FR3104221A1

FR3104221A1 - COUPLING SYSTEM with annular shoe AND TORQUE TRANSMISSION DEVICE FOR A MOTOR VEHICLE

Info

Publication number: FR3104221A1
Application number: FR1913900A
Authority: FR
Inventors: Hervé Maurel
Original assignee: Valeo Embrayages SAS
Current assignee: Valeo Embrayages SAS
Priority date: 2019-12-06
Filing date: 2019-12-06
Publication date: 2021-06-11
Anticipated expiration: 2039-12-06
Also published as: FR3104221B1

Abstract

Un système d’accouplement (6) pour un dispositif de transmission de couple (10) de véhicule automobile comporte un baladeur (63) destiné à accoupler deux interfaces de crabotage (61, 62), en passant par translation parallèle un axe de révolution d’une position de retrait à une position d’accouplement. Un actionneur (65) comportant un organe mobile (651) entre une position de repos et une position activée est lié au baladeur (63) par une liaison cinématique rotative (67) comportant un poussoir (670) fixe en rotation autour de l’axe de révolution (100) et un patin annulaire (672), le patin annulaire (672) étant positionné au moins partiellement entre deux parois opposées d’une gorge annulaire (671) du poussoir (670) et au moins partiellement entre deux parois opposées d’une gorge annulaire (673) du baladeur (63). (Figure d’abrégé : Fig. 3)A coupling system (6) for a motor vehicle torque transmission device (10) comprises a player (63) intended to couple two clutch interfaces (61, 62), passing by parallel translation an axis of revolution d 'a retracted position to a mating position. An actuator (65) comprising a movable member (651) between a rest position and an activated position is linked to the player (63) by a rotary kinematic link (67) comprising a pusher (670) fixed in rotation around the axis of revolution (100) and an annular pad (672), the annular pad (672) being positioned at least partially between two opposite walls of an annular groove (671) of the pusher (670) and at least partially between two opposite walls d 'an annular groove (673) of the player (63). (Abstract figure: Fig. 3)

Description

COUPLING SYSTEM with annular pad AND TORQUE TRANSMISSION DEVICE FOR A MOTOR VEHICLE

Domaine technique de l’inventionTechnical field of the invention

L’invention se rapporte à un système d’accouplement destiné plus particulièrement, bien que de façon non exclusive, à être intégré à un dispositif de transmission de couple pour un véhicule électrique ou hybride, notamment pour un véhicule automobile électrique ou hybride.The invention relates to a coupling system intended more particularly, although not exclusively, to be integrated into a torque transmission device for an electric or hybrid vehicle, in particular for an electric or hybrid motor vehicle.

L’invention s’applique plus particulièrement aux véhicules hybrides et aux véhicules électriques. Les vitesses d’un moteur électrique peuvent être élevées, supérieures ou égales à 15000 tours par minutes par exemple, notamment pour des chaînes de transmission électriques à deux rapports.The invention applies more particularly to hybrid vehicles and to electric vehicles. The speeds of an electric motor can be high, greater than or equal to 15,000 revolutions per minute for example, in particular for two-speed electric transmission chains.

Pour adapter la vitesse et le couple, l’utilisation de moteurs électriques nécessite généralement une transmission comportant un dispositif de réduction de vitesse permettant d’atteindre les niveaux de vitesse et de couple de sortie souhaités à chaque roue, et un différentiel pour faire varier la vitesse entre deux roues latéralement opposées.To match speed and torque, the use of electric motors typically requires a transmission with a gear reduction device to achieve the desired speed and torque output levels at each wheel, and a differential to vary the speed between two laterally opposite wheels.

Pour s’adapter aux différents régimes du véhicule, il est connu d’utiliser des embrayages qui permettent de sélectionner le rapport de réduction souhaité au niveau du dispositif de réduction de vitesse. Ce type de dispositif est par exemple divulgué dans le document DE102016202723.To adapt to the different vehicle speeds, it is known to use clutches which make it possible to select the desired reduction ratio at the level of the speed reduction device. This type of device is for example disclosed in the document DE102016202723.

Ce dispositif n’est pas satisfaisant du point de vue du rendement car un couple de traînées intervient sur l’un des embrayages qui est ouvert lorsque l’autre des embrayages est fermé. Ce couple de trainée est particulièrement préjudiciable lorsque les embrayages sont humides.This device is not satisfactory from the point of view of performance because a drag torque occurs on one of the clutches which is open when the other of the clutches is closed. This drag torque is particularly detrimental when the clutches are wet.

En outre, les embrayages de ce dispositif transmettent un couple relativement important, ce qui implique un dimensionnement et une masse des embrayages importants, et donc un encombrement important lié aux embrayages.In addition, the clutches of this device transmit a relatively large torque, which implies a dimensioning and a mass of the large clutches, and therefore a large bulk associated with the clutches.

Il a été proposé dans la demande FR1901916, non publiée à ce jour, un dispositif de transmission de couple pour un véhicule comprenant au moins un moteur, le dispositif de transmission de couple comprenant :

un premier embrayage comprenant un premier élément d’entrée apte à être entraînée par le moteur et un premier élément de sortie, un couple étant transmis entre le premier élément d’entrée et le premier élément de sortie lorsque le premier embrayage est fermé,
un deuxième embrayage comprenant un deuxième élément d’entrée apte à être entraînée par le moteur et un deuxième élément de sortie, un couple étant transmis entre le deuxième élément d’entrée et le deuxième élément de sortie lorsque le deuxième embrayage est fermé,
un organe de transmission,
un premier mécanisme de transmission agencé pour transmettre un couple entre le premier élément de sortie et l’organe de transmission, selon un premier rapport de vitesses,
un deuxième mécanisme de transmission agencé pour transmettre un couple entre le deuxième élément de sortie et l’organe de transmission, selon un deuxième rapport de vitesses différent du premier rapport de vitesse, et
un élément de connexion agencé pour autoriser ou interrompre l’entraînement mutuel en rotation entre le premier élément de sortie du premier embrayage et l’organe de transmission, par l’intermédiaire du premier mécanisme de transmission.

It has been proposed in application FR1901916, not published to date, a torque transmission device for a vehicle comprising at least one engine, the torque transmission device comprising:

a first clutch comprising a first input element capable of being driven by the motor and a first output element, a torque being transmitted between the first input element and the first output element when the first clutch is closed,
a second clutch comprising a second input element capable of being driven by the motor and a second output element, a torque being transmitted between the second input element and the second output element when the second clutch is closed,
a transmission device,
a first transmission mechanism arranged to transmit a torque between the first output element and the transmission member, according to a first speed ratio,
a second transmission mechanism arranged to transmit a torque between the second output element and the transmission member, according to a second speed ratio different from the first speed ratio, and
a connection element arranged to authorize or interrupt the mutual drive in rotation between the first output element of the first clutch and the transmission member, via the first transmission mechanism.

L’utilisation d’au moins deux rapports de vitesses permet de concilier couple de démarrage élevé et vitesse maximale et par conséquent de réduire le temps nécessaire au véhicule pour atteindre une vitesse élevée. Le choix de deux rapports de vitesse avec un moteur électrique offre un bon compromis entre complexité de la transmission, performances dynamiques, consommation du véhicule, et taille du moteur électrique.The use of at least two gear ratios makes it possible to reconcile high starting torque and maximum speed and therefore reduce the time required for the vehicle to reach a high speed. The choice of two gear ratios with an electric motor offers a good compromise between transmission complexity, dynamic performance, vehicle fuel consumption, and size of the electric motor.

L’utilisation des embrayages, notamment des embrayages multidisques progressifs, permet également de garantir le confort de l’utilisateur en évitant les changements de rapports brusques ainsi que les variations perceptibles d’accélération.The use of clutches, in particular progressive multi-disc clutches, also guarantees user comfort by avoiding sudden gear changes and perceptible variations in acceleration.

De plus, l’élément de connexion permet d’interrompre l’entraînement de l’élément de sortie du premier embrayage, et notamment les disques de friction de sortie du premier embrayage, lorsque le deuxième embrayage est fermé, ce qui permet d’améliorer le rendement énergétique en limitant significativement, voire en supprimant le couple de traînées au niveau du premier embrayage lorsque le deuxième embrayage est fermé.In addition, the connection element makes it possible to interrupt the drive of the output element of the first clutch, and in particular the output friction discs of the first clutch, when the second clutch is closed, which makes it possible to improve energy efficiency by significantly limiting or even eliminating the drag torque at the first clutch when the second clutch is closed.

Un tel élément de connexion intègre un actionneur dont l’organe mobile est généralement fixe en rotation, et une liaison cinématique rotative entre cet organe mobile et une pièce tournante qui vient réaliser ou interrompre l’entraînement mutuel en rotation du premier élément de sortie du premier embrayage et de l’organe de transmission.Such a connection element incorporates an actuator whose movable member is generally fixed in rotation, and a rotary kinematic connection between this movable member and a rotating part which performs or interrupts the mutual drive in rotation of the first output element of the first clutch and transmission component.

L’organe mobile peut par exemple être une fourchette d’embrayage et la liaison cinématique rotative une butée tournante à roulement. Mais une telle disposition est encombrante et relativement complexe.The movable member can for example be a clutch fork and the rotary kinematic link a rotating bearing bearing. But such an arrangement is cumbersome and relatively complex.

L’invention vise à simplifier et rendre plus compact l’élément de connexion.The invention aims to simplify and make the connection element more compact.

Pour ce faire est proposé, selon un premier aspect de l'invention, un système d’accouplement comportant:

une première interface de crabotage apte à tourner autour d’un axe de révolution dans un référentiel fixe, et une deuxième interface de crabotage apte à tourner autour de l’axe de révolution dans le référentiel fixe et par rapport à la première interface de crabotage;
un baladeur comportant une interface de crabotage intermédiaire engagée avec l’une des première et deuxième interfaces de crabotage, le baladeur étant apte à passer par translation parallèle à l’axe de révolution d’une position de retrait dans laquelle l’interface de crabotage intermédiaire n’est pas engagée avec l’autre des première et deuxième interfaces de crabotage à une position d’accouplement dans laquelle l’interface de crabotage intermédiaire est engagée avec l’autre des première et deuxième interfaces de crabotage et réalise un accouplement en rotation entre la première interface de crabotage et la deuxième interface de crabotage;
un actionneur comportant un support fixe et un organe mobile, l’organe mobile étant mobile en translation parallèlement à l’axe de révolution entre une position de repos et une position activée; et
une liaison cinématique rotative entre l’organe mobile et le baladeur, présentant un degré de liberté de rotation autour de l’axe de révolution;

To do this is proposed, according to a first aspect of the invention, a coupling system comprising:

a first dog clutch interface capable of rotating around an axis of revolution in a fixed frame of reference, and a second dog clutch interface able to rotate around the axis of revolution in the fixed frame of reference and with respect to the first dog clutch interface;
a slider comprising an intermediate dog clutch interface engaged with one of the first and second dog clutch interfaces, the player being capable of passing by translation parallel to the axis of revolution from a retracted position in which the intermediate dog clutch interface is not engaged with the other of the first and second dog-clutch interfaces at a coupling position in which the intermediate dog-clutch interface is engaged with the other of the first and second dog-clutch interfaces and performs a rotational coupling between the first dog clutch interface and the second dog clutch interface;
an actuator comprising a fixed support and a movable member, the movable member being movable in translation parallel to the axis of revolution between a rest position and an activated position; And
a rotary kinematic link between the movable member and the slider, having a degree of freedom of rotation around the axis of revolution;

Selon l’invention, la liaison cinématique comporte un poussoir fixe en rotation autour de l’axe de révolution dans le référentiel fixe, et un patin annulaire, le patin annulaire étant apte à coopérer axialement avec deux parois opposées du poussoir de sorte qu’un mouvement de translation axiale du poussoir puisse être transféré au patin annulaire dans deux sens opposés parallèles à l’axe de révolution, et le patin annulaire étant apte à coopérer axialement avec deux parois opposées du baladeur de sorte qu’un mouvement de translation axiale du patin annulaire puisse être transféré au baladeur dans les deux sens opposés, le patin annulaire étant libre en rotation autour de l’axe de révolution par rapport au baladeur; de sorte que lorsque l’organe mobile passe de la position de repos à la position activée, le patin annulaire est en appui contre l’une des faces opposées du poussoir et une des faces opposées du baladeur et entraîne le baladeur de la position de retrait à la position d’accouplement.According to the invention, the kinematic link comprises a pusher fixed in rotation around the axis of revolution in the fixed frame of reference, and an annular shoe, the annular shoe being capable of cooperating axially with two opposite walls of the pusher so that a axial translational movement of the pusher can be transferred to the annular pad in two opposite directions parallel to the axis of revolution, and the annular pad being capable of cooperating axially with two opposite walls of the player so that an axial translational movement of the pad ring can be transferred to the player in the two opposite directions, the annular pad being free to rotate around the axis of revolution relative to the player; so that when the movable member passes from the rest position to the activated position, the annular shoe bears against one of the opposite faces of the pusher and one of the opposite faces of the slider and drives the slider from the retracted position in the mating position.

En pratique, la première interface de crabotage et la deuxième interface de crabotage sont constituées par des cannelures annulaires de pas identiques, dans lesquelles viennent coulisser axialement des dents de l’interface de crabotage intermédiaire. Mais l’homme du métier comprendra que d’une manière plus générale, une seule dent ou cannelure suffit sur l’interface de cabotage intermédiaire, qui peut coulisser dans une seule cannelure ou sur une seule dent de la première interface de crabotage et de la deuxième interface de crabotage.In practice, the first dog-clutch interface and the second dog-clutch interface consist of annular splines of identical pitch, in which the teeth of the intermediate dog-clutch interface slide axially. But those skilled in the art will understand that, more generally, a single tooth or groove is sufficient on the intermediate coasting interface, which can slide in a single groove or on a single tooth of the first dog clutch interface and of the second interconnection interface.

La structure de la liaison cinématique rotative permet d’assurer très simplement la fonction de transmission des mouvements de translation sans transmission des mouvements de rotation autour de l’axe de révolution.The structure of the rotary kinematic link makes it possible to ensure very simply the function of transmission of translational movements without transmission of rotational movements around the axis of revolution.

Suivant un mode de réalisation particulièrement avantageux, un jeu constructif dimensionnel de translation parallèlement à l’axe de révolution, ayant une amplitude supérieure au centième et inférieure au dixième de la course entre la position de repos et la position activée, est préservé axialement entre le patin annulaire et les parois opposées du baladeur. Ce jeu permet de limiter l’interaction entre le patin et les faces opposées du baladeur aux phases transitoires de mouvement entre la position de retrait et la position d’accouplement. Dans la position de retrait comme dans la position d’accouplement, le baladeur trouve un positionnement fixe en translation et se positionne dans une position telle que le patin se trouve à distance des deux faces opposées du baladeur. On diminue ainsi fortement le couple de trainée résiduel induit par la liaison cinématique rotative. Cet autocentrage du patin est facilité par le fait que les pièces se trouvent dans un bain d’huile, et qu’un film d’huile se constitue entre le patin et les faces opposées du baladeur.According to a particularly advantageous embodiment, a dimensional constructive play of translation parallel to the axis of revolution, having an amplitude greater than one hundredth and less than one tenth of the stroke between the rest position and the activated position, is preserved axially between the annular pad and the opposite walls of the player. This play makes it possible to limit the interaction between the slider and the opposite sides of the slider to the transitional phases of movement between the retracted position and the coupling position. In the retracted position as in the coupling position, the player finds a fixed positioning in translation and is positioned in a position such that the pad is at a distance from the two opposite faces of the player. The residual drag torque induced by the rotary kinematic connection is thus greatly reduced. This self-centering of the shoe is facilitated by the fact that the parts are in an oil bath, and that a film of oil is formed between the shoe and the opposite sides of the slider.

Suivant un mode de réalisation, les deux parois opposées du poussoir sont formées sur une nervure radiale annulaire du poussoir, qui pénètre dans une gorge annulaire du patin. Alternativement, et suivant un mode de réalisation préféré, les deux parois opposées du poussoir sont formées sur les flancs d’une gorge annulaire du poussoir.According to one embodiment, the two opposite walls of the pusher are formed on an annular radial rib of the pusher, which penetrates into an annular groove of the pad. Alternatively, and according to a preferred embodiment, the two opposite walls of the pusher are formed on the sides of an annular groove of the pusher.

De façon analogue, les deux parois opposées du baladeur peuvent être formées sur une nervure radiale annulaire du baladeur, qui pénètre dans une gorge annulaire du patin. Alternativement, et de manière préférentielle, on peut prévoir que les deux parois opposées du baladeur soient formées sur les flancs d’une gorge annulaire du baladeur.Similarly, the two opposite walls of the player can be formed on an annular radial rib of the player, which penetrates into an annular groove of the pad. Alternatively, and preferably, provision can be made for the two opposite walls of the player to be formed on the sides of an annular groove of the player.

Suivant un mode de réalisation, le patin annulaire présente une section axiale sensiblement carrée ou rectangulaire.According to one embodiment, the annular pad has a substantially square or rectangular axial section.

Suivant un mode de réalisation, le poussoir et l’organe mobile constituent un tout monobloc, et peuvent être constitué d’une pièce ou solidarisés l’un à l’autre. Suivant un autre mode de réalisation, les deux pièces sont distinctes et le poussoir est en appui contre l’organe mobile.According to one embodiment, the pusher and the movable member form a single piece, and can be made up of one piece or secured to one another. According to another embodiment, the two parts are separate and the pusher bears against the movable member.

Suivant un mode de réalisation, l’organe mobile comprend un piston annulaire apte à coulisser axialement dans une chambre annulaire à volume variable du support fixe, reliée à un branchement d’alimentation hydraulique. L’actionneur peut être le cas échéant entièrement annulaire ce qui lui permet d’être traversé de part en part par un arbre de transmission d’un dispositif de transmission de couple auquel le système d’accouplement selon l’invention est intégré. Alternativement, l’actionneur peut délimiter une cavité fermée par un fond, pour loger une extrémité d’un arbre de transmission d’un dispositif de transmission de couple. Dans les deux cas, on peut profiter de la forme annulaire du support fixe de l’actionneur pour loger dans la cavité un palier lisse ou à roulement pour le guidage en rotation de l’arbre de transmission.According to one embodiment, the movable member comprises an annular piston capable of sliding axially in an annular chamber with variable volume of the fixed support, connected to a hydraulic supply connection. The actuator may, if necessary, be entirely annular, which allows it to be crossed right through by a transmission shaft of a torque transmission device in which the coupling system according to the invention is integrated. Alternatively, the actuator can delimit a cavity closed by a bottom, to house one end of a transmission shaft of a torque transmission device. In both cases, one can take advantage of the annular shape of the fixed support of the actuator to house in the cavity a plain or rolling bearing for the rotational guidance of the transmission shaft.

Suivant un mode de réalisation, le système d’accouplement comporte un organe de rappel élastique fixe en rotation autour de l’axe de révolution, l’organe mobile étant apte, par l’intermédiaire du poussoir, à charger l’organe de rappel élastique en passant de la position de repos à la position activée, l’organe de rappel élastique étant apte, en se déchargeant, par l’intermédiaire du poussoir, à ramener l’organe mobile de la position activée à la position de repos et le baladeur de la position d’accouplement à la position de retrait.According to one embodiment, the coupling system comprises an elastic return member fixed in rotation around the axis of revolution, the movable member being able, via the pusher, to load the elastic return member passing from the rest position to the activated position, the elastic return member being able, by unloading, via the pusher, to bring the movable member from the activated position to the rest position and the slider from the mating position to the retracted position.

De préférence, une extrémité de l’organe de rappel élastique prend appui contre un appui solidaire du support fixe.Preferably, one end of the elastic return member bears against a support secured to the fixed support.

L’organe élastique de l’actionneur confère au crabot réalisé par les trois interfaces de crabotage une fonction d’accouplement «normalement ouvert». L’organe de rappel élastique ne fait pas partie de l’équipage tournant qui doit être accéléré à chaque accouplement, ce qui limite le couple transitoire du système d’accouplement lors des phases d’accouplement. L’organe mobile de l’actionneur est quant à lui de préférence également fixe en rotation autour de l’axe de révolution, de sorte qu’il ne concourt pas non plus au moment d’inertie des masses tournantes.The elastic member of the actuator gives the dog clutch produced by the three dog clutch interfaces a "normally open" coupling function. The elastic return member is not part of the rotating assembly which must be accelerated at each coupling, which limits the transient torque of the coupling system during the coupling phases. The movable member of the actuator is itself preferably also fixed in rotation around the axis of revolution, so that it does not contribute either to the moment of inertia of the rotating masses.

L’organe de rappel élastique peut être constitué par un ou plusieurs ressorts, notamment par des ressorts hélicoïdaux dont les axes sont parallèles à l’axe de révolution et distants de l’axe de révolution, équirépartis autour de l’axe de révolution.The elastic return member may be constituted by one or more springs, in particular by helical springs whose axes are parallel to the axis of revolution and distant from the axis of revolution, evenly distributed around the axis of revolution.

Suivant un mode de réalisation, le système d’accouplement comporte, interposé axialement entre la première interface de crabotage et la deuxième interface de crabotage, un synchroniseur comportant au moins une bague de synchronisation, le baladeur dans la position de retrait n’entraînant pas la bague de synchronisation, le baladeur étant apte, en passant lors d’une translation axiale de la position de retrait à la position d’accouplement, à passer par une position intermédiaire de synchronisation dans laquelle l’interface de crabotage intermédiaire est engagée dans une interface de crabotage de synchronisation de la bague de synchronisation et réalise un accouplement en rotation entre la première interface de crabotage et la bague de synchronisation, la bague de synchronisation étant apte à tourner par rapport à la deuxième interface de crabotage autour de l’axe de révolution en engendrant par friction un couple d’entraînement de la deuxième interface de crabotage. Le synchroniseur permet ainsi une mise en mouvement progressive de la deuxième interface de crabotage dans la phase transitoire d’accouplement, ce qui évite des pics de couple et des chocs trop importants entre l’interface de crabotage intermédiaire et l’autre des premières et deuxième interfaces de crabotage.According to one embodiment, the coupling system comprises, interposed axially between the first dog clutch interface and the second dog clutch interface, a synchronizer comprising at least one synchronization ring, the slider in the retracted position not causing the synchronization ring, the slider being able, when passing during an axial translation from the retracted position to the coupling position, to pass through an intermediate synchronization position in which the intermediate dog clutch interface is engaged in an interface dog clutch of the synchronization ring and performs a rotational coupling between the first dog clutch interface and the synchronization ring, the synchronization ring being able to rotate with respect to the second dog clutch interface around the axis of revolution by generating, by friction, a driving torque of the second interconnection interface. The synchronizer thus allows progressive movement of the second dog clutch interface in the transient coupling phase, which avoids torque peaks and excessive shocks between the intermediate dog clutch interface and the other of the first and second interconnection interfaces.

En pratique, le système d’accouplement comporte:

un arbre de transmission apte à tourner autour de l’axe de révolution, la première interface de crabotage étant solidaire de l’arbre de transmission, et
une roue de transmission folle apte à tourner par rapport à l’arbre de transmission autour de l’axe de révolution, la deuxième interface de crabotage étant solidaire de la roue de transmission folle.

In practice, the coupling system includes:

a transmission shaft capable of rotating around the axis of revolution, the first dog clutch interface being integral with the transmission shaft, and
an idler transmission wheel capable of rotating with respect to the transmission shaft around the axis of revolution, the second dog clutch interface being integral with the idler transmission wheel.

Suivant un autre aspect de l’invention, celle-ci a pour objet un dispositif de transmission de couple pour un véhicule automobile comportant au moins un moteur, le dispositif de transmission comportant:

un premier élément d’entrée et un deuxième élément d’entrée,
un système d’accouplement tel que décrit précédemment,
un premier mécanisme de transmission, agencé pour transmettre de façon permanente à la roue de transmission folle un mouvement de rotation du premier élément d’entrée, selon un premier rapport de vitesses constant,
un deuxième mécanisme de transmission agencé pour transmettre de façon permanente un mouvement de rotation entre le deuxième élément d’entrée et l’arbre de transmission, selon un deuxième rapport de vitesses constant différent du premier rapport de vitesse.

According to another aspect of the invention, the latter relates to a torque transmission device for a motor vehicle comprising at least one engine, the transmission device comprising:

a first input element and a second input element,
a coupling system as described above,
a first transmission mechanism, arranged to permanently transmit to the idler transmission wheel a rotational movement of the first input element, according to a first constant speed ratio,
a second transmission mechanism arranged to permanently transmit a rotational movement between the second input element and the transmission shaft, according to a second constant speed ratio different from the first speed ratio.

Un tel dispositif de transmission trouve à s’appliquer notamment aux véhicules hybrides et aux véhicules électriques, se caractérisant par des vitesses de révolution élevées du rotor du moteur électrique, supérieures ou égales à 15000 tours par minutes par exemple. Comme on l’a discuté plus haut, l’utilisation d’au moins deux rapports de vitesses permet de concilier couple de démarrage élevé et vitesse maximale.Such a transmission device can be applied in particular to hybrid vehicles and to electric vehicles, characterized by high revolution speeds of the rotor of the electric motor, greater than or equal to 15,000 revolutions per minute for example. As discussed above, using two or more gear ratios balances high starting torque with maximum speed.

En pratique, le premier rapport de vitesse a vocation à n’être utilisé que durant de courtes phases transitoires de démarrage ou de circulation au pas, le deuxième rapport ayant quant à lui vocation à assurer la traction dans toutes les autres circonstances.In practice, the first gear ratio is intended to be used only during short transitional phases of starting or walking at walking speed, the second gear being intended to provide traction in all other circumstances.

De préférence, le dispositif de transmission de couple comporte en outre au moins un embrayage apte, dans un état fermé, à transmettre un couple entre l’arbre moteur et le deuxième élément d’entrée.Preferably, the torque transmission device further comprises at least one clutch capable, in a closed state, of transmitting a torque between the motor shaft and the second input element.

Suivant un mode de réalisation, le dispositif de transmission de couple comporte en outre un autre embrayage apte, dans un état fermé, à transmettre un couple entre un arbre moteur du moteur et le premier élément d’entrée et, de préférence, une commande pour commander l’actionneur de telle sorte que l’organe mobile est dans la position d’accouplement lorsque l’autre embrayage est fermé, et que l’organe mobile est dans la position de repos lorsque l’autre embrayage est ouvert.According to one embodiment, the torque transmission device further comprises another clutch capable, in a closed state, of transmitting a torque between a motor shaft of the motor and the first input element and, preferably, a control for control the actuator so that the movable member is in the coupling position when the other clutch is closed, and that the movable member is in the rest position when the other clutch is open.

Alternativement, la transmission entre l’arbre moteur et le premier élément d’entrée est directe, et la fonction d’accouplement est réalisée uniquement par le système d’accouplement.Alternatively, the transmission between the motor shaft and the first input element is direct, and the coupling function is performed only by the coupling system.

Ces dispositions permettent d’assurer un bon rendement énergétique en évitant d’entraîner les composants du premier embrayage et du système d’accouplement lorsque le deuxième embrayage est fermé.These provisions make it possible to ensure good energy efficiency by avoiding driving the components of the first clutch and of the coupling system when the second clutch is closed.

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent:
la figure 1, une vue en coupe, suivant les traces de plans de coupe I-I de la figure 4 d’un système de transmission de couple intégrant un système d’accouplement selon un exemple de réalisation de l’invention, dans une position de retrait du système d’accouplement;
la figure 2, une autre vue en coupe, suivant les traces de plans de coupe II de la figure 4 du système de transmission de couple de la figure 1, dans la position de retrait du système d’accouplement;
la figure 3, un détail de la figure 2;
la figure 4, une vue de face du système de transmission de couple de la figure 1;
la figure 5, une vue en coupe du système de transmission de couple de la figure 1, dans une position d’accouplement du système d’accouplement;
la figure 6, une autre vue en coupe du système de transmission de couple de la figure 1, dans la position d’accouplement du système d’accouplement;
la figure 7, un détail de la figure 6.Other characteristics and advantages of the invention will become apparent on reading the following description, with reference to the appended figures, which illustrate:
FIG. 1, a sectional view, following the traces of section planes II of FIG. 4, of a torque transmission system integrating a coupling system according to an example embodiment of the invention, in a retracted position the coupling system;
Figure 2, another sectional view, following the traces of section planes II of Figure 4 of the torque transmission system of Figure 1, in the retracted position of the coupling system;
Figure 3, a detail of Figure 2;
Figure 4, a front view of the torque transmission system of Figure 1;
Figure 5, a sectional view of the torque transmission system of Figure 1, in a coupling position of the coupling system;
Figure 6, another sectional view of the torque transmission system of Figure 1, in the coupling position of the coupling system;
figure 7, a detail of figure 6.

Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l’ensemble des figures.For greater clarity, identical or similar elements are identified by identical reference signs in all the figures.

description DÉTAILLÉE de modes de réalisationDETAILED description of embodiments

Dans la description et les revendications, on utilisera les termes "externe" et "interne" ainsi que les orientations "axiale" et "radiale" pour désigner, selon les définitions données dans la description, des éléments du dispositif de transmission. Par convention, l'orientation "radiale" est dirigée orthogonalement à l’orientation axiale. L’orientation axiale se rapporte, suivant le contexte, à l’axe de rotation de l’un des arbres, par exemple l’arbre de sortie du moteur ou l’arbre de transmission5. L'orientation "circonférentielle" est dirigée orthogonalement à la direction axiale et orthogonalement à la direction radiale. Les termes "externe" et "interne" sont utilisés pour définir la position relative d'un élément par rapport à un autre, par rapport à l’axe de référence, un élément proche de l'axe est ainsi qualifié d'interne par opposition à un élément externe situé radialement en périphérie.In the description and the claims, the terms “external” and “internal” as well as the “axial” and “radial” orientations will be used to designate, according to the definitions given in the description, elements of the transmission device. By convention, the "radial" orientation is directed orthogonally to the axial orientation. The axial orientation relates, depending on the context, to the axis of rotation of one of the shafts, for example the motor output shaft or the transmission shaft 5 . The "circumferential" orientation is directed orthogonally to the axial direction and orthogonal to the radial direction. The terms "external" and "internal" are used to define the relative position of an element in relation to another, in relation to the reference axis, an element close to the axis is thus qualified as internal as opposed to to an external element located radially at the periphery.

Les différents organes du dispositif de transmission disposent chacun d’une entrée de couple appelé aussi élément d’entrée ainsi que d’une sortie de couple appelée aussi élément de sortie. L’entrée est située, d’un point de vue cinématique, du côté du moteur et la sortie est située du côté des roues du véhicule.The various organs of the transmission device each have a torque input also called input element as well as a torque output also called output element. The inlet is located, from a kinematic point of view, on the engine side and the outlet is located on the wheel side of the vehicle.

Sur la figure1est illustré un système de transmission de couple comprenant un moteur électrique4de véhicule automobile apte à faire avancer le véhicule, et un ensemble de transmission de couple.In Figure 1 is illustrated a torque transmission system comprising an electric motor 4 of a motor vehicle capable of advancing the vehicle, and a torque transmission assembly.

L’ensemble de transmission de couple comporte un dispositif de transmission10et un différentiel7apte à entraîner deux roues latéralement opposées, ou deux trains de roues avant et arrière motorisés du véhicule. Le dispositif de transmission de couple10comprend un organe de sortie9couplé au différentiel7.The torque transmission assembly comprises a transmission device 10 and a differential 7 capable of driving two laterally opposite wheels, or two sets of motorized front and rear wheels of the vehicle. The torque transmission device 10 comprises an output member 9 coupled to the differential 7 .

De façon précédemment décrite dans la demande antérieure FR1901916, le dispositif de transmission de couple10comporte:

un premier embrayage1comprenant un premier élément d’entrée apte à être entraînée par le moteur4et un premier élément de sortie, un couple étant transmis entre le premier élément d’entrée et le premier élément de sortie lorsque le premier embrayage est fermé,
un deuxième embrayage2comprenant un deuxième élément d’entrée apte à être entraînée par le moteur et un deuxième élément de sortie, un couple étant transmis entre le deuxième élément d’entrée et le deuxième élément de sortie lorsque le deuxième embrayage est fermé,
un organe de transmission5, qui est ici un arbre de transmission,
un premier mécanisme de transmission11agencé pour transmettre un couple entre le premier élément de sortie et l’organe de transmission5, selon un premier rapport de vitesses,
un deuxième mécanisme de transmission12agencé pour transmettre un couple entre le deuxième élément de sortie et l’organe de transmission5selon un deuxième rapport de vitesses différent du premier rapport de vitesse,
un système d’accouplement6agencé pour autoriser ou interrompre l’entraînement mutuel en rotation entre le premier élément de sortie du premier embrayage1et l’organe de transmission5, par l’intermédiaire du premier mécanisme de transmission11.

As previously described in the prior application FR1901916, the torque transmission device 10 comprises:

a first clutch 1 comprising a first input element adapted to be driven by the motor 4 and a first output element, a torque being transmitted between the first input element and the first output element when the first clutch is closed,
a second clutch 2 comprising a second input element capable of being driven by the motor and a second output element, a torque being transmitted between the second input element and the second output element when the second clutch is closed,
a transmission member 5 , which here is a transmission shaft,
a first transmission mechanism 11 arranged to transmit a torque between the first output element and the transmission member 5 , according to a first speed ratio,
a second transmission mechanism 12 arranged to transmit a torque between the second output element and the transmission member 5 according to a second speed ratio different from the first speed ratio,
a coupling system 6 arranged to authorize or interrupt the mutual drive in rotation between the first output element of the first clutch 1 and the transmission member 5 , via the first transmission mechanism 11 .

On entend par rapport de vitesse, le ratio entre la vitesse à la sortie du mécanisme de transmission et la vitesse à l’entrée du mécanisme de transmission.By gear ratio we mean the ratio between the speed at the output of the transmission mechanism and the speed at the input of the transmission mechanism.

Le premier élément d’entrée du premier embrayage1et le deuxième élément d’entrée du deuxième embrayage2sont agencés pour être entraînés par un arbre d’entrée de couple commun8qui est ici l’arbre de sortie du moteur4. Les embrayages1et2sont placés cinématiquement au plus près du moteur4, en amont des dispositifs de réduction, ce qui signifie que les deux embrayages sont placés dans une portion la chaîne de transmission où le couple est le plus faible. Dans le cas d’embrayages progressifs par friction notamment, cette disposition permet une meilleure compacité des embrayages. De préférence, le premier embrayage1est un embrayage progressif par friction et le deuxième embrayage2est un embrayage progressif par friction. Ainsi les changements de vitesses peuvent être lisses et progressifs sans accélérations brusques. On entend par embrayage progressif, un embrayage dont le couple transmissible est contrôlable de façon progressive. Le cas échéant, le premier embrayage1et le deuxième embrayage2peuvent former conjointement un double embrayage.The first input element of the first clutch 1 and the second input element of the second clutch 2 are arranged to be driven by a common torque input shaft 8 which is here the output shaft of the motor 4 . The clutches 1 and 2 are kinematically placed closer to the motor 4 , upstream of the reduction devices, which means that the two clutches are placed in a portion of the transmission chain where the torque is lowest. In the case of progressive clutches by friction in particular, this arrangement allows better compactness of the clutches. Preferably, the first clutch 1 is a progressive friction clutch and the second clutch 2 is a progressive friction clutch. Thus gear changes can be smooth and progressive without sudden accelerations. By progressive clutch is meant a clutch whose transmissible torque can be controlled progressively. If necessary, the first clutch 1 and the second clutch 2 can jointly form a double clutch.

Pour augmenter le couple et baisser la vitesse de rotation à la sortie du dispositif de transmission de couple, un réducteur de vitesse14est ici formé par l’organe de sortie9et le différentiel7au moyen d’un pignon formant l’organe de sortie9engrenant avec une roue dentée70agencée à l’entrée du différentiel7.To increase the torque and lower the speed of rotation at the output of the torque transmission device, a speed reducer 14 is here formed by the output member 9 and the differential 7 by means of a pinion forming the output 9 meshing with a toothed wheel 70 arranged at the input of the differential 7 .

Le système d’accouplement6est agencé pour autoriser l’entraînement mutuel en rotation entre le premier élément de sortie du premier embrayage1et l’arbre de transmission5, par l’intermédiaire du premier mécanisme de transmission11, lorsque le premier embrayage1est fermé, et pour interrompre l’entraînement mutuel en rotation entre le premier élément de sortie du premier embrayage1et l’arbre de transmission5, par l’intermédiaire du premier mécanisme de transmission11, lorsque le premier embrayage est ouvert et le deuxième embrayage fermé.The coupling system 6 is arranged to allow mutual drive in rotation between the first output element of the first clutch 1 and the transmission shaft 5 , via the first transmission mechanism 11 , when the first clutch 1 is closed, and to interrupt the mutual drive in rotation between the first output element of the first clutch 1 and the transmission shaft 5 , via the first transmission mechanism 11 , when the first clutch is open and the second clutch closed.

Le système d’accouplement est agencé de façon à autoriser ou interrompre l’entraînement mutuel directement entre l’arbre de transmission5et le premier mécanisme de transmission11. En évitant d’entraîner le premier mécanisme de transmission de façon inutile, on évite d’avoir des pertes de rendements préjudiciables au niveau du premier mécanisme de transmission, pertes qui pourraient être liées en particulier au barbotage des éléments de transmission tournants.The coupling system is arranged so as to authorize or interrupt the mutual drive directly between the transmission shaft 5 and the first transmission mechanism 11 . By avoiding driving the first transmission mechanism unnecessarily, one avoids having detrimental losses of efficiency at the level of the first transmission mechanism, losses which could be linked in particular to the bubbling of the rotating transmission elements.

Le premier mécanisme de transmission11est un train d’engrenages réducteur de vitesse. Le deuxième mécanisme de transmission12est également un train d’engrenages réducteur de vitesse. Ces trains d’engrenage peuvent être montés de façon à barboter dans l’huile. Le premier mécanisme de transmission11a un rapport de vitesse plus faible que le deuxième mécanisme de transmission12. Le premier mécanisme de transmission est utilisé pour propulser le véhicule à des vitesses relativement basses, et le deuxième mécanisme de transmission est utilisé pour propulser le véhicule à des vitesses relativement élevées.The first transmission mechanism 11 is a speed reduction gear train. The second transmission mechanism 12 is also a speed reduction gear train. These gear sets can be mounted to splash in oil. The first transmission mechanism 11 has a lower gear ratio than the second transmission mechanism 12 . The first transmission mechanism is used to propel the vehicle at relatively low speeds, and the second transmission mechanism is used to propel the vehicle at relatively high speeds.

Le premier mécanisme de transmission11comprend un premier arbre d’entrée41solidaire en rotation d’une première roue dentée d’entrée42ou pignon42, une roue dentée de sortie43engrenant ici directement avec la première roue dentée d’entrée42.The first transmission mechanism 11 comprises a first input shaft 41 integral in rotation with a first input toothed wheel 42 or pinion 42 , an output toothed wheel 43 here meshing directly with the first input toothed wheel 42 .

Le deuxième mécanisme de transmission12comprend un deuxième arbre d’entrée51solidaire en rotation d’une deuxième roue dentée d’entrée52ou pignon52, une deuxième roue dentée de sortie53engrenant ici directement avec la deuxième roue dentée d’entrée52.The second transmission mechanism 12 comprises a second input shaft 51 integral in rotation with a second input toothed wheel 52 or pinion 52 , a second output toothed wheel 53 meshing here directly with the second input toothed wheel 52 .

Le deuxième arbre d’entrée est un arbre creux51et le premier arbre d’entrée41s’étend à l’intérieur de cet arbre creux51. Le deuxième arbre d’entrée51et le premier arbre d’entrée41sont coaxiaux.The second input shaft is a hollow shaft 51 and the first input shaft 41 extends inside this hollow shaft 51 . The second input shaft 51 and the first input shaft 41 are coaxial.

Le pignon42peut être monté ou formé d’une seule pièce avec le premier arbre d’entrée41. De même, le pignon52peut être monté ou formé d’une seule pièce avec le deuxième arbre d’entrée51.The pinion 42 can be mounted or formed in one piece with the first input shaft 41 . Similarly, the pinion 52 can be mounted or formed in one piece with the second input shaft 51 .

La deuxième roue dentée de sortie53est solidaire en rotation de l’arbre de transmission5, par exemple via des cannelures. La première roue dentée de sortie43est une roue folle qui tourne autour de l’axe de révolution100de l’arbre de transmission5, mais peut être rendue solidaire en rotation de l’arbre de transmission5par l’intermédiaire du système d’accouplement6. Un roulement à aiguilles430assure le guidage en rotation de la première roue dentée de sortie43sur une portée cylindrique de l’arbre de transmission5.The second output toothed wheel 53 is integral in rotation with the transmission shaft 5 , for example via splines. The first output toothed wheel 43 is an idler wheel which rotates around the axis of revolution 100 of the transmission shaft 5 , but can be made integral in rotation with the transmission shaft 5 by means of the system of coupling 6 . A needle bearing 430 ensures the rotational guidance of the first output toothed wheel 43 on a cylindrical surface of the transmission shaft 5 .

Le système d’accouplement6 ,illustré en détail sur les figures3et7, comporte une première interface de crabotage61constituée ici par une première cannelure formée à la périphérie d’une roue610frettée ou solidarisée par des cannelures sur l’arbre de transmission5, une deuxième interface de crabotage62constituée par une deuxième cannelure formée à la périphérie d’une bague620frettée sur la première roue dentée de sortie43et un baladeur63comportant une interface de crabotage intermédiaire64formé par une cannelure intermédiaire agencée pour coopérer avec la première cannelure61et la deuxième cannelure62.The coupling system 6 , illustrated in detail in FIGS. 3 and 7 , comprises a first interconnection interface 61 constituted here by a first spline formed on the periphery of a wheel 610 shrunk or secured by splines on the drive shaft. transmission 5 , a second dog clutch interface 62 formed by a second groove formed on the periphery of a ring 620 shrunk on the first output toothed wheel 43 and a slider 63 comprising an intermediate dog clutch interface 64 formed by an intermediate groove arranged to cooperate with the first groove 61 and the second groove 62 .

De façon plus spécifique, les cannelures61,62,64sont composées de gorges séparées par des nervures ou dents, qui s’étendent axialement parallèle à l’axe de révolution100. Les dents de la cannelure intermédiaire64sont ici tournées radialement vers l’intérieur pour pénétrer dans les gorges correspondantes de la première cannelure61et de la deuxième cannelure62. La cannelure intermédiaire64est engagée de façon permanente avec la première cannelure61. Le baladeur63qui porte la cannelure intermédiaire64est apte à passer, par translation parallèlement à l’axe de révolution100, d’une position de retrait illustrée sur les figures1à3, dans laquelle la cannelure intermédiaire64n’est pas engagée avec la deuxième cannelure62, à une position d’accouplement dans laquelle la cannelure intermédiaire est engagée avec la deuxième cannelure et réalise un accouplement en rotation entre la première cannelure et la deuxième cannelure, et par ce truchement entre la première roue dentée de sortie43et l’arbre de transmission5.More specifically, the splines 61 , 62 , 64 are composed of grooves separated by ribs or teeth, which extend axially parallel to the axis of revolution 100 . The teeth of the intermediate spline 64 are here turned radially inwards to penetrate into the corresponding grooves of the first spline 61 and of the second spline 62 . The intermediate spline 64 is permanently engaged with the first spline 61 . The slider 63 which carries the intermediate spline 64 is able to pass, by translation parallel to the axis of revolution 100 , from a retracted position illustrated in FIGS. 1 to 3 , in which the intermediate spline 64 is not engaged. with the second spline 62 , to a coupling position in which the intermediate spline is engaged with the second spline and performs a rotational coupling between the first spline and the second spline, and through this between the first output toothed wheel 43 and the transmission shaft 5 .

De façon optionnelle, un organe de maintien élastique630est disposé entre la roue610et le baladeur63pour maintenir le baladeur63dans la position de retrait tant qu’un effort axial supérieur à un seuil prédéterminé n’est pas exercé sur le baladeur63par le piston651.Optionally, an elastic retaining member 630 is arranged between wheel 610 and slider 63 to hold slider 63 in the retracted position as long as an axial force greater than a predetermined threshold is not exerted on slider 63 by piston 651 .

Le système d’accouplement6comporte en outre un actionneur65comportant un support fixe650et un organe mobile651constitué par un piston annulaire apte à coulisser axialement dans une chambre annulaire652à volume variable du support fixe650, cette chambre annulaire652étant reliée à un branchement d’alimentation hydraulique653. Optionnellement, un capteur654permet de détecter la position de l’organe mobile651.The coupling system 6 further comprises an actuator 65 comprising a fixed support 650 and a movable member 651 consisting of an annular piston able to slide axially in an annular chamber 652 with variable volume of the fixed support 650 , this annular chamber 652 being connected to a hydraulic supply connection 653 . Optionally, a sensor 654 makes it possible to detect the position of the moving member 651 .

Le vérin hydraulique constitué par le piston annulaire651coulissant dans la chambre annulaire652est monodirectionnel et permet d’entraîner le baladeur63de la position de retrait à la position d’accouplement.The hydraulic cylinder constituted by the annular piston 651 sliding in the annular chamber 652 is monodirectional and makes it possible to drive the slider 63 from the retracted position to the coupling position.

Un organe de rappel élastique66, constitué ici par des ressorts hélicoïdaux660alignés sur des axes parallèles à l’axe de révolution100et répartis autour de l’axe de révolution100, assure quant à lui le retour du baladeur de la position d’accouplement à la position de retrait. L’organe de rappel élastique66est positionné en opposition au piston651, de manière à se charger lorsque la pression dans la chambre annulaire652contraint le piston651à pousser le baladeur63de la position de retrait à la position d’accouplement, et à se décharger en repoussant le piston651jusqu’à la position de retrait, dès relâchement de la pression dans la chambre652.An elastic return member 66 , constituted here by helical springs 660 aligned on axes parallel to the axis of revolution 100 and distributed around the axis of revolution 100 , ensures the return of the player from the position of coupling to the retracted position. The elastic return member 66 is positioned in opposition to the piston 651 , so as to be loaded when the pressure in the annular chamber 652 forces the piston 651 to push the slider 63 from the retracted position to the coupling position, and to discharge by pushing the piston 651 back to the retracted position, as soon as the pressure in the chamber 652 is released.

Une liaison cinématique67est interposée entre le baladeur63d’une part, et l’actionneur65et son organe de rappel élastique66d’autre part. La liaison cinématique comporte un poussoir670formant une gorge de commande671, entre deux parois opposées de laquelle est pincée une portion radialement extérieure d’un patin annulaire672, dont une portion radialement intérieure est logée avec un jeu axial entre deux parois opposées d’une gorge673du baladeur63.A kinematic link 67 is interposed between the player 63 on the one hand, and the actuator 65 and its elastic return member 66 on the other hand. The kinematic connection comprises a pusher 670 forming a control groove 671 , between two opposite walls of which is pinched a radially outer portion of an annular pad 672 , a radially inner portion of which is housed with an axial clearance between two opposite walls of a groove 673 of the player 63 .

Des tiges655(figure2) solidement vissées dans le corps du support fixe650, traversent des lumières formées dans le poussoir670dans l’axe des ressorts660de l’organe de rappel élastique66, traversent également les ressorts660et comportent chacune une tête656servant de butée pour une extrémité du ressort660associé. Les ressorts660se trouvent ainsi pincés entre les têtes656des tiges655et le poussoir670.Rods 655 (FIG. 2 ) firmly screwed into the body of the fixed support 650 , pass through openings formed in the pusher 670 in the axis of the springs 660 of the elastic return member 66 , also pass through the springs 660 and each comprise a head 656 serving as a stop for one end of the associated spring 660 . The springs 660 are thus pinched between the heads 656 of the rods 655 and the pusher 670 .

Le poussoir670, pincé entre le piston651et l’organe de rappel élastique66, est guidé en translation par les tiges655de manière à ne pas tourner autour de l’axe de révolution100. Ainsi, l’équipage mobile constitué par le poussoir670, l’organe de rappel élastique66et le piston651est mobile en translation axiale, sans rotation autour de l’axe de révolution100. Le poussoir670peut être d’une pièce ou, comme visible sur la figure3, constitué de deux tôles adjacentes plaquées l’une contre l’autre et délimitant la gorge671.The pusher 670 , clamped between the piston 651 and the elastic return member 66 , is guided in translation by the rods 655 so as not to rotate around the axis of revolution 100 . Thus, the movable assembly formed by the pusher 670 , the elastic return member 66 and the piston 651 is movable in axial translation, without rotation around the axis of revolution 100 . The pusher 670 can be in one piece or, as shown in FIG. 3 , made up of two adjacent sheets pressed against each other and delimiting the groove 671 .

Le patin672, pincé dans la gorge671du poussoir670et positionné dans la gorge673du baladeur63, assure un guidage en rota tion entre le poussoir670et le baladeur63, qui permet de transmettre au baladeur63les mouvements de translation du poussoir670mais sans empêcher une libre rotation du baladeur63autour de l’axe de révolution100par rapport au poussoir670. Les mouvements de translation sont assurés lorsque le poussoir670, se déplaçant axialement sous l’impulsion du piston651ou de l’organe de rappel élastique66, entraîne le patin672en appui contre l’une des parois latérales opposées de la gorge673et contraint le patin672à pousser axialement le baladeur63dans la même direction que le poussoir670. Le patin672est constitué en matière à faible coefficient de frottement, idéalement imprégné de lubrifiant solide, pour un frottement minimal avec les parois latérales de la gorge673.The shoe 672 , clamped in the groove 671 of the pusher 670 and positioned in the groove 673 of the slider 63 , provides rotational guidance between the pusher 670 and the slider 63 , which makes it possible to transmit to the slider 63 the translational movements of the pusher 670 but without preventing free rotation of slider 63 around axis of revolution 100 with respect to pusher 670 . The translational movements are ensured when the pusher 670 , moving axially under the impulse of the piston 651 or of the elastic return member 66 , drives the pad 672 bearing against one of the opposite side walls of the groove 673 and constrains shoe 672 to push slider 63 axially in the same direction as pusher 670 . Pad 672 is made of low friction material, ideally impregnated with solid lubricant, for minimal friction with the side walls of groove 673 .

Le jeu axial agencé entre le patin672et les parois opposées de la gorge annulaire673doit être faible par rapport à la course totale du poussoir entre la position de retrait et la position d’accouplement. En pratique, ce jeu a une amplitude inférieure au dixième de la course entre la position de repos et la position activée. Ce jeu permet, une fois que le poussoir672a atteint la position d’accouplement, de quasiment éliminer toute pression, voire tout contact, entre le patin672et les parois de la gorge673, dans la mesure où l’accouplement entre les cannelures61,62et64n’engendre, une fois réalisé, aucun effort axial significatif. Ainsi le patin672n’oppose-t-il aucun couple de traînée notable à la rotation de la première roue dentée de sortie43.The axial play arranged between the shoe 672 and the opposite walls of the annular groove 673 must be small compared to the total travel of the pusher between the retracted position and the coupling position. In practice, this clearance has an amplitude of less than one tenth of the stroke between the rest position and the activated position. This play makes it possible, once the pusher 672 has reached the coupling position, to virtually eliminate any pressure, or even any contact, between the shoe 672 and the walls of the groove 673 , insofar as the coupling between the splines 61 , 62 and 64 generates, once produced, no significant axial force. Thus the shoe 672 does not oppose any notable drag torque to the rotation of the first output toothed wheel 43 .

Suivant un mode de réalisation, le poussoir 672 comprend deux couvercles adjacents définissant la gorge annulaire dans laquelle est maintenu axialement le patin.
Le poussoir 672 comprend une collerette contre laquelle les ressorts 660 sont en appui, collerette dans laquelle sont formées les lumières du poussoir 672. Les tiges 655 passent dans ces lumières de sorte que les tiges 655 assurent le guidage axial du poussoir 672.According to one embodiment, the pusher 672 comprises two adjacent covers defining the annular groove in which the pad is held axially.
The pusher 672 comprises a collar against which the springs 660 bear, in which collar the slots of the pusher 672 are formed. The rods 655 pass through these slots so that the rods 655 ensure the axial guidance of the pusher 672.

Le système d’accouplement6comporte en outre, interposé axialement entre la première interface de crabotage61et la deuxième interface de crabotage62, un synchroniseur68comportant au moins une bague de synchronisation680libre en rotation autour de l’axe de révolution100et, le cas échéant, une ou plusieurs bagues intermédiaires de friction681entre la bague de synchronisation680et la première roue dentée de sortie43. La bague de synchronisation680présente au moins une dent ou gorge axiale682constituant une interface de crabotage de synchronisation.The coupling system 6 further comprises, interposed axially between the first dog clutch interface 61 and the second dog clutch interface 62 , a synchronizer 68 comprising at least one synchronization ring 680 free to rotate around the axis of revolution 100 and , if necessary, one or more intermediate friction rings 681 between the synchronization ring 680 and the first output toothed wheel 43 . The synchronization ring 680 has at least one axial tooth or groove 682 constituting a synchronization dog clutch interface.

Le baladeur63dans la position de retrait n’a aucune interaction avec la bague de synchronisation680. Lorsque le baladeur débute son mouvement de translation axiale de la position de retrait vers la position d’accouplement, il passe par une position intermédiaire de synchronisation dans laquelle la cannelure intermédiaire64et l’interface de crabotage de synchronisation681de la bague de synchronisation680s’engagent l’une dans l’autre et réalisent un accouplement en rotation entre la première interface de crabotage64et la bague de synchronisation680. Dans l’hypothèse où la roue610portant la première cannelure61engagée avec la cannelure intermédiaire64du baladeur63est entraînée en rotation par l’arbre intermédiaire5, alors que la première roue dentée de sortie43n’est pas en mouvement, la friction générée entre la bague de synchronisation680et la roue dentée de sortie43, directement ou par l’intermédiaire des bagues de friction681, met en mouvement la roue dentée de sortie, alors que le baladeur63poursuit sa course vers la position d’accouplement. Lorsque la cannelure intermédiaire64vient au contact de la deuxième cannelure62, la différence de vitesse entre la roue dentée43portant la deuxième cannelure62et la cannelure intermédiaire64du baladeur63est faible, de sorte que l’engagement entre la cannelure intermédiaire64et la deuxième cannelure62peut avoir lieu sans chocs et sans bruit.Player 63 in the retracted position has no interaction with synchronization ring 680 . When the slider begins its axial translation movement from the retracted position to the coupling position, it passes through an intermediate synchronization position in which the intermediate spline 64 and the synchronization dog clutch interface 681 of the synchronization ring 680 engage one in the other and perform a rotational coupling between the first interconnection interface 64 and the synchronization ring 680 . In the event that the wheel 610 carrying the first spline 61 engaged with the intermediate spline 64 of the slider 63 is driven in rotation by the intermediate shaft 5 , while the first output toothed wheel 43 is not in motion, the friction generated between the synchronization ring 680 and the output toothed wheel 43 , directly or via the friction rings 681 , sets the output toothed wheel in motion, while the slider 63 continues its course towards the position of coupling. When the intermediate spline 64 comes into contact with the second spline 62 , the difference in speed between the toothed wheel 43 carrying the second spline 62 and the intermediate spline 64 of the slider 63 is small, so that the engagement between the intermediate spline 64 and the second groove 62 can take place without shocks and without noise.

La première roue dentée de sortie43comporte un voile430et un tambour périphérique431sur lequel sont formées les dents engrenant avec la première roue dentée d’entrée42. Pour augmenter la compacité axiale du système d’accouplement6, le tambour périphérique431est positionné au moins partiellement en porte-à-faux par rapport au voile430, de manière à constituer un logement432dans lequel certains éléments constitutifs du système d’accouplement6peuvent être entièrement ou partiellement logés au moins dans la position d’accouplement. C’est ainsi que l’organe de rappel élastique66, la liaison cinématique67et une partie du poussoir63, de même que le synchroniseur68et la bague620portant la deuxième cannelure62sont positionnés dans le logement432dans toutes les positions d’utilisation. Le piston651pénètre quant à lui dans le logement432dans la position d’accouplement.The first output toothed wheel 43 comprises a veil 430 and a peripheral drum 431 on which the teeth meshing with the first input toothed wheel 42 are formed. To increase the axial compactness of the coupling system 6 , the peripheral drum 431 is positioned at least partially cantilevered relative to the veil 430 , so as to constitute a housing 432 in which certain constituent elements of the coupling system 6 can be fully or partially accommodated at least in the coupling position. Thus the elastic return member 66 , the kinematic link 67 and part of the pusher 63 , as well as the synchronizer 68 and the ring 620 carrying the second spline 62 are positioned in the housing 432 in all the positions of 'use. Piston 651 enters housing 432 in the coupling position.

On notera également qu’un logement657est constitué dans le support650pour loger un roulement501de guidage de l’arbre de transmission5, ce qui contribue également à la compacité axiale du système.It will also be noted that a housing 657 is formed in the support 650 to house a bearing 501 for guiding the transmission shaft 5 , which also contributes to the axial compactness of the system.

Lorsque le premier rapport de vitesses est engagé, le premier embrayage1, normalement ouvert, est maintenu fermé par l’application d’une commande de fermeture, alors que le deuxième embrayage, normalement ouvert, est maintenu ouvert et que le système d’accouplement6, normalement ouvert, est maintenu fermé par l’application d’une pression dans la chambre652. L’arbre de transmission5est entraîné par l’intermédiaire du premier arbre d’entrée41, de la première roue dentée d’entrée42et de la première roue dentée de sortie43accouplée à la roue610. Mais la deuxième roue dentée de sortie53entraîne également inutilement la deuxième roue dentée d’entrée52et le deuxième arbre d’entrée51. Cet état est donc consommateur d’énergie et n’est destiné qu’à des phases de démarrage ou de circulation à basse vitesse.When the first gear ratio is engaged, the first clutch 1 , normally open, is kept closed by applying a closing command, while the second clutch, normally open, is kept open and the coupling system 6 , normally open, is kept closed by the application of pressure in the chamber 652 . The transmission shaft 5 is driven via the first input shaft 41 , the first input toothed wheel 42 and the first output toothed wheel 43 coupled to the wheel 610 . But the second output toothed wheel 53 also unnecessarily drives the second input toothed wheel 52 and the second input shaft 51 . This state therefore consumes energy and is intended only for the starting or low-speed circulation phases.

Le passage du premier rapport de vitesse au deuxième rapport de vitesse est obtenu en cessant d’alimenter en énergie la commande de fermeture du premier embrayage1, appliquant une commande de fermeture au deuxième embrayage2et en cessant d’alimenter en énergie la commande d’alimentation en pression de la chambre652. Le premier embrayage1et le système d’accouplement6retournent alors d’eux-mêmes dans leur position stable, à savoir la position ouverte, et le deuxième embrayage passe dans sa position fermée.The passage from the first speed ratio to the second speed ratio is obtained by ceasing to supply energy to the closing control of the first clutch 1 , applying a closing control to the second clutch 2 and by ceasing to supply energy to the control of chamber pressure supply 652 . The first clutch 1 and the coupling system 6 then return by themselves to their stable position, namely the open position, and the second clutch passes into its closed position.

Le système de transmission de couple est alors peu consommateur d’énergie, puisque la première roue dentée de sortie43, montée folle sur l’arbre de transmission5, n’est pas entraînée par celui-ci et n’entraîne pas inutilement le premier arbre d’entrée41.The torque transmission system then consumes little energy, since the first output toothed wheel 43 , loosely mounted on the transmission shaft 5 , is not driven by the latter and does not unnecessarily drive the first input shaft 41 .

Selon une variante, le deuxième embrayage est normalement fermé et le premier embrayage est normalement ouvert. Le système de transmission de couple est alors encore mieux optimisé dans le deuxième rapport, puisqu’ aucune des commandes n’est alimentée en énergie dans ce mode de fonctionnement le plus usuel.Alternatively, the second clutch is normally closed and the first clutch is normally open. The torque transmission system is then even better optimized in second gear, since none of the controls is supplied with energy in this most common mode of operation.

En pratique, on prévoit un interverrouillage hydraulique ou par l’intermédiaire d’une commande électronique, entre le premier embrayage1et le système d’accouplement6, pour coordonner les ouvertures et fermetures des deux composants.In practice, there is provided a hydraulic interlock or by means of an electronic control, between the first clutch 1 and the coupling system 6 , to coordinate the openings and closings of the two components.

Suivant un autre mode de réalisation, on peut prévoir d’équiper la deuxième roue dentée de sortie53du deuxième mécanisme de transmission12d’un système d’accouplement similaire au système d’accouplement6.According to another embodiment, it is possible to provide the second output toothed wheel 53 of the second transmission mechanism 12 with a coupling system similar to the coupling system 6 .

En variante, certains au moins des trains d’engrenage peuvent être remplacés par des transmissions à courroie. Pour une démultiplication plus importante, certains au moins des trains d’engrenages peuvent inclure une roue intermédiaire entre roue dentée d’entrée et roue dentée de sortie.As a variant, at least some of the gear trains can be replaced by belt transmissions. For greater reduction, at least some of the gear trains may include an intermediate wheel between the input toothed wheel and the output toothed wheel.

Les interfaces de crabotage61,62,64ont été décrites par commodité comme des cannelures, mais peuvent comporter chacune une ou plusieurs dents et/ou une ou plusieurs gorges ou cannelures longitudinales, parallèles à l’axe de révolution100, pour permettre un coulissement de baladeur.The interconnection interfaces 61 , 62 , 64 have been described for convenience as splines, but may each comprise one or more teeth and/or one or more longitudinal grooves or splines, parallel to the axis of revolution 100 , to allow sliding walkman.

Le poussoir670peut être d’une pièce avec le piston651.Pusher 670 may be integral with piston 651 .

Le patin annulaire651peut être d’une pièce ou constitué de plusieurs anneaux empilés axialement ou superposés radialement en couches coaxiales. Il peut également être constitué de plusieurs secteurs angulaires, afin de faciliter le montage dans les gorges671et673.The annular pad 651 can be in one piece or made up of several rings stacked axially or superposed radially in coaxial layers. It can also be made up of several angular sectors, in order to facilitate assembly in the grooves 671 and 673 .

On peut également envisager que les gorges671et/ou673soient formées dans le patin, et coopèrent avec des nervures radiales correspondantes du poussoir670et/ou du baladeur63.It is also possible to envisage the grooves 671 and/or 673 being formed in the shoe, and cooperating with the corresponding radial ribs of the pusher 670 and/or of the slider 63 .

Selon un autre mode de réalisation, le piston de l’actionneur est entraîné par un mécanisme centrifuge. Ainsi, lorsqu’un seuil de vitesse prédéterminé est atteint, le système d’accouplement6est permuté pour interrompre l’entraînement.According to another embodiment, the piston of the actuator is driven by a centrifugal mechanism. Thus, when a predetermined speed threshold is reached, the coupling system 6 is switched over to interrupt the drive.

Selon un autre mode de réalisation, le premier embrayage1peut être omis, le système d’accouplement6constituant alors le seul élément d’accouplement entre le premier arbre moteur41et l’arbre de transmission5.According to another embodiment, the first clutch 1 can be omitted, the coupling system 6 then constituting the only coupling element between the first motor shaft 41 and the transmission shaft 5 .

Le système d’accouplement selon l’invention peut s’intégrer à d’autres dispositifs de transmission de couple, tels qu’illustrés par exemple sur les figures2et4de la demande FR1901916.The coupling system according to the invention can be integrated with other torque transmission devices, as illustrated for example in FIGS. 2 and 4 of application FR1901916.

Claims

Coupling system (6) comprising:

a first dog clutch interface (61) able to rotate around an axis of revolution (100) in a fixed frame of reference, and a second dog clutch interface (62) able to rotate around the axis of revolution (100) in the fixed reference frame and with respect to the first dog clutch interface (61);
a player (63) comprising an intermediate dog clutch interface (64) engaged with one of the first and second dog clutch interfaces (61, 62), the player (63) being able to pass by translation parallel to the axis of revolution (100) from a retracted position in which the intermediate dog clutch interface (64) is not engaged with the other of the first and second dog clutch interfaces (61, 62) to a coupling position in which the the intermediate dog clutch interface (64) is engaged with the other of the first and second dog clutch interfaces (61, 62) and performs a rotational coupling between the first dog clutch interface (61) and the second dog clutch interface (62) ;
an actuator (65) comprising a fixed support (650) and a movable member (651), the movable member (651) being movable in translation parallel to the axis of revolution (100) between a rest position and an activated position ; And
a rotary kinematic link (67) between the movable member (651) and the slider (63), having a degree of rotational freedom around the axis of revolution (100);

characterized in that the kinematic link (67) comprises a pusher (670) fixed in rotation around the axis of revolution (100) in the fixed frame of reference, and an annular pad (672), the annular pad (672) being able to cooperate axially with two opposite walls of the pusher (670) so that an axial translation movement of the pusher (670) can be transferred to the annular pad (672) in two opposite directions parallel to the axis of revolution (100), and the annular pad (672) being capable of cooperating axially with two opposite walls of the slider (63) so that an axial translational movement of the annular pad (672) can be transferred to the slider (63) in the two opposite directions, the annular shoe (672) being free to rotate around the axis of revolution (100) relative to the slider (63); so that when the movable member (651) passes from the rest position to the activated position, the annular pad (672) bears against one of the opposite faces of the pusher (670) and one of the opposite faces of the slider (63) and drives the slider (63) from the retracted position to the coupling position.

Coupling system (6) according to Claim 1, characterized in that a dimensional constructive play of translation parallel to the axis of revolution (100), having an amplitude greater than one hundredth and less than one tenth of the travel between the position rest and the activated position, is preserved axially between the annular pad (672) and the opposite walls of the slider (63).

Coupling system (6) according to any one of the preceding claims, characterized in that the two opposite walls of the pusher (670) are formed on the sides of an annular groove of the pusher (670).

Coupling system (6) according to any one of the preceding claims, characterized in that the two opposite walls of the player (63) are formed on the sides of an annular groove of the player (63).

Coupling system (6) according to any one of the preceding claims, characterized in that the annular pad has a substantially square or rectangular axial section.

Coupling system (6) according to any one of the preceding claims, characterized in that the pusher (670) bears against the movable member (651).

Coupling system (6) according to any one of the preceding claims, characterized in that the movable member (651) comprises an annular piston (651) able to slide axially in an annular chamber (652) of variable volume of the support fixed (650), connected to a hydraulic supply connection (653).

Coupling system (6) according to any one of the preceding claims, characterized in that the coupling system comprises an elastic return member (66) fixed in rotation around the axis of revolution (100), the movable member (651) being able, via the pusher (670), to load the elastic return member (66) passing from the rest position to the activated position, the elastic return member (66) being able, by unloading, via the pusher (670), to bring the movable member (651) from the activated position to the rest position and the slider (63) from the coupling position to the of withdrawal.

Coupling system (6) according to Claim 5, characterized in that one end of the elastic return member (66) bears against a support (656) integral with the fixed support (650).

Coupling system (6) according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises, interposed axially between the first dog clutch interface (61) and the second dog clutch interface (62), a synchronizer (68) comprising at least one synchronization ring (680), the player (63) in the retracted position not driving the synchronization ring (680), the player (63) being capable, by passing during an axial translation of the retracted position to the coupling position, to pass through an intermediate synchronization position in which the intermediate dog clutch interface (64) is engaged in a synchronization dog clutch interface (682) of the synchronization ring (680) and performs a rotational coupling between the first dog clutch interface (61) and the synchronization ring (680), the synchronization ring (680) being able to rotate with respect to the second dog clutch interface (62) around the axis of revolution (100) by generating by friction a drive torque of the second dog clutch interface (62).

Coupling system (6) according to any one of the preceding claims, characterized in that the coupling system comprises:

a transmission shaft (5) capable of rotating around the axis of revolution (100), the first dog clutch interface (61) being secured to the transmission shaft (5), and
an idler transmission wheel (43) capable of rotating relative to the transmission shaft (5) around the axis of revolution (100), the second dog clutch interface (62) being integral with the idler transmission wheel ( 43).

Torque transmission device (10) for a motor vehicle comprising at least one engine (4), the transmission device comprising:

a first input element (41) and a second input element (51),
a coupling system (6) according to claim 11,
a first transmission mechanism (11), arranged to permanently transmit to the idler transmission wheel (43) a rotational movement of the first input element (41), according to a first constant speed ratio,
a second transmission mechanism (12) arranged to permanently transmit a rotational movement between the second input element (51) and the transmission shaft (5), according to a second constant speed ratio different from the first speed.

Torque transmission device (10) according to Claim 12, characterized in that it further comprises at least one clutch (2) capable, in a closed state, of transmitting a torque between the motor shaft (8) and the second input element (51).

Torque transmission device (10) according to Claim 13, characterized in that it further comprises another clutch (1) capable, in a closed state, of transmitting a torque between a motor shaft (8) of the motor (4 ) and the first input element (41) and, preferably, a control for controlling the actuator so that the movable member (651) is in the coupling position when the other clutch (1) is closed, and that the movable member (651) is in the rest position when the other clutch (1) is open.