la face extérieure du carter 22 est également monté dans le trou 23. En enclenchant le commutateur 29 du circuit électrique de électroaimant extérieur 27, I'arbre actionneur 28 va s'étendre jusqu'à ce que l'élément de poussée 24 soit mis en contact avec la bague collectrice 21. Un élément élastique 30 qui pousse l'élément de poussée 24 vers l'extérieur est aussi monté dans le trou 23. Lorsque l'arbre actionneur 28 de l'électroaimant 27 se rétracte, l'élément de poussée 24 se déplace vers l'extérieur, rappelé par l'élément élastique 30, séparant l'un de l'autre le balai 25 et la bague collectrice 21. Tel qu'illustré à la figure 6, ce dispositif de transmission de rotation A est monté sur le système d'entraînement d'un véhicule en accouplant l'élément intérieur 2 à l'arbre de transmission de roue avant B qui se raccorde à la boîte de transfert et en accouplant la bague extérieure 1 au différentiel avant C. Lorsque le véhicule recule, ce dispositif A y étant installé, la rotation du logement de diamètre important 3 va être retardée par rapport à celle de l'élément intérieur 2 parce que l'embrayage unidirectionnel est établi de manière à ce que la résistance de rotation produite par le moyen de communication de résistance de rotation 9 agit sur le logement de diamètre important 3. Les sabots 5 sont ainsi inclinés jusqu'à une position d'embrayage illustrée à la figure 5. Au contraire, lorsque le véhicule avance, I'embrayage unidirectionnel 8 ne fonctionne pas, de sorte que le logement de diamètre important 3 se débraye du moyen de communication de résistance de rotation 9. Le logement de diamètre important 3 est ainsi retardé dans le sens inverse parce qu'uniquement la résistance de rotation du ressort interrupteur 7 y est appliquée. Les sabots 5 se déplacent ainsi jusqu'à une position d'embrayage de marche en avant. A ce stade, alors que le véhicule se déplace en ligne droite, les roues arrière en tant que principales roues entraînées glissent légèrement, de sorte que l'élément intérieur 2 tourne plus vite que la bague extérieure 1, embrayant ainsi les sabots 5. La force d'entraînement est 0io ainsi transmise aux roues avant et le véhicule est entraîné par les quatre roues. Lorsque le véhicule tourne avec un certain angle de braquage, les roues avant tournent plus vite que les roues arrière, de sorte que la bague extérieure 1 dépasse les sabots 5, libérant les sabots 5. Ainsi, aucun phénomène de freinage ne va se produire lorsque le véhicule tourne dans un virage serré. Dans ce dispositif de transmission de rotation, en marche normale, il est nécessaire de convertir le mode d'entraînement à quatre roues motrices et à deux roues motrices en transmettant et en interrompant de façon sélective un couple de rotation des roues avant. La bague extérieure 1 et l'élément intérieur 2 sont ainsi séparés l'un de l'autre. A ce stade, il n'est pas nécessaire d'exciter l'électroaimant 1 5. En fait, I'électroaimant 15 est interrompu et l'élément de poussée 22 est rappelé par l'élément élastique 30 à une position o le balai 25 et la bague collectrice 21 ne sont pas en contact l'un avec l'autre (Fig. 1). D'autre part, lorsqu'un frein moteur suffisamment important est nécessaire, de même que lorsque le véhicule descend une longue pente, le commutateur 29 de l'électroaimant extérieur 27 est enclenché pour faire descendre l'élément de poussée 24 et amener le balai 25 en contact coulissant avec la bague collectrice 21. L'électroaimant intérieur 1 5 est ainsi enclenché, tel qu'illustré aux figures 3 et 4, de sorte que l'élément d'accouplement 13 est déplacé vers le trou du fond 14 de la bague extérieure 1 jusqu'à ce que les dents d'embrayage 18 et 19 viennent s'engrener les unes avec les autres. A ce stade, la bague extérieure 1 et l'élément intérieur 2 sont accouplés ensemble, les sabots 5 étant maintenus inopérationnels, de sorte que les quatre roues sont accouplées au système d'entraînement. Le io couple est ainsi transmis des roues avant au système d'entraînement. En d'autres termes, le frein moteur est appliqué à la fois aux roues avant et aux roues arrière de sorte que la force de freinage augmente dans l'ensemble. Dans ce mode de réalisation, puisque le balai 25 et la bague collectrice 21 sont amenés en contact coulissant l'un avec l'autre uniquement lorsque cela est nécessaire et autrement sont maintenus hors de contact l'un avec l'autre, leurs parties de contact sont peu usées et leur durabilité est ainsi importante. Les figures 7 à 12 illustrent le second mode de réalisation. Dans ce mode de réalisation, contrairement au premier mode de réalisation, la bague extérieure 1 est utilisée en tant qu'élément d'entraînement et l'élément intérieur 2 en tant qu'élément entraîné. Un moyen d'accouplement 31 est monté entre l'élément intérieur 2 et le logement de diamètre faible 4 pour les relier et les séparer. Tel qu'illustré aux figures 7 et 8, ce moyen d'accouplement 31 comprend un élément support 32 mobile, axialement monté dans un trou 11 formé dans l'élément intérieur 2', et une paire de composants d'accouplement 33 qui peuvent pivoter vers l'extérieur montés sur l'élément support 32 au moyen des goupilles 34. Un électroaimant 35 est monté dans le trou 11 près de son ouverture pour déplacer dans un sens les composants d'accouplement 33 et l'élément support 32. Un ressort 36 est monté sur le trou 1 1 dans son extrémité profonde pour rappeler l'élément support 32 vers électroaimant 35. Telles qu'illustrées aux figures 7 et 9, des fenêtres 37 diamétralement opposées, dans lesquelles les composants d'accouplement 33 peuvent s'étendre, sont formées dans la face périphérique du trou 11. Les composants d'embrayage 33 ont leurs bouts respectifs maintenus en contact avec les parois d'extrémité 37a des fenêtres 37 lorsqu'elles sont fermées tels qu'illustrés à la figure 7. A ce stade, en étendant le bras actionneur 41 de l'électroaimant 35, les composants d'accouplement 33 vont s'écarter tout en maintenant en déplacement leurs bouts le long des parois 37a jusqu'à la position illustrée à la figure 12. Des goupilles d'arrêt 38 sont disposées respectivement dans les fenêtres 37 pour empêcher les composants d'accouplement de faire saillie vers l'extérieur à partir de l'élément intérieur 2' à cause de la force centrifuge lorsque l'élément support 32 est dans sa position vers l'arrière. Une bague d'embrayage 39 est montée serrée sur la face périphérique intérieure du logement de diamètre faible 4. Telle qu'illustrée à la figure 1, elle est pourvue sur sa face périphérique intérieure d'une pluralité de dents d'embrayage conçues pour s'engrener avec les bouts des composants d'accouplement 33 lorsqu'ils sont éloignés. Dans cette disposition, l'élément intérieur 2 et le logement de diamètre faible 4 sont accouplés ensemble par l'embrayage des composants d'accouplement 33 avec les dents d'embrayage et avec les parois latérales circonférencielles 37b des fenêtres 37. Tel qu'illustré à la figure 7, un passage 42 qui communique avec le trou 1 1 est formé à l'extrémité arrière de l'élément intérieur 2' en prolongement de la périphérie extérieure de l'élément intérieur 2. Des fils conducteurs 43 s'étendent à partir de l'électroaimant 35 à travers le passage 42 et sont reliés à une bague collectrice 21 montée sur la périphérie extérieure de l'élément intérieur 2. De même que pour le premier mode de réalisation, le carter 22 fixé sur la carrosserie du véhicule est formé avec un io trou radial 23 dans lequel est monté un élément de poussée 24 qui peut se rapprocher et s'éloigner de la bague collectrice 21. Un balai 25 est monté au bout de l'élément de poussée 24 et est relié à la source de courant continu 26 telle qu'une batterie. Un arbre actionneur 28 de l'électroaimant extérieur 27 est également monté dans le trou 23. En enclenchant le commutateur 29 du circuit électrique de l'électroaimant extérieur 27, l'arbre actionneur 28 est étendu jusqu'à ce que l'élément de poussée 24 vienne en contact avec la bague collectrice 21. Au contraire, lorsque l'arbre actionneur 28 de l'électroaimant extérieur 27 se rétracte, l'élément de poussée 24 rappelé par un élément élastique 30 se déplace vers l'extérieur, séparant l'un de l'autre le balai 25 et la bague collectrice 21. Tel qu'illustré à la figure 13, le dispositif de transmission de rotation A' du second mode de réalisation est monté sur un véhicule à quatre roues motrices en reliant la bague extérieure 1 à l'arbre de transmission de roue avant B et l'élément intérieur 2 au différentiel avant C. En marche normale, il est nécessaire de convertir le mode d'entraînement entre quatre roues motrices et deux roues motrices en transmettant de facon sélective le couple de rotation aux roues avant et en l'interrompant. La bague extérieure 1 et l'élément intérieur 2 sont ainsi séparés l'une de l'autre en coupant l'alimentation de l'électroaimant intérieur 35. D'autre part, lorsqu'un frein moteur suffisamment important est nécessaire, comme lorsque le véhicule descend une longue pente, I'électroaimant extérieur 27 est enclenché pour déplacer l'élément de poussée 24 et amener le balai 25 en contact coulissant avec la bague collectrice 21. L'électroaimant intérieur 15 est ainsi enclenché, de sorte que l'élément support 32 est déplacé vers l'extrémité inférieure du io trou 11 jusqu'à ce que les composants d'accouplement 33 soient écartés et s'engrènent avec les dents d'embrayage 40 sur la bague d'embrayage 39. L'élément intérieur 2' et le logement de diamètre faible 4 sont maintenant accouplés ensemble. Lorsque l'élément intérieur 2' et le logement de diamètre faible 4 sont accouplés ensemble, le logement de diamètre faible 4 tourne en même temps que l'élément intérieur 2 quel que soit le sens dans lequel l'élément intérieur 2 tourne. Les sabots 5 vont ainsi s'incliner dans un sens et s'embrayer, accouplant ensemble ainsi l'élément intérieur 2 et la bague extérieure 1. Les quatre roues sont maintenant accouplées au système d'entraînement de sorte que le couple est transmis des roues avant au système d'entraînement. En d'autres termes, le frein moteur agit à la fois sur les roues avant et sur les roues arrière. Dans les deux modes de réalisation, les sabots utilisés comme éléments d'embrayage peuvent s'embrayer lorsqu'ils sont inclinés dans l'un ou l'autre sens. Mais, les sabots qui, chacun peut s'embrayer seulement lorsqu'il est incliné dans lI'un des sens inverses, chacun des sabots d'embrayage peut être monté entre la bague extérieure 1 et l'élément intérieur 2 de sorte que les sabots adjacents sont disposés symétriquement, c'est-à-dire dans des sens opposés l'un à l'autre. Les éléments d'embrayage peuvent également être des rouleaux au lieu d'être des sabots. Dans ce cas, les surfaces d'embrayage, qui peuvent s'embrayer avec les rouleaux, sont formées sur les surfaces opposées de la bague extérieure et5 de l'élément intérieur. REVENDICATIONS 1. Dispositif de transmission de rotation comprenant un élément d'entraînement et un élément entraîné montés de façon à pouvoir tourner l'un autour de l'autre, une pluralité d'éléments d'embrayage disposés entre ledit élément d'entraînement et ledit élément entraîné et conçus pour embrayer ledit élément d'entraînement et ledit élément entraîné pour les accoupler ensemble lorsqu'ils tournent dans l'un et l'autre sens, un élément de logement monté entre ledit no élément d'entraînement et ledit élément entraîné pour maintenir lesdits éléments d'embrayage écartés circonférenciellement l'un de l'autre à distance prédéterminée, ledit élément de logement et ledit élément d'entraînement étant accouplés ensemble de façon à pouvoir tourner l'un par i5 rapport à l'autre en laissant un jeu entre eux, deux moyens de communication de résistance de rotation (9) accouplés audit élément de logement pour communiquer une résistance de rotation (9) audit élément de logement dans des sens opposés, un moyen de conversion accouplé ledit élément de logement pour communiquer la résistance de rotation (9) provenant de l'un desdits deux moyens de communication de résistance de rotation (9) audit élément de logement lorsque ledit élément d'entraînement tourne dans un sens et pour communiquer la résistance de rotation (9) provenant de lI'autre desdits deux moyens de communication de résistance de rotation (9) audit élément de logement lorsque ledit élément d'entraînement tourne dans le sens inverse, et un moyen d'accouplement (10) monté sur ledit élément d'entraînement pour accoupler de façon sélective ledit élément entraîné audit élément d'entraînement ou audit élément de logement ou les séparer. 2. Dispositif de transmission de rotation selon la revendication 1 dans lequel ledit moyen d'accouplement (10) comprend un élément d'accouplement (13) pour accoupler et séparer ledit élément et ledit élément entraîné, et un électroaimant (1 5) pour déplacer ledit élément d'accouplement (13) jusqu'à ladite position de fonctionnement pour accoupler ensemble ledit élément et ledit élément entraîné. 3. Dispositif de transmission de rotation selon la revendication 2 dans lequel une bague collectrice (21) est reliée à un électroaimant (15) et dans lequel un dispositif de transmission de rotation comprend en outre un contact relié à une source extérieure de courant (26) et est monté de façon à io pouvoir être rapproché et éloigné de ladite bague collectrice (21).