Brevet FR2832197A1 — publié le 20030516

engagé. Domaine de l' invention La présente invention concerne un dispositif d'embrayage notamment pour un véhicule automobile comprenant: un boîtier rempli de fluide ou susceptible d'être rempli fluide, - au moins un premier organe de friction relié au boîtier pour tourner avec celui-ci, - au moins un second organe de friction relié ou susceptible d'être relié à un organe de sortie pour tourner avec celui-ci, et par application de fluide sous pression o - au moins un organe de pression qui presse les uns contre les autres les organes de friction. Description de l'arbre antérieur De tels dispositifs d'embrayages sont utilisés par exemple dans le domaine des convertisseurs de couples hydrodynamiques comme s l'embrayage de coupure ou encore dans les embrayages humides pour la transmission du couple dans une ligne de transmission. Pour embrayer de tels embrayages nécessitant un fluide sous pression, on applique un fluide sous pression à un élément de pression en forme de piston et on le dé- place ainsi pour presser les unes contre les autres différentes surfaces de o friction. La pression de fluide nécessaire à cet effet, est fournie en général par une pompe prévue au niveau de la transmission. Dans de tels systèmes, on distingue en principe entre deux configurations. Ainsi dans un système à deux conduites, l'élément de pis- ton de pression qui subdivise le volume intérieur du boîtier en essentiel s lement deux volumes, comporte une ouverture appelé buse de piston. Dans l'un des volumes, on introduit le fluide sous pression. La buse de piston permet en créant la différence de pression nécessaire à établir l'état embrayé, permettre aux fluides de passer dans l'autre volume pour en être extrait. L'inconvénient principal de ce système est que la fuite de fluides so existant dans cet état entre les deux volumes existe même s'il n'est pas nécessaire d'avoir un échange de fluide assurant le refroidissement du système. Dans le système à trois conduites, dans le volume dans le- quel se trouvent les surfaces appliquées en friction, pour créer l'état de ss transmission de couple, indépendamment de l'alimentation en fluide de l'autre volume, on effectue un échange de fluide pour le refroidissement. Dans l'autre volume on introduit du fluide sous pression par exemple pour créer la pression. Dans ce cas également, pour maintenir l'état de transmission de couple c'est-à-dire maintenir la différence de pression entre les deux volumes, il faut une pompe fournissant du fluide sous pression ce qui constitue une perte de puissance permanente. D'autres systèmes connus travaillent suivant le principe s consistant à créer la force d'embrayage par un élément de ressort par exemple un diaphragme ou un ressort Belleville ou encore un ressort héli coïdal de compression et la force nécessaire au détrayage est assurée par la mise en pression. À côté du fait que les forces d'embrayage nocessaires à l'établissement de l'état de transmission de couple ne peuvent souvent o pas étre fournies par des ressorts conventionnels en forme de membrane (diaphragme) ou des ressorts hélicoïdaux, dans ce montage, la pompe doit fonctionner de manière permanente à l'état débrayé. La présente invention a pour but de développer un dispositif d'embrayage notamment pour un véhicule automobile assurant d'une s manière simple et fiable la mise en pression nécessaire pour atteindre ou maintenir un certain état d'embrayage. Objet et avantages de l'invention Selon la présente intervention, ce problème est résolu par un dispositif d'embrayage du type défini cidessus, caractérisé par un dis o positif accumulateur de pression associé à au moins un organe de pres sion et qui par l'application de fluide sous pression d'au moins un organe de pression est ou passe dans un état d' accumulation de pression, et qui sollicite au moins cet organe de pression avec la pression accumulée. Selon les caractéristiques générales de la présente inven s tion, lorsqu'on génère la pression on l'applique en méme temps à un ac cumulateur de pression qui sollicite alors au moins un organe de pression et assure qu'indépendamment de la poursuite de la fourniture de fluide sous pression par la pompe, l'organe de pression dispose d'une force suffi sante pour créer la liaison par friction. On peut par exemple prévoir un dispositif accumulateur de pression ayant au moins un élément de piston accumulateur de pression déplacé contre l'action d'un accumulateur de force lorsqu'il est sollicité par le fluide sous pression. L'accumulateur de force est de préférence réalisé sous la 3s forme d'un ressort Belleville. On a dans un mode de réalisation avantageux, une utilisa tion p artic ulièrem ent effica ce de l' encombrement disp onib le si au moin s un organe de pression comprend un élément de piston de pression de forme annulaire et qui entoure l'élément de piston accumulateur de pres sion et si entre l'élément de piston de pression et l'élément de piston ac cumulateur de pression il est prévu un dispositif d'étanchéité autorisant un déplacement relatif. On peut en outre prévoir que l'élément de piston accumu lateur de pression présente une forme annulaire et s'appuie du côté radial intérieur contre le moyeu du boîtier de manière mobile, étanche ou fluide. Selon un autre développement avantageux de l'invention, la surface active du piston accumulateur de pression est inférieure la sur o face active du piston de pression. Comme le piston de pression et le piston accumulateur de pression communiquent pour la transmission réciproque de la pression, le dimensionnement donne une démultiplication de la force exercée par le piston accumulateur de pression. Cela permet d'utiliser un accumulateur de force sollicitant le piston accumulateur de pression, re s lativement faible tout en disposant d'une force d'application suffisante. Selon une réalisation avantageuse d'un dispositif d'embrayage, avant tout la pression d'application fournie par la charge de l' accumulateur de pression doit rester conservée pendant une durée pro longée, et il est prévu que le piston de pression, le piston accumulateur de o pression et le boîtier délimitent un premier volume qui ne communique pas par une liaison d'échange de fluide avec le second volume de fluide recevant les organes de friction. Une autre caractéristique avantageuse de l'invention prévoit d'associer un dispositif de vanne au premier volume de fluide par lequel on peut couper l'alimentation de fluide sous pression dans le premier vo lume de fluide. Cela permet qu'une fois l'état embrayé établi, la pompe d'alimentation de fluide n'aura pas à continuer de tourner au moins pour maintenir cet état. Simplement en coupant le premier volume de fluide et en ayant son accumulateur de pression garantissant une pression d'application suffisante, on conserve l'état embrayé du dispositif d'embrayage selon l'invention. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillé e à l' aide de mo de de ré alis ation rep ré senté e d ans les d essins an 3s nexés dans lesquels: - la figure 1 est une coupe longitudinale simplifiée d'un dispositif d'embrayage selon l'invention, la figure 2 est un schéma de principe d'un dispositif d'embrayage selon l'invention, réalisé sous la forme d'un système à deux conduites, - la figure 3 est une vue correspondant à celle de la figure 1 d'un dispo sitif d'embrayage construit comme un système à trois conduites. Description de modes de réalisation s La figure 1 montre un dispositif d'embrayage selon l'invention portant globalement la référence 10. Ce dispositif d'embrayage peut être réalisé comme embrayage de coupure et faire ainsi partie d'un convertisseur de couple hydrodynamique; il peut également s'agir d'un embrayage humide, de type classique. Le dispositif d'embrayage 10 o comprend un boîtier portant globalement la référence 12. Un couvercle de boîtier 14 est relié avec sa zone radiale intérieure solidairement au moyeu 16 du boîffer. Le couvercle de boîtier 14 ou moyeu de boîtier 16 peuvent être couplés à un organe d'entrâînement comme par exemple le vilebre quin d'un moteur à combustion interne pour tourner en commun. s Une partie de bo^itier 18 en regard axialement du couvercle 14 du boîtier est reliée solidairement à un moyeu de pompe 20 par sa zone radiale intérieure. Ce moyeu peut arriver jusque dans la boîte de trans mission pour entrâîner une pompe à fluide. Radialement à l'extérieur, une partie de boîtier 22 sensi blement cylindrique relie le couvercle 14 à la partie de boîtier 18. La partie de boîtier 22 comporte sur son côté périphérique intérieur, une denture 24. Des lamelles respectives 26 engrènent avec la denture 24, ces lamelles sont reliées de cette manière au boîffer 12 pour tourner en commun tout en pouvant se déplacer axialement par rapport au boîtier 12 grâce à la 2s configuration de la denture 24 dirigée dans la direction de l'axe de rotation A. On a en outre les lamelles 28 dont la zone radiale intérieure est en prise d'engrènement avec une denture réalisée sur le moyeu de sortie 30. Cette denture est également dirigée longitudinalement dans la direction de l'axe de rotation A. Le moyeu de sortie 30 peut être couplé solidairement en rotation de manière habituelle à un organe de sortie 34, par exemple l'arDre d'entrée d'une transmission de boîte de vitesses. Le moyeu 16 du boîtier est monté par un manchon de palier lisse 17 à l'arbre d'entrée 34 de la transmission. Les lamelles 26, 28 forment un premier et un second organe de friction qui, comme déjà indiqué, sont reliés ou peuvent être re 3s liés au boîffer 12 ou à un organe de sortie 34 pour tourner en commun et peuvent par exemple s'appliquer en frottement au niveau des garnitures de fricffon 36 prévues sur au moins certaines des lamelles 26, 28. Un piston de pression 38 annulaire est logé dans le boîffer s 12. Ce piston est appuyé par sa zone périphérique extérieure, par un élé- ment d'étanchéité 40 contre un segment cylindrique 42 du couvercle de boîtier 14 d'une manière étanche aux fluides. I1 est en outre prévu un piston accumulateur de pression 44 d'un dispositif accumulateur de pres s sion 46 non représenté de manière détaillée. Ce piston accumulateur de pression 44 est de forme annulaire. I1 est positionné pour se situer radia- lement entre la zone périphérique intérieure du piston de pression 38 et la zone périphérique extérieure du moyeu 16 du boîtier. Entre le piston de pression 38 et le piston accumulateur de pression 44 il est prévu un joint o d'étanchéité 48. De même, entre la zone radiale intérieure du piston ac- cumulateur de pression 44 et le moyeu 16 du boîtier il est prévu un élé- ment d'étanchéité 50. De cette manière, les deux pistons 38, 44 peuvent être déplacés l'un par rapport à l'autre et par rapport au boîtier 12 ou au moyeu de boîtier 16 dans la direction axiale. s Un accumulateur de force 52 réalisé par exemple sous la forme d'un diaphragme ou d'un ressort belleville est associé au piston ac cumulateur de pression 44 du dispositif accumulateur de pression 46. Cet accumulateur de pression 52 sollicite le piston en direction du couvercle 14 du boîtier. On voit à la figure 1 que dans la structure décrite ci- dessus, le volume intérieur du boîtier 12 est subdivisé en deux zones. La première zone 54 est formée essentiellement entre les deux pistons 38, 44 et le couvercle 14 du boîtier. Une seconde zone 56 est délimitée principalement par les deux pistons 38, 44 et les parties de boî- tier 22, 18 et contient les lamelles 26, 28. s Les deux zones de pressions 54, 56 peuvent être reliées à une source de fluide sous pression par exemple à la pompe à fluide prévue dans la transmission évoquée ci-dessus. Ainsi le fluide de la pompe peut passer par exemple par l'intervalle 35 formé entre l'arDre d'entrée de transmission 34 servant d'organe de sortie et le moyeu de pompe 20 pour arriver dans le volume 62 dans lequel un élément d'appui 37, par exemple réalisé comme anneau de palier lisse soutient le moyeu de sortie 30 axia- lement par rapport au boîtier 12. Des orifices de passage 39 sont prévus dans cet élément d'appui 37 permettant l'arrivée du fluide à l'intérieur du dispositif de boîtier 12. À l'autre extrémité axiale, le moyeu de sortie 30 est appuyé dans une zone de volume 60 par l'intermédiaire d'un autre élé- ment d'appui 41 par exemple en forme d'élément de palier lisse contre le moyeu 16 du boîtier, par un appui axial. Cet élément d'appui 41 comporte également plusieurs orifices de passage 43. Le fluide peut arriver par ces orifices de passage 43, radialement à l'intérieur et dans un ou plusieurs canaux 45 prévus de manière excentrée dans l'arbre 34, de manière pa- rallèle à l'axe longitudinal A. Ces canaux retournent au réservoir de fluide. L'alimentation en fluide vers l'espace 54 se fait par une ouverture ou per çage 47 prévue au centre de l'arbre 34 et par lequel le fluide peut arriver dans le moyeu 16 et les orifices 58 prévus dans celui-ci puis dans le vo- lume 54. Pour éviter un échange de fluide, non voulu entre le volume 54 et le volume 56 on peut prévoir un élément de manchon de palier lisse 49 servant en même temps de palier axial et/ou radial du moyeu 16 sur o l'arbre 34; cet élément 49 peut assurer en même temps une séparation essentiellement étanche au fluide. Le dispositif d'embrayage 10 décrit ci-dessus fonctionne comme cela sera décrit ci-après en référence aux figures 2 et 3. La figure 2 montre la structure de principe d'un système à deux conduites. Cela si s gnifie qu'il y a en définitive une conduite d'alimentation de fluide 64 et une conduite de retour de fluide 66; la conduite 64 fournit du fluide débité par la pompe et par la conduite 66 on fait revenir le fluide vers le réser- voir. Selon la figure 2 on reconnaît en outre les deux volumes 54, 56 re- présentés schématiquement. Le volume 56 contient les organes de friction o non représentés à la figure 2 par exemple les lamelles 26, 28. Le volume 54 reçoit du fluide par les orifices 58 décrits ci-dessus. Dans le cas du système représenté à deux conduites, la conduite d'alimentation en fluide 64 se divise en une branche 68 qui passe par exemple par un organe d'étranglement 70 pour arriver dans l'espace 56 une branche 72 qui passe par les orifices 58 pour arriver dans l'espace 54. Une soupape de com- mutation 74 est prévue dans la branche 72 et elle peut par exemple être commutée pour basculer de l'état représenté à la figure 2 et permettant l'alimentation fluide du volume 54 dans un état coupant la branche 72 et fermant ainsi le volume 54 à la fois vis-à-vis de l'alimentation fluide et du retour de fluide. Le fonctionnement du dispositif représenté à la figure 2 sera décrit ciaprès. Pour embrayer le dispositif d'embrayage 10 on libère par une commande approprice de la vanne 74 la branche 72 pour que la pres- sion générée par l'organe d'étranglement 70 puisse se propager dans le ss volume 54. La pression du fluide augmente alors dans le volume 54 par rapport à la pression régnant dans le volume 56. En conséquence, le pis- ton de pression 38 se déplace et presse les unes contre les autres les la- melles dans leurs zones de surface de friction ou les presse contre le botier 12. Avec cette mise en pression du piston de pression 38, le piston accumulateur de pression 44 est également sollicité et il est déplacé con- tre l' action de l' accumulateur de force 5 2 qui peut également être réalisé sous la forme d'un ressort hélicoïdal ou d'un organe analogue. s L'accumulateur de force 52 est conçu ou il a une caractéristique telle que pour la pression maximale régnant dans la chambre 54 il n'arrive pas en butée ou en blocage. Si l'embrayage 10 est embrayé complètement par une force de pression appropriée, on commute de nouveau la vanne 74 et on bloque o la branche 72 contre l'arrivée ou la sortie de fluide. Il règne alors une cer- taine pression de fluide dans le volume 54 et cette pression est suffisante pour transmettre le couple maximum prévisible. Par exemple dans la zone des différents éléments d'étanchéité, les fuites de liquide ne conduisent pas à une diminution de la force d'application mettant en danger les ca s ractéristiques de fonctionnement car le dispositif accumulateur de pres- sion 46 assure la compensation de tel faible fluide dans le système et maintient une pression de fluide suffisante dans la zone 54. Dans ces conditions il n'est plus nécessaire de faire fonctionner la pompe d'alimentation fluide pour maintenir la pression d'embrayage. Au contraire o c'est indépendamment de ce que le volume 54 dispose d'une plage de pression suffisamment élevée, que l'on peut faire débiter la pompe par la branche 68 dans le volume 56 et participer ainsi au refroidissement. La figure 3 montre un dispositif d'embrayage 10 équipé d'un système à trois conduites. On remarque deux systèmes de circuit de s fluide, essentiellement séparés. Un premier système de circuit de fluide, comporte une conduite d'alimentation de fluide 64 et une conduite de sortie de fluide 66 pour assurer l'échange de fluide dans volume le 56 qui contient les surfaces coopérant en friction. Une seconde conduite d'alimentation en fluide 76 fournit du fluide de la pompe aux orifices 58 o ou au volume 54. On peut par exemple prévoir de débiter au choix du fluide par l'intermédiaire d'une vanne de commutation vers la conduite d'alimentation 64 ou la conduite d'alimentation 76. Lorsque le volume 54 est à une pression de fluide suffisante pour maintenir l'état de transmis- sion de couple et que l'accumulateur de pression 46 est dans son état de ss stockage de pression, on peut couper l'alimentation en fluide par la con- duite 76 si bien fait que le volume 54 est fermé vis-à-vis de l'alimentation et de la sortie de fluide de travail. Dans les deux systèmes représentés aux figures 2 et 3, on garantit qu'essentiellement de façon indépendante de l'état embrayé ou non, le volume 56 qui contient les surfaces travaillant par friction est par- couru par du fluide. Ces modes de réalisation selon l'invention sont parti- culièrement avantageux si l'alimentation en liquide hydraulique se fait s avec une pompe entraînée électriquement et activée suivant la demande c'est-à-dire lorsqu'elle est seulement activée s'il faut effectivement établir une pression de fluide et non pas comme cela est par exemple le cas dans les convertisseurs de couple hydrodynamique, de façon permanente pour créer une pression de fluide ce qui se traduit par des pertes de la puis o sance correspondantes. Un autre avantage du système selon l'invention est qu'en fournissant du fluide au piston de pression 38, celui-ci est tou- jours dans son état d'embrayage correct, indépendamment de l'état d'usure d'une quelconque garniture de friction ou moyen analogue, sans avoir à prévoir un quelconque composant de compensation automatique s comme cela est par exemple le cas pour les embrayages à sec utilisant des systèmes de compensation d'usure. En outre on remarque le rapport des surfaces actives d'une part du piston de pression 38 et d'autre part du piston accumulateur de pression 44, dont le rapport de l'application ou de génération de pression permet une transmission de pression ou de force o utilisant des accumulateurs de force relativement petits ou faibles. Cette transmission de force peut par exemple se faire avec une surface active du piston accumulateur de pression 44 plus petite que la surface active du piston de pression 38. Dans le montage représenté cela résulte du fait que pour une extension radiale pratiquement égale (en réalité le piston de s pression 38 est même de dimensions radiales légèrement supérieures), le piston de pression 38 forme un anneau d'un diamètre moyen plus grand. Cela permet de dimensionner l'accumulateur de force 52 de manière rela- tivement faible pour générer la force de pression 25. Il est à remarquer que le principe selon l'invention peut o également s'appliquer à un convertisseur de couple hydrodynamique sous la forme d'un embrayage de coupure. Il est en outre évident que le nombre et la réalisation parti- culière des lamelles ou des zones de surface coopérant par friction se choisissent en fonction des applications. En principe, il est également en ss visageable d'appliquer le piston de pression 38 directement contre un or- gane de friction tournant par rapport à celui-ci. Dans ce cas, il faut néanmoins veiller à ce que le piston de pression 38 soit tenu solidairement en rotation par exemple par rapport au boîtier 12. REVENDICATIONS 1 ) Dispositif d'embrayage notamment pour un véhicule automobile com prenant: - un boîtier (12) rempli de fluide ou susceptible d'étre rempli fluide s - au moins un premier organe de friction (26) relié au boîtier (12) pour tourner avec celui-ci, - au moins un second organe de friction (28) relié ou susceptible d'étre relié à un organe de sortie (34) pour tourner avec celui-ci, et par application de fluide sous pression o - au moins un organe de pression (38) qui presse les uns contre les au- tres les organes de friction (26, 28), caractérisé par un dispositif accumulateur de pression (46) associé à au moins un organe de pression (38) et qui par l'application de fluide sous pression d'au moins s un organe de pression (38) est ou passe dans un état d'accumulation de pression, et qui sollicite au moins cet organe de pression (38) avec la pres- sion accumulée. 2 ) Dispositif d'embrayage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif accumulateur de pression (46) comporte au moins un élément de piston accumulateur de pression (44) qui peut étre déplacé par l'application de fluide sous pression contre l'action d'un générateur de force (52). 3 ) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'accumulateur de force (52) comprend au moins un ressort Belleville. o 4 ) Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que l'organe de pression (38) est un élément de piston de pression (38) de forme annulaire qui entoure l'élément de piston accumulateur de pression (44) et entre l'élément de piston de pression (38) et l'élément de piston ac ss cumulateur de pression (44), il est prévu un dispositif d'étanchéité (48) autorisant un déplacement relatif. ) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément de piston accumulateur de pression (44) est de forme annulaire et s'appuie contre un côté radial intérieur par rapport à un moyeu de boî tier (16), de manière étanche ou fluide et de façon à pouvoir se déplacer. 6 ) Dispositif d'embrayage selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la surface active de l'élément de piston accumulateur de pression (44) est inférieure à la surface active de l'élément de piston de pression (38). 7 ) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément piston de pression (38), l'élément de piston accumulateur de pression (44) et le boîtier (12) délimitent un premier volume de fluide (54) qui est essentiellement sans liaison d'échange de fluide avec un second volume de fluide (56) associé aux organes de friction (26, 28). 8 ) Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu' o un dispositif à vanne (74) est associé au premier volume de fluide (54) peut couper l'alimentation en fluide sous pression du premier volume de