WO2008025910A1 - Dispositif d'embrayage electromagnetique double du type a anneau et a bobinage fixe, et mecanisme de transmission mecanique a plusieurs sorties comportant au moins un tel dispositif - Google Patents

Dispositif d'embrayage electromagnetique double du type a anneau et a bobinage fixe, et mecanisme de transmission mecanique a plusieurs sorties comportant au moins un tel dispositif Download PDF

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WO2008025910A1
WO2008025910A1 PCT/FR2007/051731 FR2007051731W WO2008025910A1 WO 2008025910 A1 WO2008025910 A1 WO 2008025910A1 FR 2007051731 W FR2007051731 W FR 2007051731W WO 2008025910 A1 WO2008025910 A1 WO 2008025910A1
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output shaft
clutch
mechanical
magnetic circuit
coil
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Application number
PCT/FR2007/051731
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English (en)
Inventor
Jean-Marc Poinsignon
Original Assignee
Peugeot Citroën Automobiles SA
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Filing date
Publication date
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Classifications

    • 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 a dual electromagnetic clutch device of the ring type and fixed winding.
  • It also relates to a mechanical transmission mechanism with several outputs comprising at least one such clutch device.
  • an electromagnetic coil-type clutch in which a coil is placed on a rotor so as to be electrically insulated.
  • a sliding mechanism carrying current which comprises collecting rings and brushes which are mounted sliding contact on the collecting rings.
  • the coil is supplied with current, and the collecting rings are held by the rotor by means of a collector ring holding member, while the brushes are held by a boss portion via a brush holding member.
  • the broom on the negative electrode side is grounded so that it comes into direct contact with the boss portion; therefore, it is not necessary to have a cable extension for grounding.
  • the structure is simplified. According to US Pat. No.
  • a low weight electromagnetic clutch which can be used with an air conditioning compressor and which includes a rotating electromagnetic coil, a pulley device and a reinforcing plate, so as to form a magnetic flux circuit.
  • An annular curved (or trim) member is added in a back-to-back position with a revolving coil housing for providing a controlled structure carrying a unitary flow, the outer radial portion of each of the two members defining a groove for receiving a driven pulley belt.
  • the inner radial portion of the domed-shaped member, the inner wall of the spool housing and a tubular extension attached to the support housing define a bearing cavity in which the domed-shaped member and the shaped support provide, with the coil housing, compound flux paths for the magnetic circuit.
  • the object of U.S. Patent No. 6,012,563 seeks to reduce the axial dimension of a coil-type electromagnetic clutch and to extend the life of its brushes.
  • the clutch comprises a sliding power supply mechanism, with collecting rings and sliding brushes in contact with the collecting rings, which is located inside a boss, so as not to increase the dimension of the set in the axial direction. Further, since the power supply mechanism is located near the center of rotation of the clutch, the life of the brushes is increased because their peripheral linear speed is low.
  • an electromagnetic clutch is also known in which the coil is disposed in a rotor and electrically isolated from the rotor.
  • a slip ring is supported by a rotor through a ring holder, and rotates with the rotor.
  • a broom is supported by a compressor boss portion via a brush holder, and provides electrical power to the slip ring.
  • a diode is housed in the brush holder or ring holder, and absorbs the overvoltage that is induced when the electromagnetic coil is de-energized. The overvoltage absorption element does not increase the axial dimension of the electromagnetic clutch.
  • an electromagnetic clutch is also known in which the electromagnetic coil is fixed in a rotor by means of an insulating member.
  • a collector ring rotating with the rotor and a power supply brush of the ring are radially disposed within a bulging portion of the compressor housing.
  • the collector ring is attached to the rotor via a ring holder and the sweeper is held by the bulge portion via a brush holder.
  • the brush holder has a cylindrical sleeve mounted radially inside the brush, which extends axially outwardly further than a sliding surface between the collector ring and the brush.
  • electromagnetic clutch devices mainly with a rotating coil, in which attempts have been made to reduce the dimensions and / or the weight, are well known.
  • the object of the present invention is to improve such devices, known from the prior art, by providing a double electromagnetic clutch ring and fixed winding device, simpler construction, even more compact configuration, more robust and More reliable.
  • Another object of the present invention is to provide such a clutch device, which is as compact as possible in the axial direction of the device and wherein the drive wheel input is guided over a reduced axial distance.
  • the present invention provides a novel electromagnetic clutch device which is of the fixed ring and coil type, which has a mechanical input member through which the driving power is supplied, two coaxial output shafts and on the ends opposite which the mechanical input member is rotatably mounted, each output shaft having an electromagnetic clutch for establishing or disconnecting the driving power transmission from the mechanical input member to the drive shaft. exit.
  • Each clutch comprises:
  • a magnetic circuit mounted on the output shaft, comprising a fixed part in rotation and in translation, in which is housed the electromagnet coil and a movable part, integral in rotation with the output shaft and movable in translation under the effect of the electromagnetic force generated when the coil is energized, said moving part of the magnetic circuit moving towards the mechanical input member to be driven by it when the coil is energized, and thus playing the role of movable platen clutch for securing in rotation the mechanical input member and the output shaft.
  • the mobile part of the magnetic circuit has the shape of an annular plate with wide recesses, so as to reduce the magnetic flux passing surface between the fixed part of the magnetic circuit and the surface facing the mechanical input member.
  • the movable portion of the magnetic circuit is mounted to rotate with the output shaft by means of two opposite splines.
  • the two coaxial output shafts opposite are identical.
  • the two output shafts are coaxial, but they are not identical, the male end of one of the two output shafts being mounted free to rotate in the female end of the other output shaft so as to reduce the axial dimension of the input mechanical member.
  • the two output shafts comprise a central short bore identical to their end opposite, in which a single bar is housed to stiffen the device and reduce the guiding distance of the organ entrance mechanics.
  • This bar is cylindrical, preferably, when the two shafts must be detached. It may not be cylindrical in cases where the coupling of the two shafts is a permanent coupling.
  • 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 fixed part of the magnetic circuit may advantageously be surmounted by a peripheral ring, so as to allow its integration into a housing.
  • the mechanical input member may preferably be an input wheel. It can also be a pulley, or a friction drive mechanism.
  • the present invention also relates to a new mechanical transmission mechanism with several outputs or geared motor, which comprises: a first module consisting of a double electromagnetic clutch device of the type "ring and fixed winding", in line with that which comes from to be broadly described, - a second module comprising an electric actuator and a unit clutch module, and
  • FIG. 1A is a sectional view of a first embodiment of the electromagnetic clutch device, according to the present invention
  • FIG. 1B is a front view of the mobile part of the electromagnetic mechanism of the embodiment of the invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating different magnetic flux line paths in the magnetic circuit of the electromagnetic clutch of FIGS.
  • FIG. 3A is a sectional view, along the line IIIA-IIIA of FIG. 3B, of a second embodiment of the electromagnetic clutch device, according to the present invention
  • FIG. 3B is a front view of the device of FIG. 3A electromagnetic clutch
  • FIG. 3C is a perspective view of the electromagnetic clutch device of FIGS. 3A and 3B
  • FIG. 4A is a sectional view of a third embodiment of the electromagnetic clutch device, according to the present invention
  • FIG. 4B is an enlarged view of the central part, referenced B in the drawing of FIG. 4A. the electromagnetic clutch device of FIG. 4A,
  • FIG. 5A is a sectional view of a fourth embodiment of the electromagnetic clutch device, according to the present invention
  • FIG. 5B is a front view of the electromagnetic clutch device of FIG. 5A
  • FIG. 5C is a perspective view of the electromagnetic clutch device of FIGS. 5A and 5B
  • FIG. 6 is a diagram illustrating the general configuration of a transmission mechanism mechanical (geared motor) with several outputs comprising an electromagnetic clutch device according to the present invention.
  • the device constitutes a mechanism for mechanical transmission of a driving power to two power outputs, Sl and S2, each output being equipped with an electromagnetic clutch.
  • Sl and S2 power outputs
  • Such a dual clutch mechanism is intended to be integrated in a multiple output device
  • Such a multiple output device may be, for example, a geared motor type device for distributing a mechanical power between several outputs, each output (or some of them) comprising an electromagnetic clutch for making or undoing , on command, the transmission of part or all of the motive power to this output.
  • the part referenced 1 is, in general, a mechanical input transmission member, by which a mechanical power is supplied.
  • This member may be a toothed wheel, as in the embodiments described below by way of non-limiting examples of the subject of the invention, or a pulley, or a friction drive mechanism, for example .
  • This mechanical input member 1 is permanently connected to another mechanical transmission member (for example, another toothed wheel not shown) connected to the output shaft of an engine (not shown).
  • the toothed wheel 1 is mounted free to rotate on the ends, 2 and 2 ', of two output shafts, A and A', coaxial, identical, and in the extension of one another.
  • the portion relating to the output shaft A 'to the output S2 is, mutatis mutandis, similar to that relating to the output shaft A to the output Sl.
  • On a part referenced 6 of the output shaft A (6 'for the shaft A') is mounted the electromagnet mechanism of the electromagnetic clutch, general reference 5.
  • the electromagnet mechanism 5 has a movable portion in translation 7 and a portion 8, which is fixed relative to the frame of the mechanism (not shown).
  • the movable part 7 - or annular piece or ring - is mounted integral in rotation with the output shaft A by means of two grooves whose grooves are shown at 11 (see Figure IB), for example.
  • On the fixed part 8 is fixedly mounted the coil 9 of the magnetic circuit.
  • the field lines along the designated path T2 meet two air gaps. It is therefore advantageous that a maximum number of field lines follow the path T2, which is a source of displacement of the sliding part 7.
  • a maximum number of field lines follow the path T2 which is a source of displacement of the sliding part 7.
  • the mobile part 7 has in its contact part referenced 7b a very "openwork" configuration. Indeed, as can be seen in the drawing of Figure IB, the connecting wall 7b of the movable part 7 is made with wide recesses.
  • the connecting wall 7b is made with four recesses, referenced Ei to E 4 , which leave a contact surface between the parts 7 and 10 minimum, formed of radii narrow, designated ri to r 4 , and two narrow rings, namely a narrow inner ring C 1 and an outer narrow ring C e .
  • the number of narrow radii, and their angular distribution is of no importance on the electromagnetic operation of the device: it is only to ensure the connection and the good mechanical strength between the outer and inner rings.
  • the peripheral portion 7a of the movable portion 7, as well as the hub portion 7c are both closer to the surface 10 than the contact portion 7b.
  • the gap distances are designated "x" and "x + y" for Part 7a and Part 7c, respectively.
  • the narrow radii ri to r 4 - or radial bands - have only a function of mechanical strength of the outer ring relative to the axis.
  • the sidebands are dimensioned so as to lose the minimum force at the clutch (any flow passing through the radial strips can no longer be used to contribute to the force at the level of the clutch. clutch).
  • the annular piece 7 is made of a single material; which brings benefits in terms of cost and manufacturing process.
  • L > 1, 5 D in which L (see FIG. 1A) is the length of the end 2, respectively 2 ', of the output shaft A, respectively A', and
  • the toothed wheel 1 of Figure IA has a relatively large thickness V. In other words, the toothed wheel 1 is guided over a relatively large guide distance V.
  • FIGS. 3A to 3C which are identical to those of FIGS. 1A and 1B, bear the same reference numerals.
  • the toothed wheel 1 is connected to another toothed wheel (not shown) connected to the output shaft of an engine (not shown).
  • the toothed wheel 1 is mounted idly on the cylindrical assembly of the two ends, 20 and 20 ', of the two output shafts, A and A', respectively. Both ends 20 and 20 'are coaxial, but unlike the described configuration previously, are not identical and are not an extension of each other.
  • the end 20 'of the output shaft A' is a male cylindrical part which is engaged in the end 20 of the output shaft A.
  • the end 20 is a female part in the form of a cylindrical sleeve of internal diameter equal to the outer diameter of the male portion 20 ', with sufficient clearance to allow the relative rotation of 20 relative to 20'.
  • the electro mechanism 5 comprises a movable portion in translation 7, similar to that of the device described above with reference to Figures IA and IB, and a portion 8, which is fixed (in translation and in rotation) relative to the frame of the mechanism
  • a cylindrical bar 13 made of steel, for example, 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 guide distance of the toothed wheel 1, namely the distance referenced W.
  • the bar 13 may also be made of polymer, or any other material capable of guaranteeing mechanical retention between the shafts A and A '.
  • This bar is preferably cylindrical in the embodiment described above, in which it is necessary for the two shafts A and A 'to be disconnected.
  • the bar 13 may not be cylindrical in some applications: for example, in the case of a permanent coupling of the two shafts A and A 'to provide a vehicle seat slide adjustment type function
  • the bar 13 can be directly integrated in one of the two shafts A and A ', the two shafts A and A' then being different parts and contributing, for this reason, to an additional cost. of the device.
  • Another variant of the present invention is described with reference to the drawings of FIGS. 5A to 5C, in which it has been sought to further reduce the bulk, and in particular the thickness of the input wheel.
  • the operating principle is that of the modes already described above.
  • the toothed wheel 1 is mounted free to rotate on the ends of the two output shafts A and A ', coaxial, identical, and in the extension of one another, as in the previous embodiment.
  • the electromagnet mechanism comprises a translational portion 7 and a portion 8, which is fixed relative to the frame of the mechanism (not shown). On the fixed part 8 is fixedly mounted the coil 9 of the magnetic circuit.
  • each output shaft A there is shown at 15, respectively 15 '(see 15 in FIG. 5C more particularly) a square-section orifice at the end of each output shaft A, respectively A'.
  • the end of 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 A and A ' are preferably made of steel in the present embodiment.
  • the material constituting these two parts may be different from the steel: the material must only meet the mechanical strength requirements. , resistance to deformation, wear, and minimal noise and vibration requirements.
  • the latter can be made of polymer material, preferably of ABS type material (acrylonitrile-butadiene-styrene acronym).
  • the moving part 7 of the electromagnet mechanism moves towards the ring 10 of the input wheel (1) in order to be driven by the latter.
  • the moving part 7 thus plays the role of movable clutch plate for securing in rotation the input wheel (1) and the corresponding output shaft (A).
  • This displacement thus makes the gear 1 and the mobile part 7 integral with rotation and, consequently, makes the toothed wheel 1 and the output shaft A integral, which is secured to the movable part 7 by the effect of a key 14.
  • the fixed portion 8 of the magnetic circuit which supports the coil, is surmounted by a peripheral ring 16, intended to facilitate the integration of said fixed portion 8 in 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 has a cutout 17a for the insertion of a key or the like which immobilizes in rotation the washer 17.
  • a mechanism mechanical transmission comprising an electric actuator M, a plurality of outputs S1 to S5 between which is distributed the driving power developed by the actuator and different clutches El, E2, E3 and E5. It is in such a transmission mechanism or geared motor that integrates the clutch device according to the present invention.
  • the mechanism comprises: a first module referenced ML, double module, with two clutches E1 and E2 (for two outputs S1 and S2), similar to any of the embodiments described above of a ring-type double-clutch device with a fixed winding,
  • 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,
  • 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.
  • 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 un organe mécanique d'entrée (1) par lequel la puissance motrice est amenée, deux arbres de sortie (A, A') coaxiaux et sur les extrémités en regard desquels l'organe mécanique d'entrée (1) est monté libre en rotation, chaque arbre de sortie (A,- A' ) comportant un embrayage électromagnétique qui comprend un circuit magnétique (5), monté sur l'arbre de sortie correspondant, comprenant : une partie fixe (8) dans laquelle est logé le bobinage (9) et, une partie mobile (7), solidaire en rotation et libre en translation par rapport à l'arbre de sortie, se déplaçant vers l'organe mécanique d'entrée (1) pour être entra*née par celui-ci lorsque la bobine (9) est alimentée, et jouant ainsi le rôle de platine mobile d'embrayage pour solidariser en rotation l'organe mécanique d'entrée (1) et l'arbre de sortie correspondant (A). Véhicules avec moto-réducteurs destinés à la commande d'accessoires automobiles et comprenant un tel dispositif d' embrayage.

Description

DISPOSITIF D'EMBRAYAGE ELECTROMAGNETIQUE DOUBLE DU TYPE A
ANNEAU ET A BOBINAGE FIXE, ET MECANISME DE TRANSMISSION
MECANIQUE A PLUSIEURS SORTIES COMPORTANT AU MOINS UN TEL
DISPOSITIF.
La présente invention concerne un dispositif d'embrayage électromagnétique double du type à anneau et à bobinage fixe.
Elle concerne également un mécanisme de transmission mécanique à plusieurs sorties comportant au moins un tel dispositif d'embrayage.
Selon la demande de brevet d'invention japonais n°2000205303, on connaît un embrayage électromagnétique du type à bobine tournante, dans lequel une bobine est placée sur un rotor de manière à être isolée électriquement. Dans cet embrayage est prévu un mécanisme coulissant porteur de courant, qui comporte des anneaux collecteurs et des balais qui sont montés à contact coulissant sur les anneaux collecteurs. Par l'intermédiaire du mécanisme coulissant porteur de courant, la bobine est alimentée en courant, et les anneaux collecteurs sont maintenus par le rotor par l'intermédiaire d'un organe de maintien d'anneaux collecteurs, tandis que les balais sont maintenus par une partie en bossage par l'intermédiaire d'un organe de maintien des balais. Le balai sur le côté électrode négative est mis à la terre de telle façon qu' il vienne en contact directement avec la partie en bossage ; en conséquence, il n'est pas nécessaire d'avoir une extension de câble pour la mise à la masse. La structure est simplifiée. Selon le brevet d'invention des Etats-Unis d'Amérique n° 4 257 508, on connaît un embrayage électromagnétique de faible poids, qui peut être utilisé avec un compresseur de climatisation et qui comporte une bobine électromagnétique tournante, un dispositif de poulie et une plaque d'armature, de manière à former un circuit de flux magnétique. Un organe annulaire de forme bombée (ou d'assiette) est ajouté en position dos-à-dos avec un logement de bobine tournante pour fournir une structure commandée portant un flux unitaire, la partie radiale externe de chacun des deux éléments définissant une rainure destinée à recevoir une courroie à poulie entraînée. La partie radiale interne de l'organe de forme bombée, la paroi interne du logement de bobine et une extension tubulaire fixée au boîtier support définissent une cavité d'appui dans laquelle l'organe de forme bombée et l'appui formé fournissent, avec le logement de bobine, des chemins de flux composés pour le circuit magnétique. L'objet du brevet des Etats-Unis d'Amérique US 6 012 563 cherche à réduire la dimension axiale d'un embrayage électromagnétique du type à bobine tournante et à prolonger la durée de vie de ses balais. Pour cela, l'embrayage comporte un mécanisme coulissant d'alimentation électrique, avec des anneaux collecteurs et des balais coulissants en contact avec les anneaux collecteurs, qui est situé à l'intérieur d'un bossage, de façon à ne pas augmenter la dimension de l'ensemble selon la direction axiale. De pus, le mécanisme d'alimentation électrique étant situé près du centre de rotation de l'embrayage, la durée de vie des balais est augmentée parce que leur vitesse linéaire périphérique est faible.
Selon le brevet d'invention des Etats-Unis d'Amérique US 6 169 347 Bl, on connaît également un embrayage électromagnétique dans lequel la bobine est disposée dans un rotor et isolée électriquement de ce dernier. Une bague collectrice est supportée par un rotor par l'intermédiaire d'un support de bague, et tourne avec le rotor. Un balai est supporté par une partie en bossage de compresseur via un support de balai, et fournit un courant électrique à la bague collectrice. Une diode est logée dans le support de balai ou le support de bague, et absorbe la surtension qui est induite lorsque la bobine électromagnétique est désexcitée. L'élément d'absorption de la surtension ne vient pas augmenter la dimension axiale de l'embrayage électromagnétique . Selon le brevet d'invention des Etats-Unis d'Amérique US 6 298 967 Bl, on connaît également un embrayage électromagnétique, dans lequel la bobine électromagnétique est fixée dans un rotor par l'intermédiaire d'un élément d'isolation. Un anneau collecteur tournant avec le rotor et un balai d'alimentation en courant de l'anneau sont disposés radialement à l'intérieur d'une partie en renflement du carter de compresseur. L'anneau collecteur est fixé au rotor par l'intermédiaire d'un support d'anneau et le balai est maintenu par la partie en renflement par l'intermédiaire d'un support de balai. Le support de balai comporte un manchon cylindrique monté radialement à l'intérieur du balai, qui s'étend axialement vers l'extérieur plus loin qu'une surface de glissement entre l'anneau collecteur et le balai.
En conséquence, des dispositifs d'embrayage électromagnétique, principalement à bobine tournante, dans lesquels on a cherché à réduire les dimensions et/ou le poids, sont bien connus. Le but de la présente invention est de perfectionner de tels dispositifs, connus de l'art antérieur, en fournissant un dispositif d'embrayage électromagnétique double à anneau et à bobinage fixe, de construction plus simple, de configuration encore plus compacte, plus robuste et plus fiable.
Un autre but de la présente invention est de fournir un tel dispositif d'embrayage, qui soit le plus compact possible selon la direction axiale du dispositif et dans lequel la roue motrice d'entrée soit guidée sur une distance axiale réduite.
C'est aussi un but de la présente invention de réaliser un tel dispositif d'embrayage, apte à s'intégrer de manière optimale dans un mécanisme de transmission mécanique comprenant une entrée avec un actionneur électrique, et une pluralité de sorties entre lesquelles est répartie la puissance motrice d'entrée. Pour parvenir à ces buts, la présente invention réalise un nouveau dispositif d'embrayage électromagnétique qui est du type à anneau et à bobinage fixe, qui comporte un organe mécanique d'entrée par lequel la puissance motrice est amenée, deux arbres de sortie coaxiaux et sur les extrémités en regard desquels l'organe mécanique d'entrée est monté libre en rotation, chaque arbre de sortie comportant un embrayage électromagnétique destiné à établir ou défaire la transmission de puissance motrice de l'organe mécanique d'entrée vers l'arbre de sortie. Chaque embrayage comporte :
- un circuit magnétique, monté sur l'arbre de sortie, comprenant une partie fixe en rotation et en translation, dans laquelle est logée la bobine d' électro-aimant et une partie mobile, solidaire en rotation de l'arbre de sortie et mobile en translation sous l'effet de la force électromagnétique engendrée lorsque la bobine est alimentée, ladite partie mobile du circuit magnétique se déplaçant vers l'organe mécanique d'entrée pour être entraînée par celui-ci lorsque la bobine est alimentée, et jouant ainsi le rôle de platine mobile d'embrayage pour solidariser en rotation l'organe mécanique d'entrée et l'arbre de sortie.
Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, la partie mobile du circuit magnétique présente la forme d'une plaque annulaire avec de larges évidements, de manière à diminuer la surface de passage du flux magnétique entre la partie fixe du circuit magnétique et la surface en regard de l'organe mécanique d'entrée. De préférence, la partie mobile du circuit magnétique est montée solidaire en rotation de l'arbre de sortie au moyen de deux cannelures opposées.
Dans un mode de réalisation de l'invention, les deux arbres de sortie coaxiaux en regard sont identiques. En variante, les deux arbres de sortie sont coaxiaux, mais ne sont pas identiques, l'extrémité mâle de l'un des deux arbres de sortie étant montée libre en rotation dans l'extrémité femelle de l'autre arbre de sortie de manière à diminuer la dimension axiale de l'organe mécanique d'entrée.
Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, les deux arbres de sortie comportent un alésage court central identique à leur extrémité en regard, dans lequel une barre unique vient se loger pour rigidifier le dispositif et diminuer la distance de guidage de l'organe mécanique d'entrée. Cette barre est cylindrique, de préférence, lorsque les deux arbres doivent être désolidarisés. Elle peut ne pas être cylindrique dans les cas où le couplage des deux arbres est un couplage permanent .
De plus, 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.
La partie fixe du circuit magnétique peut avantageusement être surmontée d'une couronne périphérique, de façon à permettre son intégration dans un carter. L'organe mécanique d'entrée peut être, de préférence, une roue d'entrée. Il peut être également une poulie, ou un mécanisme d'entraînement à friction.
La présente invention concerne également un nouveau mécanisme de transmission mécanique à plusieurs sorties ou moto-réducteur, qui comporte : un premier module constitué par un dispositif d'embrayage électromagnétique double du type « à anneau et bobinage fixe », conforme à celui qui vient d'être décrit dans ses 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 d'un premier mode de réalisation du dispositif d'embrayage électromagnétique, selon la présente invention, la figure IB est une vue frontale de la partie mobile du mécanisme électromagnétique du mode de réalisation de l'invention de la figure IA, la figure 2 est un schéma illustrant différents trajets de lignes de flux magnétique dans le circuit magnétique de l'embrayage électromagnétique des figures IA et IB,
- la figure 3A est une vue en coupe, selon la ligne IIIA - IIIA de la figure 3B, d'un deuxième mode de réalisation du dispositif d'embrayage électromagnétique, selon la présente invention, la figure 3B est une vue frontale du dispositif d'embrayage électromagnétique de la figure 3A, la figure 3C est une vue en perspective du dispositif d'embrayage électromagnétique des figures 3A et 3B,
- la figure 4A est une vue en coupe d'un troisième mode de réalisation du dispositif d'embrayage électromagnétique, selon la présente invention, - la figure 4B est une vue élargie de la partie centrale - référencée B sur le dessin de la figure 4A - du dispositif d'embrayage électromagnétique de la figure 4A,
- la figure 5A est une vue en coupe d'un quatrième mode de réalisation du dispositif d'embrayage électromagnétique, selon la présente invention, la figure 5B est une vue frontale du dispositif d'embrayage électromagnétique de la figure 5A, la figure 5C est une vue en perspective du dispositif d'embrayage électromagnétique des figures 5A et 5B, et la figure 6 est un schéma illustrant la configuration générale d'un mécanisme de transmission mécanique (moto-réducteur) à plusieurs sorties comportant un dispositif d'embrayage électromagnétique conforme à la présente invention.
Sur le dessin des figures IA et IB, on a représenté un premier mode de réalisation du dispositif d'embrayage électromagnétique selon la présente invention. Le dispositif constitue un mécanisme de transmission mécanique d'une puissance motrice vers deux sorties de puissance, Sl et S2, chaque sortie étant équipée d'un embrayage électromagnétique. Un tel mécanisme d'embrayage double est destiné à être intégré dans un dispositif à sortie multiple
(plus de deux sorties) . Un tel dispositif à sortie multiple peut être, par exemple, un dispositif de type 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, de façon générale, un organe de transmission mécanique d'entrée, par lequel une puissance mécanique est amenée. Cet organe peut être une roue dentée, comme dans les modes de réalisation décrits ci- dessous à titre d'exemples non limitatifs de l'objet de l'invention, ou une poulie, ou encore un mécanisme d'entraînement à friction, par exemple. Cet organe mécanique d'entrée 1 est en permanence en liaison avec un autre organe de transmission mécanique (par exemple, une autre roue dentée non représentée) lié à l'arbre de sortie d'un moteur (non représenté) .
La roue dentée 1 est montée libre en rotation sur les extrémités, 2 et 2', de deux arbres de sortie, A et A', coaxiaux, identiques, et dans le prolongement l'un de 1' autre . Dans la suite du présent texte, on décrira seulement la partie de transmission située dans la partie gauche de la figure IA, c'est-à-dire la partie de transmission entre la roue 1 et l'arbre de sortie A vers la sortie Sl. La partie relative à l'arbre de sortie A' vers la sortie S2 est, mutatis mutandis, similaire à celle relative à l'arbre de sortie A vers la sortie Sl. Sur une partie référencée 6 de l'arbre de sortie A (6' pour l'arbre A') est monté 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 8, qui est fixe par rapport au bâti du mécanisme (non représenté) . La partie mobile 7 - ou pièce annulaire ou anneau - est montée solidaire en rotation de l'arbre de sortie A au moyen de deux cannelures dont les rainures sont représentées en 11 (voir figure IB), par exemple. Sur la partie fixe 8 est montée fixe la bobine 9 du circuit magnétique.
Lorsque la bobine 9 est mise sous tension électrique, il se produit un champ magnétique, la partie mobile 7 est déplacée en translation, et est alors entraînée en rotation par la roue dentée 1, par l'intermédiaire de la couronne ferromagnétique 10 rigidement fixée sur la surface latérale en regard de la roue dentée 1. En conséquence, l'arbre de sortie A est rendu solidaire en rotation de la roue dentée 1, par l'intermédiaire de la parie mobile 7 solidaire en rotation de l'arbre de sortie A. Lorsque la bobine 9 est alimentée, un flux magnétique est généré dans le circuit magnétique constitué par le mécanisme d' électro-aimant 5 et la couronne 10. Ce flux magnétique est susceptible d'emprunter deux chemins distincts, comme représenté de manière schématique sur le dessin de la figure 2. La circulation des lignes de champ selon le chemin désigné Tl sur la figure 2 n'engendre pas de déplacement de la pièce coulissante 7, parce que de telles lignes de champ ne rencontrent pas d'entrefer. Par contre, de façon opposée, les lignes de champ selon le chemin désigné T2 rencontrent deux entrefers. Il est, par conséquent, avantageux qu'un nombre maximal de lignes de champ suivent le chemin T2, lequel est source de déplacement de la pièce coulissante 7. Pour limiter le flux magnétique empruntant le chemin Tl, il faut diminuer la surface de passage, c'est-à-dire la surface d'entraînement de la pièce coulissante 7. C'est pour cette raison que la partie mobile 7 présente dans sa partie de contact référencée 7b une configuration très « ajourée ». En effet, comme on peut le voir sur le dessin de la figure IB, la paroi de liaison 7b de la partie mobile 7 est réalisée avec de larges évidements. A titre d'exemple non limitatif de l'objet de l'invention, la paroi de liaison 7b est réalisée avec quatre évidements, référencés Ei à E4, qui laissent une surface de contact entre les pièces 7 et 10 minimale, formée de rayons étroits, désignés ri à r4, et de deux anneaux étroits, à savoir un anneau étroit interne C1 et un anneau étroit externe Ce . On notera que le nombre de rayons étroits, et leur répartition angulaire est sans importance sur le fonctionnement électromagnétique du dispositif : il s'agit seulement d'assurer la liaison et la bonne tenue mécanique entre les anneaux extérieur et intérieur. Il importe de noter également que la partie périphérique 7a de la partie mobile 7, ainsi que la partie de moyeu 7c, sont toutes deux plus proches de la surface 10 que la partie de contact 7b. Les distances d'entrefer sont désignées « x » et « x + y » pour la partie 7a et la partie 7c, respectivement. Comme mentionné précédemment, les rayons étroits ri à r4 - ou bandes radiales - ont seulement une fonction de tenue mécanique de l'anneau extérieur par rapport à l'axe. Dans le présent mode de réalisation de l'invention, les bandes latérales sont dimensionnées de manière à perdre le minimum de force au niveau de l'embrayage (tout flux passant par les bandes radiales ne peut plus être utilisé pour contribuer à la force au niveau de l'embrayage) . On notera également qu'il serait possible, en variante, de relier l'anneau à l'axe par un matériau magnétiquement non conducteur, et d'éviter ainsi de recourir à des évidements. Mais, dans le présent mode de réalisation, la pièce annulaire 7 est réalisée en un seul matériau ; ce qui apporte des avantages au niveau du coût et du procédé de fabrication.
Lorsque la bobine 9 est alimentée, l'essentiel du flux magnétique emprunte le chemin T2, la partie mobile 7 vient se déplacer contre la surface latérale de la couronne 10 de la roue dentée 1. Ce contact est réalisé en périphérie de la couronne 10.
Pour assurer une bonne liaison pivot glissant entre l'alésage de la roue d'entrée 1 et l'extrémité de chaque arbre de sortie A, A' , il faut que soit respectée la contrainte dimensionnelle exprimée par la relation suivante :
L > 1, 5 D dans laquelle L (voir figure IA) est la longueur de l'extrémité 2, respectivement 2', de l'arbre de sortie A, respectivement A' , et
D est le diamètre de l'extrémité 2 de l'arbre de sortie A et de l'extrémité identique 2' de l'arbre de sortie A' . Pour cette raison, la roue dentée 1 de la figure IA présente une épaisseur V relativement importante. En d'autres termes, la roue dentée 1 est guidée sur une distance de guidage V relativement importante.
On a cherché à diminuer cette épaisseur V en modifiant la structure des extrémités 2, 2', des arbres de sortie A, A' , respectivement, de la manière représentée sur le dessin des figures 3a à 3C.
Les éléments des figures 3A à 3C, qui sont identiques à ceux des figures IA et IB, portent les mêmes références numériques.
Ainsi, en se référant à la figure 3A, la roue dentée 1 est 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 l'ensemble cylindrique des deux extrémités, 20 et 20', des deux arbres de sortie, A et A', respectivement. Les deux extrémités 20 et 20' sont coaxiales, mais, contrairement à la configuration décrite précédemment, ne sont pas identiques et ne sont pas dans le prolongement l'une de l'autre. L'extrémité 20' de l'arbre de sortie A' est une partie cylindrique mâle qui est engagée dans l'extrémité 20 de l'arbre de sortie A. L'extrémité 20 est une partie femelle en forme de manchon cylindrique de diamètre intérieur égal au diamètre extérieur de la partie mâle 20', avec un jeu suffisant pour permettre la rotation relative de 20 par rapport à 20' .
Sur une partie référencée 6 de l'arbre de sortie A (6' pour l'arbre 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, similaire à celle du dispositif décrit précédemment en regard des figures IA et IB, et une partie 8, qui est fixe (en translation et en rotation) par rapport au bâti du mécanisme
(non représenté) . Sur la partie fixe 8 est montée fixe la bobine 9 du circuit magnétique. Lorsqu'on alimente en courant électrique la bobine 9, la partie mobile 7 du mécanisme d' électro-aimant 5 est déplacée en translation, et entre alors en contact avec la surface latérale en regard de la couronne 10 de la roue dentée 1, rendant ainsi solidaires en rotation la roue dentée 1 et la partie mobile 7 du mécanisme d' électro-aimant, et par conséquent rendant solidaires la roue dentée 1 et l'arbre de sortie A, solidaire en rotation de la partie mobile 7. L'arbre de sortie A est alors en position embrayée.
La configuration ainsi décrite en référence aux dessins des figures 3A à 3C permet de diminuer l'épaisseur de la roue dentée 1. Toutefois, cette épaisseur, désignée « U » reste encore importante et de plus, dans cette configuration, les extrémités des deux arbres sont différentes ; ce qui entraîne la fabrication d'une pièce supplémentaire par rapport à la configuration décrite en référence aux dessins des figures IA et IB dans laquelle les deux extrémités sont identiques. Le mode de réalisation décrit en référence aux dessins des figures 4A et 4B vise à diminuer encore plus l'épaisseur de la roue dentée 1, par conséquent la distance de guidage de la roue dentée 1. Les extrémités en regard des arbres de sortie A et A' présentent, chacune, un alésage court 12, respectivement 12' . Une barre cylindrique 13, en acier par exemple, 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 W.
On notera que la barre 13 peut être également en polymère, ou tout autre matériau apte à garantir le maintien mécanique entre les arbres A et A' .
Cette barre est, de préférence, cylindrique dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, dans lequel il est nécessaire que les deux arbres A et A' soient désolidarisés
En variante, la barre 13 peut ne pas être cylindrique dans certaines applications : par exemple, dans le cas d'un couplage permanent des deux arbres A et A' pour assurer une fonction de type réglage de glissière de siège de véhicule
(un mécanisme de type pignon/crémaillère étant présent de part et d'autre du siège) . Dans un autre mode de réalisation en variante, la barre 13 peut être directement intégrée à l'un des deux arbres A et A' , les deux arbres A et A' étant alors des pièces différentes et contribuant, pour cette raison, à un surcoût du dispositif. Une autre variante de la présente invention est décrite en référence aux dessins des figures 5A à 5C, dans laquelle on a cherché à réduire encore l'encombrement, et en particulier l'épaisseur de la roue d'entrée.
Le principe de fonctionnement est celui des modes déjà décrits précédemment.
La roue dentée 1 est montée libre en rotation sur les extrémités des deux arbres de sortie A et A' , coaxiaux, identiques, et dans le prolongement l'un de l'autre, comme dans le mode de réalisation précédent. Le mécanisme d' électro-aimant comporte une partie mobile en translation 7 et une partie 8, qui est fixe par rapport au bâti du mécanisme (non représenté) . Sur la partie fixe 8 est montée fixe la bobine 9 du circuit magnétique.
On a représenté en 15, respectivement 15', (voir 15 sur la figure 5C plus particulièrement) un orifice à section carrée à l'extrémité de chaque arbre de sortie A, respectivement 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 A et A' sont, de préférence, dans le présent mode de réalisation, fabriqués en acier. Toutefois, on notera qu'il n'y a pas de contraintes électromagnétiques sur les deux arbres A et A' , ainsi le matériau constitutif de ces deux pièces peut être différent de l'acier : le matériau doit seulement répondre aux exigences de tenue mécanique, de résistance aux déformations, à l'usure, et aux exigences relatives aux bruits et vibrations minimaux.
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, pour éviter un contact acier/acier entre l'arbre de sortie en acier A, respectivement A', et la barre de centrage 13' , cette dernière peut être réalisée en matériau polymère, de préférence en matériau de type ABS (acronyme de Acrylonitrile-Butadiène-Styrène) .
Lorsqu'on alimente en courant électrique la bobine 9, la partie mobile 7 du mécanisme d' électro-aimant se déplace vers la couronne 10 de la roue d'entrée (1) pour être entraînée par cette dernière. La partie mobile 7 joue ainsi le rôle de platine mobile d'embrayage pour solidariser en rotation la roue d'entrée (1) et l'arbre de sortie correspondant (A) . Ce déplacement rend ainsi solidaires en rotation la roue dentée 1 et la partie mobile 7 et, par conséquent, rend solidaires la roue dentée 1 et l'arbre de sortie A, lequel est solidaire de la partie mobile 7 par l'effet d'une clavette 14.
En se référant toujours aux dessins des figures 5A à 5C, la partie fixe 8 du circuit magnétique, qui supporte la bobine, est surmontée d'une couronne périphérique 16, destinée à faciliter l'intégration de ladite partie fixe 8 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 5C, la rondelle 17 présente une découpe 17a pour l'insertion d'une clavette ou analogue qui immobilise en rotation la rondelle 17. On a représenté sur le dessin de la figure 6 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 1' actionneur et différents embrayages El, E2, E3 et E5. C'est dans un tel mécanisme de transmission ou moto- réducteur que s'intègre le dispositif d'embrayages 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 à l'un quelconque des modes de réalisation décrits ci-dessus de dispositif d'embrayage double du type à anneau et à bobinage fixe,
- 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 double, qui comporte un organe mécanique d'entrée (1) par lequel la puissance motrice est amenée, deux arbres de sortie (A, A' ) coaxiaux et sur les extrémités en regard desquels l'organe mécanique d'entrée (1) est monté 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 : un circuit magnétique (5), monté sur l'arbre de sortie (A), comprenant une partie fixe (8) en rotation et en translation, dans laquelle est logée la bobine d'électro- aimant (9) et une partie mobile (7), solidaire en rotation de l'arbre de sortie et mobile en translation sous l'effet de la force électromagnétique engendrée lorsque la bobine (9) est alimentée,
- ladite partie mobile (7) du circuit magnétique (5) se déplaçant vers l'organe mécanique d'entrée (1) pour être entraînée par celui-ci lorsque la bobine (9) est alimentée, et jouant ainsi le rôle de platine mobile d'embrayage pour solidariser en rotation l'organe mécanique d'entrée (1) et l'arbre de sortie correspondant (A).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite partie mobile (7) du circuit magnétique (5) présente la forme d'une plaque annulaire avec de larges évidements (Ei à E4) , de manière à diminuer la surface de passage du flux magnétique entre ladite partie fixe (8) et la surface en regard de l'organe mécanique d'entrée (1) .
3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la partie mobile (7) du circuit magnétique est montée solidaire en rotation de l'arbre de sortie correspondant (A) au moyen de deux cannelures (11) opposées.
4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux arbres de sortie (A, A' ) coaxiaux en regard sont identiques.
5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux arbres de sortie (A, A' ) sont coaxiaux, mais ne sont pas identiques, l'extrémité mâle (20') de l'un (A') des deux arbres (A, A' ) de sortie étant montée libre en rotation dans l'extrémité femelle (20) de l'autre arbre de sortie (A) de manière à diminuer la dimension axiale de l'organe mécanique d'entrée (1).
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 4 et 5, caractérisé en ce que les deux arbres de sortie (A, A') comportent un alésage court (12, 12') à leur extrémité en regard, dans lequel une barre (13) unique vient se loger pour rigidifier le dispositif et diminuer la distance de guidage de l'organe mécanique d' entrée (1) .
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, 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, 15'), de manière à accueillir un tube flexible contenant un câble de section carrée.
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la partie fixe
(7) du circuit magnétique (5) est surmontée d'une couronne périphérique (16), de façon à permettre son intégration dans un carter.
9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe mécanique d'entrée (1) est un organe choisi parmi les organes de transmission mécaniques suivants : roue d'entrée, poulie, mécanisme d'entraînement à friction.
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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