Brevet FR2807478A1 — publié le 20011012

L'invention concerne un dispositif de déplacement axial, notamment destiné à solliciter ou charger les disques de friction d'un embrayage à friction, ou à immobiliser et serrer les disques à effet visqueux d'un viscocoupleur, comprenant deux parties pouvant tourner l'une par rapport à l'autre et montées coaxialement dans un carter, un agencement de pompe, dont les pièces de carter sont reliées à l'une des parties et dont les éléments de refoulement sont reliés à l'autre des parties, de façon telle, que pour une rotation relative des parties l'une par rapport à l'autre, il se produise un refoulement de fluide dans l'agencement de pompe, un réservoir pour du fluide, de volume variable, une chambre de pression délimitée par un piston axial, une liaison fluidique du réservoir à la chambre de pression par l'intermédiaire de l'agencement de pompe et d'une conduite de pression, et une liaison fluidique de la chambre de pression au réservoir par l'intermédiaire d'une conduite de dérivation comprenant une électrovanne. Des dispositifs de déplacement axial du type de celui précité sont par exemple utilisés pour l'actionnement d'embrayages à friction comportant des premiers et des seconds disques de friction disposés de manière alternée, et dans lesquels des premiers disques de friction de l'embrayage à friction sont liés de manière fixe en rotation à la première des parties, des seconds disques de friction de l'embrayage à friction sont liés de manière fixe en rotation à la seconde des parties, les disques de friction, de façon globale, s'appuient axialement à une extrémité sur l'une des parties, et les disques de friction sont sollicités ou chargés globalement à l'autre extrémité, par le piston axial. Des dispositifs de déplacement axial de ce type 2 2807478 sont également utilisés dans des viscocoupleurs comportant des premiers et des seconds disques à effet visqueux disposés de manière alternée, et dans lesquels des premiers disques à effet visqueux du viscocoupleur sont liés de manière fixe en rotation à la première des parties, des seconds disques à effet visqueux du viscocoupleur sont montés de manière librement tournante par rapport aux parties, des anneaux de serrage d'une épaisseur plus importante que les premiers disques à effet visqueux sont disposés respectivement entre les seconds disques à effet visqueux et sont liés de manière fixe en rotation à la seconde des parties, l'ensemble des seconds disques à effet visqueux et des anneaux de serrage s'appuient axialement à une extrémité sur l'une des parties, et l'ensemble des seconds disques à effet visqueux et des anneaux de serrage peut être sollicité ou chargé, à l'autre extrémité, par le piston axial. Des agencements de couplage du type de celui cité sont utilisés dans la ligne de transmission de véhicules automobiles comprenant un essieu moteur entraîné en permanence et un essieu moteur entraîné en cas de besoin, et sont à cet effet agencés de façon telle, qu'ils produisent la mise en service de l'essieu entraîné en cas de besoin, en fonction d'une différence de vitesses de rotation. Cela signifie qu'en cas de glissement ou patinage sur l'essieu entraîné en permanence, qui conduit à une valeur de différence entre les vitesses des deux essieux, le coupleur à disques se ferme en vue d'entraîner également l'autre essieu. Un dispositif de ce type est connu, par exemple d'après le document DE 198 60 532 Al. Il a déjà été proposé dans le cadre d'un tel dispositif, que du fluide refoulé par l'agencement de pompe puisse retourner de la chambre de pression dans le 3 2807478 réservoir, par l'intermédiaire d'une conduite de dérivation commandée. Cela sert toutefois simplement à commander la chute de pression en cas d'excès de pression, par l'intermédiaire d'une soupape de sûreté. Un exemple de ceci se trouve dans le document DE 195 05 800 Al. Par ailleurs, on sait de manière générale que les dispositifs cités nécessitent une fonction d'arrêt pouvant être commandée de l'extérieur en vue d'être compatible avec des systèmes anti-blocage de frein "ABS" ou des systèmes de contrôle électronique de trajectoire "ESP" de "Electronic Stability Program". Des dispositifs de déverrouillage mécaniques, commandés par voie magnétique et adaptés à cela sont décrits par exemple dans le document DE 39 11 122 Cl. La mise à l'arrêt d'agencements de couplage du type cité, dans la ligne de transmission, souhaitée pour les systèmes "ABS" ou "EBS", est généralement réalisé, d'après l'état de la technique, à l'aide d'un dispositif de déplacement axial se trouvant dans un carter stationnaire et s'appuyant contre une partie en rotation du coupleur, par l'intermédiaire d'une butée axiale se trouvant sous charge. L'inconvénient de cela réside dans le fait que la différence de vitesses de rotation de la butée axiale ainsi chargée est identique à la vitesse de rotation du coupleur. Cela limite la durée de vie de l'ensemble de l'unité de couplage. Un exemple de cela est constitué par le système dit "Haldex Limited Slip Coupling". Un autre exemple est constitué par un coupleur du type "Powr Lok " de la demanderesse. Le but de l'invention consiste à fournir un dispositif de déplacement axial du type de celui cité, qui réalise la fonction de mise à l'arrêt, extérieure, à 4 2807478 l'aide de moyens simples. Cela est obtenu grâce au fait qu'une bobine primaire est disposée dans le carter fixe et peut être excitée en étant commandée de l'extérieur, qu'une bobine secondaire est disposée dans l'une des parties et peut être excitée, sans contact, par la bobine primaire, et que l'électrovanne peut être commandée dans le sens d'une ouverture par la bobine secondaire en cas d'excitation par la bobine primaire. L'agencement de pompe peut ici être une pompe à engrenages, une pompe à effet de cisaillement (système "Visco Lok "), ou une pompe à pistons axiaux. De manière exceptionnellement avantageuse, l'agencement pour l'actionnement de l'électrovanne dans la dérivation vers l'agencement de pompe, est totalement exempt de frottement et, à l'exception de l'électrovanne, entièrement exempt d'usure. En vue d'assurer l'aptitude au fonctionnement également dans le cas o les parties du dispositif de déplacement axial, et ainsi en règle générale les parties de l'agencement de couplage, ne tournent pas, il est nécessaire d'alimenter la bobine primaire avec un champ alternatif. Dans la mesure o l'on part du principe que l'intervention exigée ne devient nécessaire que dans le cas de la présence d'une vitesse de rotation, l'excitation de la bobine primaire uniquement par un courant continu est également suffisante. On peut considérer que le cas normal est celui pour lequel l'électrovanne n'est commandée que selon une fonction d'ouverture/fermeture. Sans sortir du concept de l'invention, il est toutefois également possible d'envisager de prévoir une vanne de régulation dont la section transversale d'ouverture est augmentée en fonction d'une tension de commande dépendant d'une différence de vitesses de rotation. 2807478 L'avantage particulier du dispositif de déplacement conforme à l'invention réside dans une réponse extrêmement spontanée permettant d'effectuer la course de déplacement dans des temps inférieurs à 20 millisecondes. L'invention se rapporte donc également à l'utilisation d'un tel dispositif de déplacement axial dans un embrayage à friction comportant des premiers et des seconds disques de friction disposés de manière alternée, dans lequel des premiers disques de friction de l'embrayage à friction sont liés de manière fixe en rotation à la première des parties, des seconds disques de friction de l'embrayage à friction sont liés de manière fixe en rotation à la seconde des parties, les disques de friction, de façon globale, s'appuient axialement à une extrémité sur l'une des parties, et les disques de friction sont sollicités ou chargés globalement à l'autre extrémité, par le piston axial. Le dispositif conforme à l'invention peut également être utilisé dans un viscocoupleur comportant des premiers et des seconds disques à effet visqueux disposés de manière alternée, dans lequel des premiers disques à effet visqueux du viscocoupleur sont liés de manière fixe en rotation à la première des parties, des seconds disques à effet visqueux du viscocoupleur sont montés de manière librement tournante par rapport aux parties, des anneaux de serrage d'une épaisseur plus importante que les premiers disques à effet visqueux sont disposés respectivement entre les seconds disques à effet visqueux et sont liés de manière fixe en rotation à la seconde des parties, l'ensemble des seconds disques à effet visqueux et des anneaux de serrage s'appuient axialement à une extrémité sur l'une des parties, et l'ensemble des seconds disques à effet visqueux et des 6 2807478 anneaux de serrage peut être sollicité ou chargé à l'autre extrémité, par le piston axial. Deux exemples de réalisation préférés de l'invention vont être explicités dans la suite, au regard des dessins annexés, qui montrent: Fig. 1 un dispositif de déplacement axial conforme à l'invention, réuni à un embrayage à friction; Fig. 2 un dispositif de déplacement axial conforme à l'invention, réuni à un viscocoupleur. La figure 1 montre un dispositif de couplage 11, dans lequel sont regroupés un embrayage à disques 18 et un dispositif de déplacement axial 25. Le dispositif de couplage 11 formé de ces deux éléments, est monté dans un carter 12 fixe, uniquement représenté de manière partielle. Le dispositif de couplage 11 comporte deux parties, à savoir un arbre 13 et une cage 14, qui pour leur part peuvent tourner l'une par rapport à l'autre. Un roulement à billes 15 sert de palier de montage du dispositif de couplage dans le carter 12. Un roulement à aiguilles 16 et un roulement à billes 17 servent au montage en rotation relative réciproque de l'arbre 13 et de la cage 14. L'embrayage à disques 18 comprend des disques extérieurs 19 qui sont maintenus liés en rotation directement dans la cage 14, sur une denture intérieure 20, et des disques intérieurs 21, qui sont maintenus liés en rotation, directement sur une denture extérieure 22 d'un corps de moyeu 23. Le corps de moyeu 23 est lié à l'arbre 13 par l'intermédiaire d'une prise réciproque par denture. Les disques s'appuient sur une paroi frontale de la cage 14. Ils sont sollicités ou chargés axialement par un plateau de pression 24 sur lequel agit un piston axial 26 du dispositif de déplacement axial 25. Le piston axial 26 s'appuie par 7 2807478 l'intermédiaire de rondelles-ressort 27, sur la cage 14, et délimite sur le côté opposé, une chambre de pression 28, qui est alimentée par l'intermédiaire d'une conduite de pression 29, au moyen d'une pompe à engrenages 32, en fluide, qui est véhiculé à partir d'un réservoir 30 dans la cage 14, en passant par une conduite d'aspiration 41 (située dans un autre plan de coupe). Ce réservoir est formé par une partie de la cage 14 et est délimité par un cylindre annulaire 31. La pompe à engrenages 32 comprend une roue centrale 33 liée au corps de moyeu 23, et une roue satellite 34 montée dans la cage 14. Il est prévu une conduite de dérivation 35 conduisant de la chambre de pression 28 au réservoir 30 et pouvant être commandée par une électrovanne 36. L'électrovanne 36 est commandée par l'intermédiaire d'une ligne 39, au moyen d'une bobine secondaire 37 qui est logée à l'intérieur de la cage 14. La bobine secondaire 37 est excitée, sans contact, par une bobine primaire 38 qui est montée de manière fixe dans le carter 12 et qui est alimentée en courant par un conducteur 40. Le mode d'action de l'agencement de couplage est dans une large mesure, connu. En cas de vitesse de rotation relative de l'arbre 13 par rapport à la cage 14, la pompe à engrenages 32 se met en action et refoule du fluide du réservoir 30 dans la chambre de pression 28. Cela provoque le déplacement du piston axial 26, à l'encontre de la force de rappel du ressort 27, vers le plateau de pression 24 qui comprime l'empilement de disques de l'embrayage à friction 18 en freinant ainsi la cage 14 par rapport au moyeu 23/à l'arbre 13. En raison d'un tel freinage, le refoulement de la pompe est diminué, de sorte que les rondelles-ressort 27 repoussent à nouveau le piston 26, en produisant ainsi l'ouverture lente de l'embrayage 18. Lors de ces opérations, l'électrovanne 36 est fermée. En cas d'excitation de la bobine primaire 38, on produit simultanément l'excitation de la bobine secondaire 37 8 2807478 qui produit l'ouverture de l'électrovanne. Le fluide peut ainsi s'écouler immédiatement en retour dans le réservoir 30 par l'intermédiaire de la conduite de dérivation 35, de sorte que le refoulement du piston axial 26 par les rondelles-ressort 27, décrit précédemment, s'effectue de manière brutale, comparé au retour lent décrit précédemment, s'effectuant par l'intermédiaire de l'écoulement par la conduite de pression et la pompe à engrenages 32. La figure 2 montre un agencement de couplage 1il dans lequel sont regroupés un viscocoupleur 18' et un dispositif de déplacement axial 25. Le dispositif de couplage 11 formé de ces deux éléments, est monté dans un carter 12 fixe, uniquement représenté de manière partielle. Le dispositif de couplage 11 comporte deux parties, à savoir un arbre 13 et une cage 14, qui pour leur part peuvent tourner l'une par rapport à l'autre. Un roulement à billes 15 sert de palier de montage du dispositif de couplage dans le carter 12. Un roulement à aiguilles 16 et un roulement à billes 17 servent au montage en rotation relative réciproque de l'arbre 13 et de la cage. Le viscocoupleur 18' comprend de manière alternée des disques extérieurs 19' et des entretoises 19'' qui sont maintenues liées en rotation directement dans la cage 14, sur une denture intérieure 20, et des disques intérieurs 21', qui sont maintenus liés en rotation, directement sur une denture extérieure 22 d'un corps de moyeu 23. L'épaisseur des entretoises 19'' est supérieure à l'épaisseur des disques intérieurs 21'. Le corps de moyeu 23 est lié à l'arbre 13 par l'intermédiaire d'une prise réciproque par denture. Les disques s'appuient sur une paroi frontale de la cage 14. Ils sont sollicités ou chargés axialement par un plateau de pression 24 sur lequel agit un piston axial 26 du dispositif de déplacement axial 25. Le piston axial 26 9 2807478 s'appuie par l'intermédiaire de rondelles-ressort 27, sur la cage 14 et délimite sur le côté opposé, une chambre de pression 28 qui est alimentée par l'intermédiaire d'une conduite de pression 29, au moyen d'une pompe à engrenages 32, en fluide, qui est véhiculé à partir d'un réservoir 30 dans la cage 14, en passant par une conduite d'aspiration 41 (située dans un autre plan de coupe). Ce réservoir est formé par une partie de la cage 14 et est délimité par un cylindre annulaire 31. La pompe à engrenages 32 comprend une roue centrale 33 liée au corps de moyeu 23, et un roue satellite 34 montée dans la cage 14. Il est prévu une conduite de dérivation 35 conduisant de la chambre de pression 28 au réservoir 30 et pouvant être commandée par une électrovanne 36. L'électrovanne 36 est commandée par l'intermédiaire d'une ligne 39, au moyen d'une bobine secondaire 37 qui est logée à l'intérieur de la cage 14. La bobine secondaire 37 est excitée, sans contact, par une bobine primaire 38 qui est montée de manière fixe dans le carter 12 et qui est alimentée en courant par un conducteur 40. Le mode d'action de l'agencement de couplage est dans une large mesure, connu. En cas de vitesse de rotation relative de l'arbre 13 par rapport à la cage 14, la pompe à engrenages 32 se met en action et refoule du fluide du réservoir 30 dans la chambre de pression 28. Cela provoque le déplacement du piston axial 26, à l'encontre de la force de rappel du ressort 27, vers le plateau de pression 24 qui comprime l'empilement de disques du viscocoupleur 18' en freinant ainsi la cage 14 par rapport au moyeu 23/à l'arbre 13. En raison d'un tel freinage, le refoulement de la pompe est diminué, de sorte que les rondelles-ressort 27 repoussent à nouveau le piston 26, en produisant ainsi l'ouverture lente du viscocoupleur 18'. Lors de ces opérations, l'électrovanne 36 est fermée. En cas d'excitation de la bobine primaire 38, on produit 2807478 simultanément l'excitation de la bobine secondaire 37 qui produit l'ouverture de l'électrovanne. Le fluide peut ainsi s'écouler immédiatement en retour dans le réservoir 30 par l'intermédiaire de la conduite de dérivation 35, de sorte que le refoulement du piston axial 26 par les rondelles-ressort 27, décrit précédemment, s'effectue de manière brutale, comparé au retour lent décrit précédemment, s'effectuant par l'intermédiaire de l'écoulement par la conduite de pression et la pompe à engrenages 32. h1 2807478 REVENDICATIONS. 1. Dispositif de déplacement axial, notamment destiné à solliciter ou charger les disques de friction d'un embrayage à friction, ou à immobiliser et serrer les disques à effet visqueux d'un viscocoupleur, comprenant, - deux parties (13, 14) pouvant tourner l'une par rapport à l'autre et montées coaxialement dans un carter (12), - un agencement de pompe, dont les pièces de carter sont reliées à l'une des parties (14) et dont les éléments de refoulement sont reliés à l'autre des parties (13), de façon telle, que pour une rotation relative des parties (13, 14) l'une par rapport à l'autre, il se produise un refoulement de fluide dans l'agencement de pompe, - un réservoir (30) pour du fluide, de volume variable, - une chambre de pression (28) délimitée par un piston axial (26), - une liaison fluidique du réservoir à la chambre de pression par l'intermédiaire de l'agencement de pompe (32) et d'une conduite de pression (29), - une liaison fluidique de la chambre de pression au réservoir par l'intermédiaire d'une conduite de dérivation (35) comprenant une électrovanne (36), caractérisé en ce qu'une bobine primaire (38) est disposée dans le carter (12) fixe et peut être excitée en étant commandée de l'extérieur, en ce qu'une bobine secondaire (37) est disposée dans l'une des parties et peut être excitée, sans contact, par la bobine primaire (38), et en ce que l'électrovanne (36) peut être commandée dans le sens d'une ouverture par la bobine secondaire (37) en cas d'excitation par la bobine primaire (38). 12 2807478 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agencement de pompe (32) est une pompe à engrenages. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agencement de pompe est une pompe à effet de cisaillement (système "Visco Lok "). 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agencement de pompe est une pompe à pistons axiaux. 5. Utilisation d'un dispositif de déplacement axial selon l'une des revendications 1 à 4 dans un embrayage à friction comportant des premiers et des seconds disques de friction disposés de manière alternée, caractérisée en ce que des premiers disques de friction de l'embrayage à friction sont liés de manière fixe en rotation à la première des parties, en ce que des seconds disques de friction de l'embrayage à friction sont liés de manière fixe en rotation à la seconde des parties, en ce que les disques de friction, de façon globale, s'appuient axialement à une extrémité sur l'une des parties, et en ce que les disques de friction sont sollicités ou chargés globalement à l'autre extrémité, par le piston axial. 6. Utilisation d'un dispositif de déplacement axial selon l'une des revendications 1 à 4 dans un viscocoupleur comportant des premiers et des seconds disques à effet visqueux disposés de manière alternée, 13 2807478 caractérisée en ce que des premiers disques à effet visqueux du viscocoupleur sont liés de manière fixe en rotation à la première des parties, en ce que des seconds disques à effet visqueux du viscocoupleur sont montés de manière librement tournante par rapport aux parties, en ce que des anneaux de serrage d'une épaisseur plus importante que les premiers disques à effet visqueux sont disposés respectivement entre les seconds disques à effet visqueux et sont liés de manière fixe en rotation à la seconde des parties, en ce que l'ensemble des seconds disques à effet visqueux et des anneaux de serrage s'appuient axialement à une extrémité sur l'une des parties, et en ce que l'ensemble des seconds disques à effet visqueux et des anneaux de serrage peut être sollicité ou chargé à l'autre extrémité, par le piston axial.