WO2008012468A9 - Dispositif d'embrayage electromagnetique a cone de friction double et bobines fixes, et mecanisme de transmission mecanique a plusieurs sorties comportant un tel dispositif d'embrayage - Google Patents

Dispositif d'embrayage electromagnetique a cone de friction double et bobines fixes, et mecanisme de transmission mecanique a plusieurs sorties comportant un tel dispositif d'embrayage

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WO2008012468A9
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clutch
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movable
magnetic circuit
input wheel
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PCT/FR2007/051711
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WO2008012468A3 (fr
WO2008012468A2 (fr
Inventor
Jean-Marc Poinsignon
Original Assignee
Peugeot Citroen Automobiles Sa
Jean-Marc Poinsignon
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Publication of WO2008012468A3 publication Critical patent/WO2008012468A3/fr
Publication of WO2008012468A9 publication Critical patent/WO2008012468A9/fr

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D27/00—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor
    • F16D27/10—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor with an electromagnet not rotating with a clutching member, i.e. without collecting rings
    • F16D27/108—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor with an electromagnet not rotating with a clutching member, i.e. without collecting rings with axially movable clutching members
    • F16D27/11—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor with an electromagnet not rotating with a clutching member, i.e. without collecting rings with axially movable clutching members with conical friction surfaces, e.g. cone clutches
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D27/00—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor
    • F16D27/12—Clutch systems with a plurality of electro-magnetically-actuated clutches

Definitions

  • the present invention relates to an electromagnetic clutch device with double friction cone and fixed (electromagnet) coils.
  • a cone clutch is characterized by a conical friction surface with an apex angle varying from 15 ° to 40 ° according to the coefficient of mutual friction of the parts in contact. This shape makes it possible to obtain, with the aid of an axial force of limited value, a normal force on the friction surfaces, thus a torque having a considerable value.
  • the female cone is generally integral with the driving shaft,
  • a clutch device is double friction cone if it has two conical friction surfaces, generally symmetrical with respect to the driving shaft.
  • an electromagnetic device with frustoconical friction surface which comprises input means, coaxial output means to the input means and drive means output means, which transmit a
  • drive means comprise an adjustable friction ring, an inner body disposed coaxially with said friction ring for rotation with it and directional biasing means causing said adjustable friction ring to engage the output means.
  • electromagnetic means for operating the friction device arranged with respect to the inner body so as to forming a flux circuit, comprise a magnetic armature and means for adjusting this armature with respect to the inner body, a flux circuit being formed between the armature and the inner body when the electromagnetic means are energized.
  • This electromagnetic friction cone clutch device has the advantage of being self-adjusting and equipped with means for compensating the wear of the torque transmission parts.
  • an electromagnetically controlled friction device for transmitting a torque which comprises an input member, an output member, and a mechanism for transmitting a torque between the two members.
  • This mechanism comprises an annular friction lining, a spring system which urges the liner against the input member and an electromagnetic biasing means for selectively moving the liner away from the input member.
  • This mechanism further comprises an adjustable stop disposed between the input member and the lining, intended to limit the authorized displacement of the lining, and thus to limit the frictional torque between these members. The position of the stop can be adjusted automatically when the biasing member is not actuated and the input member rotates in a given direction.
  • an electromagnetic clutch is known whose control means includes an electromagnet coil, an electromagnetic clutch a frame which is coaxial with the input shaft and is threadably connected to an annular friction drive member. Fittings responds to excitation of the electromagnet coil and the annular drive member is movable and comes into contact with the armature to drive the output shaft. The relative rotational movement between the armature and the annular drive member causes the latter to advance on the thread until the total engagement with the control means of the output shaft is reached.
  • a retarder disposed between the armature and the control plate, maintains the relative position between the armature and the annular drive member. The retarder allows a relative rotational movement between the annular drive member and the armature in one direction, and prevents any relative movement between the armature and the annular drive member in opposite directions.
  • a friction cone clutch device for transmitting a torque from a input shaft to a control plate and, via a plurality of spherical elements, to an annular conical friction member, and subsequently to an output member.
  • the spherical elements are located in opposed conical bulges with respect to each other within the control plate and an annular flange which is rigidly attached to the annular conical friction member.
  • the engagement forces of the clutch are increased by the "eccentric" effect of the spherical elements in the conical bulges.
  • the control plate also has a flexible member which allows the plate to bend axially in order to minimize the play resulting from the engagement of spherical balls in conical bulges.
  • the frame is arranged perpendicular to the electromagnetic winding to allow a large axially directed flexible path to provide a large clutch engagement force.
  • the annular friction member is connected to the frame by means of a thread. Any relative movement between the armature and the annular friction member is prevented by an axial retarder, regardless of the play of the threaded parts.
  • the electromagnetic clutch devices with conical friction surface and fixed or mobile electromagnet coil are well known in the prior art, and are designed according to constructions that make them more or less compact and insensitive to wear of mechanical transmission parts.
  • the object of the present invention is to improve such devices known from the prior art by providing a double friction cone electromagnetic clutch device and electromagnets coils fixed in rotation as in translation.
  • Another object of the present invention is to provide a clutch device with double friction cone and fixed coils, which is as compact as possible, in particular in the axial direction of the device.
  • Another object of the present invention is to provide such a clutch device, which is rigid, robust, simple and reliable operation.
  • Another object of the present invention is to provide such a clutch device, wherein the input drive wheel is guided over a reduced axial distance.
  • Another object also of the present invention is to provide such a clutch device, which comprises a reduced number of parts, these parts being the most standard possible, and to produce a device whose assembly, from its component parts, be simple and fast. It is also an object of the present invention to provide such a clutch device, which is able to integrate optimally into a mechanical transmission mechanism comprising an electric actuator, and a plurality of outlets between which is distributed the motive power.
  • the present invention provides a novel electromagnetic clutch device with double friction cone and fixed coils, which has an input wheel through which the motive power is supplied, two coaxial output shafts and on the ends. against which the toothed wheel is rotatably mounted, each output shaft having an electromagnetic clutch for setting or unloading the input power transmission to said output, and each clutch comprising: a movable platen, which is integral with rotation and free translation on its output shaft, and which has a conical friction surface intended to come into contact with a conical fiction surface of the input wheel in the clutch position,
  • a magnetic circuit comprising a fixed part in rotation and in translation, in which is fixedly mounted the electromagnet coil and a part movable in translation under the effect of the electromagnetic force generated when the coil is energized, said moving part the magnetic circuit communicating its translational movement to the movable clutch plate to bring it into frictional contact with the input wheel in the clutch position in which the input wheel is rotatably connected to said output shaft.
  • the mobile part of the magnetic circuit comprises a sleeve-shaped part, which is mounted on the output shaft and which has a lateral face intended to come into translation contact with a surface.
  • Lateral platinum movable clutch to bring it into frictional contact with the input wheel in the clutch position.
  • the two output shafts comprise a short bore at their opposite end, in which a single cylindrical bar is housed to stiffen the device and reduce the guiding distance of the wheel. Entrance .
  • the fixed part of the magnetic circuit is placed against the mobile plate of the clutch, so as to achieve an even more compact device.
  • the opposite ends of the one and the other output shaft have a housing of square section, so as to accommodate a flexible tube containing a square section cable.
  • the movable platen is rotatably mounted on its output shaft by means of a spline transmission.
  • the movable platen is mounted to rotate with its output shaft by means of a keyway transmission.
  • the fixed magnetic circuit is surmounted by a ring, so as to allow its integration into a housing.
  • a washer inserted at the contact between the output shaft and the housing, so as to avoid wear of the latter.
  • the invention also provides a new mechanical transmission mechanism with several outputs, and this new mechanism comprises: a first module consisting of a double friction cone clutch device and fixed electromagnet coils, in accordance with one of the various embodiments of the invention outlined above in outline, - A second module comprising an electric actuator and a unit clutch module, and a third module with two outputs with a single clutch.
  • FIG. 1A is a sectional view, along the line IA-IA of FIG. 1B, of an embodiment of the electromagnetic clutch device with double friction cone according to the present invention
  • FIG. 1B is a front view of the device of FIG. 1A
  • FIG. 1C is a perspective view of the device of FIGS.
  • FIG. 2A is a sectional view of a first variant embodiment of the electromagnetic clutch device with double friction cone according to the present invention
  • FIG. 2B is an enlarged view of the central part of the device of FIG. 2A, designated B in the drawing of Figure 2A,
  • FIG. 3A is a sectional view, along the line III A - IIIA of FIG. 3B, of a second variant embodiment of the electromagnetic clutch device with double friction cone according to the present invention
  • FIG. 3B is a front view of the device of FIG. 3A;
  • FIG. 3C is a perspective view of the device of FIGS. 3A and 3B;
  • FIG. 4 is a schematic representation of a transmission mechanism in which can be integrated dual clutch device of the invention.
  • FIGS. 1A-1C there is shown a mechanical transmission mechanism with two outputs of power, SI and S2, intended for example to be integrated in a device with multiple outputs (more than two outputs).
  • a device may be, for example, a geared motor for distributing a mechanical power between several outputs, each output (or some of them) comprising an electromagnetic clutch for establishing or undoing, on command, the transmission some or all of the power to this output.
  • the part referenced 1 is a toothed wheel which is permanently connected to another gear (not shown) connected to the output shaft of an engine (not shown).
  • the toothed wheel 1 is mounted idly on the ends,
  • a movable clutch plate 3 is axially movable on the portion 4 of the output shaft. This part 4 is provided with grooves, so that the movable platen
  • the electromagnet mechanism 5 comprises a translationally mobile part 7 and a translationally fixed part 8.
  • the two parts 7 and 8 of the electromagnet mechanism 5 form the magnetic circuit of the electromagnetic clutch, and are all two free in rotation on the output shaft.
  • On the part 8 is fixed mounting the coil 9 of the magnetic circuit. Only the mobile part 7 of the magnetic circuit is in contact with one of its annular lateral faces with the mobile plate 3. When the coil 9 of the electromagnet or magnetic circuit 5 is supplied with electric current, the mobile part 7 of the magnetic circuit is displaced in translation and communicates its translational movement to the movable plate 3 of the clutch.
  • the movable plate 3 then comes into contact with the friction cone 10 of the toothed wheel 1, thus making the gear wheel 1 and the movable plate 3 of the clutch integral in rotation, and consequently making the toothed wheel 1 and the gear unit integral.
  • output shaft A secured to the movable plate 3 by the effect of the splines of the portion 4. The output shaft A is in the engaged position.
  • FIGS. 2A and 2B there is described a variant of the device of Figures IA to IC.
  • the facing ends of the output shafts A and A ' have, each, a short bore, referenced 12 (shaft A), respectively 12' (shaft A). ').
  • a cylindrical bar 13 is housed in the bores 12 and 12 'of the two output shafts A and A'. This bar 13 has a dual role: it allows, on the one hand, to stiffen the device and, on the other hand, to reduce the distance of guiding the toothed wheel 1, namely the distance referenced "V" in the drawing of Figure 2B.
  • the centering bar 13 is useless.
  • the bar 13 is useless if the half length of the bore of the toothed wheel 1 is greater than N times the diameter of the toothed wheel.
  • centering bar 13 may not be circular in section and, in this case, used to permanently couple the two output axes A, A ', the bar can be mounted or dismantled on the basis of parts standard. Such a mode of operation is necessary if the mechanism of the invention is applied to the electrical slider adjustment of a seat, in which two opposite outputs of the electric actuator are required.
  • the parts that participate in the magnetic flux circuit are pieces of magnetic material, known per se, such as steel.
  • the parts that have a mechanical guiding function and that do not participate in the magnetic field conduction can be made in a wide variety of materials, the choice of which is dictated by the mechanical stresses they must withstand.
  • the parts which, by one of their surface, participate in the coupling by friction - therefore to the clutch stricto sensu - are made from materials making it possible to obtain the geometrical characteristics and the coefficient of friction adapted, of also known per se.
  • FIGS. 3A to 3C Another variant of the present invention is described with reference to the drawings of FIGS. 3A to 3C.
  • the gap or gap, referenced “i" in the drawing of FIG. 2A, between the fixed portion 8 of the magnetic circuit 5 and the movable clutch plate 3 is deleted.
  • the fixed part 8 of the magnetic circuit 5 and the movable clutch plate 3 are partially interleaved.
  • the operating principle is identical to that of the devices described with reference to Figures IA to IC and 2A to 2B.
  • the mobile part 7 of the magnetic circuit is moved in translation and communicates its translational movement to the movable plate 3 of the clutch.
  • the movable plate 3 then comes into contact with the friction cone 10 of the toothed wheel 1, thus making the gear wheel 1 and the movable plate 3 of the clutch integral in rotation, and consequently making the toothed wheel 1 and the gear unit integral.
  • output shaft A secured to the movable plate 3 by the effect of a key 14. The output shaft A is in the engaged position.
  • any means known per se for securing can be used, such as for example the splines of the embodiment of Figures IA to IC or 2A to 2B .
  • the use of a key 14 is less expensive than a spline connection type solution.
  • each shaft is intended to accommodate a flexible tube containing a square section cable for the transmission of torque to a gearbox, when the device of the invention is, as indicated below, integrated into a mechanism that distributes a motive power between several outputs.
  • the output shafts may be, by way of example only, and without limitation of the subject of the invention, made of steel.
  • the latter can be made, for example, of a polymeric material, preferably a material ABS type (acrylonitrile-butadiene-styrene). More generally, the cylindrical centering bar 13 'can be made from any material that can withstand the mechanical stresses of resistance to the applied force, such as polymer material, aluminum, etc. A search is made for a combination of different materials constituting the output shafts and the centering bar, which makes it possible to obtain the least noisy "friction torques" possible.
  • the centering bar 13 'could be removed if one of the output axes A, A' integrates it directly into its machining plane.
  • the fixed part 8 of the magnetic circuit 5 is surmounted by a ring gear 16 intended to facilitate the integration of said fixed part into the housing of the device (not shown).
  • a washer 17 is inserted at the contact between the output shaft A and the casing (not shown), in order to avoid wear of the latter.
  • the washer 17 and the flange portion of the movable portion 7 of the magnetic circuit each have a cutout 17a, respectively 7a, for the insertion of a key or the like which immobilizes in rotation the washer, respectively the movable part 7.
  • FIG. 4 shows a mechanical transmission mechanism comprising an electric actuator M, a plurality of outputs S1 to S5 between which is distributed the motive power developed by the actuator M and different clutches El, E2, E3 and E5, on the outputs Sl, S2, S3 and S5, respectively.
  • the mechanism comprises:
  • a first module referenced ML, double module, with two clutches E1 and E2 (for two outputs S1 and S2), similar to the clutch devices with double friction cones and fixed coils described above,
  • a second module referenced m2, or motor module, which comprises the electric actuator M (electric motor, for example) and a single clutch module E3 for an output S3,
  • a third module referenced m3, with two outputs S4 and S5 with a single clutch E5.
  • the third module may be, by way of non-limiting example of the object of the invention, a "slide” module for controlling the translational movement of a vehicle seat on its horizontal rails.
  • the two outputs S4 and S5 control the same function of movement on the slideways, each linked to a reducer placed at the guide rail on both sides of the seat. Therefore, a single clutch is required for both outputs S4 and S5 of the module "slide" m3.
  • the invention therefore also relates to a motor vehicle seat comprising horizontal rails, and comprising at least one electromagnetic clutch device for controlling its translational movement on its horizontal rails.

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Abstract

Dispositif d'embrayage double comporte une roue d'entrée (1), deux arbres de sortie (A, A') coaxiaux en regard de part et d'autre de la roue d'entrée (1). Chaque arbre de sortie (A, A') comporte un embrayage électromagnétique. Chaque embrayage comporte : - une platine mobile (3), qui est montée solidaire en rotation et libre en translation sur son arbre de sortie (A), et qui comporte une surface de friction conique, un circuit magnétique (5) comprenant une partie fixe (7), dans laquelle est logée la bobine d' électro-aimant (9), et une partie mobile (8) qui communique un mouvement de translation à la platine mobile d'embrayage (3) pour amener cette dernière en contact de friction avec la roue d'entrée (1) lorsque la bobine d' électro-aimant (9) est alimentée. Véhicules automobiles avec moto-réducteurs destinés à la commande d'accessoires automobiles, et comportant un tel dispositif d'embrayage.

Description

DISPOSITIF D'EMBRAYAGE ELECTROMAGNETIQUE A CONE DE FRICTION DOUBLE ET BOBINES FIXES, ET MECANISME DE TRANSMISSION MECANIQUE A PLUSIEURS SORTIES COMPORTANT UN TEL DISPOSITIF D'EMBRAYAGE.
I
La présente invention concerne un dispositif d'embrayage électromagnétique à cône de friction double et bobines (d' électro-aimant) fixes.
Elle concerne également un mécanisme de transmission
) mécanique destiné à répartir une puissance motrice d'entrée entre plusieurs sorties, qui comporte un tel dispositif d' embrayage double .
Un embrayage à cône est caractérisé par une surface de friction conique, d'angle au sommet variant de 15° à 40° i suivant le coefficient de frottement mutuel des pièces en contact. Cette forme permet d'obtenir, à l'aide d'un effort axial de valeur limitée, un effort normal aux surfaces de friction, donc un couple, ayant une valeur considérable. Le cône femelle est généralement solidaire de l'arbre menant,
I et le cône mâle peut coulisser axialement sur l'arbre mené.
Un dispositif d'embrayage est à cône de friction double s'il comporte deux surfaces coniques de friction, en général symétriques par rapport à l'arbre menant.
Selon la demande de brevet d'invention français n°
1 2 323 917, au nom de la société FACET Enterprises Inc., on connaît un dispositif électromagnétique à surface de friction tronconique, qui comprend des moyens d'entrée, des moyens de sortie coaxiaux aux moyens d'entrée et des moyens d'entraînement des moyens de sortie, qui transmettent un
1 couple entre les moyens d'entrée et les moyens de sortie. Ces moyens d'entraînement comprennent une bague de friction ajustable, un corps interne disposé co-axialement à cette bague de friction pour tourner avec elle et des moyens de sollicitation directionnelle amenant cette bague de friction ajustable en prise avec les moyens de sortie. De plus, des moyens électromagnétiques pour actionner le dispositif à friction, disposés par rapport au corps interne de façon à former un circuit de flux, comprennent une armature magnétique et des moyens pour ajuster cette armature par rapport au corps interne, un circuit de flux étant formé entre l'armature et le corps interne lorsque les moyens électromagnétiques sont excités.
Ce dispositif d'embrayage électromagnétique à cône de friction offre l'avantage d'être auto ajustable et équipé de moyens de compensation de l'usure des pièces de transmission du couple.
Selon la demande de brevet d'invention français n° 2 545 895, au nom également de la société FACET Enterprises Inc., on connaît un dispositif de friction à commande électromagnétique pour la transmission d'un couple qui comprend un organe d'entrée, un organe de sortie, et un mécanisme de transmission d'un couple entre les deux organes. Ce mécanisme comprend une garniture annulaire de friction, un système à ressorts qui sollicite la garniture contre l'organe d'entrée et un moyen de sollicitation électromagnétique pour éloigner sélectivement la garniture de l'organe d'entrée. Ce mécanisme comprend, de plus, une butée réglable, disposée entre l'organe d'entrée et la garniture, destinée à limiter le déplacement autorisé de la garniture, et donc à limiter le couple absorbé par friction entre ces organes. La position de la butée peut être réglée automatiquement lorsque l'organe de sollicitation n'est pas actionné et l'organe d'entrée tourne dans un sens déterminé.
Il s'agit également d'un dispositif à cône de friction, auto ajustable, dans lequel des moyens sont prévus pour empêcher la rotation indésirable de certains organes internes par rapport à la couronne de friction.
Selon le brevet d'invention des Etats-Unis d'Amérique n° 3 994 379, également au nom de la société FACET Enterprises Inc., on connaît un embrayage électromagnétique dont le moyen de commande comporte une bobine d' électroaimant, une plaque d'entraînement, une armature qui est coaxiale à l'arbre d'entrée et est reliée par filetage à un organe annulaire d'entraînement par friction. L'armature réagit à l'excitation de la bobine de l' électro-aimant et l'organe annulaire d'entraînement peut se déplacer et venir en contact avec l'armature pour entraîner l'arbre de sortie. Le mouvement de rotation relatif entre l'armature et l'organe annulaire d'entraînement provoque l'avancée de ce dernier sur le filetage jusqu'à ce que l'engagement total avec le moyen de commande de l'arbre de sortie soit atteint. Un ralentisseur, disposé entre l'armature et la plaque de commande, permet de maintenir la position relative entre l'armature et l'organe annulaire d'entraînement. Le ralentisseur permet un mouvement de rotation relatif entre l'organe annulaire d'entraînement et l'armature dans un sens, et empêche tout mouvement relatif entre l'armature et l'organe annulaire d'entraînement en sens opposé.
Il s'agit, dans ce dispositif de l'art antérieur, d'avoir une force d'engagement magnétique forte, et cela quelque soit l'usure de l'organe annulaire d'entraînement par friction, ce dernier étant le principal organe de transmission du couple mécanique.
Selon le brevet d'invention des Etats-Unis d'Amérique n° 4 416 359, également au nom de FACET Enterprises Inc., on connaît un dispositif d'embrayage à cône de friction, destiné à transmettre un couple à partir d'un arbre d'entrée à une plaque de commande et, par l'intermédiaire de plusieurs éléments sphériques, à un organe annulaire à friction conique, et ensuite à un organe de sortie. Les éléments sphériques sont situés dans des renflements coniques opposés les uns par rapport aux autres à l'intérieur de la plaque de commande et d'une collerette annulaire qui est rigidement fixée à l'organe annulaire à friction conique. Les forces d'engagement de l'embrayage sont augmentées par l'effet « d'excentrique » des éléments sphériques dans les renflements coniques. La plaque de commande a également un organe flexible qui permet à la plaque de fléchir axialement dans le but de rendre minimal le jeu résultant de l'engagement des billes sphériques dans des renflements coniques. L'armature est disposée perpendiculairement à l'enroulement électromagnétique pour permettre qu'un grand trajet souple dirigé axialement fournisse une force d'engagement d'embrayage importante. L'organe annulaire de friction est connecté à l'armature au moyen d'un filetage. Tout mouvement relatif entre l'armature et l'organe annulaire de friction est empêché par un organe ralentisseur axial, et ce quelque soit le jeu des parties filetées .
Il s'agit également de compenser l'usure des organes de transmission du couple mécanique.
En conséquence, les dispositifs d'embrayage électromagnétique à surface de friction conique et bobine d' électro-aimant fixe ou mobile sont bien connus de l'art antérieur, et sont conçus selon des constructions qui les rendent plus ou moins compacts et peu sensibles à l'usure des pièces de transmission mécanique.
Le but de la présente invention est de perfectionner de tels dispositifs connus de l'art antérieur en fournissant un dispositif d'embrayage électromagnétique à cône de friction double et bobines d' électro-aimants fixes en rotation comme en translation.
Un autre but de la présente invention est de fournir un dispositif d'embrayage à cône de friction double et bobines fixes, qui soit le plus compact possible, en particulier selon la direction axiale du dispositif.
Un autre but de la présente invention est de fournir un tel dispositif d'embrayage, qui soit rigide, robuste, de fonctionnement simple et fiable.
Un autre but de la présente invention de fournir un tel dispositif d'embrayage, dans lequel la roue motrice d'entrée soit guidée sur une distance axiale réduite.
Un autre but également de la présente invention est de réaliser un tel dispositif d'embrayage, qui comporte un nombre réduit de pièces, ces pièces étant le plus standard possible, et de réaliser un dispositif dont le montage, à partir de ses pièces constitutives, soit simple et rapide. C'est aussi un but de la présente invention de réaliser un tel dispositif d'embrayage, qui soit apte à s'intégrer de manière optimale dans un mécanisme de transmission mécanique comprenant un actionneur électrique, et une pluralité de sorties entre lesquelles est répartie la puissance motrice.
Pour parvenir à ces buts, la présente invention réalise un nouveau dispositif d'embrayage électromagnétique à cône de friction double et bobines fixes, qui comporte une roue d'entrée par laquelle la puissance motrice est amenée, deux arbres de sortie coaxiaux et sur les extrémités en regard desquels la roue dentée est montée libre en rotation, chaque arbre de sortie comportant un embrayage électromagnétique destiné à établir ou défaire la transmission de puissance d'entrée vers ladite sortie, et chaque embrayage comportant : une platine mobile, qui est montée solidaire en rotation et libre en translation sur son arbre de sortie, et qui comporte une surface de friction conique destinée à venir en contact avec une surface de fiction conique de la roue d'entrée en position d'embrayage,
- un circuit magnétique comprenant une partie fixe en rotation et en translation, dans laquelle est montée fixe la bobine d' électro-aimant et une partie mobile en translation sous l'effet de la force électromagnétique engendrée lorsque la bobine est alimentée, ladite partie mobile du circuit magnétique communiquant son mouvement de translation à la platine mobile d'embrayage pour amener cette dernière en contact de friction avec la roue d'entrée en position d'embrayage dans laquelle la roue d'entrée est solidarisée en rotation audit arbre de sortie.
Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, la partie mobile du circuit magnétique comprend une partie en forme de manchon, qui est montée sur l'arbre de sortie et qui présente une face latérale destinée à venir en contact par translation avec une surface latérale de la platine mobile d'embrayage, pour amener cette dernière en contact de friction avec la roue d'entrée en position d'embrayage.
Selon une variante de réalisation avantageuse de l'invention, les deux arbres de sortie comportent un alésage court à leur extrémité en regard, dans lequel une barre cylindrique unique vient se loger pour rigidifier le dispositif et diminuer la distance de guidage de la roue d' entrée .
Selon un second mode préféré de réalisation de l'invention, la partie fixe du circuit magnétique est placée contre la platine mobile de l'embrayage, de manière à réaliser un dispositif encore plus compact.
De préférence, les extrémités opposées de l'un et de l'autre arbre de sortie présentent un logement de section carrée, de manière à accueillir un tube flexible contenant un câble de section carrée.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la platine mobile est montée solidaire en rotation sur son arbre de sortie au moyen d'une transmission par cannelures.
En variante, la platine mobile est montée solidaire en rotation sur son arbre de sortie au moyen d'une transmission par clavette.
De manière préférentielle, le circuit magnétique fixe est surmonté d'une couronne, de façon à permettre son intégration dans un carter.
De manière préférentielle également, il est prévu une rondelle insérée au niveau du contact entre l'arbre de sortie et le carter, de façon à éviter l'usure de ce dernier .
L' invention fournit également un nouveau mécanisme de transmission mécanique à plusieurs sorties, et ce nouveau mécanisme comporte : un premier module constitué par un dispositif d'embrayage à cône de friction double et bobines d' électroaimant fixes, conforme à l'un des différents modes de réalisation de l'invention exposés ci-dessus dans leurs grandes lignes, - un second module comportant un actionneur électrique et un module à embrayage unitaire, et un troisième module à deux sorties avec un seul embrayage .
D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'un mode de réalisation préféré, non limitatif de l'objet et de la portée de la présente demande de brevet, accompagnée de dessins dans lesquels :
- la figure IA est une vue en coupe, selon la ligne IA - IA de la figure IB, d'un mode de réalisation du dispositif d'embrayage électromagnétique à cône de friction double selon la présente invention,
- la figure IB est une vue frontale du dispositif de la figure IA, la figure IC est une vue en perspective du dispositif des figures IA et IB,
- la figure 2A est une vue en coupe d'une première variante de réalisation du dispositif d'embrayage électromagnétique à cône de friction double selon la présente invention, la figure 2B est une vue agrandie de la partie centrale du dispositif de la figure 2A, désignée B sur le dessin de la figure 2A,
- la figure 3A est une vue en coupe, selon la ligne III A - IIIA de la figure 3B, d'une seconde variante de réalisation du dispositif d'embrayage électromagnétique à cône de friction double selon la présente invention,
- la figure 3B est une vue frontale du dispositif de la figure 3A, la figure 3C est une vue en perspective du dispositif des figures 3A et 3B,
- la figure 4 est une représentation schématique d'un mécanisme de transmission dans lequel peut être intégré le dispositif d'embrayage double de l'invention.
Sur le dessin des figure IA à IC, on a représenté un mécanisme de transmission mécanique à deux sorties de puissance, SI et S2, destiné par exemple à être intégré dans un dispositif à sorties multiples (plus de deux sorties) . Un tel dispositif peut être, par exemple, un moto-réducteur destiné à répartir une puissance mécanique motrice entre plusieurs sorties, chaque sortie (ou certaines d'entre elles) comportant un embrayage électromagnétique destiné à établir ou à défaire, sur commande, la transmission d'une partie ou de la totalité de la puissance motrice vers cette sortie .
La pièce référencée 1 est une roue dentée qui est en permanence en liaison avec une autre roue dentée (non représentée) liée à l'arbre de sortie d'un moteur (non représenté) .
La roue dentée 1 est montée folle sur les extrémités,
2 et 2', des deux arbres de sortie, A et A', coaxiaux et dans le prolongement l'un de l'autre.
Dans la suite du présent texte, on décrira seulement la partie relative à la sortie A, la partie relative à la sortie A' étant, mutatis mutandis, identique et symétrique à la partie A.
Une platine mobile d'embrayage 3 est mobile axialement sur la partie 4 de l'arbre de sortie. Cette partie 4 est pourvue de cannelures, de telle sorte que la platine mobile
3 est solidaire en rotation de l'arbre de sortie A. Sur une autre partie référencée 6 de l'arbre de sortie A est monté libre en rotation le mécanisme d' électro-aimant de l'embrayage électromagnétique, de référence générale 5. Le mécanisme d' électro-aimant 5 comporte une partie mobile en translation 7 et une partie fixe en translation 8. Les deux parties 7 et 8 du mécanisme d' électro-aimant 5 forme le circuit magnétique de l'embrayage électromagnétique, et sont toutes les deux libres en rotation sur l'arbre de sortie. Sur la partie 8 est montée fixe la bobine 9 du circuit magnétique. Seule la partie mobile 7 du circuit magnétique est en contact par une de ses faces latérales annulaire avec la platine mobile 3. Lorsqu'on alimente en courant électrique la bobine 9 de l' électro-aimant ou circuit magnétique 5, la partie mobile 7 du circuit magnétique est déplacée en translation et communique son mouvement de translation à la platine mobile 3 de l'embrayage. La platine mobile 3 entre alors en contact avec le cône de friction 10 de la roue dentée 1, rendant ainsi solidaires en rotation la roue dentée 1 et la platine mobile 3 de l'embrayage, et par conséquent rendant solidaires la roue dentée 1 et l'arbre de sortie A, solidaire de la platine mobile 3 par l'effet des cannelures de la partie 4. L'arbre de sortie A est en position embrayée .
Dans la position embrayée qui est décrite ci-dessus, la platine 3 de l'embrayage tourne, tandis que la partie mobile (en translation) 7 du circuit magnétique ne tourne pas. Un couple résistant est donc introduit, qui résulte du mouvement relatif de deux surfaces en contact, à savoir les surfaces latérales annulaires en contact de la platine mobile 3 et de la partie mobile 7 du circuit magnétique 5.
Lorsque la bobine d' électro-aimant 9 est alimentée, la partie mobile 7 du circuit magnétique 5 entraîne la platine mobile d'embrayage 3, qui entre alors en contact avec la roue dentée d'entrée 1 avant que l'entrefer - désigné « x » - soit nul.
En référence aux dessins des figures 2A et 2B, on a décrit une variante du dispositif des figures IA à IC. Les éléments des figures 2A et 2B, qui sont identiques à ceux des figures IA à IC, portent les mêmes références numériques .
Comme on peut le voir de façon plus détaillée sur le dessin de la figure 2B, les extrémités en regard des arbres de sortie A et A' présentent, chacune, un alésage court, référencé 12 (arbre A), respectivement 12' (arbre A') . Une barre cylindrique 13 vient se loger dans les alésages 12 et 12' des deux arbres de sortie A et A' . Cette barre 13 a un double rôle : elle permet, d'une part, de rigidifier le dispositif et, d'autre part, de diminuer la distance de guidage de la roue dentée 1, à savoir la distance référencée « V » sur le dessin de la figure 2B.
On notera que, dans certains cas d'utilisation, la barre de centrage 13 est inutile. Par exemple, la barre 13 s'avère inutile si la demi longueur de l'alésage de la roue dentée 1 est supérieure à N fois le diamètre de la roue dentée .
On notera également que la barre de centrage 13 peut ne pas être de section circulaire et, dans ce cas, servir pour accoupler de manière permanente les deux axes de sortie A, A' , la barre pouvant être montée ou démontée sur la base de pièces standard. Un tel mode de fonctionnement est nécessaire si le mécanisme de l'invention est appliqué au réglage électrique de glissière d'un siège, dans lequel deux sorties opposées de l'actionneur électrique sont nécessaires .
En ce qui concerne les matériaux constitutifs des différents éléments du mécanisme, ils sont différents selon la fonction des éléments. Les pièces qui participent au circuit de flux magnétique, comme les parties 7, 8, du circuit magnétique 5, sont des pièces en matériau magnétique, connu en soi, tel que l'acier. Les pièces qui ont une fonction de guidage mécanique et qui ne participent pas à la conduction de champ magnétique peuvent être réalisées dans des matériaux très divers, dont le choix est dicté par les contraintes mécaniques qu'elles doivent supporter. Enfin, les pièces qui, par une de leur surface, participent à l'accouplement par friction - par conséquent à l'embrayage stricto sensu - sont réalisées à partir de matériaux permettant d'obtenir les caractéristiques géométriques et le coefficient de frottement adaptés, de manière également connue en soi.
Une autre variante de la présente invention est décrite en référence aux dessins des figures 3A à 3C.
Dans cette variante, l'interstice ou espace, référencé « i » sur le dessin de la figure 2A, entre la partie fixe 8 du circuit magnétique 5 et la platine mobile d'embrayage 3 est supprimé. Dans la présente variante des figures 3A à 3C, la partie fixe 8 du circuit magnétique 5 et la platine mobile d'embrayage 3 sont partiellement imbriquées. Le principe de fonctionnement est identique à celui des dispositifs décrits en regard des figures IA à IC et 2A à 2B. Ainsi, lorsqu'on alimente en courant électrique la bobine 9 de l' électro-aimant ou circuit magnétique 5, la partie mobile 7 du circuit magnétique est déplacée en translation et communique son mouvement de translation à la platine mobile 3 de l'embrayage. La platine mobile 3 entre alors en contact avec le cône de friction 10 de la roue dentée 1, rendant ainsi solidaires en rotation la roue dentée 1 et la platine mobile 3 de l'embrayage, et par conséquent rendant solidaires la roue dentée 1 et l'arbre de sortie A, solidaire de la platine mobile 3 par l'effet d'une clavette 14. L'arbre de sortie A est en position embrayée.
Pour la transmission du couple entre la platine mobile d'embrayage 3 et l'arbre de sortie A, tout moyen connu en soi de solidarisation peut être utilisé, comme par exemple les cannelures du mode de réalisation des figures IA à IC ou 2A à 2B. Toutefois, l'utilisation d'une clavette 14 s'avère moins onéreuse qu'une solution de type liaison par cannelures .
On a représenté en 15 (figure 3C) un orifice à section carrée à l'extrémité des arbres de sortie A et A' . En effet, l'extrémité de chaque arbre est destinée à accueillir un tube flexible contenant un câble à section carrée pour la transmission du couple vers un réducteur, lorsque le dispositif de l'invention est, comme il est indiqué plus loin, intégré dans un mécanisme qui répartit une puissance motrice entre plusieurs sorties. S'agissant d'un couple mécanique relativement important, qui peut être supérieur à 1 Nm, le matériau envisagé pour les arbres de sortie doit supporter des contraintes élevées ; pour cette raison, les arbres de sortie peuvent être, à titre d'exemple seulement, et de façon non limitative de l'objet de l'invention, réalisés en acier. Dans ce cas, et toujours à titre d'exemple seulement, pour éviter un contact acier/acier entre l'arbre de sortie A, respectivement A', et la barre cylindrique de centrage 13' , cette dernière peut être réalisée, par exemple, en matériau polymère, de préférence en matériau de type ABS (acronyme de Acrylonitrile- Butadiène-Styrène) . De façon plus générale, la barre cylindrique de centrage 13' peut être réalisée à partir de tout matériau pouvant supporter les contraintes mécaniques de tenue à l'effort appliqué, tel que matériau polymère, aluminium, etc. On recherche une combinaison de matériaux différents constitutifs des arbres de sortie et de la barre de centrage, qui permette d'obtenir des « couples de friction » les moins bruyants possibles.
La barre de centrage 13' pourrait être supprimée si l'un des axes de sortie A, A', l'intégrait directement dans son plan d'usinage. Toutefois, on notera que dans une telle variante de réalisation, il y aurait une plus grande diversité de pièces constitutives, par conséquent moins de pièces standard.
En référence également aux dessins des figures 3A à 3C, la partie fixe 8 du circuit magnétique 5 est surmontée d'une couronne 16, destinée à faciliter l'intégration de ladite partie fixe dans le carter du dispositif (non représenté) .
Une rondelle 17 est insérée au niveau du contact entre l'arbre de sortie A et le carter (non représenté), afin d'éviter l'usure de ce dernier.
Comme on peut le voir sur le dessin de la figure 3C, la rondelle 17 et la partie en forme de bride de la partie mobile 7 du circuit magnétique présentent chacune une découpe 17a, respectivement 7a, pour l'insertion d'une clavette ou analogue qui immobilise en rotation la rondelle, respectivement la partie mobile 7.
On a représenté sur le dessin de la figure 4 un mécanisme de transmission mécanique comprenant un actionneur électrique M, une pluralité de sorties Sl à S5 entre lesquelles est répartie la puissance motrice développée par l'actionneur M et différents embrayages El, E2, E3 et E5, sur les sorties Sl, S2, S3 et S5, respectivement.
C'est dans un tel mécanisme de transmission ou moto- réducteur que peut s'intégrer le dispositif d'embrayage double selon la présente invention.
Dans l'exemple non limitatif de l'objet de l'invention, représenté schématiquement sur le dessin de la figure 4, le mécanisme comprend :
- un premier module, référencé ml, module double, à deux embrayages El et E2 (pour deux sorties Sl et S2), similaire aux dispositifs d'embrayage à cône de friction double et bobines fixes décrits ci-dessus,
- un deuxième module, référencé m2, ou module moteur, qui comprend l'actionneur électrique M (moteur électrique, par exemple) et un module à embrayage unique E3 pour une sortie S3,
- un troisième module, référencé m3, à deux sorties S4 et S5 avec un seul embrayage E5.
Le troisième module peut être, à titre d'exemple non limitatif de l'objet de l'invention, un module « glissière » destiné à la commande du mouvement en translation d'un siège de véhicule sur ses glissières horizontales. Les deux sorties S4 et S5 pilotent la même fonction de déplacement sur les glissières, sont liées chacune à un réducteur placé au niveau du rail de guidage de part et d'autre de l'assise. Dès lors, un unique embrayage est requis pour les deux sorties S4 et S5 du module « glissière » m3.
L' invention concerne donc également un siège de véhicule automobile comprenant des glissières horizontales, et comprenant au moins un dispositif d'embrayage électromagnétique pour la commande de son mouvement de translation sur ses glissières horizontales.
Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés ci-dessus à titre d'exemples ; d'autres modes de réalisation peuvent être conçus par l'homme de métier sans sortir du cadre et de la portée de la présente invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif d'embrayage électromagnétique à cône de friction double et bobines fixes, qui comporte une roue d'entrée (1) par laquelle la puissance motrice est amenée, deux arbres de sortie (A, A' ) coaxiaux et sur les extrémités
(2, 2') en regard desquels la roue dentée (1) est montée libre en rotation, chaque arbre de sortie (A ; A' ) comportant un embrayage électromagnétique destiné à établir ou défaire la transmission de puissance motrice vers l'arbre de sortie, caractérisé en ce que chaque embrayage comporte :
- une platine mobile (3) , qui est montée solidaire en rotation et libre en translation sur son arbre de sortie (A) , et qui comporte une surface de friction conique destinée à venir en contact avec une surface de friction conique (10) de la roue d'entrée (1) en position d' embrayage,
- un circuit magnétique (5) comprenant une partie fixe (8) en rotation et en translation, dans laquelle est montée fixe la bobine d' électro-aimant (9) et une partie mobile (7) en translation sous l'effet de la force électromagnétique engendrée lorsque la bobine (9) est alimentée,
- ladite partie mobile (7) du circuit magnétique (5) communiquant son mouvement de translation à la platine mobile d'embrayage (3) pour amener cette dernière en contact de friction avec la roue d'entrée (1) en position d'embrayage dans laquelle la roue d'entrée (1) est solidarisée en rotation audit arbre de sortie (A) .
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite partie mobile (7) du circuit magnétique (5) comprend une partie en forme de manchon, qui est montée sur l'arbre de sortie (A) et qui présente une face latérale destinée à venir en contact par translation avec une surface latérale de la platine mobile d'embrayage (3), pour amener cette dernière en contact de friction avec la roue d'entrée (1) en position d'embrayage.
3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les deux arbres de sortie (A, A') comportent un alésage court identique (12, 12') à leur extrémité en regard, dans lequel une barre cylindrique (13) unique vient se loger pour rigidifier le dispositif et diminuer la distance de guidage (V) de la roue d' entrée (1) .
4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie fixe (8) du circuit magnétique (5) est placée contre la platine mobile de l'embrayage (3), de manière à réaliser un dispositif plus compact.
5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les extrémités opposées de l'un et de l'autre arbre de sortie (A, A' ) présentent un logement de section carrée
(15), de manière à accueillir un tube flexible contenant un câble de section carrée.
6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la platine mobile d'embrayage (3) est montée solidaire en rotation sur son arbre de sortie (A) au moyen d'une transmission par cannelures.
7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la platine mobile d'embrayage (3) est montée solidaire en rotation sur son arbre de sortie (A) au moyen d'une transmission par clavette (14).
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 4, caractérisé en ce que la partie fixe (8) du circuit magnétique (5) est surmontée d'une couronne (16), de façon à permettre son intégration dans un carter.
9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu une rondelle (17) insérée au niveau du contact entre l'arbre de sortie (A) et le carter, de façon à éviter l'usure de ce dernier.
10. Mécanisme de transmission mécanique à plusieurs sorties, caractérisé en ce qu'il comporte : un premier module (ml) constitué par dispositif d'embrayage à cône de friction double et bobines d'électro- aimant fixes, conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 9, un second module (m2) comportant un actionneur électrique (M) et un module à embrayage unitaire, et
- un troisième module (m3) à deux sorties (S4, S5) avec un seul embrayage (E5) .
11. Siège de véhicule automobile comprenant des glissières horizontales, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un dispositif d'embrayage électromagnétique pour la commande de son mouvement de translation sur ses glissières horizontales .
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