WO2019025688A1 - Actionneur d'embrayage - Google Patents

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Publication number
WO2019025688A1
WO2019025688A1 PCT/FR2018/051751 FR2018051751W WO2019025688A1 WO 2019025688 A1 WO2019025688 A1 WO 2019025688A1 FR 2018051751 W FR2018051751 W FR 2018051751W WO 2019025688 A1 WO2019025688 A1 WO 2019025688A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
housing
axis
guide member
clutch actuator
thrust
Prior art date
Application number
PCT/FR2018/051751
Other languages
English (en)
Inventor
Hervé MAUREL
Christophe Mollier
Original Assignee
Valeo Embrayages
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Embrayages filed Critical Valeo Embrayages
Publication of WO2019025688A1 publication Critical patent/WO2019025688A1/fr

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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
    • F16D29/00—Clutches and systems of clutches involving both fluid and magnetic actuation
    • F16D29/005—Clutches and systems of clutches involving both fluid and magnetic actuation with a fluid pressure piston driven by an electric motor
    • 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
    • F16D28/00—Electrically-actuated 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
    • F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/12—Mechanical clutch-actuating mechanisms arranged outside the clutch as such
    • F16D2023/123—Clutch actuation by cams, ramps or ball-screw mechanisms

Definitions

  • the present invention relates to a clutch actuator, in particular for a transmission system of a motor vehicle.
  • the invention applies particularly, but not exclusively, to the actuation of a single or double clutch whose idle state can be normally engaged or normally disengaged, the actuation of a gearbox synchronizer for manual transmission, when actuating a robotized gearbox, the actuation of a manual gearbox with a double clutch, or the actuation of a coupling clutch of a heat engine with a machine when the latter two are part of a propulsion system of a hybrid vehicle.
  • the clutch actuator makes it possible to move from an engaged state, in which the transmission system makes it possible to transmit a torque or a movement, to a disengaged state, in which such transmission is not performed.
  • the clutch actuator also keeps the system in the engaged or disengaged state.
  • WO2015 / 090316 discloses a clutch actuator comprising a housing, an electric motor mounted on the housing and whose output axis is coupled in rotation to a first gear, a roto-linear type motion transformation device comprising a screw carrying a second pinion meshing with the first pinion and having a nut. The nut cooperates with the screw and is coupled both in rotation and in translation with a thrust member. The thrust member allows to actuate the displacement of a piston of a master cylinder, so as to move a volume of oil.
  • Such an actuator is said to be hydrostatic in that it allows the displacement of a volume of fluid, without, however, generating a flow of hydraulic fluid, the volume of fluid remaining in effect virtually unchanged over time.
  • the thrust member is guided in translation through the housing and is free to rotate relative to said housing.
  • the invention relates to a clutch actuator comprising:
  • an electric motor fixed on the housing comprising an output shaft (71) rotating with axis A,
  • a roto-linear type motion transformation device comprising an input member rotatable about an axis B parallel to the axis A and an output member movable in translation along the axis B, the input member being rotated by the shaft of the electric motor, the output member causing the displacement in translation of a thrust member,
  • the thrust member is rotatably coupled to a guide member separate from the housing and integral with said housing.
  • the guide member may thus be made of a different material and / or using a different process from that of the housing.
  • the guide member is for example made of plastic material by means of an injection molding process.
  • the guide member may also be made by stamping. It is possible to realize the guide member of the complex shapes, because it does not come from material with the housing.
  • the guide member may comprise a radially external cylindrical portion mounted in the housing and connected to the rest of the body of the guiding by a radially extending connection zone, said connecting zone and / or said radially outer cylindrical portion being deformable.
  • connection zone may comprise at least one opening, for example at least one oblong opening, so as to further improve the deformability of the connection zone.
  • the guide member may comprise splines adapted to cooperate with complementary splines of the thrust member.
  • the splines make it possible to couple in rotation the guide member and the thrust member while allowing axial displacement of the thrust member relative to the guide member.
  • the guide member is formed by a separate part of the housing allows for example to be able to demold the guide member during its manufacturing process, even with a large number of flutes.
  • Centering studs may extend radially outwardly from the radially outer cylindrical portion of the guide member.
  • the guide member has tabs extending radially outwardly from the connection zone, said tabs for fixing the guide member on the housing.
  • This attachment is for example made by screwing or riveting.
  • the input member may comprise a screw, the output member comprising a nut.
  • the guide member may comprise a radially inner cylindrical portion pivotally mounted around the input member via a bearing.
  • the bearing is for example a ball bearing or roller.
  • the guide member may comprise a cylindrical centering zone for positioning the bearing.
  • the cylindrical centering zone may be discontinuous.
  • the guide member may comprise a cylindrical guide portion, the thrust member being mounted and guided in said cylindrical guide portion.
  • the guide member may comprise axial openings formed in an annular radial shoulder, said openings being arranged to ensure the passage of studs formed protruding on the thrust member.
  • the input member can be rotated by the shaft of the electric motor, via a gear reducer.
  • the clutch actuator may comprise a hydraulic transmitter comprising a movable piston and actuated by the displacement along the axis B of the output member of the movement transformation device.
  • the actuator comprises an electronic card housed in an electronic box, said electronic box being oriented parallel to the axis A and to the axis B.
  • Such a structure makes it possible to reduce the space requirement, in particular the radial space requirement. that is to say in the direction perpendicular to the axes A and B.
  • the electronic unit comprises a connector connected directly to a complementary connector of the electric motor.
  • the control unit is removed from the motor, except for the area with the connector. This avoids thermal bridges and limits heating of the housing by conduction.
  • the electronics box is attached to the housing.
  • the electronic box and / or the electronic card comprise means of heat dissipation.
  • the electronic box has a body and a lid.
  • the housing body is for example made of reinforced thermoplastic
  • the housing cover being for example made of reinforced thermoplastic.
  • the housing comprises a first portion forming a housing defining an internal volume, and a second generally cylindrical portion extending along the axis B from the first portion;
  • the second part opens into the internal volume of the first part.
  • the first part has a B axis opening.
  • the internal volume of the first part is closed by a cover adapted to be fixed on the first part, for example by snapping, screwing or welding.
  • the housing and cover are made of plastic and are welded to each other by laser welding or ultrasonic welding.
  • the housing comprises at least one breathable zone but impervious to liquids, for example water, or oil, or impermeable to grease.
  • Said permeable zone is formed on the cover of the housing.
  • Said permeable zone is produced by a porous membrane, for example a hydrophobic membrane made of PTFE material.
  • Said membrane is located at one end of an orifice of the housing, in particular an orifice of the lid.
  • Partitions or fins extend from the radially outer surface of the second part of the housing.
  • the said partitions or fins extend along the axis B and circumferentially.
  • the casing of the actuator is fixed to a casing of a gearbox, for example by means of a support.
  • the electric motor is a brushless permanent magnet motor or brushless motor.
  • the motor comprises a body or stator forming a plate or a mounting flange, said plate or flange for fixing the motor body on the housing, for example by means of screws engaged in threads of the second part of the housing .
  • the body has a cylindrical centering portion, engaged and centered in the opening of axis A of the housing.
  • An O-ring is provided between said housing opening and the outer periphery of the cylindrical portion of the body.
  • the body comprises at least one electrical connector, having one or more pins.
  • the axis of the motor extends along the axis A through the opening of the housing, and opens into the internal volume of the first part of the housing.
  • the axis of the motor carries a first pinion having a number Z1 of teeth.
  • a second pinion is mounted crazy, that is to say, freely rotated about an axis or a pin.
  • - Said axis supporting the second pinion is mounted in a hole of the first part of the housing, at a first end, and in a hole of the lid, at a second end.
  • the second pinion meshes with the first pinion supported by the engine.
  • a first washer for example metal, is mounted around the axis, between the cover and the pinion.
  • a second washer for example metallic, is mounted between the pinion and the first part of the housing.
  • a third pinion, axis B, is integral in rotation with a first end of the screw of the motion transformation means.
  • the third gear meshes directly with the second pinion and has a number Z2 of teeth.
  • the three gears are housed in the internal volume of the housing.
  • the reduction ratio of the gearbox formed by the first gear and the third gear that is to say the ratio Z1 / Z2 is between 1 and 5,
  • the sprockets are lubricated with oil or grease.
  • the third pinion is fixed to the rear end of a screw, that is to say at the end located on the side of the lid, by means of a screw and a washer.
  • the third pinion can be attached to the rear end of the screw by fitting and crimping.
  • the screw has a smooth cylindrical portion and a portion having a thread.
  • the thread of said screw has a pitch and a profile compatible with the use of balls engaged in the nets.
  • the housing and / or the cover are made of aluminum, steel or plastic.
  • the gears are made of plastic.
  • the screw is supported by a bearing, for example a ball bearing, near the first end.
  • a bearing for example a ball bearing
  • the bearing comprises an inner ring surrounding the screw and an outer ring housed in the guide member.
  • the guide member is steel, aluminum or plastic.
  • the guide member has a first end located on the side of the first portion of the housing, and a second end opposite at the first end, the guide member having, at its first end, the radially inner cylindrical portion and the radially outer cylindrical portion, connected by the radially extending connecting zone.
  • Each centering stud has two lateral surfaces oblique with respect to the axis B, the stud narrowing towards the front.
  • the legs of the guide member have holes for the engagement of screws.
  • - Said screws are engaged in holes of a fixing plate, for example of generally square shape, mounted in the internal volume of the first part.
  • Each screw is engaged in a thread of the housing.
  • the guide member comprises, in front of the first portion, that is to say opposite the lid relative to the first part, a second cylindrical portion of axis B, having the flutes.
  • Each groove has flanks in the form of involute circle.
  • the guide member comprises a third portion, located in front of the second portion, of generally cylindrical shape and a diameter smaller than the diameter of the second portion, the third portion forming the cylindrical portion of the guiding member of the thrust.
  • An annular radial shoulder is defined between the second portion and the third portion.
  • Openings are formed in said shoulder, for example four regularly distributed openings on the circumference.
  • Each opening having an oblong shape.
  • the outer ring of the bearing is housed with a minimum clearance in the radially inner cylindrical portion of the first portion of the guide member.
  • the radially outer surface of the pads is supported on the inner surface of the second part of the housing.
  • An inner ring is mounted axially between the inner ring of the bearing and the front end of the thread.
  • An outer ring is mounted axially between the outer ring of the bearing and the output member.
  • the nut of the output member has a thread whose pitch and profile are compatible with the use of balls engaged in the threads.
  • the radially outer periphery of the nut has a groove oriented along the axis B.
  • - Said groove has a section in the form of a circular arc.
  • the balls, the thread of the screw and the tapping of the nut are lubricated with grease.
  • the thrust member comprises a first portion located at the rear, of generally cylindrical shape, and a second portion at the front, generally cylindrical in shape and smaller in diameter than the first part.
  • the first part and the second part of the thrust member delimit an annular shoulder extending radially.
  • the first part of the thrust member comprises the grooves cooperating by shape cooperation with the grooves of the guide member.
  • the nut is housed in the first part of the thrust member.
  • the first part of the thrust member comprises a rib engaged in the groove of the nut, so as to couple in rotation the nut and the thrust member.
  • the front end of the nut is supported on the radial shoulder.
  • Said shoulder comprises projecting pads, the pads being for example four in number and being evenly distributed on the circumference.
  • - Said pads have a shape similar to that of the openings of the guide member and are adapted to pass through said openings.
  • the second part of the thrust member is engaged at its front end in the third part of the guide member.
  • the diameter of the second portion of the urging member substantially corresponds to the diameter of the third portion of the guide member.
  • the front end of the thrust member comprises connecting means adapted to connect the internal volume of the second part and the space between the guide member and the housing, in particular the second part of the housing.
  • the hydraulic transmitter is a master cylinder and comprises a body fixed on the housing, in particular on the front end of the second part of the housing, for example by means of a fixing ring.
  • the piston of the hydraulic transmitter is movable along the axis B relative to the body.
  • the piston is biased back by a return spring interposed axially between the corresponding end of the piston and the body.
  • the body further comprises a connection area for connecting a pipe.
  • the movement of the piston causes the displacement of a volume of hydraulic fluid in the pipe, for example oil, so as to actuate a hydraulic receiver, itself able to actuate a clutch.
  • connection area extends parallel to the axis B and offset from said axis B.
  • the front end of the thrust member is in plane support on the rear end of the piston.
  • the surface of the front end of the thrust member and the surface of the rear end of the piston, are radially oriented surfaces.
  • the front end surface of the thrust member is traversed by at least one vent orifice, for example two diametrically opposed vent holes, opening on the one hand in the internal volume of the second part of the push member and secondly in grooves or grooves connecting each orifice to the outer periphery of the front end surface.
  • vent orifice for example two diametrically opposed vent holes
  • Said surface comprises radial grooves, for example six in number.
  • Said surface comprises grooves in the shape of a circular arc, connecting at least some of the grooves.
  • the housing housing the electronic card is fixed on the housing, by means of screws for example.
  • the electronic card and the housing have connectors for electrically connecting the card to the electric motor and at least one body of the vehicle.
  • At least one connector of the box makes it possible to connect the electronic card to a source of electrical energy, for example to the battery of the on-board vehicle network and / or to a CAN bus (Controller Area Network) so as to control the motor; electrical power from the engine control unit (ECU) and / or the clutch control unit (CCU) of the vehicle, these units can implement a monitoring software of the vehicle transmission system.
  • a source of electrical energy for example to the battery of the on-board vehicle network and / or to a CAN bus (Controller Area Network) so as to control the motor; electrical power from the engine control unit (ECU) and / or the clutch control unit (CCU) of the vehicle, these units can implement a monitoring software of the vehicle transmission system.
  • ECU engine control unit
  • CCU clutch control unit
  • One of the connectors is connected to at least one sensor of the vehicle, for example a sensor providing information on the position of a clutch pedal, a sensor providing information on the position of a gear lever, a sensor providing information on the position of a transmission element and / or a sensor providing information on the position of an element of an element of the hydraulic transmitter or the associated hydraulic receiver.
  • a sensor providing information on the position of a clutch pedal
  • a sensor providing information on the position of a gear lever
  • a sensor providing information on the position of a transmission element and / or a sensor providing information on the position of an element of an element of the hydraulic transmitter or the associated hydraulic receiver.
  • the electronic box cover is fixed or snapped onto the housing body.
  • the heat dissipation means of the housing are located at the cover.
  • the heat dissipation means comprise projecting elements, for example fins or cones.
  • the housing containing the electronic card is located in an area of the actuator which is spaced from the housing of the gearbox.
  • the roto-linear type motion transformation device comprises a conventional screw-nut type system or using a ball screw or a roller screw.
  • the gearbox comprises a first pinion coupled in rotation to the motor shaft and a second pinion coupled in rotation to the screw, the first pinion meshing directly with the second pinion.
  • the gearbox comprises one or more reduction stages, for example two reduction stages.
  • the opening of the housing used to mount the motor assembly has areas oriented along an axis C forming an angle between 5 and 25 ° with the axis A and bearing surfaces oriented along the axis A.
  • FIGS. 1 and 2 are perspective views of a clutch actuator according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 3 is an axial sectional view of the actuator;
  • FIGS. 4 and 5 are exploded perspective views of the actuator;
  • FIGS. 6 and 7 are perspective views of the thrust member
  • FIG. 8 is a view in axial section of the thrust member
  • FIG. 9 is a perspective view of the guide member
  • FIGS. 10 to 12 are views illustrating different successive positions of the engine when mounted on the housing of a clutch actuator according to another embodiment.
  • FIGS 1 to 9 illustrate a clutch actuator 1 according to one embodiment of the invention.
  • This comprises a housing 2 comprising a first portion 2a forming a housing defining an internal volume and having an opening 3 of axis A, and a second portion 2b generally cylindrical, extending along an axis B from the first part.
  • the second part 2b opens into the internal volume of the first part 2a.
  • the axis B is parallel to the axis A and is offset with respect to said axis A.
  • the internal volume of the first part 2a can be closed by a cover 4 adapted to be fixed by snapping, screwing or any other appropriate means on the first part 2a.
  • the housing 2 and the cover 4 are for example plastic, these elements 2, 4 can be welded to one another by laser welding or ultrasonic welding.
  • the lid 4 and / or the casing 2 may comprise at least one zone 5 permeable to air but impervious to liquids, for example water, or oil, or even impermeable to grease.
  • a zone 5 is for example made by a porous membrane (visible in FIG. 3), for example a hydrophobic membrane made of expanded PTFE material, said membrane being situated at one end of an orifice 6 of the lid 4.
  • Partitions or fins 7 extend from the radially outer surface of the second portion 2b. Said partitions 7 extend along the axis B and / or circumferentially.
  • the housing 2 of the actuator 1 is for example intended to be fixed to a casing of a gearbox, for example by means of a support not shown.
  • the actuator 1 further comprises an electric motor 8, in particular a brushless permanent magnet motor or "brushless” motor, mounted on the casing 2.
  • the motor 8 comprises a body 9 or stator forming a plate or a flange of 10, said plate or flange 10 for fixing the body 9 of the motor 8 on the housing 2, for example by means of screws 1 1 engaged in threads 12 ( Figure 5) located at the second portion 2b of the housing 2.
  • the body 9 further comprises a cylindrical centering portion 13, engaged and centered in the cylindrical opening 3 of the housing 2.
  • An O-ring 14 may be formed between said opening 3 and the outer periphery of the cylindrical portion 13 of the body 9.
  • the body 9 also comprises at least one electrical connector 15, comprising one or more pins 16 (FIG. 5).
  • the motor 8 further comprises a rotating shaft 17 secured to the rotor of the motor 8.
  • the axis 17 extends along the axis A through the opening 3, and opens into the internal volume of the first portion 2a of the housing 2.
  • the shaft 17 carries a first pinion 18 having a number Z1 of teeth.
  • a second pinion 19 is mounted idle, that is to say freely rotating, about an axis or a pin 20.
  • Said pin 20 is mounted in a hole 21 of the first portion 2a of the housing 2, to a first end, and in a hole 22 of the cover 4, at a second end ( Figure 3).
  • the mounting of the shaft 20 in the holes 21, 22 can be achieved without play.
  • the second pinion 19 meshes with the first pinion 18 supported by the motor 8.
  • a third pinion 24, of axis B, is rotatably connected to a first end 26 of a screw 25.
  • the third pinion 24 meshes directly with the second pinion 19 and has a number Z2 of teeth.
  • the three gears 18, 19, 24 are housed in the internal volume of the housing 2a.
  • the reduction ratio, that is to say the ratio Z1 / Z2 is for example between 1 and 5, in this embodiment.
  • the third pinion 24 is fixed to the rear end 26 of the screw 25, that is to say the end located on the side of the lid 4, by means of a screw 27 and a washer 28.
  • the screw 25 has a smooth cylindrical rear portion 26 and a front portion 29 having a thread.
  • the threading of said screw 25 here comprises a pitch and a profile compatible with the use of balls 30 engaged in the threads.
  • the casing 2 and / or the cover 4 may be made of aluminum, steel or plastic, for example.
  • the pinions 18, 19, 24 are for example made of plastic or steel.
  • the screw 25 is supported by a bearing, here a ball bearing
  • the bearing 31 comprises an inner ring 32 surrounding the screw 25 and an outer ring 33 housed in a guide member 34.
  • the guide member 34 is for example made of steel, aluminum or plastic. This includes a first portion 35 located on the side of the first portion 2a of the housing 2, and a second portion 36 opposite the first portion 35.
  • the guide member 34 comprises, at its first portion 35, a radially inner cylindrical portion 37 and a radially outer cylindrical portion 38, connected by a connecting zone 39 extending radially ( Figure 4).
  • Centering studs 40 (see in particular FIG. 9) extend radially outwardly from the radially outer cylindrical portion 38.
  • Each centering stud 40 has two oblique lateral surfaces 41 with respect to the axis B, the stud 40 narrowing towards the front. Alternatively, the stud 40 can shrink backwards.
  • the connection zone 39 is able to allow a deformation in the radial direction, so as to compensate for any alignment tolerances or possible concentricity defects.
  • the connecting zone 39 may include openings, for example oblong openings, to allow greater deformation in such a case.
  • the mounting of the pads 40 in the housing can be performed without play.
  • the guide member 34 further comprises, at its first portion 35, lugs 42 extending radially outwardly from the connecting zone 39, said lugs 42 having holes 43 allowing the engagement of screws 44. Said screws 44 are also engaged in holes in a fixing plate 45, here of generally square shape, mounted in the internal volume of the first part 2a. Each screw 44 is engaged in a thread of the housing 2.
  • the guide member 34 is thus integral with the housing 2.
  • the second portion 36 is cylindrical with axis B and has splines 46. Each groove 46 has flanks 47 in the form of involute circle ( Figure 9). Other forms can be envisaged.
  • the guide member 34 further comprises a third portion 48, located in front of the second portion 36, of generally cylindrical shape and of a diameter smaller than the diameter of the second portion 36.
  • An annular radial shoulder 49 is thus delimited between the second portion 36 and the third portion 48. Openings 50 are formed in said shoulder 49, here four openings 50 regularly distributed over the circumference, each opening 50 having an oblong shape.
  • the outer ring 33 of the bearing 31 is housed with a minimum clearance in the radially inner cylindrical portion 37 of the first portion 35 of the guide member 34. Furthermore, the radially outer surface of the studs 40 bears on the inner surface of the second portion 2b of the casing 2.
  • the connecting portion 40 provides a certain flexibility to ensure proper centering of the radially inner and outer cylindrical portions 37, 38 of the guide member 34.
  • An inner ring 51 is mounted axially between the inner ring 32 of the bearing 31 and the front end of the thread 29.
  • An outer ring 52 is mounted axially between the outer ring 38 of the bearing 31 and a nut 53.
  • Said nut 53 has a thread whose pitch and profile are compatible with the use of balls 30 engaged in the nets.
  • the radially outer periphery of the nut 53 has a groove 54 ( Figure 4) oriented along the axis B.
  • Said groove 54 has a section in the form of a circular arc.
  • the assembly formed by the nut 53, the screw 25 and the balls 30 thus form a roto-linear type of motion transformation system, that is to say capable of transforming the rotational movement of the screw 25. in a translational movement of the nut 53, with minimum friction, that is to say with a maximum yield.
  • the balls 30, the thread of the screw 25 and the thread of the nut 53 can be lubricated with grease.
  • the nut 53 is coupled in rotation to a thrust member 55.
  • Said thrust member 55 has a first portion 56 located at the rear, of generally cylindrical shape, and a second part 57 located at the front, of general shape cylindrical and of smaller diameter than the first portion 56.
  • the first portion 56 and the second portion 57 of the thrust member 55 thus define an annular shoulder 58 extending radially.
  • the first part 56 comprises splines 59 cooperating by shape cooperation with the splines 46 of the guide member 34.
  • the thrust member 55 is rotatably coupled to the guide member 34 and is slidable relative thereto along the axis B.
  • the nut 53 is housed in the first part 56.
  • the first part 56 comprises a rib 60 (FIG. 6) engaged in the groove 54 of the nut 53 so as to couple in rotation the nut 53 and the thrust member 55. Moreover, the front end of the nut 53 bears on the radial shoulder 58.
  • Said shoulder 58 comprises studs 61 projecting, the studs 61 being here four in number and regularly distributed over the circumference.
  • the pads 61 have a shape similar to that of the openings 50 of the guide member 34 and are able to pass through said openings 50.
  • the second portion 57 of the thrust member 55 is engaged at its front end in the third portion 48 of the guide member 34.
  • the diameter of the second portion 57 of the thrust member 55 substantially corresponds to the diameter of the third portion 48 of the guide member 34.
  • the front end of the thrust member 55 comprises connecting means capable of connecting the internal volume of the second part 57 and the space between the guide member 34 and the casing 2, in particular the second part 2b of housing 2.
  • the actuator 1 further comprises a hydraulic transmitter 62, which is here a master cylinder. It comprises a body 63 fixed on the casing 2, and in particular on the front end of the second part 2a of the casing 2, by means of a fixing ring 64. The latter also comprises a piston 65 ( Figure 3) movable along the axis B relative to the body 63. The piston 65 is biased backwards by a return spring 66 interposed axially between the front end of the piston 65 and the body 63.
  • the body 63 further comprises a connection zone 66a for connecting a pipe.
  • the displacement of the piston 65 causes the displacement of a volume of hydraulic fluid in the pipe, by example of the oil, so as to actuate a hydraulic receiver, itself able to actuate a clutch, as is known per se.
  • the front end of the thrust member 55 is in plane support on the rear end of the piston 65.
  • the surface of the front end of the thrust member 55 and the surface of the rear end of the piston, are radially oriented surfaces. Such a plane support allows a possible offset of the piston and the thrust member 55, so as to avoid constraining the piston and avoid any risk of leakage between the piston and the body.
  • the front end surface of the thrust member 55 is traversed by at least one vent orifice 67, here two diametrically opposite vent ports 67 (FIG. 7) opening on the one hand into the internal volume of the second portion 57 of the thrust member 55 and secondly in grooves 68 or grooves 69 connecting each orifice 67 to the radially outer periphery of the front end surface 70.
  • said surface 70 has radial grooves 69, here six in number, and grooves 68 in the shape of an arc, connecting at least some of the grooves 69.
  • the actuator 1 further comprises a housing 71 housing an electronic card power and / or control, said housing 71 being fixed on the housing 2, by means of screws for example.
  • the electronic card and the housing 71 comprise connectors 72, 73 (FIG. 4) making it possible to electrically connect the card to the electric motor 8 and / or to at least one member of the vehicle (not shown).
  • the connector 72 of the housing 71 is directly connected to the connector 15 of the motor 8, so as to reduce the space requirement and to limit the electromagnetic disturbances.
  • the connector 72 is oriented perpendicular to the housing 71 and to the electronic card.
  • the connector 72 can also connect the ground of the motor 8 to the ground of a control unit of the clutch (CCU) by for example, in addition to the phases of the motor 8 and the position and switching signals of the motor 8.
  • CCU control unit of the clutch
  • connectors 73 making it possible to connect the electronic card to a source of electrical energy, for example to the battery of the on-board vehicle network and / or to a CAN (Controller Area Network) bus so as to control the electric motor at from the engine control unit (ECU) and / or the clutch control unit (CCU) of the vehicle, these units can implement a monitoring software of the vehicle transmission system.
  • One of the connectors 76 may also be connected to at least one sensor of the vehicle, for example a sensor providing information on the position of a clutch pedal, a sensor providing information on the position of a shifter a sensor providing information on the position of a gearbox element and / or a sensor providing information on the position of an element of an element of the hydraulic transmitter 62 or the associated hydraulic receiver.
  • the housing 71 is spaced from the motor 8, so as to avoid thermal bridges and limit heating of the housing 71 and the electronic card by conduction.
  • the housing 71 is oriented in a plane extending parallel to the axes A and B, so as to improve the radial compactness of the actuator 1.
  • the housing 71 comprises a body 74 and a cover 75 fixed or snapped onto the body 74.
  • the housing 71 comprises heat dissipation means, here at the cover.
  • the heat dissipation means comprise fins or projecting elements, for example cones 76, so as to increase the heat exchange surface with the surrounding air.
  • the housing 71 is located in an area of the actuator 1 which is spaced from the housing of the gearbox, this housing forming a heat source.
  • the electric motor 8 is controlled by means of the electronic card, causing the rotation of the shaft 17 and the first pinion 18. The latter then drives in rotation the second pinion 19, the third pinion 24 and the screw 25.
  • the speed of rotation of the screw 25 is a function of the rotation speed of the motor 8 and the reduction ratio Z2 / Z1.
  • the hydraulic transmitter 62 used may be a standard commercial transmitter.
  • the displacement in translation along the axis B of the nut 53 and the thrust member 55 causes the piston 65 and the hydraulic fluid to move in such a way as to control the hydraulic receiver 62.
  • the assembly formed by the screw 25, the balls 30 and the nut 53 can be replaced by a conventional screw-nut type system, whose pitch is smaller or larger. In such a case, it is necessary to adapt the reduction ratio.
  • the apparent pitch may be smaller (several threads), but the actual pitch (or helical pitch) is usually larger to ensure proper yield.
  • the ball screw 25, 30 could also be replaced by a roller screw.
  • the gearbox composed of three pinions 18, 19, 24 can be replaced by a gear comprising a first pinion rotatably coupled to the shaft 17 of the motor 8 and a second pinion coupled in rotation to the rear end 26 of the screw 25, the first pinion meshing directly with the second pinion.
  • the gear unit may comprise one or more reduction stages, for example two reduction stages, as is known from EP 2 860 869 for example.
  • FIGS. 10 to 12 illustrate another embodiment of the invention in which the opening 3 of the housing comprises zones 3a oriented along an axis C forming an angle of between 5 and 25 ° with the axis A and bearing surfaces 3b. oriented along the axis A.
  • the motor 8 When mounting the motor 8 on the casing 2, the motor 8 is engaged along the axis C, from front to rear, so that the shaft 17 carrying the first pinion 18 and the cylindrical centering portion 13 of the body 9 are engaged in the opening 3 ( Figures 10 and 1 1). The motor 8 is then pivoted so as to extend along the axis A, the cylindrical portion 13 of the body 9 then resting on the bearing surfaces 3b of the housing 2 (FIG. 12). The screws 1 1 can then be fixed in the casing 2, in particular in the threads 12 formed in the second part 2a of the casing 2.
  • such an actuator has a compact structure, having a small footprint along the axes A and B and in the direction perpendicular to said axes. Furthermore, it is possible to use many commercial elements, such as for example the hydraulic transmitter 62 or the ball screw 25, 30, for example. The cost of such an actuator is also relatively low and can be easily integrated on existing propulsion systems.

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Abstract

L'invention concerne un actionneur d'embrayage (1) comportant un carter (2), un moteur électrique (8) fixé sur le carter, comportant un arbre de sortie (17) tournant d'axe A, un dispositif de transformation de mouvement de type roto-linéaire (25, 53), comportant un organe d'entrée (25) mobile en rotation autour d'un axe B parallèle à l'axe A et un organe de sortie (53) mobile en translation le long de l'axe B, l'organe d'entrée (25) étant entraîné en rotation par l'arbre (17) du moteur électrique (8), l'organe de sortie (53) entraînant le déplacement en translation d'un organe de poussée (55), l'organe de poussée (55) étant couplé en rotation à un organe de guidage (34) distinct du carter (2) et solidaire dudit carter (2).

Description

Actionneur d'embrayage
La présente invention concerne un actionneur d'embrayage, notamment pour un système de transmission d'un véhicule automobile.
L'invention s'applique notamment, mais non exclusivement, à l'actionnement d'un embrayage simple ou double dont l'état au repos peut être normalement embrayé ou normalement débrayé, à l'actionnement d'un synchroniseur de boîte de vitesses pour transmission manuelle, à l'actionnement d'une boîte de vitesses robotisée, à l'actionnement d'une boîte de vitesses manuelle à double embrayage, ou encore à l'actionnement d'un embrayage de couplage d'un moteur thermique avec une machine électrique lorsque ces deux derniers font partie d'une chaîne de propulsion d'un véhicule hybride.
L'actionneur d'embrayage permet de passer d'un état embrayé, dans laquelle le système de transmission permet la transmission d'un couple ou d'un mouvement, à un état débrayé, dans laquelle une telle transmission n'est pas effectuée. L'actionneur d'embrayage permet également de maintenir le système dans l'état embrayé ou débrayé.
Le document WO2015/090316 divulgue un actionneur d'embrayage comportant un carter, un moteur électrique monté sur le carter et dont l'axe de sortie est couplé en rotation à un premier pignon, un dispositif de transformation de mouvement de type roto-linéaire comportant une vis portant un second pignon engrenant avec le premier pignon et comportant un écrou. L'écrou coopère avec la vis et est couplé à la fois en rotation et en translation avec un organe de poussée. L'organe de poussée permet d'actionner le déplacement d'un piston d'un maître-cylindre, de façon à pouvoir déplacer un volume d'huile.
La rotation de l'axe du moteur entraîne ainsi le déplacement du piston, par l'intermédiaire des pignons et du dispositif de transformation de mouvement. Un tel actionneur est dit hydrostatique en ce qu'il permet le déplacement d'un volume de fluide, sans toutefois générer un débit de fluide hydraulique, le volume de fluide restant en effet quasiment inchangé dans le temps.
Un tel actionneur est également connu du document EP
2 860 869, au nom de la Demanderesse.
Dans ces deux documents, l'organe de poussée est guidé en translation par le carter et est libre en rotation par rapport audit carter.
Il existe un besoin d'améliorer encore le guidage de l'organe de poussée.
A cet effet, l'invention concerne un actionneur d'embrayage comportant :
- un carter,
- un moteur électrique fixé sur le carter, comportant un arbre de sortie (71 ) tournant d'axe A,
- un dispositif de transformation de mouvement de type roto- linéaire, comportant un organe d'entrée mobile en rotation autour d'un axe B parallèle à l'axe A et un organe de sortie mobile en translation le long de l'axe B, l'organe d'entrée étant entraîné en rotation par l'arbre du moteur électrique l'organe de sortie entraînant le déplacement en translation d'un organe de poussée,
caractérisé en ce que l'organe de poussée est couplé en rotation à un organe de guidage distinct du carter et solidaire dudit carter.
L'organe de guidage peut ainsi être réalisé dans un matériau différent et/ou à l'aide d'un procédé différent de celui du carter. L'organe de guidage est par exemple réalisé en matériau plastique à l'aide d'un procédé de moulage par injection. L'organe de guidage peut également être réalisé par emboutissage. Il est possible de réaliser l'organe de guidage des formes complexes, du fait qu'il ne vienne pas de matière avec le carter.
L'organe de guidage peut comporter une partie cylindrique radialement externe montée dans le carter et reliée au reste de l'organe de guidage par une zone de liaison s'étendant radialement, ladite zone de liaison et/ou ladite partie cylindrique radialement externe étant déformables.
Il est ainsi possible de compenser d'éventuelles tolérances d'alignement ou d'éventuels défauts de concentricité lors du montage de l'organe de guidage dans le carter.
La zone de liaison peut comporter au moins une ouverture, par exemple au moins une ouverture oblongue, de façon à améliorer encore la déformabilité de la zone de liaison.
L'organe de guidage peut comporter des cannelures aptes à coopérer avec des cannelures complémentaires de l'organe de poussée.
Les cannelures permettent de réaliser un couplage en rotation de l'organe de guidage et de l'organe de poussée tout en autorisant un déplacement axial de l'organe de poussée par rapport à l'organe de guidage.
Le fait que l'organe de guidage soit réalisé par une pièce distincte du carter permet par exemple de pouvoir démouler l'organe de guidage lors de son procédé de fabrication, même avec un nombre important de cannelures.
Des plots de centrage peuvent s'étendre radialement vers l'extérieur depuis la partie cylindrique radialement externe de l'organe de guidage.
L'organe de guidage comporte des pattes s'étendant radialement vers l'extérieur depuis la zone de liaison, lesdites pattes servant à la fixation de l'organe de guidage sur le carter.
Cette fixation est par exemple réalisée par vissage ou rivetage.
L'organe d'entrée peut comporter une vis, l'organe de sortie comportant un écrou.
L'organe de guidage peut comporter une partie cylindrique radialement interne montée pivotante autour de l'organe d'entrée par l'intermédiaire d'un palier.
Le palier est par exemple un roulement à billes ou à rouleaux. L'organe de guidage peut comprendre une zone de centrage cylindrique pour le positionnement du palier. Avantageusement, la zone de centrage cylindrique peut être discontinue.
L'organe de guidage peut comporter une partie cylindrique de guidage, l'organe de poussée étant monté et guidé dans ladite partie cylindrique de guidage.
L'organe de guidage peut comporter des ouvertures axiales ménagées dans un épaulement radial annulaire, lesdites ouvertures étant agencées pour assurer le passage de plots formés en saillie sur l'organe de poussée.
L'organe d'entrée peut être entraîné en rotation par l'arbre du moteur électrique, par l'intermédiaire d'un réducteur de vitesses.
L'actionneur d'embrayage peut comporter un émetteur hydraulique comportant un piston mobile et actionné par le déplacement selon l'axe B de l'organe de sortie du dispositif de transformation de mouvement.
L'actionneur selon l'invention peut également comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
L'actionneur comporte une carte électronique logée dans un boîtier électronique, ledit boîtier électronique étant orienté parallèlement à l'axe A et à l'axe B. Une telle structure permet de réduire l'encombrement, en particulier l'encombrement radial, c'est-à-dire dans la direction perpendiculaire aux axes A et B.
- Le boîtier électronique comporte un connecteur connecté directement à un connecteur complémentaire du moteur électrique. Une telle caractéristique permet de réduire l'encombrement et limiter les perturbations électromagnétiques. On évite ainsi l'utilisation de moyens de blindage, ce qui permet de réduire les coûts.
- Le boîtier électronique est écarté du moteur, à l'exception de la zone comportant le connecteur. On évite ainsi les ponts thermiques et on limite échauffement du boîtier par conduction. - Le boîtier électronique est fixé au carter.
- Le boîtier électronique et/ou la carte électronique comportent des moyens de dissipation de la chaleur.
- Le boîtier électronique comporte un corps et un couvercle. Le corps du boîtier est par exemple réalisé en thermoplastique renforcé, le couvercle du boîtier étant par exemple réalisé en thermoplastique renforcé.
- Le carter comprend une première partie formant un boîtier délimitant un volume interne, et une seconde partie globalement cylindrique, s'étendant selon l'axe B depuis la première partie ;
- La seconde partie débouche dans le volume interne de la première partie.
- La première partie comporte une ouverture d'axe B.
- Le volume interne de la première partie est fermé par un couvercle apte à être fixé sur la première partie, par exemple par encliquetage, vissage ou soudage.
- Le carter et le couvercle sont en plastique et sont soudés l'un à l'autre par soudage laser ou par soudage à ultra-sons.
- Le carter comporte au moins une zone perméable à l'air mais imperméable aux liquides, par exemple à l'eau, ou à l'huile, ou encore imperméable à la graisse.
- Ladite zone perméable est formée sur le couvercle du carter.
- Ladite zone perméable est réalisée par une membrane poreuse, par exemple une membrane hydrophobe réalisée en matière PTFE.
- Ladite membrane est située au niveau d'une extrémité d'un orifice du carter, en particulier un orifice du couvercle.
- Des cloisons ou ailettes s'étendent depuis la surface radialement externe de la seconde partie du carter.
- Lesdites cloisons ou ailettes s'étendent suivant l'axe B et circonférentiellement. - Le carter de l'actionneur est fixé à un carter d'une boîte de vitesse, par exemple par l'intermédiaire d'un support.
- Le moteur électrique est un moteur à aimants permanents sans balais ou moteur dit « brushless ».
- Le moteur comporte un corps ou stator formant une platine ou une bride de fixation, ladite platine ou bride permettant la fixation du corps du moteur sur le carter, par exemple par l'intermédiaire de vis engagées dans des taraudages de la seconde partie du carter.
- Le corps comporte une partie cylindrique de centrage, engagée et centrée dans l'ouverture d'axe A du carter.
- Un joint torique est ménagé entre ladite ouverture du carter et la périphérie externe de la partie cylindrique du corps.
- Le corps comporte au moins un connecteur électrique, comportant une ou plusieurs broches.
- L'axe du moteur s'étend selon l'axe A au travers de l'ouverture du carter, et débouche dans le volume interne de la première partie du carter.
- L'axe du moteur porte un premier pignon comportant un nombre Z1 de dents.
- Un deuxième pignon est monté fou, c'est-à-dire librement en rotation, autour d'un axe ou d'une goupille.
- Ledit axe supportant le deuxième pignon est monté dans un trou de la première partie du carter, à une première extrémité, et dans un trou du couvercle, à une seconde extrémité.
- Le montage dudit axe dans les trous correspondants est réalisé sans jeu.
- Le deuxième pignon engrène avec le premier pignon supporté par le moteur.
- Une première rondelle, par exemple métallique, est montée autour de l'axe, entre le couvercle et le pignon. - Une seconde rondelle, par exemple métallique, est montée entre le pignon et la première partie du carter.
- Un troisième pignon, d'axe B, est solidaire en rotation d'une première extrémité de la vis des moyens de transformation de mouvement.
- Le troisième pignon engrène directement avec le deuxième pignon et comporte un nombre Z2 de dents.
- Les trois pignons sont logés dans le volume interne du boîtier.
- Le rapport de réduction du réducteur formé par le premier pignon et par le troisième pignon, c'est-à-dire le rapport Z1/Z2 est compris entre 1 et 5,
- Les pignons sont lubrifiés avec de l'huile ou de la graisse.
- Le troisième pignon est fixé à l'extrémité arrière d'une vis, c'est-à-dire à l'extrémité située du côté du couvercle, par l'intermédiaire d'une vis et d'une rondelle.
- Le troisième pignon peut être fixé à l'extrémité arrière de la vis par emmanchement et sertissage.
- La vis comporte une partie cylindrique lisse et une partie présentant un filetage.
- Le filetage de ladite vis comporte un pas et un profil compatibles avec l'utilisation de billes engagées dans les filets.
- Le carter et/ou le couvercle sont réalisés en aluminium, en acier ou en plastique.
- Les pignons sont réalisés en plastique.
- La vis est supportée par un palier, par exemple un roulement à billes, à proximité de la première extrémité.
- Le palier comporte une bague interne entourant la vis et une bague externe logée dans l'organe de guidage.
- L'organe de guidage est en acier, en aluminium ou en plastique.
- L'organe de guidage comporte une première extrémité située du côté de la première partie du carter, et une seconde extrémité opposée à la première extrémité, l'organe de guidage comportant, au niveau de sa première extrémité, la partie cylindrique radialement interne et la partie cylindrique radialement externe, reliées par la zone de liaison s'étendant radialement.
- Chaque plot de centrage présente deux surfaces latérales obliques par rapport à l'axe B, le plot se rétrécissant vers l'avant.
- Les pattes de l'organe de guidage comportent des trous permettant l'engagement de vis.
- Lesdites vis sont engagées dans des trous d'une plaque de fixation, par exemple de forme générale carrée, montée dans le volume interne de la première partie.
- Chaque vis est engagée dans un filetage du carter.
- L'organe de guidage comporte, en avant de la première partie, c'est-à-dire à l'opposé du couvercle par rapport à la première partie, une deuxième partie cylindrique d'axe B, comportant les cannelures.
- Chaque cannelure présente des flancs en forme de développante de cercle.
- L'organe de guidage comporte une troisième partie, située en avant de la deuxième partie, de forme générale cylindrique et d'un diamètre inférieur au diamètre de la deuxième partie, la troisième partie formant la partie cylindrique de guidage de l'organe de poussée.
- Un épaulement radial annulaire est délimité entre la deuxième partie et la troisième partie.
- Des ouvertures sont ménagées dans ledit épaulement, par exemple quatre ouvertures régulièrement réparties sur la circonférence.
- Chaque ouverture présentant une forme oblongue.
- La bague externe du palier est logée avec un jeu minimal dans la partie cylindrique radialement interne de la première partie de l'organe de guidage. - La surface radialement externe des plots est en appui sur la surface interne de la seconde partie du carter.
- Une bague interne est montée axialement entre la bague interne du roulement et l'extrémité avant du filetage.
- Une bague externe est montée axialement entre la bague externe du palier et l'organe de sortie.
- L'écrou de l'organe de sortie présente un taraudage dont le pas et le profil sont compatibles avec l'utilisation de billes engagées dans les filets.
- La périphérie radialement externe de l'écrou comporte une rainure orientée selon l'axe B.
- Ladite rainure a une section en forme d'arc de cercle.
- Les billes, le filetage de la vis et le taraudage de l'écrou sont lubrifiés avec de la graisse.
- L'organe de poussée comporte une première partie située à l'arrière, de forme générale cylindrique, et une seconde partie située à l'avant, de forme générale cylindrique et de plus petit diamètre que la première partie.
- La première partie et la seconde partie de l'organe de poussée délimitent un épaulement annulaire s'étendant radialement.
- La première partie de l'organe de poussée comporte les cannelures coopérant par coopération de forme avec les cannelures de l'organe de guidage.
- L'écrou est logé dans la première partie de l'organe de poussée.
- La première partie de l'organe de poussée comporte une nervure engagée dans la rainure de l'écrou, de manière à coupler en rotation l'écrou et l'organe de poussée.
- L'extrémité avant de l'écrou est en appui sur l'épaulement radial. - Ledit épaulement comporte des plots en saillie, les plots étant par exemple au nombre de quatre et étant régulièrement répartis sur la circonférence.
- Lesdits plots ont une forme similaire à celle des ouvertures de l'organe de guidage et sont aptes à traverser lesdites ouvertures.
- La seconde partie de l'organe de poussée est engagée à son extrémité avant dans la troisième partie de l'organe de guidage.
- Le diamètre de la seconde partie de l'organe de poussée correspond sensiblement au diamètre de la troisième partie de l'organe de guidage.
- L'extrémité avant de l'organe de poussée comporte des moyens de liaison aptes à relier le volume interne de la seconde partie et l'espace situé entre l'organe de guidage et le carter, en particulier la deuxième partie du carter.
- L'émetteur hydraulique est un maître-cylindre et comporte un corps fixé sur le carter, en particulier sur l'extrémité avant de la seconde partie du carter, par exemple l'intermédiaire d'une bague de fixation.
- Le piston de l'émetteur hydraulique est mobile selon l'axe B par rapport au corps.
- Le piston est rappelé vers l'arrière par un ressort de rappel intercalé axialement entre l'extrémité correspondante du piston et le corps.
- Le corps comporte en outre une zone de raccordement servant à raccorder une conduite.
- Le déplacement du piston entraîne le déplacement d'un volume de fluide hydraulique dans la conduite, par exemple de l'huile, de façon à actionner un récepteur hydraulique, lui-même apte à actionner un embrayage.
- La zone de raccordement s'étend parallèlement à l'axe B et de façon décalée par rapport audit axe B.
- L'extrémité avant de l'organe de poussée est en appui plan sur l'extrémité arrière du piston. - La surface de l'extrémité avant de l'organe de poussée et la surface de l'extrémité arrière du piston, sont des surfaces orientées radialement.
- La surface d'extrémité avant de l'organe de poussée est traversé par au moins un orifice d'évent, par exemple deux orifices d'évent diamétralement opposés, débouchant d'une part dans le volume interne de la seconde partie de l'organe de poussée et d'autre part dans des gorges ou rainures reliant chaque orifice à la périphérie externe de la surface d'extrémité avant.
- Ladite surface comporte des rainures radiales, par exemple au nombre de six.
- Ladite surface comporte des gorges en forme d'arc de cercle, reliant certaines au moins des rainures.
- Le boîtier logeant la carte électronique est fixé sur le carter, par l'intermédiaire de vis par exemple.
- La carte électronique et le boîtier comportent des connecteurs, permettant de raccorder électriquement la carte au moteur électrique et à au moins un organe du véhicule.
- Au moins un connecteur du boîtier permet de connecter la carte électronique à une source d'énergie électrique, par exemple à la batterie du réseau de bord du véhicule et/ou à un bus CAN (Controller Area Network) de façon à commander le moteur électrique à partir de l'unité de contrôle moteur (ECU) et/ou de l'unité de contrôle de l'embrayage (CCU) du véhicule, ces unités pouvant mettre en œuvre un logiciel de supervision du système de transmission du véhicule.
- L'un des connecteurs est relié à au moins un capteur du véhicule, par exemple un capteur fournissant une information sur la position d'une pédale d'embrayage, un capteur fournissant une information sur la position d'un levier de vitesses, un capteur fournissant une information sur la position d'un élément de la boîte de vitesses et/ou un capteur fournissant une information sur la position d'un élément d'un élément de l'émetteur hydraulique ou du récepteur hydraulique associé.
- Le couvercle du boîtier électronique est fixé ou encliqueté sur le corps du boîtier.
- Les moyens de dissipation thermique du boîtier sont situés au niveau du couvercle.
- Les moyens de dissipation thermique comportent des éléments en saillie, par exemple des ailettes ou des cônes.
- Le boîtier contenant la carte électronique est situé dans une zone de l'actionneur qui est écartée du carter de la boîte de vitesses.
- Le dispositif de transformation de mouvement de type roto- linéaire comporte un système de type vis-écrou conventionnel ou utilisant une vis à billes ou une vis à rouleaux.
- Le réducteur de vitesses comporte un premier pignon couplé en rotation à l'arbre du moteur et un second pignon couplé en rotation à la vis, le premier pignon engrenant directement avec le second pignon.
- Le réducteur de vitesses comporte un ou plusieurs étages de réduction, par exemple deux étages de réduction.
- L'ouverture du carter servant au montage du montage du moteur comporte des zones orientées suivant un axe C formant un angle compris entre 5 et 25° avec l'axe A et des portées orientées suivant l'axe A.
L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- les figures 1 et 2 sont des vues en perspective d'un actionneur d'embrayage selon une forme de réalisation de l'invention,
- la figure 3 est une vue en coupe axiale de l'actionneur, - les figures 4 et 5 sont des vues éclatées, en perspective, de l'actionneur, - les figures 6 et 7 sont des vues en perspective de l'organe de poussée
- la figure 8 est une vue en coupe axiale de l'organe de poussée,
- la figure 9 est une vue en perspective de l'organe de guidage,
- les figures 10 à 12 sont des vues illustrant différentes positions successives du moteur lors de son montage sur le carter d'un actionneur d'embrayage selon une autre forme de réalisation.
Les figures 1 à 9 illustrent un actionneur d'embrayage 1 selon une forme de réalisation de l'invention. Celui-ci comporte un carter 2 comprenant une première partie 2a formant un boîtier délimitant un volume interne et présentant une ouverture 3 d'axe A, et une seconde partie 2b globalement cylindrique, s'étendant selon un axe B depuis la première partie. La seconde partie 2b débouche dans le volume interne de la première partie 2a. L'axe B est parallèle à l'axe A et est décalé par rapport audit axe A.
Le volume interne de la première partie 2a peut être fermé par un couvercle 4 apte à être fixé par encliquetage, vissage ou tout autre moyen approprié sur la première partie 2a. Le carter 2 et le couvercle 4 sont par exemple en plastique, ces éléments 2, 4 pouvant être soudés l'un à l'autre par soudage laser ou par soudage à ultra-sons.
Le couvercle 4 et/ou le carter 2 peuvent comporter au moins une zone 5 perméable à l'air mais imperméable aux liquides, par exemple à l'eau, ou à l'huile, ou encore imperméable à la graisse. Une telle zone 5 est par exemple réalisée par une membrane poreuse (visible à la figure 3), par exemple une membrane hydrophobe réalisée en matière PTFE expansé, ladite membrane étant située au niveau d'une extrémité d'un orifice 6 du couvercle 4. Des cloisons ou ailettes 7 s'étendent depuis la surface radialement externe de la seconde partie 2b. Lesdites cloisons 7 s'étendent suivant l'axe B et/ou circonférentiellement.
Le carter 2 de l'actionneur 1 est par exemple destiné à être fixé à un carter d'une boîte de vitesse, par exemple par l'intermédiaire d'un support non représenté.
L'actionneur 1 comporte en outre un moteur électrique 8, en particulier un moteur à aimants permanents sans balais ou moteur dit « brushless », monté sur le carter 2. Le moteur 8 comporte un corps 9 ou stator formant une platine ou une bride de fixation 10, ladite platine ou bride 10 permettant la fixation du corps 9 du moteur 8 sur le carter 2, par exemple par l'intermédiaire de vis 1 1 engagées dans des taraudages 12 (figure 5) situés au niveau de la seconde partie 2b du carter 2. Le corps 9 comporte par ailleurs une partie cylindrique de centrage 13, engagée et centrée dans l'ouverture cylindrique 3 du carter 2. Un joint torique 14 peut être ménagé entre ladite ouverture 3 et la périphérie externe de la partie cylindrique 13 du corps 9.
Le corps 9 comporte également au moins un connecteur électrique 15, comportant une ou plusieurs broches 16 (figure 5).
Le moteur 8 comporte en outre un axe tournant 17, solidaire du rotor du moteur 8. L'axe 17 s'étend selon l'axe A au travers de l'ouverture 3, et débouche dans le volume interne de la première partie 2a du carter 2. L'axe 17 porte un premier pignon 18 comportant un nombre Z1 de dents. Un deuxième pignon 19 est monté fou, c'est-à-dire librement en rotation, autour d'un axe ou d'une goupille 20. Ledit axe 20 est monté dans un trou 21 de la première partie 2a du carter 2, à une première extrémité, et dans un trou 22 du couvercle 4, à une seconde extrémité (figure 3). Le montage de l'axe 20 dans les trous 21 , 22 peut être réalisé sans jeu. Le deuxième pignon 19 engrène avec le premier pignon 18 supporté par le moteur 8.
Une première rondelle 23, par exemple métallique, est montée autour de l'axe 20 entre le deuxième pignon 19 et la première partie 2a du carter 2. Une seconde rondelle, par exemple métallique, peut être montée autour de l'axe 20, entre le couvercle 4 et le pignon 19.
Un troisième pignon 24, d'axe B, est solidaire en rotation d'une première extrémité 26 d'une vis 25. Le troisième pignon 24 engrène directement avec le deuxième pignon 19 et comporte un nombre Z2 de dents. Les trois pignons 18, 19, 24 sont logés dans le volume interne du boîtier 2a. Le rapport de réduction, c'est-à-dire le rapport Z1/Z2 est par exemple compris entre 1 et 5, dans cette forme de réalisation. Les pignons
18, 19, 24 peuvent être lubrifiés avec de l'huile ou de la graisse.
Le troisième pignon 24 est fixée à l'extrémité arrière 26 de la vis 25, c'est-à-dire l'extrémité située du côté du couvercle 4, par l'intermédiaire d'une vis 27 et d'une rondelle 28.
La vis 25 comporte une partie arrière cylindrique 26 lisse et une partie avant 29 présentant un filetage.
Le filetage de ladite vis 25 comporte ici un pas et un profil compatibles avec l'utilisation de billes 30 engagées dans les filets.
Le carter 2 et/ou le couvercle 4 peuvent être réalisés en aluminium, en acier ou en plastique par exemple. Les pignons 18, 19, 24 sont par exemple réalisés en plastique ou en acier.
La vis 25 est supportée par un palier, ici un roulement à billes
31 , à proximité de la première extrémité 26. Le palier 31 comporte une bague interne 32 entourant la vis 25 et une bague externe 33 logée dans un organe de guidage 34.
L'organe de guidage 34 est par exemple réalisé en acier, en aluminium ou en plastique. Celui-ci comporte une première partie 35 située du côté de la première partie 2a du carter 2, et une seconde partie 36 opposée à la première partie 35.
L'organe de guidage 34 comporte, au niveau de sa première partie 35, une partie cylindrique radialement interne 37 et une partie cylindrique radialement externe 38, reliées par une zone de liaison 39 s'étendant radialement (figure 4). Des plots de centrage 40 (voir notamment figure 9) s'étendent radialement vers l'extérieur depuis la partie cylindrique radialement externe 38. Chaque plot de centrage 40 présente deux surfaces latérales obliques 41 par rapport à l'axe B, le plot 40 se rétrécissant vers l'avant. En variante, le plot 40 peut se rétrécir vers l'arrière. La zone de liaison 39 est apte à permettre une déformation dans la direction radiale, de manière à compenser d'éventuelles tolérances d'alignement ou d'éventuels défauts de concentricité. La zone de liaison 39 peut comporter des ouvertures, par exemple des ouvertures oblongues, permettant d'autoriser une plus grande déformation dans un tel cas. Le montage des plots 40 dans le carter peut être réalisé sans jeu.
L'organe de guidage 34 comporte en outre, au niveau de sa première partie 35, des pattes 42 s'étendant radialement vers l'extérieur depuis la zone de liaison 39, lesdites pattes 42 comportant des trous 43 permettant l'engagement de vis 44. Lesdites vis 44 sont par ailleurs engagées dans des trous d'une plaque de fixation 45, ici de forme générale carrée, montée dans le volume interne de la première partie 2a. Chaque vis 44 est engagée dans un filetage du carter 2. L'organe de guidage 34 est ainsi solidaire du carter 2.
La deuxième partie 36 est cylindrique d'axe B et comporte des cannelures 46. Chaque cannelure 46 présente des flancs 47 en forme de développante de cercle (figure 9). D'autres formes peuvent être envisagées.
L'organe de guidage 34 comporte en outre une troisième partie 48, située en avant de la deuxième partie 36, de forme générale cylindrique et d'un diamètre inférieur au diamètre de la deuxième partie 36. Un épaulement radial annulaire 49 est ainsi délimité entre la deuxième partie 36 et la troisième partie 48. Des ouvertures 50 sont ménagées dans ledit épaulement 49, ici quatre ouvertures 50 régulièrement réparties sur la circonférence, chaque ouverture 50 présentant une forme oblongue.
La bague externe 33 du palier 31 est logée avec un jeu minimal dans la partie cylindrique radialement interne 37 de la première partie 35 de l'organe de guidage 34. Par ailleurs, la surface radialement externe des plots 40 est en appui sur la surface interne de la seconde partie 2b du carter 2. La partie de liaison 40 assure une certaine flexibilité permettant d'assurer un bon centrage des parties cylindriques radialement interne et externe 37, 38 de l'organe de guidage 34.
Une bague interne 51 est montée axialement entre la bague interne 32 du palier 31 et l'extrémité avant du filetage 29. Une bague externe 52 est montée axialement entre la bague externe 38 du palier 31 et un écrou 53. Ledit écrou 53 présente un taraudage dont le pas et le profil sont compatibles avec l'utilisation de billes 30 engagées dans les filets. La périphérie radialement externe de l'écrou 53 comporte une rainure 54 (figure 4) orientée selon l'axe B. Ladite rainure 54 a une section en forme d'arc de cercle.
L'ensemble formé par l'écrou 53, la vis 25 et les billes 30 forment un ainsi un système de transformation de mouvement de type roto- linéaire, c'est-à-dire apte à transformer le mouvement de rotation de la vis 25 en un mouvement de translation de l'écrou 53, avec des frottements minimums, c'est-à-dire avec un rendement maximum. Les billes 30, le filetage de la vis 25 et le taraudage de l'écrou 53 peuvent être lubrifiés avec de la graisse.
L'écrou 53 est couplé en rotation à un organe de poussée 55. Ledit organe de poussée 55 comporte une première partie 56 située à l'arrière, de forme générale cylindrique, et une seconde partie 57 située à l'avant, de forme générale cylindrique et de plus petit diamètre que la première partie 56. La première partie 56 et la seconde partie 57 de l'organe de poussée 55 délimitent ainsi un épaulement annulaire 58 s'étendant radialement.
La première partie 56 comporte des cannelures 59 coopérant par coopération de forme avec les cannelures 46 de l'organe de guidage 34. De cette manière, l'organe de poussée 55 est couplé en rotation à l'organe de guidage 34 et est apte à coulisser par rapport à celui-ci le long de l'axe B.
L'écrou 53 est logé dans la première partie 56. La première partie 56 comporte une nervure 60 (figure 6) engagée dans la rainure 54 de l'écrou 53 de manière à coupler en rotation l'écrou 53 et l'organe de poussée 55. Par ailleurs, l'extrémité avant de l'écrou 53 est en appui sur l'épaulement radial 58.
Ledit épaulement 58 comporte des plots 61 en saillie, les plots 61 étant ici au nombre de quatre et étant régulièrement répartis sur la circonférence. Les plots 61 ont une forme similaire à celle des ouvertures 50 de l'organe de guidage 34 et sont aptes à traverser lesdites ouvertures 50.
La seconde partie 57 de l'organe de poussée 55 est engagée à son extrémité avant dans la troisième partie 48 de l'organe de guidage 34. En particulier, le diamètre de la seconde partie 57 de l'organe de poussée 55 correspond sensiblement au diamètre de la troisième partie 48 de l'organe de guidage 34.
L'extrémité avant de l'organe de poussée 55 comporte des moyens de liaison aptes à relier le volume interne de la seconde partie 57 et l'espace situé entre l'organe de guidage 34 et le carter 2, en particulier la deuxième partie 2b du carter 2.
L'actionneur 1 comporte en outre un émetteur hydraulique 62, qui est ici un maître-cylindre. Celui-ci comporte un corps 63 fixé sur le carter 2, et en particulier sur l'extrémité avant de la seconde partie 2a du carter 2, par l'intermédiaire d'une bague de fixation 64. Celui-ci comporte en outre un piston 65 (figure 3) mobile selon l'axe B par rapport au corps 63. Le piston 65 est rappelé vers l'arrière par un ressort de rappel 66 intercalé axialement entre l'extrémité avant du piston 65 et le corps 63. Le corps 63 comporte en outre une zone de raccordement 66a servant à raccorder une conduite. Le déplacement du piston 65 entraîne le déplacement d'un volume de fluide hydraulique dans la conduite, par exemple de l'huile, de façon à actionner un récepteur hydraulique, lui- même apte à actionner un embrayage, comme cela est connu en soi.
L'extrémité avant de l'organe de poussée 55 est en appui plan sur l'extrémité arrière du piston 65. La surface de l'extrémité avant de l'organe de poussée 55 et la surface de l'extrémité arrière du piston, sont des surfaces orientées radialement. Un tel appui plan autorise un éventuel désaxage du piston et de l'organe de poussée 55, de façon à éviter de contraindre le piston et éviter tout risque de fuite entre le piston et le corps.
La surface d'extrémité avant de l'organe de poussée 55 est traversé par au moins un orifice d'évent 67, ici deux orifices d'évent 67 diamétralement opposés (figure 7), débouchant d'une part dans le volume interne de la seconde partie 57 de l'organe de poussée 55 et d'autre part dans des gorges 68 ou rainures 69 reliant chaque orifice 67 à la périphérie radialement externe de la surface d'extrémité avant 70. En particulier, ladite surface 70 comporte des rainures radiales 69, ici au nombre de six, et des gorges 68 en forme d'arc de cercle, reliant certaines au moins des rainures 69.
L'actionneur 1 comporte en outre un boîtier 71 logeant une carte électronique de puissance et/ou de commande, ledit boîtier 71 étant fixé sur le carter 2, par l'intermédiaire de vis par exemple.
La carte électronique et le boîtier 71 comportent des connecteurs 72, 73 (figure 4), permettant de raccorder électriquement la carte au moteur électrique 8 et/ou à au moins un organe du véhicule (non représenté). Le connecteur 72 du boîtier 71 est connecté directement au connecteur 15 du moteur 8, de façon à réduire l'encombrement et limiter les perturbations électromagnétiques. Le connecteur 72 est orienté perpendiculairement au boîtier 71 et à la carte électronique.
On évite ainsi l'utilisation de moyens de blindage, ce qui permet de réduire les coûts.
Le connecteur 72 peut également connecter la masse du moteur 8 à la masse d'une unité de contrôle de l'embrayage (CCU) par exemple, en plus des phases du moteur 8 et des signaux de position et de commutation du moteur 8.
D'autres connecteurs 73 permettant de connecter la carte électronique à une source d'énergie électrique, par exemple à la batterie du réseau de bord du véhicule et/ou à un bus CAN (Controller Area Network) de façon à commander le moteur électrique à partir de l'unité de contrôle moteur (ECU) et/ou de l'unité de contrôle de l'embrayage (CCU) du véhicule, ces unités pouvant mettre en œuvre un logiciel de supervision du système de transmission du véhicule. L'un des connecteurs 76 peut également être relié à au moins un capteur du véhicule, par exemple un capteur fournissant une information sur la position d'une pédale d'embrayage, un capteur fournissant une information sur la position d'un levier de vitesses, un capteur fournissant une information sur la position d'un élément de la boîte de vitesses et/ou un capteur fournissant une information sur la position d'un élément d'un élément de l'émetteur hydraulique 62 ou du récepteur hydraulique associé.
Par ailleurs, hormis la zone des connecteurs 72 du boîtier 71 et du moteur 8, le boîtier 71 est écarté du moteur 8, de façon à éviter les ponts thermiques et limiter échauffement du boîtier 71 et de la carte électronique par conduction.
Le boîtier 71 est orienté dans un plan s'étendant parallèlement aux axes A et B, de façon à améliorer la compacité radiale de l'actionneur 1 .
Le boîtier 71 comporte un corps 74 et un couvercle 75 fixé ou encliqueté sur le corps 74. Le boîtier 71 comporte des moyens de dissipation thermique, ici au niveau du couvercle. Les moyens de dissipation thermique comportent des ailettes ou des éléments en saillie, par exemple des cônes 76, de manière à augmenter la surface d'échange thermique avec l'air environnant. Le boîtier 71 est situé dans une zone de l'actionneur 1 qui est écartée du carter de la boîte de vitesses, ce carter formant une source de chaleur.
En fonctionnement, le moteur électrique 8 est commandé à l'aide de la carte électronique, entraînant la rotation de l'axe 17 et du premier pignon 18. Ce dernier entraîne alors en rotation le deuxième pignon 19, le troisième pignon 24 et la vis 25. La vitesse de rotation de la vis 25 est fonction de la vitesse de rotation du moteur 8 et du rapport de réduction Z2/Z1 .
La rotation de la vis 25 entraîne le déplacement de l'écrou 53 selon l'axe B. Ce dernier étant en appui axial sur l'épaulement 58, l'organe de poussée 55 est alors déplacé suivant l'axe B entre une première position extrême, illustrée à la figure 3, dans laquelle l'écrou 53 est en appui sur la bague externe 52, et une seconde position extrême dans laquelle les plots 61 de l'organe de poussée 55 sont en butée sur la face radiale arrière du corps 63 de l'émetteur hydraulique. Ces deux positions extrêmes correspondent par exemple à des positions embrayée et débrayée de l'embrayage.
L'émetteur hydraulique 62 utilisé peut être un émetteur standard du commerce.
Le déplacement en translation, selon l'axe B, de l'écrou 53 et de l'organe de poussée 55, entraîne le déplacement du piston 65 et du fluide hydraulique de manière à commander le récepteur hydraulique 62.
Lors du déplacement axial de l'écrou 53, de l'air peut traverser les orifices d'évent 67, les rainures 69 et les gorges 68, de manière à ce que l'air piégé dans le volume interne de la seconde partie 57 de l'organe de poussée 55 puisse s'échapper vers l'extérieur en traversant l'espace situé entre la seconde partie 2b du carter 2 et l'organe de guidage 34 notamment, et en traversant la zone 5 perméable à l'air du couvercle 4. De cette manière, on évite que cet air traverse et vienne polluer la graisse permettant de lubrifier les billes 30. Selon une forme de réalisation non représentée, l'ensemble formés par la vis 25, les billes 30 et l'écrou 53 peut être remplacé par un système de type vis-écrou conventionnel, dont le pas est plus réduit ou plus important. Dans un tel cas, il est nécessaire d'adapter le rapport de réduction.
Le pas apparent peut être plus réduit (plusieurs filets), mais le pas réel (ou pas hélicoïdal) est généralement plus grand pour assurer un rendement correct.
La vis à billes 25, 30 pourrait également être remplacée par une vis à rouleaux.
Par ailleurs, le réducteur composé des trois pignons 18, 19, 24 peut être remplacé par un réducteur comportant un premier pignon couplé en rotation à l'arbre 17 du moteur 8 et un second pignon couplé en rotation à l'extrémité arrière 26 de la vis 25, le premier pignon engrenant directement avec le second pignon.
Le réducteur peut comporter un ou plusieurs étages de réduction, par exemple deux étages de réduction, comme cela est connu du document EP 2 860 869 par exemple.
Les figures 10 à 12 illustrent une autre forme de réalisation de l'invention dans laquelle l'ouverture 3 du carter comporte des zones 3a orientées suivant un axe C formant un angle compris entre 5 et 25° avec l'axe A et des portées 3b orientées suivant l'axe A.
Lors du montage du moteur 8 sur le carter 2, le moteur 8 est engagé suivant l'axe C, de l'avant vers l'arrière, de sorte que l'axe 17 portant le premier pignon 18 et la partie cylindrique de centrage 13 du corps 9 sont engagés dans l'ouverture 3 (Figures 10 et 1 1 ). Le moteur 8 est ensuite basculé de manière à s'étendre suivant l'axe A, la partie cylindrique 13 du corps 9 venant alors reposer sur les portées 3b du carter 2 (Figure 12). Les vis 1 1 peuvent alors être fixées dans le carter 2, en particulier dans les taraudages 12 ménagés dans la seconde partie 2a du carter 2.
Quelle que soit la forme de réalisation envisagée, un tel actionneur présente une structure compacte, présentant un faible encombrement selon les axes A et B et selon la direction perpendiculaire auxdits axes. Par ailleurs, il est possible d'utiliser de nombreux éléments du commerce, tels par exemple que l'émetteur hydraulique 62 ou la vis à billes 25, 30, par exemple. Le coût d'un tel actionneur est par ailleurs relativement faible et peut être intégré aisément sur les systèmes de propulsion existants.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Actionneur d'embrayage (1 ) comportant :
- un carter (2),
- un moteur électrique (8) fixé sur le carter, comportant un arbre de sortie (17) tournant d'axe A,
- un dispositif de transformation de mouvement de type roto- linéaire (25, 53), comportant un organe d'entrée (25) mobile en rotation autour d'un axe B parallèle à l'axe A et un organe de sortie (53) mobile en translation le long de l'axe B, l'organe d'entrée (25) étant entraîné en rotation par l'arbre (17) du moteur électrique (8), l'organe de sortie (53) entraînant le déplacement en translation d'un organe de poussée (55), caractérisé en ce que l'organe de poussée (55) est couplé en rotation à un organe de guidage (34) distinct du carter (2) et solidaire dudit carter (2).
2. Actionneur d'embrayage (1 ) selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'organe de guidage (34) comporte une partie cylindrique radialement externe (38) montée dans le carter (2) et reliée au reste de l'organe de guidage (34) par une zone de liaison (39) s'étendant radialement, ladite zone de liaison (39) et/ou ladite partie cylindrique radialement externe (38) étant déformables.
3. Actionneur d'embrayage (1 ) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'organe de guidage (34) comporte des cannelures (46) aptes à coopérer avec des cannelures complémentaires (59) de l'organe de poussée (55).
4. Actionneur d'embrayage (1 ) selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que des plots de centrage (40) s'étendent radialement vers l'extérieur depuis la partie cylindrique radialement externe (38) de l'organe de guidage (34).
5. Actionneur d'embrayage (1 ) selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'organe de guidage (34) comporte des pattes (42) s'étendant radialement vers l'extérieur depuis la zone de liaison (39), lesdites pattes (42) servant à la fixation de l'organe de guidage (34) sur le carter (2).
6. Actionneur d'embrayage (1 ) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'organe d'entrée comporte une vis (25), l'organe de sortie comportant un écrou (53).
7. Actionneur d'embrayage selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'organe de guidage (34) comporte une partie cylindrique radialement interne (37) montée pivotante autour de l'organe d'entrée (25) par l'intermédiaire d'un palier (31 ).
8. Actionneur d'embrayage selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'organe de guidage (34) comporte une partie cylindrique de guidage (48), l'organe de poussée (55) étant monté et guidé dans ladite partie cylindrique de guidage (48).
9. Actionneur d'embrayage selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'organe d'entrée (25) est entraîné en rotation par l'arbre (17) du moteur électrique (8), par l'intermédiaire d'un réducteur de vitesses (18, 19, 24).
10. Actionneur d'embrayage (1 ) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte un émetteur hydraulique (62) comportant un piston mobile (65) et actionné par le déplacement selon l'axe B de l'organe de sortie (53) du dispositif de transformation de mouvement.
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