Brevet FR2868137A1 — publié le 20050930

Dispositif et procédé d'alimentation en fluide hydraulique pour un embrayage de boîte de vitesses. La présente invention concerne l'alimentation en fluide 5 hydraulique d'un ou plusieurs embrayages de boîte de vitesses de véhicule automobile à frottement humide. Dans une boîte de vitesses, on prévoit généralement en entrée un ou plusieurs embrayages à frottement humide comportant une pluralité de disques venant en contact de frottement les uns avec les autres, de façon à assurer le passage des rapports de démultiplication de la boîte de vitesses. Lorsqu'on utilise deux embrayages, ceux-ci peuvent être imbriqués l'un dans l'autre. Généralement, le ou les embrayages ainsi montés en entrée de la boîte de vitesses sont alimentés en fluide hydraulique par le moyeu de la boîte de vitesses sur lequel les embrayages sont montés. L'alimentation en fluide hydraulique comprend plusieurs conduites. En effet, chaque embrayage est actionné par un piston de commande soumis à la pression régnant dans une chambre de commande et à la pression antagoniste régnant dans une chambre de compensation. I1 est donc nécessaire de prévoir une alimentation en fluide hydraulique pour chaque chambre de commande, une alimentation en fluide hydraulique pour chaque chambre de compensation et une alimentation en fluide hydraulique pour assurer la lubrification des disques de chaque embrayage. Dans ce type de transmission utilisé dans un véhicule automobile, le débit de lubrification nécessaire pour le fonctionnement des disques d'embrayage varie considérablement selon les phases de fonctionnement. Lorsque le moyeu sur lequel sont montés le ou les embrayages est fixe en rotation, les conduites d'alimentation en fluide hydraulique doivent être maintenues sous des pressions suffisantes pour 2868137 2 assurer l'alimentation en fluide hydraulique dans les différentes zones concernées. Il y a lieu de noter que la situation est différente dans le cas d'un moyeu rotatif où l'huile se trouve centrifugée, modifiant ainsi les conditions d'alimentation. La conduite d'alimentation en fluide hydraulique destinée à la lubrification du ou des embrayages devant transmettre des débits très variables suivant les phases de fonctionnement, il n'est pas possible de garantir en permanence une pression suffisante pour alimenter également les chambres de compensation agissant sur les pistons de commande dans le cas d'un moyeu fixe. On prévoit généralement des conduites d'alimentation séparées pour résoudre cette difficulté, comme décrit par exemple dans la demande de brevet européen EP-A-1 174 633 (MANNESMANN). Il est alors nécessaire de prévoir une conduite spécifique pour la lubrification du ou des embrayages, deux conduites d'alimentation pour les chambres de compensation et deux conduites spécifiques, chacune destinée aux chambres de commande des pistons de commande. On comprend que cette solution est particulièrement complexe du fait qu'elle nécessite un nombre important de conduites d'alimentation distinctes, notamment dans le cas d'une boîte de vitesses comportant deux embrayages. L'implantation de ces conduites dans le carter de la boîte de vitesses et dans le moyeu des embrayages est difficile et augmente le volume total de la transmission. De plus, la multiplication des conduites d'alimentation distinctes entraîne une multiplication identique des connexions avec le distributeur de fluide hydraulique. La présente invention a pour objet de résoudre ces difficultés et de proposer un dispositif d'alimentation en fluide hydraulique qui soit plus simple à implanter dans une boîte de vitesses et qui en réduise le coût de fabrication. 2868137 3 L'invention a également pour objet un dispositif et un procédé d'alimentation en fluide hydraulique qui permettent de réduire les couples de frottement, en particulier au démarrage du véhicule automobile et à basse température lorsque la viscosité du fluide hydraulique est importante. Le dispositif d'alimentation en fluide hydraulique selon l'invention est adapté à un embrayage de boîte de vitesses de véhicule automobile à frottement humide, actionné par un piston de commande soumis à la pression régnant dans une chambre de commande et dans une chambre de compensation. Le dispositif comprend un moyen d'alimentation en fluide hydraulique à pression variable et des conduites d'alimentation disposées dans un moyeu fixe sur lequel est monté l'embrayage. La conduite d'alimentation pour la lubrification de l'embrayage comprend un moyen de limitation de débit disposé en aval d'une dérivation pour l'alimentation de la chambre de compensation. Dans un mode de réalisation, le dispositif est adapté à l'alimentation de deux embrayages à frottement humide disposés à l'entrée de la boîte de vitesses, chaque embrayage étant actionné par un piston de commande soumis à la pression régnant dans une chambre de commande et dans une chambre de compensation. Dans ce cas, la conduite d'alimentation pour la lubrification des embrayages comprend un moyen de limitation de débit disposé en aval de deux dérivations pour l'alimentation respective des chambres de compensation des deux pistons de commande. De cette manière, il est possible de moduler le débit de fluide hydraulique destiné à la lubrification du ou des embrayages tout en assurant l'alimentation des chambres de compensation respectives, et ce, en utilisant une seule conduite d'alimentation commune à la lubrification et aux chambres de compensation. Une restriction est de préférence montée dans la dérivation pour l'alimentation de chaque chambre de compensation. Il est alors possible de maintenir un débit approprié pour la lubrification du ou des embrayages tout en assurant une pression de commande suffisante dans la ou les chambres de compensation. Dans un mode de réalisation préféré, le moyen de limitation de débit est capable de bloquer l'alimentation pour la lubrification de l'embrayage tant que la pression d'alimentation du fluide hydraulique est inférieure à une limite déterminée. Le moyen de limitation de débit peut être par exemple, un clapet à ressort taré. De préférence, le moyen de limitation de débit est monté dans le moyeu fixe. Le procédé selon l'invention est adapté à l'alimentation en fluide hydraulique d'un embrayage de boîte de vitesses de véhicule automobile à frottement humide, actionné par un piston de commande soumis à la pression régnant dans une chambre de commande et dans une chambre de compensation. Selon le procédé, l'alimentation en fluide hydraulique pour la lubrification de l'embrayage est interrompue et l'alimentation de la chambre de compensation est assurée, tant que la pression d'alimentation du fluide hydraulique est inférieure à une limite déterminée. L'alimentation pour la lubrification de l'embrayage et l'alimentation de la chambre de compensation sont de préférence assurées, lorsque la pression d'alimentation du fluide hydraulique est supérieure ou égale à la limite déterminée. Dans un mode de mise en oeuvre, le débit de fluide hydraulique pour la lubrification de l'embrayage varie en fonction de la pression d'alimentation du fluide hydraulique, le débit de fluide hydraulique alimentant la chambre de compensation restant sensiblement constant. Deux embrayages à frottement humide disposés à l'entrée de la boîte de vitesses peuvent être alimentés selon ce procédé, chaque embrayage étant actionné par un piston de commande soumis à la pression régnant dans une chambre de commande et dans une chambre de compensation. L'invention sera mieux comprise à l'étude d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une représentation schématique des principaux éléments d'un dispositif d'alimentation selon l'invention; et la figure 2 est une vue en coupe partielle d'une boîte de vitesses de véhicule automobile montrant le montage de deux embrayages à frottement humide à l'entrée de la boîte de vitesses, la partie supérieure de la coupe étant faite dans un plan différent de la partie inférieure. Tel qu'il est illustré schématiquement sur la figure 1, le dispositif de l'invention, qui permet l'alimentation en fluide hydraulique pour un embrayage de boîte de vitesses de véhicule automobile à frottement humide, comprend une conduite 1 d'alimentation en fluide hydraulique à pression variable. La conduite 1 est connectée à son extrémité d'entrée à une vanne d'alimentation 2 capable de commander un débit ou une pression d'huile. La vanne 2 est montée dans un distributeur hydraulique, représenté schématiquement sur la figure et référencé 3. La boîte de vitesses, schématisée par le bloc 4, comprend un moyeu 5 fixe en rotation à l'intérieur duquel passe la conduite 1 ainsi que d'autres conduites pour l'alimentation en fluide hydraulique des différents organes des embrayages prévus dans la boîte de vitesses 4. 2868137 6 Un moyen de limitation de débit, représenté sous la forme d'un clapet 6, est disposé dans la conduite d'alimentation 1 en aval de deux dérivations 7, 8 destinées respectivement à l'alimentation de deux chambres de compensation, non représentées sur la figure 1. Dans l'exemple illustré, le clapet 6 comporte une bille d'obturation 9 qui est soumise à l'action d'un ressort 10 présentant une force de tarage déterminée. La conduite d'alimentation 1 permet la lubrification des disques des embrayages par la partie 11 de la conduite d'alimentation qui se trouve en aval du clapet 6. L'alimentation en fluide hydraulique des deux chambres de compensation se fait par la même conduite d'alimentation 1, grâce aux deux dérivations 7 et 8. Dans chacune des dérivations 7, 8, se trouve en outre montée une restriction 12, 13, permettant de définir pour chaque chambre de compensation une pression de fluide hydraulique appropriée. Le débit ou la pression dans la conduite d'alimentation 1 est piloté par la vanne 2, une faible alimentation correspondant au seul débit d'alimentation nécessaire pour les chambres de compensation par les deux dérivations 7, 8, le clapet 6 restant alors fermé. Une plus forte alimentation, capable d'excéder une limite de pression correspondant à la force de tarage du ressort 10, provoque l'ouverture progressive du clapet 6 par le déplacement de la bille 9 soumise au ressort 10. L'alimentation en fluide hydraulique pour la lubrification des disques des embrayages, est alors assurée par la partie 11 de la conduite d'alimentation 1, simultanément à celle des chambres de compensation. On comprend que, grâce à cette disposition, il est possible de n'utiliser qu'une seule conduite d'alimentation à l'intérieur du moyeu fixe 5 pour alimenter à la fois la lubrification des embrayages et les chambres de compensation, ce qui simplifie considérablement la structure de ce moyeu. L'alimentation en fluide hydraulique peut alors être faite selon trois modes de fonctionnement. Selon un premier mode de fonctionnement, aucune alimentation en fluide hydraulique n'est assurée. L'alimentation par la vanne 2 est coupée, aucun débit de fluide hydraulique n'accédant à l'embrayage ou aux embrayages. Les chambres de compensation ne sont pas alimentées et les embrayages ne sont pas lubrifiés. Ce mode de fonctionnement permet d'éviter les couples résistants importants que l'on constatait autrefois, notamment aux basses températures, lorsque l'huile est très visqueuse. Selon un deuxième mode de fonctionnement, on alimente uniquement la ou les chambres de compensation. A cet effet, la vanne 2 est ouverte de façon à commander une pression dans la conduite d'alimentation 1, qui reste inférieure à la pression de tarage du clapet 6, mais suffisante pour assurer un débit significatif dans les restrictions 12, 13 des dérivations d'alimentation 7, 8. Selon ce mode de fonctionnement, l'alimentation en fluide hydraulique se fait dans les chambres de compensation, les disques n'étant cependant pas lubrifiés. Là encore, on évite ainsi l'apparition de couples résistants trop élevés aux basses températures. Enfin, selon un troisième mode de fonctionnement, on alimente à la fois la ou les chambres de compensation et la lubrification des disques. A cet effet, la vanne 2 commande une pression dans la conduite 1 qui est supérieure ou égale à la pression de tarage du clapet 6. Ce dernier s'ouvre alors progressivement et autorise ainsi l'alimentation en fluide hydraulique pour la lubrification des disques du ou des embrayages, tout en maintenant une pression dans la conduite 2868137 8 d'alimentation 1 qui garantit une alimentation suffisante pour la ou les chambres de compensation par les dérivations 7, 8. Dans ce mode de fonctionnement, le débit de lubrification peut varier en fonction de la pression en fluide d'alimentation commandée par la vanne d'alimentation 2. Il est ainsi possible de commander le débit de lubrification, de façon que ce débit soit juste nécessaire, au moyen d'un pilotage adéquat de la vanne d'alimentation 2. La figure 2, sur laquelle les éléments identiques portent les mêmes références que sur la figure 1, représente schématiquement en deux demicoupes distinctes un mode de réalisation du dispositif de l'invention adapté au cas de deux embrayages placés à l'entrée d'une boîte de vitesses partiellement représentée en coupe. Un premier embrayage multi-disques extérieur 14 placé radialement à l'extérieur d'un deuxième embrayage multi-disques intérieur 15 sont montés à l'entrée de la boîte de vitesses. Les deux embrayages 14, 15 sont montés sur un moyeu 5 fixe en rotation, lui-même monté sur un arbre central 17 de la boîte de vitesses. L'embrayage 14 peut être serré par le déplacement axial d'un piston de commande 18, qui vient appuyer par une portion radiale annulaire 19 sur les disques 14a de l'embrayage 14. Le piston de commande 18 se déplace par rapport à un organe fixe 20, sous l'action d'une pression de fluide hydraulique régnant à l'intérieur d'une chambre de commande 21 étanche. Une rondelle-ressort 22, disposée à l'intérieur d'une chambre de compensation extérieure étanche 23, dans laquelle règne une pression de fluide hydraulique, s'opposent au déplacement du piston 18, et permettent le retour du piston de commande 18. La commande du serrage de l'embrayage intérieur 15 est effectuée au moyen d'un deuxième piston de commande 24 soumis à l'action de la pression d'un fluide hydraulique contenu dans une 2868137 9 chambre de commande étanche 25. Des ressorts de compression, tels que le ressort 26, s'opposent au déplacement du piston de commande 24 qui est également soumis à la pression d'un fluide hydraulique régnant dans une chambre de compensation intérieure 27. L'alimentation en fluide hydraulique se fait par le moyeu fixe 5. On voit, en particulier, sur la demi-coupe de la partie supérieure de la figure 2, qui constitue une coupe selon un premier plan, une conduite d'alimentation 28 pour la chambre de commande 21, l'alimentation en fluide hydraulique traversant en outre la pièce 20 par le passage 28a. Une deuxième conduite d'alimentation 29 permet l'alimentation de la deuxième chambre de commande 25, en traversant également la pièce 20 par le passage 25a. La partie inférieure de la figure 2 montre, par une demi-coupe dans un deuxième plan, l'alimentation des autres organes. La conduite d'alimentation 1, également pratiquée à l'intérieur du moyeu fixe 16, correspond à celle illustrée sur le schéma de la figure 1. On retrouve également sur la demi-coupe inférieure de la figure 2, le clapet 6 comprenant la bille d'obturation 9 et le ressort 10, l'ensemble étant logé dans la conduite d'alimentation 1 en aval de deux restrictions 12, 13 placées dans deux dérivations 7, 8. La dérivation 7 permet d'alimenter en fluide hydraulique la chambre de compensation extérieure 23, tandis que la dérivation 8 permet d'alimenter en fluide hydraulique la chambre de compensation intérieure 27. La lubrification des deux embrayages 14 et 15 est obtenue par une alimentation en fluide hydraulique lors de l'ouverture du clapet 6, le fluide hydraulique provenant de la conduite d'alimentation 1 et s'écoulant vers les embrayages 14, 15, comme schématisé par la flèche 30 sur la figure 2. Grâce à la présente invention et au fait que l'alimentation des chambres de compensation est connectée en amont du clapet à ressort, la conduite d'alimentation commune pour la lubrification et l'alimentation de chambres de compensation peut être pilotée par une vanne commandant un débit ou une pression d'alimentation. Une faible alimentation correspond au seul débit d'alimentation des chambres de compensation, le clapet restant alors fermé. Une forte alimentation engendre une hausse de pression dans la conduite d'alimentation et ainsi l'ouverture progressive du clapet, l'alimentation de la lubrification étant alors assurée simultanément à celle des chambres de compensation. L'invention permet ainsi de supprimer une conduite d'alimentation et une connexion au distributeur hydraulique, ce qui facilite l'implantation du dispositif d'alimentation en fluide hydraulique dans la boîte de vitesses et en réduit le coût de fabrication. Par ailleurs, aux très faibles températures, l'invention permet de couper complètement l'alimentation provenant de la conduite commune à la lubrification et aux chambres de compensation, supprimant ainsi totalement l'alimentation en huile du ou des embrayages, ce qui permet de réduire les couples de frottement aux basses températures. REVENDICATIONS 1-Dispositif d'alimentation en fluide hydraulique pour un embrayage de boîte de vitesses de véhicule automobile à frottement humide, actionné par un piston de commande soumis à la pression régnant dans une chambre de commande et dans une chambre de compensation, comprenant un moyen (2) d'alimentation en fluide hydraulique à pression variable et des conduites d'alimentation disposées dans un moyeu fixe (5) sur lequel est monté l'embrayage, caractérisé par le fait que la conduite d'alimentation (1) pour la lubrification de l'embrayage traverse le moyeu fixe (5) et comprend un moyen (6) de limitation de débit, disposé en aval d'une dérivation (7, 8) pour l'alimentation de la chambre de compensation. 2-Dispositif selon la revendication 1, adapté à l'alimentation de deux embrayages à frottement humide disposés à l'entrée de la boîte de vitesses, chaque embrayage étant actionné par un piston de commande soumis à la pression régnant dans une chambre de commande et dans une chambre de compensation, caractérisé par le fait que la conduite d'alimentation pour la lubrification des embrayages traverse le moyeu fixe (5) et comprend un moyen (6) de limitation de débit disposé en aval de deux dérivations (7, 8) pour l'alimentation respective des chambres de compensation des deux pistons de commande. 3-Dispositif selon les revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'une restriction (12, 13) est montée dans la dérivation pour l'alimentation de chaque chambre de compensation. 4-Dispositif selon les revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que le moyen (6) de limitation de débit est capable de bloquer l'alimentation pour la lubrification de l'embrayage tant que la pression d'alimentation du fluide hydraulique est inférieure à une limite déterminée. 5-Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le moyen de limitation de débit est un clapet à ressort taré (10). 6-Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le moyen de limitation de débit est monté dans le moyeu fixe. 7-Procédé d'alimentation en fluide hydraulique d'un embrayage (14, 15) de boîte de vitesses de véhicule automobile à frottement humide, actionné par un piston de commande (18, 24) soumis à la pression régnant dans une chambre de commande (21, 25) et dans une interrompue et l'alimentation de la chambre de compensation (23, 27) est assurée, tant que la pression d'alimentation du fluide hydraulique est inférieure à une limite déterminée. 8-Procédé selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'alimentation pour la lubrification de l'embrayage (14, 15) et l'alimentation de la chambre de compensation (23, 27) sont assurées, lorsque la pression d'alimentation du fluide hydraulique est supérieure ou égale à la limite déterminée. 9-Procédé selon la revendication 8, caractérisé par le fait que le débit de fluide hydraulique pour la lubrification de l'embrayage (14, 15) varie en fonction de la pression d'alimentation du fluide hydraulique, le débit de fluide hydraulique alimentant la chambre de compensation (23, 27) restant sensiblement constant. 10-Procédé selon les revendications 7 à 9, caractérisé par le fait que deux embrayages à frottement humide (14, 15) disposés à l'entrée de la boîte de vitesses sont alimentés, chaque embrayage étant actionné par un piston de commande soumis à la pression régnant dans une chambre de commande et dans une chambre de compensation. chambre de compensation (23, 27), caractérisé par le fait que l'alimentation pour la lubrification de l'embrayage (14, 15) est