PORTE-DISQUES DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION

[0001] L'invention se rapporte à un double embrayage humide pour un chaîne de transmission hybride. Il se rapporte également à un porte-disques d'entrée pour un tel double embrayage humide.

ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE

[0002] Dans le document US2015083546 est décrit une dispositif d'entraînement hybride comportant un moteur à combustion interne et un système d'embrayage intégrant un double embrayage humide et une machine électrique réversible dont le rotor est fixé à un porte-disques d'entrée du double embrayage humide et entouré par le stator. Une telle architecture nécessite une machine électrique de grand diamètre, particulièrement onéreuse dont au moins le rotor se trouve à l'intérieur du carter d'huile contenant le double embrayage humide.

EXPOSE DE L'INVENTION

[0003] L'invention vise à remédier aux inconvénients de l'état de la technique et à proposer des moyens pour permettre une liaison moins contraignante entre une machine électrique et un double embrayage humide, permettant par exemple l'utilisation d'une machine électrique de petit diamètre ou d'une machine électrique non coaxiale avec le double embrayage humide.

[0004] À cet effet, est proposé, selon un premier aspect de l'invention, un porte- disques d'entrée monobloc pour un mécanisme de double embrayage humide, comportant une portée cylindrique de guidage pour un palier de guidage en rotation du porte-disques d'entrée autour d'un axe de référence du porte-disques d'entrée, une première zone d'embrayage comportant un premier jeu de dentures d'entrée de guidage axial tournées radialement vers l'axe de référence et situées à une première distance radiale de l'axe de référence, une deuxième zone d'embrayage comportant un deuxième jeu de dentures d'entrée de guidage axial tournées radialement vers l'axe de référence et situées à une deuxième distance radiale de l'axe de référence inférieure à la première distance, caractérisé en ce que le porte-disques d'entrée comporte en outre une couronne dentée comportant des dents d'engrènement réparties circonférentiellement. La couronne dentée est destinée à engrener avec un pignon, une courroie dentée ou une chaîne de liaison avec une machine électrique, qui peut donc être déportée par rapport à l'axe de référence du porte-disques d'entrée. On peut donc envisager une machine électrique dont l'axe de rotation est parallèle à l'axe de référence et distant de l'axe de référence, voire une machine électrique dont l'axe de rotation n'est pas parallèle à l'axe de référence, par exemple situé dans un plan perpendiculaire à l'axe de référence. [0005] De préférence, la première zone d'embrayage, située radialement à l'extérieur de la deuxième zone d'embrayage, recouvre la deuxième zone d'embrayage.

[0006] En pratique, et suivant un mode de réalisation préféré, la couronne dentée comporte un anneau continu de matière, surmonté d'une denture. Suivant un mode de réalisation, la denture est destinée à engrener avec un pignon. Suivant un autre mode de réalisation, la denture est apte à engrener avec une courroie dentée. Suivant un autre mode de réalisation, la denture est apte à engrener avec une chaîne.

[0007] Suivant un mode de réalisation, la denture est droite. Alternativement, et selon un mode de réalisation préféré, la couronne dentée est à denture oblique. Une telle denture offre notamment l'avantage d'être peu bruyante.

[0008] Suivant un mode de réalisation, les dents d'engrènement de la couronne dentée sont tournées radialement vers l'extérieur par rapport à l'axe de référence. Cette disposition offre une grande liberté de positionnement de la liaison entre la couronne dentée et la machine électrique. Mais la disposition inverse, avec une denture tournée radialement vers l'axe de référence, est également possible.

[0009] Suivant un mode de réalisation, la couronne dentée est située radialement à l'extérieur de la première zone d'embrayage et tournée radialement vers l'extérieur. La couronne peut notamment être axialement en recouvrement avec la première zone d'embrayage, et le cas échéant avec la deuxième zone d'embrayage. Cette disposition sera préférée lorsque peu d'espace est disponible axialement entre le porte-disques d'entrée et la commande d'embrayage.

[0010] Suivant un autre mode de réalisation, la couronne dentée est décalée axialement par rapport à la première zone d'embrayage. Plus spécifiquement, pour accroître la compacité en direction radiale, la couronne dentée est sans recouvrement axial avec la première zone d'embrayage. Le diamètre de la couronne dentée n'est alors pas dépendant du diamètre de la première zone d'embrayage. De préférence, la couronne dentée est également sans recouvrement axial avec la deuxième zone d'embrayage. [0011] De préférence, les dents d'engrènement ont une extrémité libre plus proche de l'axe de référence que la première zone d'embrayage.

[0012] De préférence, la couronne dentée peut notamment être située entre la première zone d'embrayage et la deuxième zone d'embrayage.

[0013] Suivant un mode de réalisation, le porte-disques d'entrée présente une paroi transversale s'étendant radialement au moins de la portée de guidage à la première zone d'embrayage, la couronne dentée étant située d'un côté de la paroi transversale opposé à la première zone d'embrayage et à la deuxième zone d'embrayage. En pratique, la paroi transversale comporte une ou plusieurs premières ouvertures pour l'insertion de pattes d'un premier organe de transmission de force pour commander les disques d'embrayage situés dans la première zone d'embrayage et une ou plusieurs deuxièmes ouvertures pour l'insertion de pattes d'un deuxième organe de transmission de force pour commander les disques d'embrayage situés dans la deuxième zone d'embrayage.

[0014] En pratique, le porte-disques d'entrée comporte des bras de liaison entre la paroi transversale et la couronne dentée. Les bras de liaison peuvent être répartis autour de l'axe de référence du porte-disques d'entrée et former des ouvertures. Ces ouvertures permettent le cas échéant le passage des pattes du premier organe de transmission de force, et le ce cas échéant le passage des pattes du deuxième organe de transmission de force. Les bras de liaison peuvent comporter des nervures et/ou des raidisseurs. Ces nervures ou raidisseurs permettent le cas échéant le passage de couple très important fourni par la machine électrique.

[0015] La portée de guidage peut être tournée radialement vers l'extérieur, mais est de préférence tournée radialement vers l'intérieur. [0016] Suivant un autre aspect de l'invention, celle-ci a trait à un sous-ensemble constitué du porte-disques d'entrée et d'un palier de guidage en rotation fretté ou fixé par tout autre moyen à la portée de guidage. Le palier de guidage peut notamment être un palier à roulement, par exemple un roulement à bille contact oblique. Pour certaines applications, il pourra être avantageux de choisir un roulement acceptant des charges axiales bidirectionnelles, par exemple un roulement à bille à gorges profondes. Ceci sera notamment le cas si la denture de la couronne dentée est oblique.

[0017] Suivant un autre aspect de l'invention, celle-ci a trait à un mécanisme de double embrayage humide comportant : un porte-disques d'entrée tel que décrit précédemment, un voile d'entrée solidaire en rotation du porte-disques d'entrée, un premier voile de sortie comportant un premier jeu de dentures de sortie de guidage axial situées en regard et à distance du premier jeu de dentures d'entrée et une première interface de fixation en rotation à un premier arbre d'entrée de boîte de vitesses, un deuxième voile de sortie comportant un deuxième jeu de dentures de sortie de guidage axial situées en regard et à distance du deuxième jeu de dentures d'entrée et une deuxième interface de fixation en rotation à un deuxième arbre d'entrée de boîte de vitesses, un premier ensemble multidisque d'embrayage disposé entre le premier jeu de dentures d'entrée et le premier jeu de dentures de sortie, un deuxième ensemble multidisque d'embrayage disposé entre le deuxième jeu de dentures d'entrée et le deuxième jeu de dentures de sortie.

[0018] Le premier jeu de dentures de sortie est situé de préférence entre le premier jeu de dentures d'entrée et le deuxième jeu de dentures d'entrée. Le premier ensemble multidisque d'embrayage est de préférence situé radialement à l'extérieur du deuxième ensemble multidisque d'embrayage.

[0019] Suivant un autre aspect de l'invention, celle-ci a trait à un système de double embrayage humide comportant : un mécanisme de double embrayage humide tel que décrit précédemment et une commande d'embrayage comportant un premier actionneur annulaire, un deuxième actionneur annulaire situé radialement à l'intérieur du premier actionneur annulaire, un premier organe de transmission de force du premier actionneur au premier ensemble multidisque d'embrayage au travers d'une ou plusieurs premières ouvertures de passage du porte-disques d'entrée et un deuxième organe de transmission de force du deuxième actionneur au deuxième ensemble multidisque d'embrayage au travers d'une ou plusieurs deuxièmes ouvertures de passage du porte-disques d'entrée. Les deux actionneurs sont coaxiaux. Les deux actionneurs peuvent être disposés axialement en recouvrement l'un avec l'autre, le premier actionneur entourant le deuxième.

[0020] Suivant un mode de réalisation, le premier organe de transmission de force et le deuxième organe de transmission de force s'étendent entre le porte- disques d'entrée et la couronne dentée. La couronne dentée est décalée axialement par rapport aux premier et deuxième organes de transmission de force.

[0021] Suivant un mode de réalisation, la couronne dentée est située radialement à l'extérieur du premier actionneur annulaire.

[0022] Suivant un mode de réalisation le premier actionneur est décalé axialement vers le porte-disques d'entrée par rapport au deuxième actionneur. Cette disposition permet de tirer parti d'un volume disponible constitué par un renfoncement du carter de la boîte de vitesses, autour de l'ouverture de passage des arbres d'entrée de la boîte de vitesses. Le premier organe de transmission de force est disposé de préférence radialement à l'extérieur du deuxième organe de transmission de force. Suivant un mode de réalisation, les organes de transmission de force s'étendent axialement entre les première et deuxième zones d'embrayage et la couronne dentée.

[0023] De préférence, on prévoit un palier de guidage fretté ou fixé par tout moyen à la portée de guidage et assurant un guidage en rotation du mécanisme d'embrayage par rapport à un corps commun au premier actionneur annulaire et au deuxième actionneur annulaire. Il est également envisageable que le palier de guidage soit monté entre le porte-disques d'entrée et l'un des arbres d'entrée de la boîte de vitesses ou une pièce solidaire de l'un des arbres d'entrée de la boîte de vitesses.

[0024] Suivant un mode de réalisation particulièrement compact, compatible avec une couronne dentée de faible diamètre, les bras de liaison du porte-disques d'entrée traversent des ouvertures formées dans par le premier organe de transmission de force. Si l'on cherche à diminuer encore davantage le diamètre de la couronne dentée, on peut prévoir que les bras de liaison du porte-disques d'entrée traversent des ouvertures formées dans le deuxième organe de transmission de force.

[0025] Suivant un autre aspect de l'invention, celle-ci a trait à une chaîne de transmission hybride comportant un moteur électrique, ainsi qu'un mécanisme de double embrayage humide ou un système de double embrayage tel que décrit précédemment, et une liaison cinématique entre le moteur électrique et la couronne dentée. Le moteur électrique peut avantageusement être réversible et permettre la production d'électricité en fonctionnant en charge. De préférence, la liaison cinématique comporte une roue dentée, une courroie dentée ou une chaîne engrenant avec la couronne dentée.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES

[0026] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent : la figure 1, un ensemble de motorisation hybride selon l'invention intégrant un porte-disques d'entrée suivant un premier mode de réalisation de l'invention ; la figure 2, une vue isométrique du porte-disques selon le premier mode de réalisation de l'invention ; la figure 3, un porte-disques selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; la figure 4, un porte-disques selon un troisième mode de réalisation de l'invention ; et la figure 5, un porte-disques selon un quatrième mode de réalisation de l'invention.

[0027] Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l'ensemble des figures.

DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE MODES DE REALISATION

[0028] Sur la figure 1 est illustré un chaîne de transmission hybride 10 entre un premier moteur 12, en l'occurrence un moteur à combustion interne, et deux arbres 22, 24 coaxiaux d'entrée d'une boîte de vitesses, la chaîne de transmission hybride comportant une machine électrique réversible formant un deuxième moteur 14, un système d'embrayage 16 comportant un mécanisme de double embrayage humide 18 et une commande d'embrayage 20, le mécanisme de double embrayage humide 18 tournant autour d'un axe de référence 100 qui est également l'axe des deux arbres

22, 24.

[0029] La chaîne de transmission hybride 10 peut inclure, pour relier le premier moteur 12 à un voile d'entrée 26 du mécanisme de double embrayage humide 18, une première liaison cinématique 28 qui peut comporter le cas échéant un mécanisme de filtra tion de fluctuations de couple 30, par exemple un double volant d'inertie, et un embrayage d'accouplement 32. [0030] Le voile d'entrée 26 est solidaire en rotation d'un porte-disques d'entrée 34 du double embrayage humide 18. Ce porte-disques d'entrée 34 est une pièce monobloc obtenue le cas échéant par soudage de plusieurs pièces en tôle emboutie, et comporte une portée cylindrique de guidage 36 tournée vers l'axe de référence 100 pour un roulement de guidage 38, une paroi transversale 40 s'étendant radialement de la portée de guidage 36 à une jupe extérieure formant une première zone d'embrayage 42, et une jupe intérieure formant une deuxième zone d'embrayage 44 située radialement à l'intérieur de la première zone d'embrayage 42. Les deux zones d'embrayage 42, 44 sont situées axialement d'un même côté de la paroi transversale 40.

[0031] La première zone d'embrayage 42 du porte-disques d'entrée est pourvue d'un premier jeu de dentures d'entrée 46 tournées radialement vers l'axe de référence 100. Le mécanisme de double embrayage humide 18 comporte en outre un premier voile de sortie 48 comportant un premier jeu de dentures de sortie 50 situées en regard et à distance du premier jeu de dentures d'entrée 46 et une première interface de fixation en rotation 52 à un premier arbre d'entrée 22 de la boîte de vitesses. Dans le volume annulaire délimité radialement par la première zone d'embrayage 42 du porte-disques d'entrée 34 et par le premier voile de sortie 48 est logé un premier ensemble multidisque d'embrayage El comportant un premier jeu de disques d'entrée 54 et un premier jeu de disques de sorties 56. Les disques du premier jeu de disques d'entrée 54 sont en prise avec le premier jeu de dentures d'entrée 46 de manière à être solidaires en rotation, mais mobiles en translation axiale, par rapport au porte-disques d'entrée 18. Les disques du premier jeu de disques de sortie 56 sont en prise avec le premier jeu de dentures de sortie 50, de manière à être solidaires en rotation, mais mobiles en translation axiale, par rapport premier voile de sortie 48. Les disques du premier jeu de disques de sortie 56 sont intercalés avec les disques du premier jeu de disque d'entrée 54. Des rondelles élastiques sont disposées entre les disques 54, 56 et tendent à les écarter les uns des autres. Le premier ensemble multidisque d'embrayage El constitue ainsi de façon connue une première liaison cinématique entre le porte-disques d'entrée 34 et le premier voile de sortie 48. [0032] La deuxième zone d'embrayage 44 est pourvue d'un deuxième jeu de dentures d'entrée 58 tournées radialement vers l'axe de référence. Le mécanisme de double embrayage humide 18 comporte en outre un deuxième voile de sortie 60 comportant un deuxième jeu de dentures de sortie 62 situées en regard et à distance du deuxième jeu de dentures d'entrée 58 et une deuxième interface de fixation en rotation 64 à un deuxième arbre d'entrée de boîte de vitesses. Dans le volume annulaire délimité radialement par la deuxième zone d'embrayage 44 du porte- disques d'entrée 34 et par le deuxième voile de sortie 60 est logé un deuxième ensemble multidisque d'embrayage E2 comportant un deuxième jeu de disques d'entrée 66 et un deuxième jeu de disques de sortie 68. Les disques du deuxième jeu de disques d'entrée 66 sont en prise avec le deuxième jeu de dentures d'entrée 58 de manière à être solidaires en rotation, mais mobiles en translation axiale, par rapport au porte-disques d'entrée 34. Les disques du deuxième jeu de disques de sortie 68 sont en prise avec le deuxième jeu de dentures de sortie 62, de manière à être solidaires en rotation, mais mobiles en translation axiale, par rapport deuxième voile de sortie 60. Les disques du deuxième jeu de disques de sortie 68 sont intercalés avec les disques du deuxième jeu de disque d'entrée 66. Des rondelles élastiques sont disposées entre les disques 66, 68 et tendent à les écarter les uns des autres. Le deuxième ensemble multidisque d'embrayage E2 constitue ainsi de façon connue une première liaison cinématique entre le porte-disques d'entrée 34 et le deuxième voile de sortie 60.

[0033] La paroi transversale 40 comporte des premières ouvertures de passage 70 réparties circonférentiellement et débouchant dans le volume délimité par la première zone d'embrayage 42 et le premier voile de sortie 48 et des deuxième ouvertures de passage 72 réparties circonférentiellement et débouchant dans le volume délimité par la deuxième zone d'embrayage 44 et le deuxième voile de sortie 60.

[0034] La commande d'embrayage 20 comporte un premier actionneur annulaire 74, en l'occurrence un actionneur hydraulique, une première butée tournante 76 et un premier organe de transmission de force 78 présentant un corps annulaire 78.1 en appui sur la butée tournante 76 et des pattes 78.2 qui traversent les premières ouvertures de passage 70 du porte-disques d'entrée 34 pour permettre une transmission de force du premier actionneur 74 au premier jeu de disques d'entrée 54, et au premier jeu de disques de sortie 56.

[0035] La commande d'embrayage 20 comporte en outre un deuxième actionneur 80 annulaire, en l'occurrence un actionneur hydraulique, situé radialement à l'intérieur du premier actionneur annulaire 74, une deuxième butée tournant 82 et un deuxième organe de transmission de force 84 présentant un corps annulaire 84.1 en appui sur la butée tournante 82 et des pattes 84.2 qui traversent les deuxièmes ouvertures de passage 72 du porte-disques d'entrée 34 pour permettre une transmission de force du deuxième actionneur 80 au deuxième jeu de disques d'entrée 66 et au deuxième jeu de disques de sortie 68.

[0036] Les deux actionneurs 74, 80 sont formés dans un carter commun 86, qui a vocation à être fixé à un carter de boîte de vitesses. Le premier actionneur 74 est décalé axialement vers le porte-disques d'entrée 34 par rapport au deuxième actionneur 80, qui est destiné à être logé dans un renfoncement du carter de boîte de vitesses autour des arbres d'entrée 22, 24.

[0037] La bague intérieure du roulement 38 de guidage du porte-disques d'entrée 34 est frettée ou fixée par tout moyen au carter 86 des actionneurs 74, 78 ou à une pièce de raccordement 87 annulaire solidaire du carter 86 des actionneurs 74, 78. [0038] Le porte-disques d'entrée 34 comporte en outre une couronne dentée 88 de liaison avec le moteur électrique 14, par une deuxième liaison cinématique 90 qui peut comporter une roue dentée comme illustré sur la figure 1, une courroie dentée, une chaîne ou tout autre organe de liaison cinématique.

[0039] La couronne dentée 88 comporte de préférence un anneau continu de matière 88.2 sur lequel sont formées ou rapportées des dents d'engrènement 88.1. Suivant le mode de réalisation de la figure 1, les dents 88.1 de la couronne dentée 88 sont tournées radialement vers l'extérieur par rapport à l'axe de référence 100 et disposée axialement d'un côté de la paroi transversale 40 opposé à la première zone d'embrayage 42 et à la deuxième zone d'embrayage 44 et radialement plus proche de l'axe de référence 100 que la première zone d'embrayage 42 et la deuxième zone d'embrayage 44 du porte-disques d'entrée 34. En outre, les dents 88.1 de la couronne dentée 88 sont situées radialement à l'extérieur du premier actionneur 74. Le porte-disques d'entrée 34 comporte des bras de liaison 92 entre la paroi transversale 40 et la couronne dentée 88 et des ouvertures entre les bras de liaison. Les bras de liaison 92 traversent des ouvertures 94, 96 formées dans le premier organe de transmission de force 78 et le deuxième organe de transmission de force 84. Les bras de liaison 92 sont soudés à la paroi transversale 40 par transparence au travers de la paroi transversale 40, après que le premier organe de transmission de force 78 et le deuxième organe de transmission de force 84 ont été positionnés, comme illustré sur la figure 2. Les bras de liaison 92 sont également soudés à l'anneau continu de matière 88.2 de la couronne dentée 88.

[0040] La chaîne de transmission hybride 10 ainsi décrit permet d'entraîner les arbres d'entrée 22, 24 de la boîte de vitesses indifféremment à partir du premier moteur 12 (en fermant l'embrayage d'accouplement 32) ou du deuxième moteur 14 (en ouvrant l'embrayage d'accouplement 32). Il permet également d'utiliser la machine électrique réversible constituant le second moteur 14 comme source d'alimentation électrique soit en mode de freinage régénératif (l'embrayage d'accouplement 32 étant ouvert et l'un des étages du double embrayage humide 18 étant fermé) soit en mode de charge (l'embrayage d'accouplement 32 étant fermé et le premier moteur 12 entraînant la machine électrique réversible 14 par l'intermédiaire du porte-disques d'entrée 34, le double embrayage humide 18 pouvant être indifféremment ouvert ou fermé).

[0041] Les figures 3 à 5 illustrent des modes de réalisation du porte-disques d'entrée 34 qui diffèrent du mode de réalisation de la figure 1 essentiellement par le positionnement de la couronne dentée 88. Ainsi le couronne dentée 88 est-elle disposée radialement à l'extérieur de la première zone d'embrayage 42 du porte- disques d'entrée 34 et en recouvrement axial avec les deux zones d'embrayage 42, 44 du porte-disques d'entrée 34 sur la figure 3. La couronne dentée 88 peut être fixée par tout moyen au porte-disques d'entrée 34, notamment par soudage ou frettage. Ce mode de réalisation sera particulièrement adapté à une situation où la compacité axiale de l'ensemble est recherchée davantage que la compacité radiale. Suivant le mode de réalisation de la figure 4, la couronne dentée 88 est située axialement à distance de la paroi transversale 40 d'un côté de la paroi transversale 40 opposé aux première et deuxième zones d'embrayage 42, 44, et radialement à l'extérieur des premières ouvertures de passage 70, 72. De plus, les dents 88.1 de la couronne dentée 88 sont orientées radialement vers l'intérieur par rapport à l'axe de référence 100. La liaison cinématique 90 à la machine électrique peut dans cette hypothèse être réalisée par l'intermédiaire d'un arbre de renvoi. Suivant le mode de réalisation de la figure 5, les bras de liaison 92 de la couronne dentée 88 à la paroi transversale 40 sont situés radialement entre les premières ouvertures de passage 70 les deuxièmes ouvertures de passage 72. Plus spécifiquement, le porte-disques d'entrée 34 est formé par l'assemblage de deux portions annulaires 34.1, 34.2, l'une externe et l'autre interne, en tôle emboutie, soudées l'une à l'autre. Les bras de liaison 92 sont formés directement dans la portion externe 34.1, qui comprend également la première zone d'embrayage 42, alors que la deuxième zone d'embrayage 44 est formée sur la portion interne 34.2. La couronne dentée est rapportée sur les bras 92 de la portion externe, après que l'organe de transmission de force 78 a été positionné entre les bras 92.

[0042] La portée de guidage 36 peut former un chemin de roulement du palier de guidage 38.

[0043] Naturellement, les exemples représentés sur les figures et discutés ci- dessus ne sont donnés qu'à titre illustratif et non limitatif. Il est explicitement prévu que l'on puisse combiner entre eux les différents modes de réalisation illustrés pour en proposer d'autres. [0044] On peut notamment prévoir que la couronne dentée, qui a été représentée à dents droites sur les figures, soit à dents inclinées, pour réduire le niveau de bruit. On peut également envisager une couronne à denture à renvoi d'angle, pour une liaison à une machine électrique dont l'axe de révolution est situé dans un plan perpendiculaire à l'axe de référence. [0045] Les bras de liaison 92 peuvent être sertis ou fixés par tout moyen au porte-disques d'entrée 34. Ils peuvent être solidarisés à la couronne dentée 88 par tout moyen.

[0046] Il est souligné que toutes les caractéristiques, telles qu'elles se dégagent pour un homme du métier à partir de la présente description, des dessins et des revendications attachées, même si concrètement elles n'ont été décrites qu'en relation avec d'autres caractéristiques déterminées, tant individuellement que dans des combinaisons quelconques, peuvent être combinées à d'autres caractéristiques ou groupes de caractéristiques divulguées ici, pour autant que cela n'a pas été expressément exclu ou que des circonstances techniques rendent de telles combinaisons impossibles ou dénuées de sens.