FR3090773A1 - Dispositif de transmission pour véhicule automobile - Google Patents

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Abstract

Dispositif de transmission pour véhicule automobile L’invention concerne un dispositif (1) de transmission de couple, notamment pour véhicule automobile, comprenant : - un premier élément d’entrée de couple (2) en rotation autour d’un axe X, - un grand pignon (50) en rotation autour d’un axe X, comprenant une roue dentée (51) et un support de la roue dentée (52) relié sélectivement à l’élément d’entrée (2) par un embrayage d’entrée (10), - un petit pignon (55) en rotation avec une machine électrique (ME) tournante autour d’un axe parallèle à l’axe de rotation X, - une première paroi fixe (27) de l’embraye d’entrée (10) comprenant une première extrémité radiale (27a) apte à être fixée directement ou indirectement sur une deuxième paroi fixe (28) de la machine électrique (ME) ou sur un carter de boite de vitesses (BV) et une deuxième extrémité radiale (27b) liée à l’élément d’entrée de couple (2), dans lequel un premier organe de roulement (R1) est disposé radialement entre la première paroi fixe (27) et le support de la roue dentée (52) et en ce qu’un deuxième organe de roulement (R2) est disposé radialement entre le support de la roue dentée (52) et la deuxième paroi fixe (28). Figure pour l’abrégé : Figure 1

Description

Description
Titre de l'invention : Dispositif de transmission pour véhicule automobile
[0001] La présente invention se rapporte au domaine des transmissions pour véhicules automobiles. Elle se rapporte notamment à un dispositif de transmission de couple destiné à être disposé dans la chaîne de traction d’un véhicule automobile, entre un moteur thermique et une boîte de vitesses.
[0002] L’invention concerne plus précisément un dispositif de transmission de couple pour un véhicule automobile de type hybride dans lequel une machine électrique tournante est disposée dans la chaîne de traction.
[0003] Dans l’état de la technique, il est connu des véhicules automobiles de type hybride comprenant un dispositif de transmission de couple disposé entre un moteur à combustion interne et une boîte de vitesses, une machine électrique tournante ainsi qu’un embrayage et un organe d’actionnement de cet embrayage permettant d’accoupler ou désaccoupler en rotation un vilebrequin du moteur à combustion interne à un rotor de la machine électrique tournante. Ainsi, il est possible de couper le moteur à combustion interne à chaque arrêt du véhicule et de le redémarrer grâce à la machine électrique tournante. La machine électrique tournante peut également constituer un frein électrique ou apporter un surplus d’énergie au moteur à combustion interne pour l’assister ou éviter que celui-ci ne cale. Lorsque le moteur à combustion interne est en fonctionnement, la machine électrique peut jouer le rôle d’un alternateur. La machine électrique tournante peut également assurer l’entraînement du véhicule indépendamment du moteur à combustion interne.
[0004] Une telle machine électrique tournante peut être en ligne avec le dispositif de transmission de couple, c'est-à-dire que l‘axe de rotation du rotor de la machine éclectique tournante est confondu avec l’axe de rotation du dispositif de transmission de couple comme décrit dans le document ER 3 015 380. En variante, la machine électrique tournante peut être déportée par rapport au dispositif de transmission de couple, c'est-à-dire que l‘axe de rotation du rotor de la machine électrique tournante est décalé de l’axe de rotation du dispositif de transmission de couple. L’architecture des dispositifs de transmission de couple est de plus en plus compacte et il est parfois difficile de loger tous les composants.
[0005] Dans les développements actuels des véhicules hybrides, il est nécessaire d’implanter la machine électrique tournante au dispositif de transmission de couple sans toutefois que cela n’impacte la compacité axiale et radiale du dispositif de transmission de couple.
[0006] Un autre problème de ce type d’architecture se trouve au niveau de la zone de connexion de la machine électrique tournante (en particulier au niveau du grand pignon) et du dispositif de transmission de couple. En effet, il faut créer une liaison mécanique durable et fiable entre la machine électrique tournante et le dispositif de transmission de couple. Cette liaison mécanique est souvent mauvaise en termes de précision du fait de l’empilage de nombreuses pièces constitutifs du dispositif de transmission de couple comme par exemple les supports de différents embrayage (généralement trois embrayages) ainsi que les éléments de la boite de vitesses tel que les arbres et leurs supports.
[0007] L’invention vise à remédier aux problèmes précités en bénéficiant d’un dispositif de transmission de couple permettant de concilier les exigences de compacité axiale et radiale tout en garantissant une liaison mécanique optimale entre la machine électrique tournante et le dispositif de transmission de couple.
[0008] L’invention y parvient, selon l’un de ses aspects, grâce à un dispositif de transmission de couple, notamment pour véhicule automobile, comprenant :
- un premier élément d’entrée de couple en rotation autour d’un axe X, apte à être couplé en rotation à un vilebrequin d’un moteur thermique,
- un grand pignon en rotation autour d’un axe X, comprenant une roue dentée et un support de la roue dentée relié sélectivement à l’élément d’entrée par un embrayage d’entrée,
- un petit pignon en rotation avec une machine électrique tournante autour d’un axe parallèle à l’axe de rotation X, le petit et grand pignon formant un engrenage,
- une première paroi fixe de l’embrayage d’entrée comprenant une première extrémité radiale apte à être fixée directement ou indirectement sur une deuxième paroi fixe de la machine électrique ou sur un carter de boite de vitesses et une deuxième extrémité radiale liée à l’élément d’entrée de couple, dans lequel un premier organe de roulement est disposé radialement entre la première paroi fixe et le support de la roue dentée et en ce qu’un deuxième organe de roulement est disposé radialement entre le support de la roue dentée et la deuxième paroi fixe.
[0009] Grace à cette architecture, les efforts générés par la machine électrique tournante sont directement repris par le carter de la machine électrique tournante et/ou le carter de la boite de vitesses, ce qui simplifie la chaîne de côtes du dispositif de transmission de couple.
[0010] Avantageusement, la roue dentée et le support de la roue dentée du grand pignon sont monobloc. On comprend par monobloc le fait qu’ils ne forment qu’un seul et même élément ou bien qu’ils forment plusieurs sous-éléments assemblés entre eux, par exemple par soudure.
[0011] Le premier organe de roulement et le deuxième organe de roulement sont des liaisons rotules et assurent conjointement une liaison pivot indispensable au bon guidage de la machine électrique tournante. En effet, l'étude cinématique d'un organe de roulement (de manière générale un roulement à une rangée de billes) conduit à modéliser ce composant par une liaison rotule. Les actions mécaniques transmissibles par les contacts entre les billes et les bagues sont essentiellement radiales ou obliques et concourantes en un même point. Le torseur des actions mécaniques transmissibles par un roulement s'apparente donc à celui d'une liaison rotule.
[0012] Dans la suite de la description et les revendications, on utilisera à titre non limitatif et afin d'en faciliter la compréhension, les termes :
- « avant » AV ou « arrière » AR selon la direction par rapport à une orientation axiale déterminée par l’axe X principal de rotation de la transmission du véhicule automobile « l’arrière » désignant la partie située à droite des figures, du côté de la transmission, et « l’avant » AV désignant la partie gauche des figures, du côté du moteur ; et
- « intérieur /interne » ou « extérieur / externe » par rapport à l’axe X et suivant une orientation radiale, orthogonale à ladite orientation axiale, « l’intérieur » désignant une partie proximale de l’axe longitudinal X et « l’extérieur » désignant une partie distale de l’axe longitudinal X.
[0013] Au sens de l’invention, la succession radiale se comprend en termes de distance radiale et la succession axiale se comprend en termes de distance axiale.
[0014] Avantageusement, la première extrémité radiale de la première paroi fixe de l’embrayage d’entrée est la partie radiale supérieure tandis que la deuxième extrémité radiale est la partie radiale inférieure de cette paroi fixe.
[0015] Selon un aspect de l’invention, la deuxième extrémité radiale liée à l’élément d’entrée de couple présente une forme générale sensiblement en « L », la base du « L » étant située du côté de l’axe de rotation X.
[0016] La première paroi fixe de l’embrayage d’entrée, qui pourra également être appelé carter de protection dans le cadre de la présente invention, en particulier sa première extrémité radiale est fixée directement ou indirectement sur la deuxième paroi fixe de la machine électrique ou sur le carter de boite de vitesses par l’intermédiaire de moyens de fixation, par exemple de type vis ou rivet.
[0017] Selon un aspect de l’invention, le support de la roue dentée comprend une première paroi transversale, une deuxième paroi transversale et un dos reliant les deux parois transversales.
[0018] Selon un aspect de l’invention, le premier organe de roulement comporte une bague intérieure en contact avec la première paroi fixe de l’embrayage d’entrée, en particulier avec la deuxième extrémité radiale de la première paroi fixe et une bague extérieur en contact avec la première paroi transversale du support de la roue dentée. Avanta4 geusement, le premier organe de roulement est un roulement à une rangée de billes.
[0019] Selon un aspect de l’invention, le deuxième organe de roulement comporte une bague intérieure en contact avec la deuxième paroi transversale du support de la roue dentée et une bague extérieure en contact avec la deuxième paroi fixe de la machine électrique. Avantageusement, le deuxième organe de roulement est un roulement à une rangée de billes.
[0020] Selon une variante, le deuxième organe de roulement comporte une bague intérieure en contact avec la deuxième paroi fixe de la machine électrique et une bague extérieur en contact avec la deuxième paroi transversale du support de la roue dentée.
[0021] Selon un aspect de l’invention, le grand pignon, le premier organe de roulement, le deuxième organe de roulement, la première paroi fixe et la deuxième paroi fixe forment un ensemble qui peut être caractérisé par des raideurs axiale, radiale et torsionnelle.
[0022] Avantageusement, la valeur de la raideur axiale est comprise entre 1000N/mm et l.OOO.OOON/mm.
[0023] Avantageusement, la valeur de la raideur radiale est comprise entre 10.000N/mm et 100.000.000N/mm.
[0024] Avantageusement, la valeur de la raideur torsionnelle est comprise entre 1000N/0 et 100.000.000N/0.
[0025] Selon un aspect de l’invention, le dispositif comprend en outre un élément intermédiaire, apte à être couplé en rotation à au moins un arbre d’entrée d’une boite de vitesses. Avantageusement, l’élément intermédiaire est situé radialement à l’intérieur de la roue dentée.
[0026] Avantageusement, l’élément intermédiaire peut avoir la fonction de porte-disque d’entrée d’un embrayage ou commun à deux ou trois embrayages.
[0027] Selon un aspect de l’invention, le premier organe de roulement se situe coté moteur thermique et le deuxième organe de roulement se situe coté boite de de vitesses. Ainsi, le support de la roue dentée est bien maintenu et ne risque pas de se renverser. Le premier organe de roulement et le deuxième organe de roulement sont donc situés de part et d’autre axialement de l’embrayage d’entrée.
[0028] Selon un aspect de l’invention, le dispositif comprend en outre un troisième organe de roulement situé radialement entre la deuxième extrémité radiale de la première paroi fixe de l’embrayage d’entrée et l’élément d’entrée de couple. Avantageusement, cet organe de roulement supporte l’élément d’entrée de couple et est composé d’une bague interne en contact avec l’élément d’entré de couple et d’une bague externe en contact avec le carter de protection, notamment avec la paroi interne du carter de protection.
[0029] Selon un aspect de l’invention, le dispositif comprend en outre un premier embrayage de sortie en rotation autour de l’axe X, accouplant sélectivement et par friction l’élément intermédiaire et un deuxième élément de sortie de couple apte à être couplé en rotation à un premier arbre d’entré d’une boite de vitesses.
[0030] Selon un aspect de l’invention, le dispositif comprend en outre un deuxième embrayage de sortie en rotation autour de l’axe X, accouplant sélectivement et par friction l’élément intermédiaire et un troisième élément de sortie de couple apte à être couplé en rotation à un deuxième arbre d’entré d’une boite de vitesses, le premier et deuxième embrayage de sortie étant empilés radialement.
[0031] Selon un aspect de l’invention, le support de la roue dentée enveloppe au moins partiellement, de préférence intégralement, l’embrayage d’entrée, le premier embrayage de sortie et/ou le deuxième embrayage de sortie.
[0032] Selon un autre aspect de l’invention, le dispositif de transmission de couple, notamment pour véhicule automobile, comprend :
- un grand pignon en rotation autour d’un axe X, porté par une partie fixe, par exemple un carter de boite de vitesses ou de machine électrique,
- un petit pignon en rotation avec une machine électrique tournante autour d’un axe parallèle à l’axe de rotation X, le petit et grand pignon formant un engrenage,
- un élément intermédiaire, apte à être couplé en rotation à au moins un arbre d’entrée d’une boite de vitesses, le dispositif comprenant en outre un moyen de rattrapage du désalignement radial et/ ou angulaire entre le grand pignon et l’élément intermédiaire, ledit grand pignon ayant au moins un logement dans lequel est ménagée de manière complémentaire au moins une excroissance du moyen de rattrapage.
[0033] Cette architecture permet d’absorber l’éventuel désalignement entre le grand pignon et l’élément intermédiaire soit parce qu’ils sont portés par deux pièces ayant des axes de rotation différents soit parce qu’ils sont portés par deux pièces ayant des axes concentriques mais dans lesquels il existe un nombre d’éléments importants séparant ces deux pièces. Le grand pignon et le moyen de rattrapage du désalignement radial s’engrènent donc par coopération de formes.
[0034] Dans les développements actuels des véhicules hybrides, en particulier lorsque la machine électrique tournante est sur un axe parallèle à l’axe de rotation du dispositif de transmission de couple, il convient d’absorber l’éventuel désalignement entre deux éléments. Les désalignements peuvent être dus à au moins trois facteurs principaux par exemple lorsque deux arbres ne sont pas concentriques comme pour un arbre de boite de vitesses par rapport à un arbre de moteur thermique ou comme pour un arbre de boite de vitesses et un arbre d’une machine électrique tournante déportée, ou lorsque deux arbres sont théoriquement concentriques mais ne le sont pas à cause d'un nombre importants de pièces entre les deux. Le troisième facteur est l’effet dynamique du passage du couple ou de la centrifugation sur les arbres de boite, les efforts de denture dans la boite déformant les arbres de boite. En effet, ces pièces ayant des tolérances de positionnement ou de formes, l'ensemble de la chaîne de cote qui définit la position relative des deux arbres fait qu'il peut exister un désalignement. Il est important d’absorber le désalignement entre deux pièces pour des raisons de diminutions des bruits et de réduction de l’usure des pièces.
[0035] Selon un aspect de l’invention, le grand pignon et l’élément intermédiaire sont assemblés avec un jeu J radial et/ou axial et/ou angulaire. Avantageusement, le jeu radial et/ou angulaire est compris entre 0,1 et 1 mm, de préférence, le jeu radial et/ou angulaire est de 0.5mm. Ce jeu permet le rattrapage du désalignement radial et/ou angulaire entre le grand pignon et l’élément intermédiaire de manière à ce que la rotation du grand pignon soit transmise à l’arbre d’entrée de la boîte de vitesses sans contraintes.
[0036] Selon un aspect de l’invention, le grand pignon comprend une roue dentée et un support de la roue dentée, ledit support de la roue dentée comprenant une couronne de transfert. De manière avantageuse, l’au moins un logement ménagé dans le grand pignon est ménagé dans la couronne de transfert.
[0037] Selon un aspect de l’invention, la couronne de transfert et la roue dentée sont décalées axialement. En variante, la couronne de transfert et la roue dentée sont concentriques.
[0038] Le logement ménagé dans le grand pignon, plus particulièrement dans la couronne de transfert et l’excroissance du moyen de rattrapage du désalignement radial sont de formes complémentaires afin que ces deux éléments puissent s’imbriquer l’un dans l’autre. L’excroissance est en saillie du moyen de rattrapage et peut présenter une forme générale sensiblement en «Ω». Selon l’invention, le moyen de rattrapage peut comporter entre une et cent excroissances, de préférence entre une et dix. Le moyen de rattrapage comporte de préférence huit excroissances. Les excroissances peuvent être situées sur le pourtour externe du moyen de rattrapage. En conséquence, le grand pignon, en particulier la couronne de transfert peut comporter entre un et cent logements, de préférence entre une et dix, de préférence huit. Les logements peuvent être situées sur le pourtour interne du grand pignon. Avantageusement, le moyen de rattrapage est de préférence situé radialement à l’intérieur de la couronne de transfert.
[0039] Selon un aspect de l’invention, le logement dans lequel est ménagée une excroissance complémentaire peut être de toute forme, en particulier sous forme de rainures ou cannelures. En effet toute forme adaptée permettant un transfert de couple silencieux et sans à-coup peut être utilisée dans le cadre de la présente invention par exemple une forme en développante de cercle.
[0040] Selon un aspect de l’invention, il existe un axe perpendiculaire à l’axe de rotation X qui coupe à la fois l’organe la roue dentée et le premier et deuxième embrayage de sortie. Cette disposition particulière participe à la compacité du dispositif de transmission de couple.
[0041] Selon un aspect de l’invention, au moins un organe déformable de type ressort est disposé dans au moins une ouverture du grand pignon, en particulier de la couronne de transfert et au moins un orifice du moyen de rattrapage. L’ouverture est de préférence située radialement à l’intérieur de la couronne de transfert et l’orifice est situé radialement à l’extérieur du moyen de rattrapage. L’orifice et l’ouverture étant situés radialement l’un en face de l’autre. En conséquence à un orifice et une ouverture est associé un organe déformable. Cet organe déformable sert à pré contraindre le contact entre l’excroissance et le logement complémentaire afin de limiter le bruit de denture. Le bruit de denture (graillonnement ou « rattle » en anglais) apparaît lorsque le couple acyclique est supérieur au couple moyen passant entre deux dentures. Il résulte physiquement que le contact des dentures se fait par intermittence lorsque les dentures rentrent en contact les unes avec les autres, un bruit est alors généré.
[0042] Selon un aspect de l’invention, la couronne de transfert, l’organe déformable et le moyen de rattrapage se succèdent radialement en rapprochement de l’axe X.
[0043] Selon un aspect de l’invention, l’élément intermédiaire et le moyen de rattrapage sont solidairement fixés entre eux, par exemple par soudure ou rivetage.
[0044] Selon un aspect de l’invention, le dispositif comprend en outre :
- un premier élément d’entrée de couple en rotation autour d’un axe X, apte à être couplé en rotation à un vilebrequin d’un moteur thermique,
- un premier élément de sortie de couple apte à être couplé audit élément intermédiaire,
- un embrayage d’entrée accouplant sélectivement et par friction les éléments d’entrée de couple et de sortie de couple.
[0045] Au sens de la présente demande, le premier embrayage de sortie est celui situé radialement à l’extérieur, c'est-à-dire le plus loin de l’axe de rotation X du dispositif. Le deuxième embrayage de sortie étant celui situé radialement à l’intérieur, c'est-à-dire le plus proche de l’axe de rotation du dispositif.
[0046] Dans le cadre de la présente invention, la machine électrique tourne autour d’un axe parallèle à l’axe de rotation X. La machine électrique est alors dite « off-line ».
[0047] Cette disposition permet de positionner la machine électrique en fonction de l’espace disponible dans la chaîne de traction du véhicule. Cette disposition permet notamment de ne pas avoir à disposer la machine électrique axialement à la suite des embrayages, ce qui serait négatif pour la compacité axiale. Cette disposition permet notamment de ne pas avoir à disposer la machine électrique radialement au-delà des embrayages, ce qui serait négatif pour la compacité radiale.
[0048] Selon l’invention, les embrayages, à savoir l’embrayage d’entrée et le premier et deuxième embrayage de sortie peuvent être de type multidisque. Dans le cadre de l’invention, un ensemble multidisque est un ensemble comprenant au moins un disque de friction solidaire en rotation de l’un des porte-disque d’entrée et de sortie, au moins deux plateaux respectivement disposés de part et d’autre de chaque disque de friction, solidaires en rotation de l’autre des porte-disque d’entrée et de sortie et des garnitures de friction disposées entre les plateaux et un disque de friction, les embrayages décrivant une position débrayée et une position embrayée dans laquelle lesdits plateaux et le disque de friction pincent les garnitures de friction de manière à transmettre un couple entre un porte-disque d’entrée et un porte-disque de sortie.
[0049] De préférence, l’embrayage comporte entre deux et sept disques de friction, de préférence quatre disques de friction.
[0050] Selon une caractéristique de l’invention, les embrayages d’entrée et de sortie sont humides. Les embrayages étant contenus dans au moins une chambre étanche remplie d’un fluide, notamment de l’huile. Au sens de la présente demande, un embrayage humide est un embrayage qui est adapté pour fonctionner dans un bain d’huile.
[0051] L’invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante d’un mode de réalisation particulier de l’invention, donné uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux figures annexées.
Brève description des dessins
[0052] [fig.l] représente une vue en coupe du dispositif de transmission de couple selon un mode de réalisation de l’invention.
[0053] [fig-2] représente une vue en coupe et en perspective du dispositif de transmission de couple présenté en figure 1 dans laquelle les embrayages ont été enlevé pour un soucis de clarté.
[0054] [fig.3] représente vue éclatée et en perspective du grand pignon et du moyen de rattrapage selon l’invention.
[0055] [fig-4] représente une de côté du dispositif présenté à la figure 3.
[0056] [fig.5] représente une vue en coupe du dispositif de transmission de couple selon un autre mode de réalisation laissant apparaître le réseau de passage de fluide.
[0057] En relation avec la figure 1, on observe un dispositif de transmission de couple 1 comprenant :
- un premier élément d’entrée de couple 2 en rotation autour d’un axe X, apte à être couplé en rotation à un vilebrequin d’un moteur thermique (non représenté mais situé à l’avant du dispositif 1 de transmission de couple),
- un premier élément de sortie de couple 4,
- un deuxième élément de sortie de couple 6, apte à être couplé en rotation à un premier arbre d’entrée d’une boîte de vitesses (non représenté mais situé à l’arrière du dispositif 1 de transmission de couple),
- un troisième élément de sortie de couple 7, apte à être couplé en rotation à un deuxième arbre d’entrée d’une boîte de vitesses (non représenté) et
- un élément intermédiaire 5, apte à être couplé en rotation au premier élément de sortie de couple 4 et agencé entre l’élément d’entrée de couple 2 et les deuxièmes et troisièmes éléments de sortie de couple 6, 7 au sens de la présente invention.
[0058] Dans l’exemple considéré, le troisième élément de sortie 7 est disposé en parallèle du deuxième élément de sortie 6 au sens de la transmission de couple. Chacun de ces éléments tourne autour d’un axe de rotation X du dispositif.
[0059] Le deuxième et troisième élément de sortie 6, 7 comprennent des interfaces de sortie dont la périphérie interne est cannelée et apte à coopérer, respectivement avec un premier et un deuxième arbre de boite de vitesses.
[0060] Un dispositif d’amortisseur de torsion (non représenté) peut être positionné entre le vilebrequin du moteur thermique et l’élément d’entrée de couple 2.
[0061] Dans l’exemple considéré, le dispositif comprend en outre un embrayage d’entrée 10 accouplant sélectivement et par friction l’élément d’entré de couple 2 et le premier élément de sortie de couple 4 au sens de la transmission de couple. Ainsi, l’embrayage d’entrée 10 comprend :
- un porte-disque d’entrée 11 solidaire en rotation du premier élément d’entrée de couple 2 par l’intermédiaire d’un voile d’entrée 15,
- un porte-disque de sortie 12 solidaire en rotation du premier élément de sortie 4, et
- un ensemble multidisque comprenant plusieurs disques de friction, ici trois, solidaires en rotation du porte-disque de sortie 12, plusieurs plateaux respectivement disposés de part et d’autre de chaque disque de friction, solidaires en rotation du portedisque d’entrée 11 et des garnitures de friction disposées entre les plateaux et un disque de friction, fixées de chaque côté des disques de friction, l’embrayage 10 décrivant une position débrayée et une position embrayée dans laquelle lesdits plateaux et le disque de friction pincent les garnitures de friction de manière à transmettre un couple entre le porte-disque d’entrée et le porte-disque de sortie.
[0062] Chaque porte-disque 11,12 synchronise en rotation l’ensemble des plateaux et l’ensemble des disques de friction. Chaque portes-disque 11, 12 comporte une jupe cylindrique sur lesquelles sont montées les plateaux et les disques de friction.
[0063] Les disques de friction de l’ensemble multidisque coopèrent avec la jupe cylindrique du porte-disque de sortie 12 selon leur périphérie radialement intérieure par cannelures. Les disques de friction sont donc radialement à l’extérieur de la jupe cylindrique.
[0064] Les plateaux de l’ensemble multidisque coopèrent avec la jupe cylindrique du portedisque de d’entrée 11 selon leur périphérie radialement extérieure par cannelures. Les plateaux sont donc radialement à l’intérieur de la jupe cylindrique.
[0065] L’élément d’entrée de couple 2 permet l’agencement d’un système d’actionnement 20 associé à l’embrayage d’entrée 10.
[0066] Dans l’exemple considéré, le dispositif 1 comprend également un premier embrayage de sortie El accouplant sélectivement et par friction le deuxième élément d’entrée de couple 5 et le deuxième élément de sortie de couple 6 et un deuxième embrayage de sortie E2, accouplant sélectivement et par friction le deuxième élément d’entrée de couple 5 et le troisième élément de sortie de couple 7. De manière analogue à l’embrayage d’entrée 10, le premier embrayage de sortie El et le deuxième embrayage de sortie E2 comprennent :
- un porte-disque d’entrée, solidaire en rotation du premier élément de sortie 4 et en conséquence du premier élément d’entrée de couple 2,
- un porte-disque de sortie solidaire en rotation du deuxième élément de sortie 6 (pour l’embrayage El) ou solidaire en rotation du troisième élément de sortie 7 (pour l’embrayage E2) et,
- un ensemble multidisque comprenant plusieurs disques de friction, ici quatre (pour l’embrayage El) et cinq (pour l’embrayage E2), solidaires en rotation du porte-disque de sortie, plusieurs plateaux respectivement disposés de part et d’autre de chaque disque de friction, solidaires en rotation du porte-disque d’entrée et des garnitures de friction disposées entre les plateaux et un disque de friction, fixées de chaque côté des disques de friction, les embrayages El et E2 décrivant une position débrayée et une position embrayée dans laquelle lesdits plateaux et le disque de friction pincent les garnitures de friction de manière à transmettre un couple entre le porte-disque d’entrée et le porte-disque de sortie.
[0067] De manière commune aux trois embrayages 10, El et E2, les garnitures peuvent être fixées sur les disques de friction, notamment par collage, notamment par rivetage, notamment par surmoulage. En variante, les garnitures sont fixées sur les plateaux.
[0068] Chaque porte-disque peut synchroniser en rotation l’ensemble des plateaux ou l’ensemble des disques de friction.
[0069] Selon un aspect de l’invention, les plateaux peuvent être solidaires en rotation du porte-disque d’entrée et les disques de friction peuvent être solidaires du porte-disque de sortie. En variante, les plateaux peuvent être solidaires en rotation du porte-disque de sortie. Les disques peuvent être solidaires en rotation du porte-disque d’entrée.
[0070] Les embrayages sont de type humide et comportent entre deux et sept disques de friction, de préférence quatre disques de friction. De tels embrayages multi-disques permettent de limiter la hauteur radiale de limiter l’étendue axiale.
[0071] Les embrayages de sortie El, E2 peuvent être agencés pour ne pas être simultanément dans la même configuration embrayée. En revanche, ils peuvent simul11 tanément être configurés dans leur position débrayée.
[0072] Le dispositif 1 comprend en outre une première paroi fixe 27 de l’embrayage d’entrée 10, également appelé carter de protection 27. Ce carter 27 est agencé pour envelopper au moins partiellement l’élément d’entrée de couple 2, l’élément de sortie de couple 4, l’embrayage d’entrée 10 et le système d’actionnement 20.
[0073] La première paroi fixe 27 comprend une première extrémité radiale 27a apte à être fixée directement ou indirectement sur une deuxième paroi fixe 28 de la machine électrique (ME) ou sur un carter de boite de vitesses (BV) et une deuxième extrémité radiale 27b liée à l’élément d’entrée de couple 2.
[0074] La deuxième extrémité radiale 27b liée à l’élément d’entrée de couple 2 présente une forme générale sensiblement en « L », la base du « L » étant située du côté de l’axe de rotation X. La première paroi fixe 27, en particulier la deuxième extrémité radiale 27b, comprend un réseau de passage d’un fluide 80 (visible dans le plan de coupe de la figure 5) agencé pour alimenter en fluide ledit système d’actionnement 20. Ainsi, le réseau de passage de fluide permet de conduire le fluide par gravité ou au moyen d’un appareil assurant l’écoulement du fluide, tel qu‘une pompe ou un actionneur, vers le système d’actionnement 20.
[0075] L’étanchéité du carter 27 est assuré au moyen d’une série de joints d’étanchéité. Plus particulièrement, un joint d’étanchéité 29 est disposé radialement entre la paroi interne deuxième extrémité radiale 27b et l’élément d’entrée de couple 2. Selon un autre mode de réalisation, le joint 29 peut être intégré au roulement 90 ou se situer en avant du roulement. Les joints d’étanchéités utilisés dans le cadre de la présente invention peuvent être des joints d’étanchéité dynamiques à lèvres.
[0076] De préférence, l’organe de roulement 90 est un roulement à billes, disposé radialement entre la deuxième extrémité radiale 27b et l’élément d’entrée de couple 2.
[0077] Avantageusement, l’organe de roulement 90 supporte l’élément d’entrée de couple 2 et est composé d’une bague interne en contact avec l’élément d’entré de couple 2 et d’une bague externe en contact avec le carter de protection 27, notamment avec la deuxième extrémité radiale 27b.
[0078] Avantageusement, le carter 27 peut-être fixé au moteur à combustion interne ou au moteur de la machine électrique par l’intermédiaire de moyens de fixation, par exemple de type vis ou rivet visibles.
[0079] Par ailleurs, l’élément d’entrée de couple 2 comporte au moins un perçage traversant 83, en particulier 2 (visibles dans le plan de coupe de la figure 5) qui permettent d’amener le fluide de refroidissement et/ou de lubrification à partir de la première paroi fixe 27 dans le système d’actionnement 20.
[0080] Le dispositif comprend en outre, un moyeu principal 50 d’axe de rotation X. L’élément intermédiaire 5 (qui occupe également dans l’exemple considéré, la fonction de porte-disque d’entrée commun 5 aux embrayages de sortie El et E2) est solidairement fixement par soudure au moyeu principal 50.
[0081] Ainsi, le moyeu principal 50 supporte le premier et deuxième embrayage de sortie El, E2 par l’intermédiaire du porte-disque d’entrée commun 5. Le moyeu principal 50 est donc couplé en rotation à l’élément d’entrée de couple 2. Lorsque l’élément d’entrée de couple 2 est couplé à un arbre moteur entraîné en rotation par le vilebrequin d’un moteur, tel que décrit précédemment, et que l’embrayage 10 est fermé, alors le moyeu principal 50 est animé d’un mouvement de rotation analogue à celui de l’arbre moteur.
[0082] Comme illustré sur la figure 1, le premier embrayage de sortie El est disposé radialement au-dessus du deuxième embrayage de sortie E2.
[0083] De préférence, l’embrayage d’entrée 10, le premier embrayage El et le deuxième embrayage E2 (ci-après « les embrayages ») sont à l’état ouvert, encore dit « normalement ouvert », et sont actionnés sélectivement en fonctionnement par un dispositif de commande (non représenté) pour passer de l’état ouvert à l’état fermé.
[0084] Les embrayages sont chacun commandés par un système d’actionnement agencé pour pouvoir configurer les embrayages dans une configuration quelconque comprise entre la configuration embrayée et la configuration débrayée.
[0085] Pour commander sélectivement le changement d’état des embrayages, le dispositif de commande gère l’alimentation en huile. Le dispositif de commande est raccordé au carter de protection 27 qui comprend le réseau de passage de fluide ainsi qu’au moyeu principal 50 qui comporte des canaux non visibles sur les plans de coupe de la figure 1.
[0086] Chaque système d’actionnement comprend :
- une chambre de pression agencée pour recevoir un fluide pressurisé, - un piston mobile axialement à l’intérieur de la chambre de pression, - une chambre d’équilibrage située à l’opposé de la chambre de pression par rapport au piston.
[0087] Chaque système d’actionnement comprend en outre un élément de rappel élastique, agencé pour générer un effort axial s’opposant au déplacement du piston correspondant pour embrayer l’embrayage 10, El, E2 correspondant. Ceci permet de rappeler automatiquement le piston en position débrayée, correspondant à un état ouvert de l’embrayage. Dans cette position, le piston libère axialement l’ensemble multidisque correspondant qui ne transmet alors plus de couple en direction du premier élément de sortie de couple 4, du premier arbre d’entrée d’une boite de vitesse ou du deuxième arbre d’entrée d’une boite de vitesses.
[0088] Chaque piston est disposé axialement entre une chambre de pression et une chambre d’équilibrage. Les pistons prennent la forme d’une tôle ondulée et sont incurvés axialement vers l’avant AV ou vers l’arrière AR. Des appuis extérieurs s’étendent pa13 rallèlement à l’axe longitudinal X.
[0089] A titre d’exemple non limitatif, les pistons peuvent être obtenus par emboutissage.
[0090] Les chambres de pression des systèmes d’actionnement sont agencées pour recevoir un certain volume de fluide hydraulique sous pression afin de générer un effort axial sur un piston et de configurer ainsi l’embrayage correspondant dans l’une des configurations décrites précédemment. La chambre de pression qui génère l’effort du piston est associée à une chambre d’équilibrage agencée pour recevoir un certain volume de fluide hydraulique. Le fluide, du type de lubrification ou de refroidissement est avantageusement acheminé par l’intermédiaire de conduits de circulation fluidiques basse pression (non représentées sur le plan de coupe).
[0091] A chaque système d’actionnement est associé un élément de rappel élastique. Avantageusement, l’élément de rappel élastique est une rondelle Belleville ou est composé de ressorts hélicoïdaux.
[0092] Dans l’exemple considéré, le dispositif de transmission de couple comprend en outre trois paliers 71, 72, 73.
[0093] Un premier palier axial 71 est interposé entre l’élément d’entrée de couple 2 et l’élément de sortie 6 afin de supporter les efforts axiaux de l’élément d’entrée de couple 2 malgré les vitesses de rotation différentes auxquelles peuvent respectivement tourner l’arbre d’entrée et le premier arbre de transmission.
[0094] Un deuxième palier axial 72 est intercalé axialement entre l’élément de sortie de couple 6 définissant le porte-disque de sortie de l’embrayage El et l’élément de sortie de couple 7 définissant le porte-disque de sortie de l’embrayage E2 afin de pouvoir transmettre une charge axiale entre les deux porte-disques de sortie qui peuvent tourner à des vitesses différentes lorsque les premier et deuxième embrayages El, E2 sont configurés dans une configuration différente
[0095] Enfin un troisième palier axial 73 est interposé entre l’élément de sortie de couple 7 de l’embrayage E2 et le moyeu principal 50.
[0096] Avantageusement, les paliers 71, 72, 73 sont des paliers à roulement avec un premier et deuxième disque entre lesquels est disposée une pluralité de corps de roulement.
[0097] Dans l’exemple considéré, le dispositif comprend également un grand pignon 50 en rotation autour d’un axe X relié sélectivement à l’élément d’entrée 2 par un embrayage d’entrée 10 et un petit pignon 55 en rotation avec une machine électrique tournante autour d’un axe parallèle à l’axe de rotation X, le petit et grand pignon 50, 55 formant un engrenage.
[0098] En relation avec les figures 1 et 2, on constate que le grand pignon 50 comprend une roue dentée 51 et un support de la roue dentée 52. Dans ce cas, ces deux éléments sont monobloc, c’est à dire qu’ils forment plusieurs sous-éléments assemblés entre eux, par exemple par soudure. En variante, la roue dentée 51 et le support de la roue dentée 52 ne forment qu’une seule et même pièce.
[0099] La roue dentée 51 du grand pignon 50 présente une denture hélicoïdale de forme complémentaire au petit pignon 55 de la machine électrique tournante.
[0100] Dans les exemples considérés, le dispositif 1 de transmission de couple comprend en outre un premier organe de roulement RI disposé radialement entre la première paroi fixe 27 et le support de la roue dentée 52 et un deuxième organe de roulement R2 disposé radialement entre le support de la roue dentée 52 et la deuxième paroi fixe 28.
[0101] Le support de la roue dentée 52 comprend une première paroi transversale 52a, une deuxième paroi transversale 52b et un dos 52’ reliant les deux parois transversales 52a, 52b. La première paroi transversale 52a est disposée axialement entre la première paroi fixe 27 et l’embrayage d’entrée 10. La deuxième paroi transversale 52b est disposée axialement entre le ou les embrayages de sortie El, E2 et la deuxième paroi fixe 28. Ainsi, la paroi transversale 52a est située à l’avant tandis que la deuxième paroi transversale 52b est située à l’arrière. Ces deux parois 52a, 52b forment donc avec le dos 52’, une cloche enveloppant le dispositif de transmission de couple, en particulier tous les embrayages.
[0102] Le premier organe de roulement RI comporte une bague intérieure RI a en contact avec la première paroi fixe 27 de l’embrayage d’entrée 10, en particulier avec la deuxième extrémité radiale 27b de la première paroi fixe 27 et une bague extérieur Rlb en contact avec la première paroi transversale 52a du support de la roue dentée 52.
[0103] Le deuxième organe de roulement R2 comporte une bague intérieure R2a en contact avec la deuxième paroi transversale 52b du support de la roue dentée 52 et une bague extérieure R2b en contact avec la deuxième paroi fixe de la machine électrique.
[0104] Les organes de roulement RI et R2 sont ici des roulements à billes. Ces organes de roulement permettent ainsi de centrer l’élément intermédiaire 5 et de reprendre les efforts axiaux, radiaux et tangents dus au passage de couple dans le grand pignon.
[0105] Dans les exemples considérés, l’élément intermédiaire 5 est situé radialement à l’intérieur de la roue dentée 52.
[0106] Le grand pignon 50 comprenant la roue dentée 51, le support de la roue dentée 52 (comprenant une première paroi transversale 52a, une deuxième paroi transversale 52b et un dos 52’ reliant les deux parois transversales 52a, 52b) le premier organe de roulement RI, le deuxième organe de roulement R2, la première paroi fixe 27 et la deuxième paroi fixe 28 forment un ensemble qui peut être caractérisé par des raideurs radiale, axiale et torsionnelle. La raideur axiale correspond aux déplacements et jeux de denture. La raideur radiale et torsionnelle correspond aux bruits de dentures et variations de vitesses. Ces raideurs permettent d'éviter des déformations entraînants des défauts d'engrènement générant du bruit de denture (graillonement ou rattle) et ou des défauts de qualité d'engrènement (variation de vitesses). En outre une forte raideur permet aussi d'éviter une mise en résonance du support.
[0107] Dans le cadre de l’invention, le grand pignon 50 permet de transmettre le couple venant de la machine électrique tournante autour d’un axe parallèle à l’axe de rotation.
[0108] Le grand pignon 50 est ici décalée axialement de l’embrayage 10. Le grand pignon 50, le premier embrayage de sortie El et le deuxième embrayage de sortie E2 sont empilés radialement en rapprochement de l’axe X. Le grand pignon est situé au droit des embrayages de sortie El et E2. La machine électrique est dite « off-line » car elle n’est pas concentrique à l’arbre de transmission mais sur un arbre parallèle. Le grand pignon 50 est apte à coopérer directement avec un petit pignon 55 de la machine électrique tournante.
[0109] En références aux figures 2, 3 et 4, est représenté le moyen de rattrapage 56 du désalignement radial entre le grand pignon 50 et l’élément intermédiaire 5. Dans les exemples considérés, le support de la roue dentée 52 comprend une couronne de transfert 520. La couronne de transfert 520 et la roue dentée 51 sont décalées axialement.
[0110] Le grand pignon 50 ayant au moins un logement 57 dans lequel est ménagée de manière complémentaire au moins une excroissance 58 du moyen de rattrapage 56 afin que ces deux éléments s’imbriquent l’un dans l’autre. L’excroissance 58 est en saillie du moyen de rattrapage 56 et peut présenter une forme générale sensiblement en « Ω ». Le moyen de rattrapage peut comporter entre une et cents excroissances, de préférence entre une et dix excroissances. Le moyen de rattrapage comporte de préférence huit excroissances. Les excroissances 58 sont situées sur le pourtour externe du moyen de rattrapage 56. En conséquence, le grand pignon, en particulier la couronne de transfert 520 peut comporter entre un et cents logements, de préférence entre un et dix logements, de préférence huit. Les logements peuvent être situées sur le pourtour interne du grand pignon 50. Avantageusement, le moyen de rattrapage 56 est de préférence situé radialement à l’intérieur de la couronne de transfert 520.
[0111] Avantageusement, le grand pignon 50 et l’élément intermédiaire 5 sont assemblés avec un jeu radial et/ou axial et/ou angulaire. Avantageusement, le jeu radial est compris entre 0,1 et 1 mm, de préférence, le jeu radial est de 0.5mm. Ce jeu permet le rattrapage du désalignement radial entre le grand pignon et l’élément intermédiaire de manière à ce que la rotation et le couple du grand pignon 50 soit transmise à l’arbre d’entrée de la boîte de vitesses sans contraintes.
[0112] Avantageusement, le jeu angulaire est compris entre 0,1 et 1 mm, de préférence, le jeu angulaire est de 0.5mm. Ce jeu permet le rattrapage du désalignement angulaire entre le grand pignon et l’élément intermédiaire de manière à ce que la rotation et le couple du grand pignon 50 soit transmise à l’arbre d’entrée de la boîte de vitesses sans contraintes.
[0113] Le jeu J permet à l’excroissance 58 du moyen de rattrapage 56 de se déplacer de la valeur de désalignement afin de venir en contact avec le logement 57 de la couronne de transfert 520. Lors du passage du couple, il se forme alors au moins trois points d’équilibre.
[0114] Dans les exemples considérés, au moins un organe déformable 59 de type ressort est disposé dans au moins une ouverture 59a du grand pignon et au moins un orifice 59b du moyen de rattrapage. La couronne de transfert 520, l’organe déformable 59 et le moyen de rattrapage 56 se succèdent radialement en rapprochement de l’axe X.
[0115] L’organe déformable 59, avantageusement un ressort permet de garantir le contact entre les excroissances 58 et les logements 57 afin d’éviter le bruit de choc lorsque le grand pignon 50, en particulier la couronne de transfert 520 et le moyen de rattrapage 56 sont soumis à une accélération torsionnelle. Le calibrage des ressorts permet de précharger l’ensemble avec un couple supérieur au couple généré par l’accélération torsionnelle. En variante, la pré-charge entre le grand pignon 50, en particulier la couronne de transfert 520 et le moyen de rattrapage 56 peut être assurée par un couple issu de la machine électrique (couple moteur ou résistif).
[0116] Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.
[0117] Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication.

Claims (1)

  1. Revendications [Revendication 1] Dispositif (1) de transmission de couple, notamment pour véhicule automobile, comprenant : - un premier élément d’entrée de couple (2) en rotation autour d’un axe X, apte à être couplé en rotation à un vilebrequin d’un moteur thermique (MT), - un grand pignon (50) en rotation autour d’un axe X, comprenant une roue dentée (51) et un support de la roue dentée (52) relié sélectivement à l’élément d’entrée (2) par un embrayage d’entrée (10), - un petit pignon (55) en rotation avec une machine électrique (ME) tournante autour d’un axe parallèle à l’axe de rotation X, le petit et grand pignon (50, 55) formant un engrenage, - une première paroi fixe (27) de l’embraye d’entrée (10) comprenant une première extrémité radiale (27a) apte à être fixée directement ou indirectement sur une deuxième paroi fixe (28) de la machine électrique (ME) ou sur un carter de boite de vitesses (BV) et une deuxième extrémité radiale (27b) liée à l’élément d’entrée de couple (2), caractérisé en ce qu’un premier organe de roulement (RI) est disposé radialement entre la première paroi fixe (27) et le support de la roue dentée (52) et en ce qu’un deuxième organe de roulement (R2) est disposé radialement entre le support de la roue dentée (52) et la deuxième paroi fixe (28). [Revendication 2] Dispositif (1) de transmission de couple selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le support de la roue dentée (52) comprend une première paroi transversale (52a), une deuxième paroi transversale (52b) et un dos (52’) reliant les deux parois transversales (52a, 52b). [Revendication 3] Dispositif (1) de transmission de couple selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le premier organe de roulement (RI) comporte une bague intérieure (Rla) en contact avec la première paroi fixe (27) de l’embrayage d’entrée (10) et une bague extérieur (Rlb) en contact avec la première paroi transversale (52a) du support de la roue dentée (52). [Revendication 4] Dispositif (1) de transmission de couple selon la revendication 2, caractérisé en ce que le deuxième organe de roulement (R2) comporte une bague intérieure (R2a) en contact avec la deuxième paroi transversale (52b) du support de la roue dentée (52) et une bague extérieure (R2b) en
    contact avec la deuxième paroi fixe de la machine électrique. [Revendication 5] Dispositif (1) de transmission de couple selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend en outre un élément intermédiaire (5), apte à être couplé en rotation à au moins un arbre d’entrée d’une boite de vitesses (BV). [Revendication 6] Dispositif (1) de transmission de couple selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit élément intermédiaire (5) est situé radialement à l’intérieur de la roue dentée (51). [Revendication 7] Dispositif (1) de transmission de couple selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier organe de roulement (RI) se situe coté moteur thermique et le deuxième organe de roulement (R2) se situe coté boite de de vitesses (BV). [Revendication 8] Dispositif (1) de transmission de couple selon l’une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu’il comprend en outre un premier embrayage de sortie (El) en rotation autour de l’axe X, accouplant sélectivement et par friction l’élément intermédiaire (5) et un deuxième élément de sortie de couple (6) apte à être couplé en rotation à un premier arbre d’entré d’une boite de vitesses (BV). [Revendication 9] Dispositif (1) de transmission de couple selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comprend en outre un deuxième embrayage de sortie (E2) en rotation autour de l’axe X, accouplant sélectivement et par friction l’élément intermédiaire (5) et un troisième élément de sortie de couple (7) apte à être couplé en rotation à un deuxième arbre d’entré d’une boite de vitesses (BV), le premier et deuxième embrayage de sortie (El, E2) étant empilés radialement. [Revendication 10] Dispositif (1) de transmission de couple selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support de la roue dentée (52) enveloppe au moins partiellement, de préférence intégralement, l’embrayage d’entrée (10), le premier embrayage de sortie (El) et/ou le deuxième embrayage de sortie (E2). [Revendication 11] Dispositif (1) de transmission de couple selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit grand pignon (50), le premier organe de roulement (RI), le deuxième organe de roulement (R2), la première paroi fixe (27) et la deuxième paroi fixe (28) forment un ensemble caractérisé par des raideurs axiale, radiale et torsionnelle. [Revendication 12] Dispositif (1) de transmission de couple selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la valeur de la raideur axiale est comprise entre 1000N/mm et 1.000.000N/mm.
    [Revendication 13] Dispositif (1) de transmission de couple selon la revendication 11, caractérisé en ce que la valeur de la raideur radiale est comprise entre 10.000N/mm et 100.000.000N/mm. [Revendication 14] Dispositif (1) de transmission de couple selon la revendication 11, caractérisé en ce que la valeur de la raideur torsionnelle est comprise entre 1000N/0 et 100.000.000N/0.
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