Brevet FR3022314A1 — publié le 20151218

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un dispositif d'actionnement pour actionner un mécanisme ou un vérin hydraulique, notamment un embrayage. L'invention se rapporte également à un dispositif d'embrayage comportant un moteur électrique, un embrayage et un dispositif d'actionnement tel que défini ci-dessus. Etat de la technique De façon générale, on connaît les embrayages équipant les véhicules automobiles qui ouvrent la ligne d'entraînement entre le moteur à combustion interne et la transmission. Ces embrayages sont actionnés avec une pédale. L'énergie est transmise par un câble ou une conduite hydraulique. Dans ce dernier cas, la pédale est équipée d'un premier vérin hydraulique, à savoir un cylindre-capteur et l'installation de débrayage comporte un second vérin hydraulique, à savoir un cy- lindre ou vérin-récepteur. La pression se transmet du vérin-capteur au vérin-récepteur et elle est partout la même, quelle que soit la position de la pédale, c'est-à-dire que le système hydraulique est un système linéaire du point de vue de la relation entre la force et la course. Un tel système linéaire est également connu selon le document WO 01/03984 A2; ce document décrit un dispositif d'entraînement ou d'actionnement pour commander un embrayage et qui transforme un mouvement de rotation en un mouvement de translation linéaire. Un système linéaire ne permet toutefois pas de simuler la courbe caracté- ristique en forme de S d'un ressort d'embrayage. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un dispo- sitif d'actionnement d'un mécanisme ou d'un vérin hydraulique du type défini ci-dessus permettant de transformer un mouvement linéaire en un mouvement de translation non linéaire. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif d'actionnement pour actionner un mécanisme ou un vérin hydraulique, notamment un embrayage comprenant : - un arbre entraîné par un moteur électrique, un élément rotatif, un dispositif de transmission et au moins un étage démultiplicateur entre l'arbre et l'élément rotatif, une bielle reliée à l'élément rotatif de manière mobile en rotation, de façon excentrée, et un élément entraîné pour actionner suivant un mouvement linéaire le mécanisme ou le vérin hydraulique, notamment un embrayage, * la bielle étant reliée de manière mobile en rotation à l'élément entraîné. En d'autres termes, l'invention a pour objet un méca- nisme qui, grâce aux différents bras de levier réalisés pendant son mouvement, permet de transformer le mouvement de rotation en un mouvement de translation non linéaire du point de vue de la relation entre la force et la course. Cela permet de mieux copier la forme en S de la caractéristique de ressort des coupelles de ressort d'embrayage de véhicules automobiles. Le dispositif d'actionnement selon l'invention comporte un arbre entraîné par un moteur électrique ainsi qu'un élément rotatif et un dispositif de transmission composé d'au moins un étage démultiplicateur entre l'arbre et l'élément rotatif ainsi qu'une bielle reliée en rotation de façon excentrée à l'élément rotatif. Il est éga- lement prévu un élément entraîné pour actionner suivant un mouvement linéaire le mécanisme ou le vérin hydraulique, notamment celui d'un embrayage ; la bielle est reliée en rotation à l'élément entraîné. La bielle est reliée directement ou indirectement par un autre élément de façon excentrée à l'élément rotatif. Le dispositif d'actionnement selon l'invention peut servir pour tout point de fonctionnement d'une courbe caractéristique de ressort d'embrayage avec un point de fonctionnement approprié du moteur électrique. En plus, il est avantageux pour la dynamique du moteur électrique d'avoir dans la première partie de la courbe caractéristique, un mouvement rapide et avec une faible force et dans la seconde partie de la courbe caractéristique, un mouvement avec une plus grande force et une plus grande précision. On a ainsi différentes possibilités d'optimisation de la dynamique et de la précision du positionnement de l'embrayage ainsi que de la charge appliquée au ré- seau électrique embarqué. De façon préférentielle, l'arbre du dispositif de transmission comporte un engrenage à vis. De façon particulièrement préférentielle, l'engrenage à vis est réalisé directement sur l'arbre. En variante, la vis peut être reliée solidairement à l'arbre. Un engrenage à vis permet un rapport de démultiplication très important dans un seul étage de démultiplication. Cela se traduit par une construction très compacte du dispositif de transmission ne nécessitant qu'un nombre réduit de composants pour réaliser la démultiplication souhaitée. De plus, les engrenages à vis, grâce à leur contact linéaire et à la prise simultanée de plusieurs dents, sont avantageux car ces engrenages peuvent être très sollicités et ils fonctionnent en silence. Suivant une autre caractéristique avantageuse, le dispo- sitif de transmission comporte une roue entraînée par l'arbre. La roue fait partie de l'élément rotatif et la bielle est reliée de manière excentrée par une liaison de rotation à la roue. Cela permet de transformer de fa- çon plus précise et sans glissement, le mouvement de rotation de la roue en un mouvement de translation, non linéaire, comme souhaité. La roue peut être montée à l'aide d'un autre arbre ou sur un goujon ou élément d'axe. Selon un développement préférentiel de l'invention, la denture de la roue est en prise directe avec l'engrenage à vis, ce qui correspond à une construction très compacte car elle n'utilise qu'un seul étage de démultiplication. De façon avantageuse, la denture de la roue est réalisée uniquement sur un secteur de la périphérie de la roue et non une den- ture sur toute sa périphérie, ce qui se traduit par une économie. L'amplitude du secteur périphérique de la roue, muni de la denture sera adaptée suivant l'application. Selon un développement particulièrement préférentiel, la denture de la roue s'étend sur un angle (angle au centre du secteur) égal ou inférieur à 180°, notamment égal ou inférieur à 140°. De façon préférentielle, la roue est en forme de secteur. Le secteur est une partie d'une roue qui a essentiellement une section de secteur de cercle. De façon particulièrement préférentielle, le secteur de roue s'étend sur un angle égal ou inférieur à 180° et notamment égal ou inférieur à 140°. De façon optimale, sur tout son angle le secteur de roue a une denture périphérique. Pour gagner de la place, l'arbre, le dispositif de transmis- sion, la bielle et au moins une partie de l'élément entraîné sont logés dans un boîtier commun. La suppression de composants supplémen- taires permet en outre de réduire le temps de montage. En particulier, le boîtier a un logement recevant ou guidant de façon mobile l'élément entraîné. Selon un autre développement préférentiel, l'élément en- traîné est mobile entre deux positions de fin de course et au moins dans une position de fin de course, le centre de l'élément rotatif, le premier point de liaison de la bielle et de l'élément rotatif et le second point de liaison de la bielle et de l'élément entraîné sont alignés sur une ligne commune. Cela signifie que dans une position de fin de course de l'élément entraîné, la bielle est en position allongée qui est de préférence parallèle à l'élément entraîné ou dans la direction de déplacement de l'élément entraîné. La position allongée de la bielle ou la position de fin de course correspondante de l'élément entraîné est associée à un point d'inversion de mouvement pour lequel la bielle change de sens de rota- tion. Lorsque le dispositif d'actionnement selon l'invention est utilisé pour commander un embrayage, la position allongée de la bielle a l'avantage de permettre de tenir cette position sans consommer de courant. Ainsi, le dispositif d'actionnement selon l'invention a une fonction de verrouillage. Cette fonction de verrouillage permet de tenir l'embrayage débrayé sans consommer de courant. Un autre avantage du dispositif d'actionnement selon l'invention est que l'élément entraîné peut être rappelé automatiquement si la bielle se trouve avant le point d'inversion de mouvement et que l'alimentation électrique est coupée. L'embrayage est ainsi maintenu en position fermée en l'absence de cou- rant. Pour des développements particuliers, il est avantageux que le dispositif d'actionnement comporte en outre un accumulateur d'énergie installé sur l'élément entraîné pour solliciter cet élément entraîné avec une force orientée dans une première direction. L'accumulateur d'énergie est avantageusement sous la forme d'un élé- ment de ressort. Cela permet de tenir l'embrayage fermé (position embrayée), par exemple en l'absence de courant. L'invention a également pour objet un entraînement élec- trique avec un dispositif d'actionnement selon l'invention et un moteur électrique. En particulier, le moteur électrique est installé directement sur le boîtier du dispositif d'actionnement. L'entraînement peut ainsi servir de module pré-assemblé utilisé par exemple pour actionner l'embrayage d'une boîte de vitesse de véhicule. Cela permet de réduire le temps de montage et le coût du montage. Suivant une autre caractéristique, l'invention a pour ob- jet un dispositif d'embrayage comportant un moteur électrique, un embrayage et un dispositif d'actionnement pour activer ou actionner l'embrayage. Cette solution présente les avantages déjà développés ci-dessus à propos du dispositif d'actionnement. L'invention a également pour objet un véhicule équipé d'un dispositif d'actionnement tel que décrit ci-dessus ou un embrayage selon l'invention. Cela permet de garantir un fonctionnement rapide et précis de l'embrayage diminuant l'usure de l'embrayage et assurant un comportement meilleur et plus économique en énergie du véhicule. Dessin La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation d'un dispositif d'actionnement selon l'invention représenté dans le dessin annexé dans lequel l'unique figure est une vue de côté d'un dispositif d'actionnement ou d'un dispositif de couplage selon un exemple de réalisation de l'invention, le boîtier du dispositif d'actionnement étant transparent pour faire apparaître les différents composants. Description d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention La description faite ci-après concerne un dispositif d'actionnement 1 ou une installation de couplage 11 selon un exemple de réalisation préférentiel de l'invention représenté dans l'unique figure. Selon la figure, le dispositif de couplage 11 comporte un dispositif d'actionnement 1, un moteur électrique 9 et un embrayage 10 non détaillés. Le dispositif d'actionnement 1 comprend un arbre 2 en- traîné par le moteur électrique 9, un élément rotatif 3, un dispositif de transmission 4 entre l'arbre 2 et l'élément rotatif 3, une bielle 5 et un élément entraîné 6 pour actionner l'embrayage 10 suivant un mouvement linéaire. La bielle 5 est reliée par une liaison mobile en rotation à l'élément entraîné 6. Le dispositif de transmission 4 comporte également un engrenage à vis 40 sur l'arbre 2 et une roue 41 de l'élément rotatif 3, entraînée par l'arbre 2 et installée sur un goujon de l'élément rotatif 3. L'arbre 2 et l'élément rotatif 3 sont disposés l'un par rapport à l'autre pour que l'axe longitudinal A de l'arbre 2 soit perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'élément rotatif 3, en étant écarté du centre de l'élément rotatif 3 ; l'axe longitudinal de l'élément rotatif 3 est perpendiculaire au plan de la feuille du dessin. En outre, la bielle 5 est reliée par un goujon d'articulation 50 à l'élément rotatif 3 pour être mobile en rotation, de façon excentrée. La roue 41 a une denture 42 dans une partie de sa zone périphérique extérieure 43 ; cette denture est directement en prise avec la denture 40 de la vis. Pour gagner de la place et avoir un dispositif d'actionnement 1, léger, la roue 41 est en forme de secteur. En outre, l'arbre 2, le dispositif de transmission 4, la ma- nivelle 5 et une partie de l'élément entraîné 6 sont logés dans un boîtier commun 7. Le moteur électrique 9 est fixé par bride au boîtier 7. Le boî- tier 7 a une première cavité 70 et une seconde cavité 71 recevant ou guidant la roue 41 en rotation et l'élément entraîné 6 par un mouvement axial ; la première cavité 70 et la seconde cavité 71 ont une forme complémentaire de celle de la roue 41 et de l'élément entrainé 6. En particulier, dans cet exemple de réalisation, l'élément entraîné 6 comporte un élément allongé 60 de section circulaire et un élément d'écartement 61 perpendiculaire à l'élément longitudinal 60 en étant solidaire de cet élément longitudinal 60. L'élément longitudinal 60 sert à actionner l'embrayage 7 ; l'élément d'écartement 61 réalise une liaison décalée entre la bielle 5 et l'élément allongé 60. La section de forme circulaire de l'élément allongé 60 permet d'éviter la concentration de contraintes liées à la sollicitation de l'élément entraîné 6 et trans- mettre les efforts régulièrement entre l'élément longitudinal 60 et l'élément d'écartement 61. En outre, l'élément entraîné 6 est installé de manière mobile entre une première position de fin de course E 1 et une seconde position de fin de course E2. A la figure, le dispositif d'actionnement 1 selon l'invention est présenté dans sa seconde position de fin de course E2. Lorsque l'élément entraîné 6 se trouve dans sa seconde position de fin de course E2, l'embrayage 10 est ouvert, c'est-à-dire qu'il se trouve dans sa position débrayée. Comme le montre la figure, pour la seconde position de fin de course E2, le centre M de l'élément rotatif 3, le pre- mier point de liaison V1 entre la manivelle 5 et l'élément rotatif 3 et le second point de liaison V2 de la bielle 5 et de l'élément entraîné 6 sont alignés sur une ligne commune L. Ainsi, la bielle 5 se trouve dans une position allongée dans laquelle l'axe longitudinal de la bielle 5 coïncide avec l'axe longitudinal L, parallèle et écarté de l'axe longitudinal B de l'élément allongé 60. Dans la première position de fin de course El de l'élément entraîné 6, l'embrayage 10 est fermé, c'est-à-dire qu'il se trouve en position embrayée. En outre, le dispositif d'actionnement 1 comporte un ac- cumulateur d'énergie 8 sous la forme d'un ressort hélicoïdal. L'accumulateur d'énergie 8 est installé sur l'élément entraîné 6 pour solliciter cet élément entraîné 6 avec une force dans une première direction R1 ; cette direction R1 est la direction vers la première position de fin de course E 1 de l'élément entraîné 6. Le dispositif d'actionnement 1 selon l'invention ou le dispositif d'embrayage 11 selon l'invention permettant de commander très exactement l'embrayage d'un véhicule en copiant la courbe caractéristique d'un ressort d'embrayage. Le dispositif d'actionnement 1 selon l'invention, en liaison avec le moteur électrique 9, assure ainsi la fonc- tion du cylindre-capteur ou du système hydraulique complet de l'état de la technique pour actionner un embrayage.35 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 1 Dispositif d'actionnement 2 Arbre 3 Elément rotatif 4 Dispositif de transmission 5 Bielle 6 Elément entraîné 7 Boîtier 8 Accumulateur d'énergie 9 Moteur électrique 10 Embrayage 11 Dispositif d'embrayage 40 Engrenage à vis 41 Roue 43 Zone périphérique extérieure 50 Tourillon de bielle/maneton 60 Elément allongé 61 Elément d'écartement 70 Logement 71 Logement A Axe longitudinal de l'arbre 2 El Première position de fin de course de l'élément entraîné E2 Seconde position de fin de course de l'élément entraîné L Ligne R1 Direction vers la première position de fin de course El V1 Point de liaison de la bielle 5 et de l'élément rotatif 3 V2 Second point de liaison de la bielle 5 et de l'élément entraîné 6