FR2792694A1 - Actionneur centrifuge, ainsi que dispositif d'accouplement et dispositif de transmission ainsi equipes - Google Patents

Abstract

Un train épicycloïdal (7) passe en prise directe sous l'action de masselottes centrifuges (29) serrant un embrayage (18). Le desserrage de l'embrayage peut provenir de forces de réaction axiale de la denture hélicoïdale de la couronne (8), réaction transmise par une butée axiale (B2). Des butées (52b) limitent l'écartement de certaines des masselottes (29) à une valeur (Eb) correspondant à un état de compression intermédiaire d'un ressort (34) interposé entre le bec (32) des masselottes et l'embrayage (18). Pour que la force appliquée à l'embrayage puisse encore augmenter, il faut que les masselottes non-inhibées produisent à elles seules une force suffisante, ce qui décale vers le haut les vitesses nécessaires.Utilisation pour calibrer la courbe caractéristique de la force d'actionnement produite par effet centrifuge.

Description

DESCRIPTION

"Actionneur centrifuge, ainsi que dispositif d'accouplement et

dispositif de transmission ainsi équipés."

La présente invention concerne un actionneur centrifuge, destiné à produire une force d'actionnement qui est

généralement croissante en fonction d'une vitesse de rotation.

La présente invention concerne également un dispositif

d'accouplement par friction utilisant un tel actionneur.

La présente invention concerne encore un dispositif de transmission à changement de rapport automatique utilisant le

dispositif d'accouplement par friction.

On connaît de nombreuses réalisations pour les embrayages centrifuges, utilisés par exemple pour accoupler sélectivement un moteur d'automobile avec l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses. L'embrayage a pour fonction de désaccoupler l'arbre du moteur et l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses lorsque le moteur fonctionne au ralenti, puis d'accoupler progressivement les deux arbres lorsque le conducteur du véhicule commande une augmentation de la vitesse de rotation de l'arbre du moteur. Ce dispositit connu a l'inconvénient de fonctionner avec brutalité si le conducteur du véhicule ne prend pas soin de faire augmenter progressivement, et non pas brutalement, la vitesse de rotation de l'arbre du moteur. Ceci est dû au fait que les masselottes centrifuges génèrent une force d'application de l'embrayage qui est proportionnelle au carré de leur vitesse de rotation. Il est impossible de trouver une mise au point pour laquelle la force d'application serait suffisante pour faire commencer le processus d'accouplement par friction aux environs de 1200-1500 tours par minute sans que cette force devienne tout à fait excessive pour un accouplement progressif à par exemple 4000

tours par minute.

On a imaginé des dispositions visant à corriger la courbe de croissance de la force centrifuge en fonction de la vitesse, par exemple en utilisant des masselottes pivotantes dont l'effet de levier diminue à mesure que les masselottes s'écartent de leur position de repos. La plupart des ces 2 dispositions nécessite une grande précision de fabrication et le résultat obtenu se dégrade rapidement à mesure que le

dispositif s'use.

On connaît d'après le WO-A-9207206 une transmission automatique dans laquelle un embrayage relie sélectivement deux organes rotatifs d'un engrenage différentiel tel qu'un train épicycloidal, selon que l'une ou l'autre de deux forces antagonistes domine. La première force, tendant à desserrer l'embrayage, est par exemple une réaction de denture, plus particulièrement une poussée axiale produite par une denture hélicoïdale montée mobile axialement. Cette force est donc proportionnelle au couple de rotation transmis par la denture en question. La deuxième force, tendant à serrer l'embrayage, est produite par un actionneur centrifuge. Lorsque l'embrayage est desserré, une roue libre empêche la rotation inverse d'un

troisième organe rotatif de l'engrenage différentiel.

Ce type de transmission est très avantageux car son fonctionnement de base ne nécessite ni source de puissance extérieure, ni capteurs, ni circuit de pilotage. C'est le dispositif de transmission lui-même qui produit les forces qui vont le piloter et ces forces sont en même temps une mesure des

paramètres nécessaires au pilotage.

En particulier, plus la vitesse de rotation est élevée et plus est grand le couple de rotation nécessaire pour désaccoupler l'embrayage à l'encontre de la poussée produite par effet centrifuge. Autrement dit, en pratique, plus la vitesse est grande et plus la demande de couple moteur par le conducteur doit être grande pour que le dispositif de transmission fonctionne en réducteur de vitesse. Ceci correspond en principe à ce que l'on souhaite pour une

transmission automatique.

Cependant, comme la poussée produite par effet centrifuge augmente comme le carré de la vitesse de rotation, le couple nécessaire pour provoquer ou maintenir le fonctionnement en réducteur augmente lui aussi comme le carré de la vitesse de rotation. Ceci est gênant, notamment pour adapter le dispositif de transmission à un moteur dont la gamme -3 - des vitesses de rotation pratiquement utilisables est relativement large. Par exemple, certains moteurs fonctionnent très favorablement à 1500 tours par minute, mais produisent leur puissance maximale à un régime par exemple quatre fois plus élevé, c'est à dire 6000 tours par minute. A ce régime, la force produite par les masselottes est seize fois plus grande qu'à 1500 tours par minute. Si l'on réalise l'actionneur centrifuge de façon qu'il soit suffisamment faible pour permettre le fonctionnement en réducteur au régime de puissance maximum (6000 tours par minute dans l'exemple), le fonctionnement suivant le rapport supérieur (en général une prise directe) ne sera possible que si le couple moteur est inférieur à 1/16me du couple maximum que le moteur est capable de fournir à 6000 tours par minute, ce qui est trop peu. C'est pourquoi le PCT/FR94/00176 propose de faire agir des forces d'appoint capables d'agir dans le même sens que la réaction de denture pour imposer le fonctionnement en réducteur dans des conditions o la réaction de denture seule n'aurait pas suffi à

vaincre l'action contraire des masselottes centrifuges.

Par ailleurs, de nombreux moteurs thermiques ont une courbe de couple maximum qui est très irrégulière en fonction du régime de rotation de l'arbre du moteur. En particulier, certains moteurs ont une courbe présentant une montée brutale du couple maximum à environ 2000 tours par minute puis un palier presque horizontal jusqu'à 4000 tours par minute. Une telle courbe de couple, correspondant par conséquent à la courbe de la force de réaction de denture lorsque le conducteur effectue une accélération en appuyant à fond sur la pédale d'accélérateur, va couper plusieurs fois la parabole représentative de la poussée produite par les masselottes. Lors d'une accélération à partir d'une vitesse basse, il s'ensuivrait un passage au rapport supérieur à une certaine vitesse en-dessous de 2000 tours par minute, un retour au rapport inférieur à 2000 tours par minute, puis un nouveau passage au rapport supérieur au voisinage du régime de puissance maximale. Un tel va-et-vient est inacceptable en pratique. -4- Le but de l'invention est ainsi de proposer un actionneur centrifuge qui permette de calibrer de manière simple, fiable et durable la courbe caractéristique de la

poussée produite en fonction de la vitesse de rotation.

Suivant l'invention, l'actionneur centrifuge pour une charge offrant une résistance croissante en fonction d'un déplacement à partir d'une position initiale, cet actionneur comprenant: - un support rotatif autour d'un axe; - des masselottes montées sur le support, en couronne autour de l'axe, les masselottes comprenant une région d'actionnement destinée à s'appuyer au moins indirectement sur la charge, et étant mobiles sur le support de façon qu'à partir d'une position de repos correspondant à la position initiale de la charge, le centre de gravité des masselottes s'écarte de l'axe sous l'effet de la rotation du support, est caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens inhibiteurs qui restreignent l'écartement d'au moins un groupe desdites masselottes à partir d'au moins une valeur d'écartement prédéterminée, et permettent à d'autres desdites masselottes de dépasser ladite valeur d'écartement prédéterminée. De préférence, les moyens inhibiteurs comprennent des moyens de butée limitant l'écartement des masselottes de chaque

groupe à la valeur d'écartement prédéterminée correspondante.

Lorsque les masselottes du groupe en question atteignent les moyens inhibiteurs, toute continuation du mouvement d'actionnement ne peut se faire qu'avec une participation réduite ou même complètement supprimée des masselottes concernées par les moyens inhibiteurs. La croissance parabolique de la force produite par l'actionneur centrifuge

est donc fortement atténuée.

En positionnant convenablement les moyens inhibiteurs par rapport au groupe de masselottes auquel ils sont affectés, on peut positionner à volonté le long de la course de déplacement produite par l'actionneur le point o les moyens

inhibiteurs commencent à atténuer la croissance d'actionnement.

-5- En prévoyant deux groupes de masselottes associés à des moyens inhibiteurs intervenant en des points différents le long de la course d'actionnement, on peut produire deux déviations successives dans le sens de l'atténuation de la force produite par rapport à la parabole théorique correspondant à la libre

action de toutes les masselottes.

L'invention est applicable à toute charge offrant une résistance croissante en fonction d'un déplacement, de façon que le déplacement obtenu augmente d'une manière générale en fonction de la vitesse de rotation. Ceci ne limite pas techniquement la possibilité de mettre en ouvre l'invention. Si la charge est par exemple du genre embrayage, o. l'effet d'adhérence obtenu varie en fonction de la force de serrage appliquée sans qu'il en résulte de déplacement significatif correspondant (sauf pour le rattrapage du jeu initial), il suffit d'interposer entre la région d'actionnement des masselottes et la charge un moyen, par exemple un élément élastique qui, au sens de la présente définition de l'invention fait alors partie de la charge (offrant une résistance

croissante en fonction d'un déplacement).

Suivant un second aspect de l'invention, le dispositif d'accouplement par friction à commande centrifuge comprend: - un empilement d'au moins deux disques de friction mobiles en rotation autour d'un axe commun et mobiles axialement l'un par rapport à l'autre entre une position de friction mutuelle et une position de désaccouplement, - un actionneur centrifuge selon le premier aspect, dont le support est couplé en rotation avec l'un au moins des disques et capable de rotation relative par rapport à au moins un autre des disques, - un moyen élastique interposé entre la région

d'actionnement des masselottes et l'empilement de disques.

Le moyen élastique peut avantageusement avoir une précontrainte plus grande que la force produite par effet

centrifuge pour une certaine gamme de vitesses de rotation en-

dessous d'un seuil. Au-delà du seuil, la force produite par

effet centrifuge commence à comprimer les moyens élastique.

-6- Ainsi, on atténue encore le grand intervalle de variation de la force appliquée au disque d'embrayage en fonction de la vitesse

de rotation.

Suivant un troisième aspect de l'invention, le dispositif de transmission à changement de rapport automatique comprend: - des éléments rotatifs comprenant au moins un élément rotatif d'entrée et un élément rotatif de sortie, - un mécanisme reliant par engrènement lesdits éléments rotatifs, - un dispositif d'accouplement par friction selon le deuxième aspect, dont les deux disques sont couplés en rotation chacun avec l'un respectif des éléments rotatifs, - des moyens antagonistes pour solliciter les masselottes vers leur position de repos avec une force représentative d'un couple de rotation transmis par l'un des

éléments rotatifs.

D'autres particularités et avantages de l'invention

ressortiront encore de la description ci-après, relative à des

exemples non-limitatifs.

Aux dessins annexés: - la figure 1 est une demi-vue en coupe longitudinale schématique d'un groupe moto-propulseur comprenant un moteur et un dispositif de transmission à deux rapports selon l'invention, au repos, et avec arrachements; - les figures 2 et 3 sont des vues analogues à la figure 1, mais plus complètes et relatives au fonctionnement en réducteur, et respectivement en prise directe; - la figure 4 est une vue en perspective partielle de l'actionneur centrifuge équipé des moyens inhibiteurs; - la figure 5 est un diagramme montrant la courbe caractéristique de la force produite par effet centrifuge; - la figure 6 est une vue analogue à la figure 4 mais relative à une variante; et -7- la figure 7 est un diagramme illustrant le fonctionnement d'un groupe moto-propulseur mettant en

ouvre le mode de réalisation de la figure 5.

Le dispositif de transmission à deux rapports représenté à la figure 1, destiné en particulier à une automobile, comprend un arbre d'entrée 2a et un arbre de sortie 2b alignés selon l'axe principal 12 du dispositif. L'arbre d'entrée 2a est relié à l'arbre de sortie du moteur 5 d'un véhicule automobile avec interposition d'un embrayage d'entrée 48 et éventuellement d'autres moyens de transmission non représentés. L'arbre de sortie 2b est destiné à entraîner directement ou indirectement les roues motrices d'un véhicule. Entre l'arbre de sortie 2b et les roues du véhicule peut par exemple être interposé un autre dispositif de transmission à deux ou plusieurs rapports et/ou un inverseur marche avant - marche arrière à commande manuelle, et/ou un différentiel de répartition du mouvement entre les

roues motrices du véhicule.

Les arbres d'entrée 2a et de sortie 2b sont immobilisés axialement relativement à un carter 4 du dispositif de

transmission, qui n'est que partiellement représenté.

Le dispositif de transmission comprend un engrenage différentiel formé par un train épicycloidal 7. Le train 7 comprend une couronne 8 à denture intérieure et une roue planétaire 9 à denture extérieure, engrenant toutes deux avec des satellites 11 répartis autour de l'axe 12 du dispositif de transmission. Les satellites 11 sont supportés en rotation par des tourillons excentrés 14 d'un porte-satellites 13 relié rigidement à l'arbre de sortie 2b. La roue planétaire 9 peut tourner librement autour de l'axe 12 du dispositif de transmission par rapport à l'arbre de sortie 2b qu'elle entoure. Toutefois, un dispositif de roue libre 16 empêche la roue planétaire 9 de tourner en inverse, c'est à dire en sens inverse du sens normal de rotation de l'arbre d'entrée 2a, par

rapport au carter 4 de la transmission.

La couronne 8 est liée en rotation, mais libre en coulissement axial, relativement à l'arbre d'entrée 2a, par

l'intermédiaire de cannelures 17.

-8- Un embrayage multidisques 18 accouple sélectivement la

couronne 8 avec le porte-satellites 13.

L'empilement de disques 19 et 22 de l'embrayage 18 peut être serré axialement entre un plateau de retenue 26 solidaire du porte- satellites 13 et un plateau mobile 27 qui appartient à une cage 20, liée en rotation avec le porte-satellites 13, mais

pouvant coulisser par rapport à celui-ci.

La cage 20 supporte un actionneur centrifuge 25 destiné à appliquer à l'empilement de disques 19, 22 une force de serrage axial variant en fonction de la vitesse de rotation de la cage et donc du porte- satellites 13 et de l'arbre de sortie 2b autour de l'axe principal 12. L'actionneur centrifuge 25 comprend des masselottes centrifuges 29 disposées en couronne autour de l'embrayage 18. Les masselottes sont supportées par la cage 20 et donc liées en rotation à l'arbre de sortie 2b du

dispositif de transmission.

La rotation du porte-satellites 13 autour de l'axe principal 12 tend à faire pivoter radialement vers l'extérieur un corps 31 de chaque masselotte 29 autour de son axe de pivotement tangentiel 28 sous l'action de la force centrifuge, pour faire passer les masselottes d'une position de repos définie par appui d'une butée 36 des masselottes contre la cage (figures 1 et 2) à une position plus ou moins écartée radialement, visible à la figure 3, et qui sera décrite plus en

détail plus loin.

Il en résulte alors un déplacement axial relatif entre un bec 32 de chaque masselotte et l'axe de pivotement 28 de la masselotte. Ce déplacement, qui rapproche le bec 32 du plateau mobile 27, peut correspondre à une compression d'un élément ressort 34 monté entre le bec 32 et le plateau de retenue 26 et/ou à un déplacement du plateau mobile 27 vers le plateau fixe 26 dans le sens du serrage de l'embrayage 18. Dans l'exemple représenté, l'élément ressort 34 est constitué par deux rondelles belleville montées l'une à la suite de l'autre

et en opposition l'une par rapport à l'autre.

Lorsque le dispositif de transmission est au repos comme représenté à la figure 1, l'élément ressort 34 transmet à la -9- cage 20, par l'intermédiaire des masselottes 29 en butée au repos, une force de précontrainte qui serre l'embrayage 18 de sorte que l'entrée 2a du dispositif de transmission est couplée en rotation avec la sortie 2b et le dispositif de transmission constitue une prise directe capable de transmettre du couple jusqu'à un certain maximum défini par la force de précontrainte de l'élément ressort 34 et par le couple spécifique de l'embrayage. Le couple spécifique est défini comme le couple

transmissible (m.N) divisé par la force de serrage.

Conformément à une particularité importante de l'invention, l'actionneur centrifuge 25 comprend des moyens inhibiteurs 51 (voir aussi figure 4). Ces moyens comprennent des butées 52b solidaires de la cage 20, réparties angulairement autour de l'axe 12 et autour de la couronne de masselottes 29 pour limiter la course d'écartement permise à certaines 29b des masselottes 29. Dans l'exemple de la figure 4, une masselotte 29 sur trois et une masselotte 29b. La position d'écartement maximum Eb (en pointillés à la figure 1 et en traits pleins à la figure 3) est moins écartée de la position de repos ER (figure 1 et 2) que la position d'écartement maximum Ea des masselottes 29a dont l'écartement n'est pas limité (figure 3). La position d'écartement Ea des masselottes 29a non susceptibles d'être inhibées correspond à la compression maximale du ressort 34 et simultanément à la

proximité mutuelle maximale des plateaux fixe 26 et mobile 27.

Comme le montre la figure 3, lorsque les masselottes 29a ont dépassé la position d'écartement Eb qui correspond à l'écartement maximum des masselottes 29b, le bec d'actionnement 32b des masselottes 29b ne s'appuie plus sur le ressort 34, lequel n'est alors comprimé que par les becs d'actionnement 32a

des masselottes 29a qui ne sont pas inhibées.

Le ressort 34 est choisi pour avoir à partir de son état de repos (figure 1) une force élastique qui augmente significativement et progressivement jusqu'à l'état de

compression maximal illustré à la figure 3.

Dans ces conditions, la caractéristique Z de la force transmise par les becs d'actionnement des masselottes dans le - 10- sens axial lorsque les plateaux fixe 26 et mobile 27 sont en état de rapprochement maximal présente l'allure représentée en traits pleins à la figure 5. Plus particulièrement, cette courbe Z présente entre les vitesses de rotation V = 0 et V1 du porte-satellites 13 et donc des masselottes 29 autour de l'axe principal 12, une première zone Zp, o la force est égale à Fp constante, qui correspond à la force de précontrainte du

ressort 34.

La vitesse de rotation V1 est celle pour laquelle la force axiale transmise par les becs 32 sous l'effet de la force centrifuge des masselottes 29 est égale à la force de précontrainte Fp de l'élément ressort 34. A partir de cette vitesse V1, la courbe caractéristique Z présente une zone Za+b qui suit la parabole Pa+b de croissance, en fonction de la vitesse de rotation, de la force centrifuge produite par les masselottes 29a et 29b ensemble. Cette force augmente et l'élément ressort 34 est donc de plus en plus comprimé. La zone Za+b se termine pour une vitesse de rotation V2 pour laquelle la compression de l'élément ressort 34 est telle que les

masselottes 29b entrent en contact avec les butées 52b.

A partir du point V2, F2 de la courbe caractéristique, seules les masselottes 29a sont capables d'un mouvement supplémentaire d'écartement pour accroître la compression de l'élément ressort 34. Ainsi, la courbe caractéristique présente une nouvelle zone horizontale Z2 jusqu'à la vitesse V3 o la ligne horizontale F2 coupe la parabole Pa correspondant à la force axiale produite par l'effet centrifuge des masselottes 29a seules. A partir du point V3, F2, la courbe caractéristique Z présente une nouvelle zone de croissance parabolique Za le long de la parabole Pa, allant jusqu'a la vitesse VM maximum permise. A la vitesse VM ou même à une vitesse moins élevée de la zone Za, l'élément ressort 34 peut sans inconvénient avoir

atteint son état de compression maximale.

Ainsi, la courbe caractéristique de la force produite par effet centrifuge, telle qu'elle est représentée à la figure 5, est beaucoup mieux adaptée qu'une simple parabole telle que Pa+b ou Pa pour influer convenablement sur le comportement du

- 11 -

dispositif de transmission automatique en fonction de la vitesse. Il est en particulier souhaité que le dispositif de transmission adopte à partir d'une vitesse V relativement faible le fonctionnement sur le rapport supérieur (en prise directe dans l'exemple) lorsque le couple moteur est relativement faible: ceci est assuré d'une part par la précontrainte du ressort 34 (zone Zp de la courbe caractéristique) puis, entre les vitesses V1 et V2, par la force centrifuge produite par l'ensemble des masselottes le

long de la zone Za+b.

Mais il est également souhaité que le dispositif de transmission soit capable de fonctionner suivant le rapport inférieur même lorsque la vitesse de rotation est proche de la vitesse maximum VM lorsque le couple fourni par le moteur 5 est proche de son maximum. Ceci est permis par la zone Za de la courbe caractéristique, le long de laquelle la force produite par effet centrifuge est, dans l'exemple, réduite de 33% par rapport à celle qui aurait été fournie si toutes les

masselottes étaient restées actives au-delà de la vitesse V2.

Les dentures de la couronne 8, des satellites 11 et de la roue planétaire 9 sont de type hélicoïdal. Ainsi, dans chaque couple de dentures engrenant sous charge, il apparaît des poussées axiales opposées proportionnelles à la force circonférentielle transmise, donc au couple sur l'arbre d'entrée 2a et au couple sur l'arbre de sortie 2b. Le sens d'inclinaison hélicoïdale des dentures est choisi pour que la poussée axiale Pac (figure 2) prenant naissance dans la couronne 8 lorsqu'elle transmet un couple moteur, s'exerce dans le sens o la couronne 8 pousse le plateau mobile 27, par l'intermédiaire d'une butée B2, dans le sens écartant les plateaux 26 et 27, donc desserrant l'embrayage 18. La force Pac tend aussi à rapprocher l'un de l'autre le bec 32 des masselottes 29 et le plateau de retenue 26, donc à ramener ou à maintenir les masselottes 29 dans leur position de repos et à comprimer l'élément ressort 34. Les satellites 11, qui engrènent non seulement avec la couronne 8 mais aussi avec la roue planétaire 9, subissent deux réactions axiales opposées -12- PSl et PS2, qui s'équilibrent, et la roue planétaire 9 subit, compte-tenu de son engrènement avec les satellites 11, une poussée axiale Pap qui est égale en intensité et opposée à la poussée axiale Pac de la couronne 8. La poussée Pap de la roue planétaire 9 est transmise au carter 4 par l'intermédiaire

d'une butée B3.

Une telle situation est représentée à la figure 2. En supposant cette situation réalisée, on va maintenant décrire le fonctionnement de base du dispositif de transmission. Tant que le couple transmis par l'arbre d'entrée 2a est tel que la poussée axiale Pac dans la couronne 8 suffit pour repousser les becs 32 des masselottes 29 par l'intermédiaire de l'élément ressort 34, l'écartement entre le plateau de retenue 26 et le plateau mobile 27 de l'embrayage est tel que les disques 19 et 22 glissent les uns contre les autres sans transmettre de couple entre eux. Si la vitesse de rotation est inférieure ou égale à V2 (figure 5), les masselottes sont repoussées en position de repos comme l'illustre plus particulièrement la figure 2. Si la vitesse de rotation est comprise entre V2 et VM, il est possible que les masselottes restent dans la position d'écartement Eb, si la poussée Pac suffit pour rabattre les masselottes 29a mais pas la totalité des masselottes 29 et 29b. La relation force-vitesse correspond alors à un point situé sur la parabole Pa+b situé au-dessus de la zone Za+b, par exemple le point Q de la figure 5 (on a bien précisé plus haut que la courbe caractéristique Z de la figure 5 ne correspond qu'à la situation o l'embrayage est serré). Dans tous les cas o l'embrayage 18 est desserré sous l'action de la poussée Pac ou bien par une force extérieure appliquée à la cage 20 par l'intermédiaire d'une butée B4 (figure 2) dont la raison d'être sera exposée plus loin, le porte- satellites 13 peut tourner à une vitesse différente de celle de l'arbre d'entrée 2a, et il tend à être immobilisé par la charge que l'arbre de sortie 2b doit entraîner. Il en résulte que les satellites 11 tendent à se comporter en inverseurs de mouvement, c'est à dire à faire tourner la roue planétaire 9 en sens inverse du sens de rotation de la couronne 8. Mais ceci est empêché par la roue

l- 13 -

-13- libre 16. La roue planétaire 9 est donc immobilisée par la roue libre 16 et le porte-satellites 13 tourne à une vitesse qui est intermédiaire entre la vitesse nulle de la roue planétaire 9 et la vitesse de la couronne 8 et de l'arbre d'entrée 2a. Le dispositif de transmission fonctionne donc en réducteur. Si par exemple la vitesse de rotation augmente et que le couple reste inchangé, il arrive un instant o la force centrifuge des masselottes 29 produit sur le plateau mobile 27 par rapport au plateau de retenue 26 une force axiale de serrage plus grande que la poussée axiale Pac, et le plateau mobile 27 est poussé

vers le plateau 26 pour réaliser la prise directe (figure 3).

L'embrayage 18, à mesure qu'il se serre pendant le passage en prise directe, transmet de plus en plus de puissance directement de la couronne 8 liée à l'arbre d'entrée 2a, au porte-satellites 13 lié à l'arbre de sortie 2b. Par conséquent, les dentures du train épicycloidal 7 travaillent de moins en moins, c'est à dire qu'elles transmettent de moins en moins de

force. La poussée axiale Pac décroît et finit par s'annuler.

Ainsi, la poussée axiale due à la force centrifuge peut s'exercer pleinement pour serrer les plateaux 26 et 27 l'un

vers l'autre.

Il peut alors arriver que la vitesse de rotation de l'arbre de sortie 2b diminue, et/ou que le couple à transmettre augmente, au point que les masselottes 29 n'assurent plus dans l'embrayage 18 une force de serrage suffisante pour transmettre le couple. Dans ce cas, l'embrayage 18 commence à patiner. La vitesse de la roue planétaire 9 diminue jusqu'à s'annuler. La roue libre 16 immobilise la roue planétaire et la force de denture Pac réapparaît pour desserrer l'embrayage, de sorte que

le dispositif de transmission fonctionne ensuite en réducteur.

Ainsi, chaque fois qu'il s'opère un changement du fonctionnement en réducteur au fonctionnement en prise directe, ou inversement, la force axiale Pac varie dans le sens qui

stabilise le rapport de transmission nouvellement institué.

Ceci est très avantageux d'une part pour éviter les changements de rapport trop fréquents autour de certains points de fonctionnement critiques, et d'autre part pour que les -14- situations de patinage de l'embrayage 18 ne soient que transitoires. Comme le montrent les figures 2 et 3 (ceci n'est pas représenté à la figure 1 dans un but de plus grande clarté de cette dernière), des moyens complémentaires sont prévus pour faire sélectivementfonctionner le dispositif de transmission en réducteur dans des conditions différentes de celles déterminées par les forces axiales de l'élément ressort 34, des

masselottes centrifuges 29 et de denture de la couronne 8.

Pour cela, le dispositif de transmission comprend un frein 43 qui permet d'immobiliser la roue planétaire 9 relativement au carter 4 indépendamment de la roue libre 16. En d'autres termes, le frein 43 est monté fonctionnellement en parallèle avec la roue libre 16 entre la roue planétaire 9 et le carter 4. Le piston 44 d'un actionneur hydraulique 45 est monté axialement coulissant pour sélectivement serrer et desserrer le frein 43. De préférence, le piston 44 serre en même temps que le frein 43 une butée élastique de calibrage 45. Le frein 43, le piston 44 et la butée élastique 45 ont une forme annulaire ayant pour axe l'axe principal 12 du dispositif de transmission. Le piston 44 est adjacent à une chambre hydraulique 46 qui peut être sélectivement alimentée en huile sous pression pour solliciter le piston 44 dans le sens du

serrage du frein 43.

De plus, le piston 44 est relié rigidement à un poussoir 42 qui peut s'appuyer contre la cage 20 au moyen d'une butée axiale B4. Le montage est tel que lorsque la pression régnant dans la chambre 46 pousse le piston 44 dans la position de serrage du frein 43, la cage 20, avant que le frein 43 ne soit serré, est repoussée de manière suffisante pour que l'embrayage 18 soit relâché. Le disque mobile 41 du frein, lié en rotation au planétaire 9, la butée élastique 45 et le poussoir 42 sont montés pour solliciter indépendamment les uns des autres, c'est à dire mécaniquement en parallèle, le piston 44 à l'encontre de

la poussée hydraulique générée dans le chambre 46.

Lorsque le piston 44 est dans la position de serrage du frein (figure 2), la roue planétaire 9 est immobilisée même si -15 - le porte-satellites 13 relié à l'organe de sortie 2b tend à tourner plus vite que la couronne 8, comme c'est le cas lors du fonctionnement en retenue, et par conséquent le dispositif de transmission fonctionne en réducteur, comme le permet le desserrage de l'embrayage 18. L'ensemble 42, 43, 44, 45, 46, qui vient d'être décrit constitue donc un moyen actionneur qui peut être mis à la disposition du conducteur du véhicule pour obliger le dispositif à passer au fonctionnement en réducteur ou à conserver le fonctionnement en réducteur lorsque le conducteur souhaite augmenter l'effet de frein moteur, par exemple en descente, ou lorsqu'il souhaite augmenter le couple moteur sur l'arbre de sortie 2b. Lorsque le couple est moteur, le frein 43 s'il est serré, exerce une action redondante avec celle de la

roue libre 16, mais cela n'est pas gênant.

L'alimentation et la purge de la chambre 46 sont déterminées par l'état d'une électrovanne 49. Lorsqu'elle est au repos, l'électrovanne 49 (figures 1 et 3) relie la chambre 46 avec un trajet de fuite 50 qui est hydrauliquement résistant. Lorsque l'électrovanne 49 est alimentée électriquement (figure 2), elle isole la chambre 46 du trajet de fuite 50 et la relie avec la sortie d'une pompe 47 entraînée

par le moteur 5 ou bien par un moteur indépendant.

Indépendamment de l'état de l'électrovanne 49, la pompe 47 peut également servir à alimenter un circuit de lubrification (non

représenté) du dispositif de transmission.

L'alimentation électrique de l'électrovanne 49 est commandée directement ou indirectement par le conducteur du véhicule, par exemple conformément au FR-A-2 768 210 et au PCT/FR98/01883 (publiés après la date de dépôt de la présente demande), dont le contenu est intégré à la présente demande par

voie de référence.

L'alimentation électrique de l'électrovanne 49 peut également être commandée de manière automatique, par exemple pour forcer le désaccouplement de l'embrayage 18 lorsque le moteur 5 fonctionne à une vitesse de ralenti ou peu supérieure à la vitesse de ralenti, de façon que la mise au mouvement du -16- véhicule s'effectue systématiquement avec le dispositif de transmission fonctionnant sur son rapport le plus bas (en réducteur). L'exemple de la figure 6 ne sera décrit que pour ses différences avec celui des figures 1 à 5. Les moyens inhibiteurs 51 comprennent, en plus des butées 52b coopérant avec les masselottes 29b constituant une masselotte 29 sur trois, des butées 52c coopérant avec des masselottes 29c constituant également une masselotte 29 sur trois. Les butées 52c, qui sont elles aussi régulièrement réparties angulairement autour de l'axe principal 12 les dispositifs de transmission, limitent l'écartement des masselottes 29c à une position d'écartement maximale qui est moins éloignée de la position de repos ER que la position d'écartement maximale Eb (figure 1) permise aux masselottes 29b. La figure 7 est un diagramme illustratif de la mise en oeuvre du dispositif de transmission de la figure 6 en combinaison avec un moteur thermique 5 qui se caractérise par des courbes de couple C1/4, C1/3, C1/2, C1/1, en fonction de sa vitesse de rotation V qui est égale à la vitesse de rotation des arbres 2a et 2b lorsque le dispositif de transmission fonctionne en prise directe. Dans le diagramme de la figure 7, les valeurs de couple sont représentées par la valeur de la force axiale de serrage qu'il faut appliquer à l'embrayage 18 pour que le fonctionnement en prise directe se maintienne. La courbe C1/4 correspond au fonctionnement du moteur au quart de la charge maximum, C1/3 au tiers de la charge maximum, C1/2 à la

moitié de la charge maximum, et C1/1 à la charge maximum.

De manière classique, le moteur présente, lorsqu'il est sous charge maximale (courbe C1/1) un couple qui augmente jusqu'à une valeur maximale CM correspondant à une vitesse de rotation de valeur intermédiaire. A la suite de cela, le couple diminue relativement lentement jusqu'à une vitesse de rotation qui est dans l'exemple de l'ordre de 6000 tours par minute, à la suite de quoi, au-delà de la vitesse de rotation maximale autorisée du moteur, le couple diminue très rapidement. Les - 17- autres courbes de couple C1/4, C1/3 et C1/2 présentent des formes semblables mais décalées vers le bas et décalées vers les

basses vitesses de rotation.

La courbe caractéristique Z de la force de serrage produite par effet centrifuge lorsque l'embrayage est serré comprend, de V = 0 jusqu'à V = V1 la zone horizontale Zp correspondant à la précontrainte des ressorts 34, puis entre la vitesse V1 à V2 une force produite par effet centrifuge de l'ensemble des masselottes 29 le long d'une zone Za+b+c formée par une partie de la parabole Pa+b+c, puis entre les vitesses V2 et V3 une nouvelle zone horizontale Z23. La vitesse V2 est celle pour laquelle les masselottes 29c rencontrent les butées 52c et la vitesse V3 est celle pour laquelle la force produite par effet centrifuge par les masselottes 29a et 29b est égale à celle produite par effet centrifuge à la vitesse V2 par l'ensemble des masselottes 29. La courbe caractéristique suit ensuite une zone Za+b qui est croissante le long de la parabole Pa+b de la force produite par effet centrifuge par les masselottes 29a et 29b. Le long de la zone Za+b, les masselottes 29a et 29b recommencent à s'écarter de leur position de repos au-delà de la position d'écartement maximale permise aux masselottes 29c, et ceci jusqu'à une vitesse V4 pour laquelle

les masselottes 29b rencontrent leurs butées respectives 52b.

La courbe caractéristique suit alors une zone horizontale Z45 entre les vitesses V4 et Vs. La vitesse V5 est celle pour laquelle la force produite par effet centrifuge par les masselottes 29a seules est égale à celle produite par les masselottes 29a et 29b ensemble pour la vitesse V4. A partir de la vitesse V5, la courbe caractéristique suit une zone croissante Za le long de la parabole Pa correspondant à la valeur de la force produite par effet centrifuge par les

masselottes 29a seules.

L'élément ressort 34 se comprime progressivement jusqu'à la vitesse V5 au moins. Au-delà de cette vitesse, le ressort 34

peut sans inconvénient être totalement comprimé.

En observant la figure 7, on distingue clairement que la courbe C1/4 se situe entièrement en-dessous de la courbe

- 18 -

caractéristique Z. Par conséquent, le moteur fonctionnant au quart de sa charge demeure en prise directe pour n'importe quelle vitesse de rotation V. Pour un couple correspondant au tiers de la charge maximale (courbe C1/3), le dispositif de transmission passe au fonctionnement en réducteur pour une vitesse de rotation inférieure ou égale à V12 (environ 2800 tours par minute dans l'exemple). Lorsque le moteur fonctionne à demi-charge (courbe C1/2), le dispositif de transmission revient automatiquement au fonctionnement en réducteur pour toute vitesse inférieure à environ 4000 tours par minute, c'est à dire correspondant au point o la courbe C1/2 coupe la courbe caractéristique Z. Et lorsque le moteur fonctionne à pleine charge (courbe Cl/1, correspondant à la pédale d'accélérateur enfoncée au maximum), le dispositif de transmission revient au fonctionnement en réducteur pour toute vitesse inférieure ou égale à environ 6000 tours par minute qui est la vitesse correspondant au point o la courbe C1/, coupe la courbe caractéristique Z dans la zone Za correspondant à la parabole

la plus basse.

Ainsi, grâce à l'invention, on a créé des gammes de charge du moteur, à savoir une gamme de charge faible illustrée par la courbe C1/4 située complètement en-dessous de la courbe caractéristique Z, ce qui impose le maintien du fonctionnement en prise directe lorsque celui-ci est réalisé, une zone de charge modérée, illustrée par C1/3, o les courbes de couple coupent la caractéristique Z le long de la parabole Pa+b+c, la plus haute dans le diagramme, ce qui conduit à privilégier le fonctionnement en prise directe, une gamme de charge intermédiaire (illustrée par la courbe C1/2) dans laquelle les courbes de couple coupent la courbe caractéristique Z le long de la parabole intermédiaire Pa+b, et une gamme de forte charge (illustrée par la courbe de couple sous charge maximale Cl/1) dans laquelle les courbes de couple coupent la courbe Z le long

de la parabole la plus basse Pa.

Il est sans inconvénients que, par exemple entre la gamme de charge intermédiaire illustrée par la courbe C1/2 et la gamme de charge élevée illustrée par la courbe C1/1, certaines -19-

valeurs de charge correspondent à des courbes de couple (non-

représentées) qui couperont la courbe caractéristique Z dans une zone horizontale telle que Z45. Cela est au contraire avantageux pour éviter une transition brutale dans le comportement du dispositif de transmission entre les gammes de

charges successives.

Par le choix de la caractéristique élastique du ressort 34, de sa valeur initiale de précontrainte, et de la position d'écartement maximale respective des masselottes 29b et 29c, on a calibré la courbe Z pour que chaque courbe de couple ne soit coupée qu'au maximum une seule fois, et toujours dans le sens o la courbe Z croît plus que la courbe de couple. Même si certaines courbes de couple (non-représentées) étaient coupées plusieurs fois, le calibrage permettrait de faire en sorte que dans la zone située entre les intersections l'écartement vertical reste faible entre les deux courbes. Grâce à cela et à la stabilité intrinsèque du dispositif de transmission (voir ce qui a été dit plus haut en ce qui concerne la variation de la poussée de denture Pac lors des changements de rapport), il ne se produira en pratique aucun va et vient intempestif du

rapport de transmission.

Par ailleurs, comme l'allure générale de la courbe Z croît beaucoup moins qu'une parabole, la force d'actionnement à produire par le vérin 44, 46 (figures 2 et 3) pour forcer le fonctionnement en réducteur, est plus faible que dans l'état de la technique. En cas de disparition brusque du couple moteur lorsque le conducteur relâche complètement la pédale d'accélérateur, le serrage de l'embrayage par les masselottes

est moins brutal.

Bien-entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples

décrits et représentés.

Les moyens inhibiteurs pourraient être réalisés différemment. Par exemple, par comparaison avec la figure 4, la butée telle que 52b pourrait être continue sur tout le pourtour et les masselottes 29a pourraient être réalisées axialement plus courtes pour pouvoir pivoter sans interférer avec cette

butée continue.

-20- Les butées peuvent être réalisées réglables. Ceci est

intéressant notamment pour des opérations de mise au point.

Chaque butée peut porter un numéro et lors de la rotation de la cage 20, les butées peuvent défiler devant une lucarne pratiquée à travers le carter de la transmission. La surface active des butées est constituée par l'extrémité d'une vis de réglage. On modifie le comportement du dispositif de transmission (la forme de la courbe Z) en appliquant un nombre de tours de vis ou de fractions de tours de vis déterminé à un groupe de butées prédéterminé que l'on repère d'après les

numéros des butées composant ce groupe.

Par rapport aux figures 2 et 3, l'actionneur 43, 44, 45, 46 pourrait être subdivisé en un actionneur spécifique pour repousser la cage 20 ou plus généralement desserrer l'embrayage 18 et un autre actionneur spécifique pour serrer un frein de planétaire qui dans ce cas peut être réalisé sous forme d'un frein à bande. La butée élastique de calibrage 45 n'est alors

plus nécessaire.

-21 -

Claims (11)

REVENDICATIONS

1- Actionneur centrifuge pour une charge (34, 18) offrant une résistance croissante en fonction d'un déplacement à partir d'une position initiale, cet actionneur comprenant: - un support (20) rotatif autour d'un axe (12); - des masselottes (29) montées sur le support (20), en couronne autour de l'axe (12), les masselottes comprenant une région d'actionnement (32) destinée à s'appuyer au moins indirectement sur la charge, et étant mobiles sur le support de façon qu'à partir d'une position de repos (ER) correspondant à la position initiale de la charge, les masselottes s'écartent de l'axe (12) sous l'effet de la rotation du support, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens inhibiteurs (51) qui restreignent l'écartement d'au moins un groupe (29b, 29c) desdites masselottes (29) à partir d'au moins une valeur d'écartement prédéterminées (Eb), et permettent aux autres (29a) desdites masselottes de dépasser ladite valeur

d'écartement prédéterminée.

2- Actionneur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit au moins un groupe de masselottes comptenid au moins deux groupes (29b, 29c) associés à des valeurs

d'écartement prédéterminées différentes.

3- Actionneur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque groupe de masselottes (29b, 29c) est

régulièrement réparti angulairement autour de l'axe (12).

4- Actionneur selon l'une des revendications 1 à 3,

caractérisé en ce que les moyens inhibiteurs (51) comprennent des moyens de butée (52b, 52c) limitant l'écartement des masselottes de chaque groupe à la valeur d'écartement

prédéterminée correspondante.

- Actionneur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la valeur d'écartement prédéterminée est réglable par

réglage de la position des moyens de butée.

6- Dispositif d'accouplement par friction à commande centrifuge comprenant: - un empilement d'au moins deux disques de friction (19, 22) mobiles en rotation autour d'un axe commun (12) et mobiles -22- axialement l'un par rapport à l'autre entre une position de friction mutuelle et une position de désaccouplement, - un actionneur centrifuge selon l'une des

revendications 1 à 5, dont le support (20) est couplé en

rotation avec l'un au moins des disques (22) et capable de rotation relative par rapport à au moins un autre (19) des disques, - un moyen élastique (34) interposé fonctionnellement entre la région d'actionnement (32) des masselottes (29) et

l'empilement de disques (19, 22).

7- Dispositif de transmission à changement de rapport automatique comprenant: - des éléments rotatifs (8, 9, 13) comprenant au moins un élément rotatif d'entrée (8) et un élément rotatif de sortie

(13),

- un mécanisme (7) reliant par engrènement lesdits éléments rotatifs, - un dispositif d'accouplement par friction selon la revendication 6, dont les deux disques (19, 22) sont couplés en rotation chacun avec l'un respectif des éléments rotatifs, - des moyens antagonistes pour solliciter les masselottes (29) vers leur position de repos avec une force (Pac) représentative d'un couple de rotation transmis par l'un

des éléments rotatifs.

8- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens antagonistes comprennent des moyens pour transmettre à la région d'actionnement (32) des masselottes (29) une réaction de denture (Pac) générée dans le mécanisme (7). 9- Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le mécanisme (7) comprend une denture hélicoïdale (8) mobile parallèlement audit axe (12) et appuyée axialement, au moins indirectement, contre la région d'actionnement (32) des

masselottes (29).

10- Dispositif selon l'une des revendications 7 à 9,

caractérisé en ce que le mécanisme (7) est un différentiel, en ce que les éléments rotatifs comprennent un élément de réaction

- 23 -

(9), et en ce que le mécanisme (7) comprend une roue libre (16) interposée entre l'élément de réaction (9) et un carter (4) du

dispositif de transmission.

11- Dispositif selon l'une des revendications 7 à 10,

caractérisé en ce qu'il comprend des seconds moyens antagonistes (44, 46) pouvant être sélectivement activés pour solliciter les masselottes (29) vers leur position de repos

(ER).-

12- Dispositif selon l'une des revendications 6 à 11,

caractérisé en ce que le moyen élastique (34) est précontraint entre la région d'actionnement (32) des masselottes (29) et l'empilement de disques (19, 22) lorsque les masselottes sont

en position de repos.

13- Dispositif selon l'une des revendications 6 à 12,

caractérisé en ce que le long de la course d'écartement croissant les masselottes (29), les moyens inhibiteurs restreignent l'écartement des masselottes (29b, 29c) du ou des groupes avant que le moyen élastique (34) atteigne une limite

de sa course de déformation élastique.