FR2807488A1

FR2807488A1 - Dispositif de commande axiale

Info

Publication number: FR2807488A1
Application number: FR0104700A
Authority: FR
Inventors: Nikolaus Mayr
Original assignee: GKN Viscodrive GmbH
Current assignee: GKN Viscodrive GmbH
Priority date: 2000-04-07
Filing date: 2001-04-06
Publication date: 2001-10-12
Anticipated expiration: 2021-04-06
Also published as: US20030051968A1; US6845854B2; US20010047919A1; KR20010090762A; US6578693B2; FR2807488B1; KR100423015B1; JP2002005191A; JP3660603B2

Abstract

Un dispositif de commande axiale pour l'actionnement d'un accouplement multidisque comporte un disque de commande (11) qui est monté de façon à être fixé axialement et peut être entraîné en rotation, un disque de pression (17) qui est maintenu d'une manière fixe en rotation par des moyens anti-rotation et peut être déplacé axialement dans le boîtier, des configurations de rainure à bille (22, 28) dans les surfaces se faisant face du disque de commande (11) et du disque de pression (17), qui s'étendent dans la direction circonférentielle, ont des inclinaisons orientées de manière opposée sur la circonférence et sont associées l'une à l'autre par paires, de façon à recevoir conjointement une bille (23), et des moyens d'entraînement en rotation pour le disque de commande (11). Le dispositif de commande axiale est caractérisé en ce que les moyens anti-rotation sont conçus de façon à être libérables du disque de pression (17).

Description

L'invention se rapporte à un dispositif de commande axiale dans un boîtier, spécialement pour l'actionnement d'un accouplement multidisque dont les plateaux de friction sont reliés alternativement d'une manière fixe en rotation et en pouvant être déplacés axialement à l'une et à l'autre des deux parties respectives pouvant tourner l'une par rapport à l'autre, reposent contre un disque de support axialement fixe et peuvent être chargés, dans une forme de réalisation, par un disque de pression pouvant être déplacé axialement, comportant un disque de commande qui est supporté de façon rotative dans le boîtier, qui est monté de façon à être axialement fixé dans le boîtier et qui peut être entraîné en rotation, un disque de pression qui est maintenu dans le boîtier, qui est maintenu d'une manière fixe en rotation à l'aide de moyens anti-rotation disposés dans le boîtier et qui peut être déplacé axialement dans le boîtier, ou peuvent être chargés, dans une autre forme de réalisation, par un disque de commande pouvant être déplacé axialement, comportant un disque de commande qui est supporté de façon rotative dans le boîtier, qui est monté de façon à pouvoir être déplacé axialement dans le boîtier et qui peut être entraîné en rotation, un disque de pression qui est maintenu dans le boîtier, qui est maintenu d'une manière fixe en rotation par des moyens anti-rotation disposés dans le boîtier et qui est axialement fixé dans le boîtier, des configurations de rainure à bille dans les surfaces du disque de commande et du disque de pression, lesquelles surfaces se font face, lesquelles configurations de rainure à bille s'étendant dans la direction circonférentielle, ont des inclinaisons orientées de manière opposée et sont associées l'une à l'autre par paires, de façon à recevoir conjointement une bille et des moyens d'entraînement en rotation pour le disque de commande monté dans le boîtier. Des dispositifs de commande dudit type combinés avec l'accouplement multidisque mentionné ci-dessus sont connus dans différentes conceptions et pour différentes applications.

Le document DE 38 15 225 C2 décrit un dispositif qui est intégré dans une transmission différentielle à engrenage conique. Le disque de commande est entraîné directement par un pignon conique qui engage une denture d'engrenage conique au niveau du disque de commande.

On connaît grâce au document DE 40 07 506 Cl un dispositif dudit type qui est utilisé dans une boîte de vitesses à commande manuelle. Les moyens d'entraînement pour le disque de commande comportent les mêmes pièces que mentionnées ci-dessus, mais comportent de plus un entraînement de réduction à engrenage droit.

Le document DE 41 06 503 Cl se réfère à un autre développement de la dernière application. I1 montre les moyens anti-rotation pour le disque de pression qui se compose d'un ensemble à languette et rainure, avec la languette qui est reliée à la partie fixe du boîtier et la rainure qui constitue une encoche individuelle au niveau du disque de pression.

Le document EP 0 368 140 Bl décrit différentes applications pour des dispositifs de commande dudit type, et entre autres, on peut voir qu'au niveau de sa circonférence, le disque de commande comporte une denture de sans fin ou une denture hélicoïdale et la commande peut être effectuée au moyen d'une vis sans fin entraînée par un moteur et positionnée sur l'arbre de moteur.

Dans le cas des dispositifs mentionnés en premier, le moteur d'entraînement pour le disque de commande doit être maintenu sous tension aussi longtemps d'une force de commande positive doit être maintenue. Ceci signifie que la capacité du moteur doit être plus élevée ou bien que le moteur exige un dispositif de freinage additionnel. Le dernier dispositif peut seulement être équipé de moyens d'entraînement en rotation qui ne sont pas irréversibles du fait que le dispositif doit présenter aussi peu de friction que possible. Indépendamment du dernier point, dans le cas d'une panne impliquant une coupure de tension, un mouvement inverse du dispositif effectué par des forces de rappel est pratiquement impossible du fait de la friction élevée dans les moyens d'entraînement rotatifs prévus sous la forme d'un entraînement à vis sans fin. Dans le cas d'une panne impliquant une coupure de tension, un accouplement multidisque fermé par rotation du disque de commande par rapport au disque de pression est libéré par les moyens d'entraînement en rotation seulement de manière hésitante.

C'est le but de 1a présente invention que d'améliorer un dispositif du dernier type dans lequel un retour rapide depuis une position commandée supposée du dispositif peut être effectué par des moyens simples dans 1e sens de la réduction du chemin de commande. Le but est atteint en ce que les moyens anti-rotation sont conçus de façon à pouvoir être libérés du disque de pression.

Le mode de fonctionnement conventionnel est tel que, normalement, le chemin de commande du dispositif de commande axiale est accru ou réduit en actionnant les moyens d'entraînement en rotation qui agissent sur le disque de commande pouvant être entraîné en rotation qui, par l'intermédiaire des billes, agit sur/est supporté sur le disque de pression maintenu d'une manière fixe en rotation, avec les inclinaisons orientées de manière opposée qui déterminent le chemin de commande qui résulte de la rotation relative du disque de commande par rapport au disque de pression. De plus, le mode spécial de fonctionnement selon l'invention consiste en ce que, dans le cas d'une panne ou pour des conditions de fonctionnement spéciales, une réduction rapide du chemin de commande est effectuée indépendamment d'un actionnement des moyens d'entraînement en rotation dans la mesure où le disque de pression est libéré à des fins de rotation de sorte que les forces contraires qui agissent sur le disque de pression/disque de commande agissent comme forces de retour qui sont réduites du fait que le disque de pression est capable de tourner librement par rapport au disque de commande qui est maintenu par les moyens d'entraînement rotatifs d'une manière fixe en rotation ou est entraîné seulement lentement, avec le sens de rotation qui est déterminé de façon à être opposé à la direction des inclinaisons orientées de manière opposée des configurations de rainure à bille. Il en résulte que le chemin de commande du dispositif de commande est inversé automatiquement très rapidement.

La libération des moyens anti-rotation peut constituer une mesure de sécurité et peut être effectuée en cas de panne, par exemple lorsque qu'apparaît une coupure de tension. Toutefois, il est également possible de prévoir des formes de réalisation dans lesquelles les moyens anti- rotation peuvent être libérés du disque de pression pour certaines conditions de fonctionnement et peuvent, de manière optionnelle, également être commandés positivement.

Dans une forme de réalisation préférée, les moyens anti-rotation peuvent être conçus d'une manière telle qu'ils comportent un axe pouvant être déplacé axialement qui est aligné radialement par rapport au disque de pression, qui, dans une première position, peut engager des encoches dans 1a circonférence du disque de pression et qui, dans une deuxième position, est capable de se déplacer radialement hors des encoches. L'axe doit pouvoir coulisser dans les encoches dans la direction de déplacement du disque de pression. En particulier, les moyens anti- rotation peuvent comprendre un électro-aimant qui agit sur l'axe dans sa position de maintien, et ladite position de maintien peut être supportée par ressort. Selon une forme de réalisation particulièrement avantageuse, il est proposé que, à la circonférence du disque de pression, l'extrémité libre de l'axe et les flancs des encoches forment des angles avec 1a ligne radiale qui sont supérieurs à l'angle d'irréversibilité, de telle sorte que, si l'électro-aimant est désactivé, avec des forces de rappel agissant sur le disque de pression/disque de commande, l'axe est poussé automatiquement hors de sa position d'engagement dans une des encoches. Afin de générer ces forces de retour, il est proposé en particulier qu'un ressort de pression prétendu, spécialement un ressort à lame, agisse axialement sur le disque de pression vers le disque de commande/sur le disque de commande vers le disque de pression.

I1 est possible pour les moyens anti-rotation d'avoir n'importe quelle autre conception; en particulier, l'engagement à correspondance de forme peut être remplacé par un engagement à blocage de friction, c'est-à-dire qu'il est possible de prévoir n'importe quel type de dispositif de freinage. De plus, les moyens anti-rotation, plutôt que d'être commandés de manière électromagnétique, peuvent également être commandés de manière hydraulique, pneumatique ou de n'importe quelle autre manière.

En ce qui concerne la conception des moyens d'entraînement en rotation, il est proposé selon une forme de réalisation préférée, au niveau de la circonférence extérieure du disque de commande, que soit prévue une denture de vis sans fin ou une denture hélicoïdale et que soit prévu un moteur de commande sur l'arbre duquel est positionnée une vis sans fin qui engage la denture de vis sans fin ou la denture hélicoïdale. En particulier, il est proposé que l'entraînement à vis sans fin se compose du disque de commande et que la vis sans fin soit irréversible.

Du fait des grands rapports de transmission des entraînements à vis sans fin, les forces d'entraînement devant être procurées par 1e moteur de commande sont faibles. I1 n'est pas nécessaire d'avoir un pignon de réduction. Afin de pouvoir arrêter le disque de commande alors qu'il est dans une position de rotation quand le moteur de commande est désactivé, la vis sans fin est conçue de façon à être irréversible.

Dans une autre forme de réalisation, il est prévu une denture de pignon droit au niveau de la circonférence extérieure du disque de commande, et il est prévu un moteur de commande sur l'arbre duquel est positionné un pignon à denture droite.

Un mouvement de retour du dispositif de commande qui résulte des forces de retour agissant sur le disque de pression/disque de commande ne peut se produire. Néanmoins, chaque position telle que commandée peut être libérée sans retard en déconnectant les moyens anti-rotation du disque de pression. Les configurations de rainure à bille entre le disque de commande et le disque de pression amènent le disque de pression à être tourné en sens inverse dans le sens où le disque de pression s'approche du disque de commande/le disque de commande s'approche du disque de pression.

I1 est ainsi prévu un dispositif de commande dans lequel, du fait d'un rapport de transmission élevé dans l'entraînement à vis sans fin, le processus de commande peut être effectué par des forces d'entraînement faibles, et du fait de la nature irréversible de l'entraînement à vis sans fin, une position en rotation commandée du disque de commande peut être maintenue de façon permanente lorsque 1e moteur de commande est désactivé. Enfin, le disque de pression est capable de revenir librement depuis n'importe quelle position positive telle que commandée, en dépit du fait que 1e disque de commande est dans une position fixe.

Il est également possible d'utiliser d'autres concepts d'entraînement pour l'entraînement en rotation du disque de commande, tels que des entraînements à couronne dentée, des entraînements à pignon droit, des entraînements à chaîne, des entraînements à courroie, des entraînements à courroie crantée, etc. Dans une forme de réalisation, dans laquelle le disque de commande est entraîné par un entraînement à pignon droit, le disque de commande entraîné est capable de revenir librement par un mouvement axial dans les pignons en dépit du disque de commande qui est fixé en rotation par l'entraînement.

Des formes de réalisation de l'invention sont illustrées schématiquement dans les dessins dans lesquels La figure 1 montre un ensemble de commande de l'invention sous la forme d'un détail, a) dans une vue axiale du disque de pression, b) en coupe axiale.

La figure 2 montre un ensemble de commande selon l'invention, a) en liaison avec un accouplement de friction dans une coupe longitudinale à travers le boîtier, b) dans une autre forme de réalisation en coupe axiale.

La figure 1 ne montre pas l'arbre sur lequel l'ensemble est supporté dans 1e boîtier, mais elle montre les moyens de palier pour l'arbre. Les figures la et lb vont être décrites conjointement.

La figure 1 montre un disque de commande 11 avec un palier radial 12 destiné à supporter 1e disque de commande 11 sur ledit arbre (non illustré) et un palier axial 13 destiné à procurer un support axial par rapport à l'arbre. Le disque de commande 11 comporte une denture extérieure hélicoïdale ou à vis sans fin 14 qui engage une vis sans fin pouvant être entraînée en rotation 15. Au moyen de ladite vis sans fin 15, le disque de commande 11 peut être entraîné en rotation d'une faible valeur angulaire par rapport au boîtier 30 dans lequel l'arbre (non illustré) et la vis sans fin 15 sont supportés. Un disque de pression 17 est positionné dans le boîtier 30 à une faible distance axiale du disque de commande 11, le disque de pression 17 reposant axialement contre un palier axial 18 au moyen duquel il peut agir sur un accouplement multidisque. Un autre disque de pression peut être disposé entre l'accouplement multidisque et le palier axial 18. La circonférence extérieure, du disque de pression 17 est pourvue d'encoches 19 qui peuvent être engagées par des moyens anti-rotation reliés fermement au boîtier 30.

Dans la face d'extrémité 21 du disque de commande 11 et dans la face d'extrémité 27 du disque de pression 17, lesdites faces d'extrémité étant l'une en face de l'autre, sont prévues des configurations de rainure à bille 22, 28 avec des inclinaisons orientées de manière opposée, qui reçoivent conjointement une bille 23. Au moins deux configurations de rainure à bille 22, 28 et des billes 23 sont réparties sur la circonférence. Lesdites configurations de rainure à bille supportent le disque de pression 17 à la fois radialement et axialement par rapport au disque de commande 11. Dans au moins un des disques, les configurations de rainure à bille ont leur profondeur qui varie sur leur circonférence, de sorte que la rotation du disque de commande 11 conduit à un déplacement axial du disque de pression 17 dans la mesure où ce dernier est maintenu par les moyens anti-rotation dans le sens de rotation. La vis sans fin 15 est positionnée sur l'arbre 24 d'un moteur électrique 25 qui est disposé fermement dans le boîtier 30. L'entraînement à vis sans fin 14 ou 15 est irréversible de sorte que, lorsque le moteur électrique 25 est désactivé, 1a position de rotation du disque de commande 11 est fixée. Les moyens anti-rotation pouvant être débloqués sont formés par un axe 20 qui est aligné radialement par rapport à l'axe d'arbre et qui, au moyen d'un électro-aimant 26, est maintenu dans la position d'engagement dans une des encoches 19. L'électro-aimant 26 est également disposé fermement dans le boîtier 30. Lorsque l'électro-aimant 26 est désactivé, l'axe 20 peut être poussé radialement vers l'extérieur dans 1a position libérée par un ressort de pression qui libère l'axe et lui permet de s'engager dans une des encoches 19. Il en résulte que le disque de pression 17 devient librement rotatif et, sous l'influence de rappel des forces axiales qui proviennent de l'accouplement multidisque et au moyen des configurations de rainure à bille 22, 28 et des billes 23, le disque de pression 17 est capable de revenir dans une position de rotation dans laquelle il est amené à s'approcher axialement du disque de commande 11, avec pour résultat que le chemin de commande du dispositif est clairement réduit. A son extrémité avant, l'axe 20 est conique ou bien, s'il est fixé en rotation, il est en forme de coin et coopère avec les flancs de l'encoche 19. Les flancs de l'encoche 19 forment un angle par rapport à la ligne radiale qui est suffisamment grande pour empêcher une irréversibilité quelconque entre l'axe et les flancs de devenir effective. Aussitôt que, du fait des forces axiales agissant sur 1e disque de pression 17, des forces de rotation agissent sur le disque de pression 17, les flancs poussent l'axe automatiquement dans sa position libérée, permettant ainsi une libération rapide et une commutation en toute sécurité, et les forces de commande axiale du dispositif de commande peuvent être réduites rapidement et la distance de commande peut être réduite rapidement.

La figure 2a montre un dispositif de commande axiale de l'invention qui coopère avec un accouplement à friction 31. L'accouplement à friction est disposé dans un boîtier 30 et comporte un support d'accouplement 33 qui est supporté dans le boîtier 30 par un arbre 34, et une bride d'arbre. A des fins de support, un palier à contact de roulement 36 est prévu. En outre, l'accouplement comporte un arbre 37 qui est supporté directement dans le tourillon d'arbre 34. Dans ce cas, il est prévu un palier à aiguille 38 à des fins de support. Une partie des plaques d'accouplement est reliée au support d'accouplement 33 et une autre partie des plaques d'accouplement est reliée à l'arbre 37. A une extrémité, le paquet de plaques d'accouplement est délimité par un disque de support 39 et à l'autre extrémité par un disque de pression 41. Le disque de pression 41 est actionné par un ressort à lame 40 qui est supporté sur l'arbre 37 et applique des forces de rappel sur le dispositif de commande. Le dispositif de commande peut être pourvu d'un palier axial<B>18,</B> du disque de pression 17 avec des encoches 19, du disque de commande 11, du palier radial 12 et de l'autre palier axial 13, avec la géométrie desdites pièces qui est seulement légèrement modifiée comparée au dispositif de commande selon la figure 1. Le palier axial 13 est supporté par un disque 42 sur l'arbre 37. Dans cette forme de réalisation, le disque de pression 17 est fixé en rotation par l'intermédiaire des encoches 19 à l'encontre d'une rotation par rapport au boîtier 30 par des moyens qui ne sont pas illustrés. Le disque de commande 11 est entraîné en rotation par l'intermédiaire d'un pignon de réduction 43 par un moteur électrique 25. Dans cette forme de réalisation, le commande axiale du disque de commande 11 dans les deux directions du chemin de commande est effectué totalement et obligatoirement par le moteur électrique 25.

Sur la figure 2b, un dispositif de commande différent de celui de la figure 2a comporte un disque de commande 11', qui peut être entraîné de façon rotative par des pignons droits 14' par l'intermédiaire d'un pignon droit 15', et un disque de pression 17' qui est supporté axialement sur un palier axial 13 et maintenu à l'encontre de la rotation par rapport au boîtier par l'intermédiaire d'encoches 19' par des moyens 26' qui ne sont pas totalement illustrés. Ces moyens sont libérables des encoches de sorte que le disque de pression peut tourner librement et 1e disque de pression 17' peut revenir dans un mouvement axial sans être entraîné par le pignon droit 15.

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif de commande axiale dans un boîtier (30), spécialement pour l'actionnement d'un accouplement multidisque dont les plateaux de friction sont reliés alternativement d'une manière fixe en rotation et en pouvant être déplacés axialement à l'une et à l'autre des deux parties respectives pouvant tourner l'une par rapport à l'autre, reposent contre un disque de support axialement fixe et peuvent être chargés par un disque de pression pouvant être déplacé axialement, comportant - un disque de commande (11) qui est supporté de façon rotative dans le boîtier, qui est monté de façon à être fixé axialement dans le boîtier et qui peut être entraîné en rotation, - un disque de pression (17) qui est maintenu dans 1e boîtier, qui est maintenu d'une manière fixe en rotation par des moyens anti-rotation disposés dans le boîtier et qui peut être déplacé axialement dans le boîtier, - des configurations de rainure à bille (22, 28) dans les surfaces du disque de commande (11) et du disque de pression (17), lesquelles surfaces se font face, lesquelles configurations de rainure à bille (22, 28) s'étendent dans la direction circonférentielle, ont des inclinaisons orientées de manière opposée sur 1a circonférence et sont associées l'une à l'autre par paires, de façon à recevoir conjointement une bille (23), et - des moyens d'entraînement en rotation pour le disque de commande (11) montés dans le boîtier, caractérisé en ce que les moyens anti-rotation sont conçus de façon à être libérables du disque de pression (17).

2. Dispositif de commande axiale dans un boîtier (30), spécialement pour l'actionnement d'un accouplement multidisque dont les plateaux de friction sont reliés alternativement d'une manière fixe en rotation et en pouvant être déplacés axialement à l'une et à l'autre des deux parties respectives pouvant tourner l'une par rapport à l'autre, reposent contre un disque de support axialement fixe et peuvent être chargés par un disque de pression pouvant être déplacé axialement, comportant - un disque de commande (11') qui est supporté de façon rotative dans le boîtier, qui est monté de façon à pouvoir être déplacé axialement dans le boîtier et qui peut être entraîné en rotation, - un disque de pression (17') qui est maintenu dans le boîtier, qui est maintenu d'une manière fixe en rotation par des moyens anti-rotation disposés dans le boîtier et qui axialement fixe dans le boîtier, - des configurations de rainure à bille (22, 28) dans les surfaces du disque de commande (11') et du disque de pression (17'), lesquelles surfaces se font face, lesquelles configurations de rainure à bille (22, 28) s'étendent dans la direction circonférentielle, ont des inclinaisons orientées de manière opposée sur 1a circonférence et sont associées l'une à l'autre par paires, de façon à recevoir conjointement une bille (23), et des moyens d'entraînement en rotation (15') pour le disque de commande (11') montés dans 1e boîtier, caractérisé en ce que les moyens anti-rotation sont conçus de façon à être libérables du disque de pression (17').

3. Dispositif de commande selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens anti-rotation comportent un axe pouvant être déplacé axialement (20) qui est aligné radialement par rapport au disque de pression, qui, dans une première position, peut engager des encoches (19, 19') dans la circonférence du disque de pression (17, 17') et qui, dans une deuxième position, est capable de se déplacer radialement hors des encoches (19, 19').

4. Dispositif de commande selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens anti-rotation comportent un électro-aimant (26) qui, lorsqu'il est excité, agit sur l'axe (20), de façon à le maintenir dans la première position.

5. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que, à la circonférence du disque de pression (17, 17'), l'extrémité libre de l'axe (20) et les flancs des encoches (19, 19') forment des angles avec la direction radiale qui sont plus grands que l'angle d'irréversibilité.

6. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que un ressort de pression prétendu, spécialement un ressort à lame, agit axialement sur le disque axialement mobile (17, 11') vers 1e disque axialement fixe (11, 17').

7. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications 1 ou 3 à 6, caractérisé en ce que une denture à vis sans fin ou une denture hélicoïdale (14) est prévue sur la circonférence extérieure du disque de commande (11), et en ce que un moteur électrique (25), sur l'arbre (24) duquel est positionnée une vis sans fin (15) qui engage la denture à vis sans fin ou la denture hélicoïdale (14), est prévu.

8. Dispositif de commande selon 1a revendication 7, caractérisé en ce que l'entraînement à vis sans fin se composant du disque de commande (11) et de la vis sans fin (15) est irréversible.

9. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que une denture droite (14') est prévue sur la circonférence extérieure du disque de commande (11') et un moteur sur l'arbre duquel est positionné un pignon droit est prévu.