FR2631089A1 - Dispositif d'embrayage muni de moyens de mesure de vitesse d'arbres - Google Patents

Abstract

Mesure de la vitesse de rotation des arbres menant et mené dans un dispositif d'embrayage. Selon l'invention, la butée de débrayage 20 porte deux capteurs 50, 35, par exemple du type à réluctance variable, positionné en regard d'une partie de l'arbre mené 30 et d'une autre partie de l'arbre menant qui comportent au moins un élément ou une particularité de structure auquel sont sensible lesdits capteurs ici en l'occurence des cannelures formant une sorte de pignon 36, de l'arbre mené et un doigt 50 solidaire du couvercle 15 solidaire lui-même en rotation de l'arbre menant 12. Ce pignon peut être modifié pour permettre de déterminer le degré d'usure des garnitures du disque de friction de l'embrayage.

Description

i L'invention se rapporte à un dispositif d'embrayage muni de moyens de

mesure de vitesse d'arbres, cet embrayage réalisant l'accouplement de deux arbres, respectivement un arbre menant et un arbre mené, notamment dans un véhicule automobile. Elle concerne plus particulièrement la mesure de certains paramètres, principalement la vitesse de l'arbre mené et, de l'arbre menant. On connaît des embrayages à friction à pilotage automatique, dans un véhicule automobile, o la pédale de débrayage est supprimée, l'actionnement du dispositif d'embrayage se faisant via un moteur électrique commandé en fonction des valeurs de certains paramètres de fonctionnement du véhicule. Parmi ces paramètres, figurent bien entendu les vitesses de rotation en amont et en aval de l'embrayage. Jusqu'à présent, la mesure de ces vitesses était réalisée en utilisant certains pignons de la boîte de vitesses, d'une part et le volant moteur d'autre part, ce qui impliquait des adaptations et des modifications relativement coûteuses de la boîte de vitesses et du

carter moteur.

Cette conception est particulièrement bien illustrée par le dispositif d'embrayage représenté dans l'article de la revue "l'Argus Automobile du 21 avril 1988" ou de la

revue "Popular Science de mars 1988".

On y constate que la disposition des capteurs nécessite une intervention mécanique d'usinage et d'adaptation pour la traversée des carters de boîte de

vitesses et de moteur.

L'invention a principalement pour but de résoudre ce problème, c'est-àdire d'obtenir l'information des vitesses recherchée sans modification ou intervention sur le moteur et la boîte de vitesses. L'idée de base de l'invention consiste à implanter des moyens de mesure, et notamment des moyens de mesure des vitesses sur la butée de débrayage coulissant autour de l'arbre mené, pour constituer avec elle un sous ensemble indépendant et

complet en soi.

Plus précisément, l'invention concerne donc un dispositif d'embrayage interposé entre deux arbres l'un menant, l'autre mené montés dans le prolongement axial l'un de l'autre, l'arbre menant étant solidaire en rotation d'un plateau de réaction susceptible d'entraîner, par l'intermédiaire d'un disque de friction sollicité par un plateau de pression solidaire en rotation d'un couvercle fixé audit plateau de réaction, l'arbre mené lors d'une sollication d'un moyen élastique de manoeuvre agissant sur le plateau de pression en étant relié à des leviers de débrayage et actionné par une butée de débrayage agissant centralement sur les leviers de débrayage et comportant un roulement à billes attelé à un élément de manoeuvre mobile axialement sous-l'action d'un organe de commande. Caractérisé en ce que ledit élément de manoeuvre porte deux capteurs de vitesses orientés respectivement vers les arbres menant et mené ou toute pièce qui leur est solidaire en rotation, chacun des arbres ou pièce solidaire portant ou comportant au moins un élément ou particuliarité de structure auquel est

respectivement sensible chaque capteur.

On appréciera en considérant les articles susmentionnés que la longueur des fils peut être diminué et qu'ils peuvent traverser le carter de l'embrayage en un

endroit quelconque.

Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux le capteur de vitesse d'arbre menant est diposé sur l'élément de manoeuvre de la butée est orienté vers un doigt rotatif issu du couvercle ou rapporté sur ce dernier qui est solidaire en rotation du plateau de réaction d'o

de l'arbre menant.

Selon une variante de réalisation ledit capteur d'arbre menant est disposé sur l'élément de manoeuvre de manière sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal

dudit élément de manoeuvre.

Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, la particularité de structure de l'arbre mené consiste en au moins une et de préférence plusieurs cannelures ou rainures longitudinales pratiquées à la surface de l'arbre mené. Si de telles cannelures sont régulièrement disposées circonférentiellement on obtient une sorte de pignon allongé d'une longueur suffisante pour que le capteur se déplaçant avec la butée de débrayage, reste toujours en regard desdites cannelures. Comme l'extrémité de l'arbre mené porte généralement un pignon d'entraînement sur lequel un disque de friction de l'embrayage est en prise avec possibilité de coulissement axial, le pignon précité formé par lesdites cannelures et le pignon d'entraînement peuvent être semblables et comporter, notamment, des cannelures alignées résultant

d'une même opération de taillage.- Les deux-pignons-peuvent -

d'ailleurs être d'un seul tenant, la seule modification de l'arbre mené consistant alors simplement à augmenter la

longueur du pignon d'entraînement du disque de friction.

Un autre but de l'invention consiste à mettre à profit cet agencement pour mesurer un autre paramètre de

l'embrayage, à savoir l'usure des garnitures de friction.

En effet, cette usure se traduit par une variation de l'emplacement de la butée de débrayage le long de l'arbre mené, lorsque ledit embrayage est en position embrayée. Il stffit donc que l'élément ou la particularité de structure précitée à laquelle est sensible ledit capteur ne soit pas constant longitudinalement pour que ce capteur délivre également des informations sur la position de la butée de débrayage et donc le degré d'usure des garnitures. A titre d'exemple, il suffit que la ou les cannelures ou rainures présentent une conicité dans le sens longitudinal. Dans ce cas, la variation de position de la butée de débrayage se traduit par une variation d'amplitude du signal délivré par le capteur. Les signaux délivrés par le capteur peuvent alors facilement être exploités pour fournir deux types de données concernant respectivement la vitesse de

l'arbre mené et l'usure du disque de friction.

L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de

la description qui va suivre de plusieurs mode de

réalisation conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique d'un dispositif d'embrayage conformeà l'invention, selon une coupe passant par son axe longitudinal; - la figure 2 est une vue d'un dispositif d'embrayage analogue, illustrant une variante de l'invention; En se référant plus particulièrement aux figures 1 et 2, on a représenté un dispositif d'embrayage 11 installé entre deux arbres montés dans le prolongement axial l'un de l'autre, respectivement un arbre menant 12 et un arbre mené 13. L'arbre menant 12 ici est constitué par l'extrémité du vilebrequin d'un moteur à combustion interne tandis que l'arbre mené 13 est l'arbre d'entrée d'une boîte de vitesses. Le dispositif d'embrayage est classique, du type à friction et comporte notamment'un plateau de réaction 14, solidaire de l'arbre menant 12, une pièce annulaire externe en tôle emboutie 15, appelée communément couvercle, fixée au plateau de réaction 14, un disque de friction 16 solidaire en rotation de l'arbre mené 13, un plateau de pression 17 solidaire en rotation du couvercle 15 mais mobile axialement par rapport à lui et un moyen élastique de manoeuvre 18, formant ressort, ici un diaphragme. Celui-ci est intercalé entre ledit plateau de pression et ledit couvercle pour repousser, en se déformant, le plateau de pression vers le plateau de réaction de façon à entraîner le disque de friction 16 en rotation par serrage dudit disque entre lesdits plateaux 14,17. On notera que les doigts du diaphragme forment des leviers de débrayage. Le diaphragme 18 se déforme en étant actionné dans sa région centrale par une butée de débrayage 20 montée coaxialement à l'arbre mené 13 et mobile longitudinalement le long de celui-ci. La plupart des éléments qui viennent d'être décrits brièvement ci-dessus et qui n'ont pas de rapport direct avec l'invention sont représentés en trait mixte sur la figure 1. Le disque de friction 16 comporte un moyeu central 21 muni de cannelures internes coopérant avec un pignon d'entraînement 22 taillé sur l'arbre 13 et permettant à la fois la liaison en rotation entre l'arbre 13 et le disque de friction 16 et le coulissement de ce dernier le long dudit arbre mené 13. La butée de débrayage 20 est déplacée par le pivotement d'un organe de commande (non représenté) communément appelé fourchette. Cette fourchette est reliée à un mécanisme d'actionnement non représenté, comportant par exemple un moteur électrique, comme décrit dans le

brevet français n 2523743.

La butée de débrayage 20 comporte un élément de manoeuvre 30 sur lequel est fixé par un capot 39, clipsé ou serti, pour attelage, de manière décrite ci-après, d'un roulement à billes 32 dont l'une des bagues (ici la bague interne 33) coopère par un prolongement tubulaire avec la partie centrale du diaphragme 18. L'élément de manoeuvre présente une partie cylindrique ou manchon 34 qui coulisse sur une portée tubulaire fixe 38 ou trompette entourant l'arbre mené et montée en porte-à-faux sur le carter de la boîte de vitesses (non représentée). Ici, la butée est à autocentrage maintenu et le capot 39 est élastique et assemble l'élément de manoeuvre 30 avec le roulement 32. On ne sortira pas du cadre de l'invention si l'on n'utilise pas cette portée tubulaire fixe 38; dans ce cas, la butée pourra être portée par la fourchette non représentée ou être attelée par des languettes soit au diaphragme 18, soit au carter de boîte de vitesses, comme décrit dans les documents FR-B n 2531511, FR-B n 2533650

et FR-B n 2376335, respectivement.

Selon l'invention ledit élément de manoeuvre 30 de la butée 20 porte deux capteurs de vitesses 50, 35 respectivement sensible à la vitesse de l'arbre menant 12

et à l'arbre mené 13.

Selon l'exemple choisi le capteur de vitesse 50 est orienté vers un doigt rotatif 51 axial obtenu par découpe d'un prolongement radial à partir de la partie centrale du couvercle 15 et dirigée vers son ouverture centrale, puis replié à 90 vers l'extérieur dudit capot 15 pour constituer un index dirigé parallèlement à l'axe

longitudinal de l'arbre mené 13.

On appréciera la réalisation économique de cette disposition puisque le doigt 51 est prélevé dans la

matière normalement perdue.

Le doigt ou index 51 du couvercle 15 qui peut bien

entendu être rapporté sur ledit couvercle, tourne donc à.

la même vitesse de ce dernier d'o de l'arbre menant 12 et passe ainsi alternativement et de manière proportionnelle à la vitesse, en regard du capteur 50 qui se trouve logé, dans le présent exemple, dans un évidement 52 d'un prolongement 53 radial obtenu de matière avec l'élément de manoeuvre 30 selon un axe perpendiculaire à l'axe

longitudinal dudit élément de manoeuvre 30.

Il est à noter qu'une telle conception à pour avantage de procurer un écartement constant entre l'index 51 et le capteur 50 leur déplacement relatif de l'un par

rapport à l'autre étant parallèle.

On notera qu'avantageusement l'élément de manoeuvre est en matière plastique et que le capteur peut être doté d'un boîtier avec un bourrelet de maintien pour montage par clipsage du capteur dans une ouverture du prolongement 53. Selon l'invention l'élément de manoeuvre 30 de la butée de débrayage 20 porte également un second capteur de vitesses 35 orienté vers l'arbre mené 13 et ici diamétralement opposé au premier 50. Danl'exemple représenté, le capteur 35 est logé dans un évidement correspondant 54 qu'il traverse pour déboucher dans un

trou oblong 40 de la portée tubulaire 38.

Le montage du capteur 35 se fait de manière analogue à celui du capteur 50 qui peuvent être tout deux des

capteurs à réluctance variable.

Pour coopérer avec le capteur 35, l'arbre mené 13 porte ou comporte au moins un élément ou une particularité

de structure auquel est sensible ce capteur 35.

Selon l'exemple, il s'agit d'une sorte de pignon 36 formé par plusieurs cannelures 36a régulièrement disposées circonférentiellement et s'étendant au moins sur la longueur de la portion de l'arbre mené 13 en regard de laquelle ledit capteur, solidaire de la butée de débrayage 20, est susceptible de se déplacer. De ce fait, le capteur est par exemple, du type à réluctance variable. Bien entendu, s'agissant de la mesure de la vitesse de l'arbre 13, ce dernier ne pourrait comporter qu'une cannelure (ou une rainure) longitudinale. bans l'exemple représenté, la multiplicité des cannelures donne plus de précision dans la mesure de vitesse mais, surtout, le pignon 36 et le pignon d'entraînement 22 sont semblables et comportent des cannelures alignées, résultant d'une même opération de taillage. La fabrication de l'arbre mené 13 n'est donc pas sensiblement compliquée par l'adjonction des moyens de

l'invention. On peut aussi envisager de tailler un seul.

pignon d'entraînement 22 plus long que celui qui est strictement nécessaire pour assurer la liaison en rotation avec le disque de friction 16 et le déplacement longitudinal de ce dernier. Bien entendu, d'autres particularités de structure peuvent être associées aux arbres 13 et 12, mettant en oeuvre des phénomènes physiques différents, pourvu que les capteurs 50 et 35 (choisi en fonction du phénomène physique mis en jeu) délivre à leur sortie électrique 50a et 35a des impulsions représentatives des vitesses. Les sorties 50a et 35a, peuvent être cunnectées à des moyens électroniques (non représentés) de calcul des vitesses ou à un circuit électronique exploitant le train d'impulsions délivré par les capteurs par exemple dans un système de commande d'embrayage automatique indiqué ci-dessus. Dans l'exemple décrit o l'élément de manoeuvre 30 de la butée 20 coulisse sur la portée tubulaire fixe 38, cette dernière comporte le trou oblong 40 orienté longitudinalement, pratiqué en regard de l'élément ou de la particularité de structure précité auquel est sensible le capteur 35, ce dernier pouvant être orienté vers le trou oblong 40 ou

engagé dans celui-ci.

L'agencement qui vient d'être décrit peut être exploité, moyennant des modifications minimes, pour obtenir d'autres informations utiles sur le fonctionnement ou l'état du dispositif d'embrayage et notamment sur

l'usure du matériau de friction du disque de friction 16.

En effet, l'emplacement du capteur 35, par rapport au pignon 36, (en position embrayée) varie progressivement en fonction de l'usure du matériau de friction. Dans ce but le pignon 36 présente -'une certaine conicité dans le sens longitudinal. Ainsi, l'amplitude des impulsions représentatives de la vitesse, délivrées par le capteur , varie progressivement au cours du temps, en fonction

de l'usure du disque de friction.

L'amplitude des impulsions augmente jusqu'à atteindre un certain seuil prédéterminé, cette information peut être exploitée pour déclencher un moyen de signalisation

indiquant que le disque de friction 16 doit être changé.

On peut prévoir la conicité du pignon en sens inverse et

voir diminuer l'amplitude des impulsions.

Une variante de réalisation représenté à la figure 2 diffère essentiellement du précédent en ce que le capteur de vitesses 50a de l'arbre menant 12 est orienté d'une manière générale vers le roulement à billes 32. Pour ce faire l'évidement 52a est ménagé dans un prolongement 53a de l'élément de manoeuvre 30 qui se trouve dans ce cas orienté parallèlement à l'axe longitudinal dudit élément de manière à se trouver en regard d'un index 60

avantageusement disposé sur la cage 61 du roulement 32.

Il est à noter également que l'index 60 peut avantageusement être constitué par les sommets ou les intervalles des billes mêmes ou de la cage 61 qui les renferment et qui épousent la forme desdites billes pour

assurer leur maintien et leur espacement en fonctionnement.

Ainsi qu'il ressort à l'évidence de la description,

le doigt rotatif forme une cible d'allumage.

Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits. En particulier, au lieu d'un diaphrgme on peut utiliser des ressorts à boudins reliés à des leviers de débrayage sur lesquels

agit la butée de débrayage.

De même les capteurs ne sont pas nécessairement disposés diamétralement, il suffit qu'ils soient disposés à l'écart des zones de contact de la fourchette sur l'élément de manoeuvre, ou encore la butée pourra être du type poussé comme dans l'exemple ci-dessus décrit ou du

type tiré. -

Claims (9)

REVENDICATIONS

1. Dispositif d'embrayage interposé entre deux arbres l'un menant (12) l'autre mené (13) montés dans le prolongement axial l'un de l'autre, l'arbre menant (12) étant solidaire en rotation d'un plateau de réaction (14) susceptible d'entraîner, par l'intermédiaire d'un disque de friction (16) sollicité par un plateau de pression (17) solidaire en rotation d'un couvercle (15) fixé audit plateau de réaction (14), l'arbre mené (13) lors d'une sollication d'un moyen élastique de manoeuvre agissant sur le plateau de pression (17) en étant relié à des leviers de débrayage et actionné par une butée (20) de débrayage agissant centralement sur lesdits leviers de débrayage et comportant un élément débrayeur (32) attelé à un élément de manoeuvre (30) mobile axialement sous l'action d'un organe de commande caractérisé en ce que ledit élément de manoeuvre (30) porte deux capteurs de vitesses (50,35) orientés respectivement vers les arbres menant (12) et mené (13) ou toute pièce qui leur est solidaire en rotation, chacun des arbres (12,13) ou pièce solidaire portant ou comportant au moins un élément (51,36) ou particuliarité de structure auquel est

respectivement sensible chaque capteur (50,35).

2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le capteur de vitesses (50) d'arbre menant (12) disposé sur l'élément de manoeuvre (30) de la butée (20) est orienté vers un doigt rotatif (51) issu du couvercle (15) ou rapporté sur ce dernier qui est solidaire en rotation du plateau de réaction (14) d'o de l'arbre

menant (12).

3. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que le doigt (51) est constitué d'un prolongement du couvercle (15) conformé de manière à constituer un index dirigé parallèlement à l'axe longitudinal de l'abre mené (13) et susceptible d'être alternativement en regard du capteur de vitesses (50) d'arbre menant (12) disposé sur l'élément demanoeuvre (30) de manière sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal dudit élément de

manoeuvre (30).

4. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le capteur de vitesses (50) d'arbre menant (12) disposé sur l'élément de manoeuvre (30) de la butée (20) est orienté vers un index (60) constitué ou rapporté sur un des éléments constitutifs du roulement à billes (32) entraîné ou susceptible d'être entraîné en rotation par

le diaphragme (18) qu'il actionne.

5. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que l'index (60) est constitué par les intervalles ou les sommets formés par les billes du roulement (32) o d'une cage (61) renfermant lesdistes billes et assurant

leur maintient et leur espacement.

6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit arbre mené (13) comporte au moins une cannelure (36a) ou rainure longitudinale s'étendant au moins sur la longueur de la portion dudit arbre mené (13) en regard de laquelle le capteur de vitesses (35) d'arbre mené (13) solidaire de ladite butée de débrayage (20),

est susceptible de se déplacer.

7. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2,

du type dans lequel ladite butée de débrayage (20) est montée coulissante sur une portée coulissante sur une portée tubulaire fixe (38) entourant ledit arbre mené (13), caractérisé en ce que ladite portée tubulaire (38) comporte un trou oblong (40) orienté longitudinalement, pratiqué en regard de l'élément ou de la particularité de - structure précité auquel est sensible ledit capteur (35), ce dernier étant orienté vers ledit trou oblong (40) ou

engagé dans celui-ci.

8. Dispositif selon l'une des revendications

précédentes caractérisé en ce que les capteurs (50 et 35)

sont à réluctance variable.

9. Dispositif selon l'une des revendications

précédentes, caractérisé en ce que les capteurs (50 et ) sont connecté à des moyens électroniques de calcul de

la vitesse desdits arbres menant et mené (12,13).