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DEMANDE DE BREVET D'INVENTION Mécanisme d'embrayage et de changement de vitesse.
L'invention se l'apporte à un mécanisme d'embrayage et de changement de vitesse du type dans lequel un dispositif de renversement de marche à train planétaire est combiné avec un ou plusieurs autres trains planétaires constituant des dispositifs de changement de vitesse.
L'un des buts de l'invention est de monter le dis- positif de renversement de Enrobe de manière à lui faire supporter une fatigue minimum. A cet effet, suivant l'inven- tion, le dispositif de renversement de marche est intercalé entre l'arbre moteur et le dispositif de changement de vi- tesse, de façon que ce dispositif de renversement de marche n'ait qu'à supporter le couple moteur, quelle que soit la
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combinaison de vitesse utilisée dans le dispositif de changement de vitesse. De plus, le dispositif de renverse- ment de marche comporte entre la position de raarche avant et position de marche arrière une position neutre dans laquelle toute transmission de mouvement est supprimée entre l'arbre moteur et le dispositif de changement de vitesse.
Enfin, pour éviter le déplacement axial du support des roues satellites, un manchon denté solidaire en rota- tion de ce support peut se déplacer axialement et s'engager soit avec le carter fixe, soit avec les dents de l'une des roues du train planétaire . un autre but de l'invention est de réaliser le dispositif de renversement de marche de manière à obtenir dans les deux sens des vitesses égales, ce qui est avanta- geux pour certaines applications, telles que automotrices, locotracteurs, etc.. On parvient à ce résultat, suivant l'invention, en utilisant des satellites étagés entre les roues planétaires du dispositif de renversement de marche.
En utilisant en combinaison avec le dispositif de renversement de marche plusieurs trains planétaires mul- tiplicateurs ou démultiplicateurs, ou à la fois multiplica- teurs et démultiplicateurs, on peut obtenir un nombre quelconque de vitesses avant et arrière.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'arbre récepteur du dispositif de changement de vitesse commande directement des organes propulseurs situés entre la source de force motrice et la boîte de vitesses: cette application peut 'être intéressante dans le cas de certains véhicules à roues avant motrices .
Un dispositif de blocage permet en outre de maintenir à l'arrêt l'arbre récepteur, indépendamment de toute énergie électrique, afin dtassurer dans tous les cas
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l'arrête cet arbre .
Enfin, une pompe à huile est entraînée par l'arbre moteur, afin d'assurer dans tous les cas le graissage de l'ensemble du mécanisme, même lorsque le dispositif de renversement de marche est en position neutre ,
Grâce aux dispositions ci-dessus, on peut réaliser un mécanisme d'embrayage et de changement de vitesse robuste, homogène, dtun fonctionnement certain, silencieux de bon rendement, bien lubrifié et facilement adaptable sur tout type de véhicule .
Aux dessins annexés sont représentés, à titre d'exemples, quelques modes de réalisation de l'invention.
La figure 1 représente en coupe longitudinale une botte à quatre vitesses ayant à commande électrique, avec marche arrière à commande mécanique .
La figure 2 représente une variante de la botte représentée à la figure 1 prévue pour actionner en prise directe des roues ou moyens propulseurs situés entre l'organe moteur et la boite de vitesses..
Les figures 3 et 4 montrent de face et de profil, une variante de la boîte représentée à la figure 2.
La figure 5 représente une boîte à deux vitesses avant et marche arrière à commandes électriques .
La figure 6 représente une variante de la figure 5, également prévue pour actionner les roues ou moyens propul- seurs situés entre l'organe moteur et la boite de vitesses.
La figure 7 représente une coupe longitudinale d'un mécanisme donnant huit vitesses en marche avant et en marche arrière égales, le renversement de marche étant à commande électrique avec point mort .
La figure 8 représente un détail du mécanisme de la figure 7.
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La figure 9 montre une modification de renverse- ment de marche, lorsque celui-ci est à commande mécanique.
La figure 10 est une coupe de la pompe de lubrifi- cation suivant la ligne 10-10 de la figure 1.
Le dispositif représenté à la figure 1 se compose de deux trains cycloîdaux contrôlés par des électro-aimants 1,2,3,4.
L'électro-tournant 1 est solidaire du planétaire moteur 5.
Ltélectro-tournant 4 est solidaire de l'arbre récepteur 6 qui se prolonge au centre jusqu'au palier avant 7 de la boîte.
L'électro fixe 2 et 1 électro fixe 5 sont solidai- res du carter 8.
Une armature 9 solidaire du pi gnon planétaire fou 10 peut s'accoupler, soit à ltélectro tournant 1, soit à l'électro fixe 2.
Une autre armature 11 solidaire du pignon planétai- re 12 peut s'accoupler, soit à l'électro fixe 3, soit à l'électro tournant 4 .
Le porte-satellite 13 du premier train d'engrenages est solidaire du planétaire 14 du second train. Sur ce porte-satellites 13 sont montés rotativement les satellites 21 et 22 ayant des diamètres différents, mais solidaires entre eux, et engrenant respectivement avec le planétaire 23 solidaire du planétaire 5 et avec le planétaire 10.
Le porte-satellites 15 du second train est soli- daire de l'arbre récepteur 6, et il porte les satellites 24 engrenant avec les planétaires 12 et 14.
Le planétaire moteur 5 reçoit le mouvement de l'arbre moteur 16 par l'intermédiaire d'un train auxiliaire se trouvant en avant dans le carter ; le porte-satellites 17 de ce train peut être déplacé suivant son axe de rotation
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au moyen de la fourchette 18 du levier 19. La flèche f1 correspond au fonctionnement en marche avant. La flèche f2 correspond au fonctionnement en marche arrière. La position intermédiaire représentée par le dessin correspond à la position neutre ou point mort. Le porte-satellites 17 porte les satellites 25 engrenant avec le planétaire 5 et avec le planétaire 26 solidaire de l'arbre moteur 16.
La fourchette 18 étant poussée suivant la flèche f1 de façon à 'engager la denture 20 du porte-satellites 17 dans la denture du planétaire 5 pour rendre ainsi ce planétaire 5 solidaire de l'arbre moteur 16, on obtient les diversea vitesses avant suivantes : première vitesse. On excite les électros 2 et 3, les planétaires 10 et 12 sont immobilisés. On obtient ainsi deux démultiplications successives, une dans chaque train.
Deuxième vitesse. On excite les électros 2 et 4 on obtient la démultiplication dans le premier train et le second train est en prise directe ,
Troisième vitesse.On excite les électros 1 et 3, le premier train est en prise directe, le second train donne la démultiplication.
Quatrième vitesse. On excite les électroa 1 et 4, les deux trains sont en prise directe .
Soit par l'utilisation de satellites étagés 21 et 22 ainsi que le montre le dessin, soit par tout autre moyen (dimensions des engrenages, etc..) la démultiplication du premier train en jeu dans la deuxième vitesse est plus grande que celle du second train en jeu dans la troisième vitesse. On obtient ainsi une gamme de 4 vitesses judicieu- sement étagées et dont la quatrième est en prise directe.
Marche arrière. Pour obtenir la marche arrière, le porte-satellites 17 est poussé suivant la flèche f2 et
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sa denture 20 pénètre à l'intérieur de la couronne dentée fixe 27, où il se trouve immobilisé .
L'arbre moteur 16, attaquant par son pignon 26 les satellites 25 du porte-satellites 17, ces satellites, dont les axes sont fixes, poussent en sens inverse le pla- nétaire 5. On obtient ainsi sur ce planétaire 5 une marche arrière réduite, qui peut encore au besoin être diminuée à volonté par la mise en jeu des éléments magnétiques 1,2, 5 et 4 donnant l'une quelconque des vitesses intermédiaires.
La figure 2 , ainsi qu'il est dit plus haut, re- présente un mécanisme analogue à celui de la figure 1, mais dans lequel le petit planétaire 23' est solidaire de l'ar- mature 9, le grand planétaire 10' étant rendu solidaire du planétaire moteur 5 ; en outre, l'arbre moteur 16' traverse tout l'ensemble et peut ainsi être entraîné par le moteur du côté de la sortie de ltarbre récepteur 6'.Dans ce cas, l'arbre récepteur 6' peut attaquer directement par vis, pignons ou autres moyens, les organes à mouvoir, tels que l'arbre 28. Dans la figure 2, l'axe de la boîte est perpen- diculaire à l'axe de rotation des organes à mouvoir .
Dans les figures 3 et 4, l'axe de la boîte de vitesse représentée par son carter 8, est parallèle à l'axe de rotation 28 des organes attaqués, le moteur étant
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représenté schématiquemen.1 en w9.
On conçoit d'autre part qu'il est possible de tram mettre le mouvement entre les axes 16'et 28 situés dans des plans différents, même s'ils font entre eux un angle quel- conque ,
La figure 5 représente un mécanisme où se re- trouvent les mêmes caractéristiques que dans la première fi-
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gure, mais dans lequel on n'a prévu que deux vitesses avant et où on obtient électriquement le passage en marche ar- rière et en marche avant .
Le fonctionnement est le suivant :
Marche avant en première vitesse.On excite l'élec- tro tournant 31, solidaire de l'arbre moteur 30 et ltélec- tro-fixe 33 solidaire du carter 35. Le porte-satellites 36 solidaire de l'armature 37 est ainsi entraîné à la vitesse de l'arbre moteur 30, et par les satellites 38, le planétai- re 39. et par suite le planétaire 40 tournant aussi à la vitesse de l'arbre moteur 30. D'autre part, le planétaire 41, solidaire de l'armature 42, est immobilisé, et on obtient sur le porte-satellites 43 et par suite sur l'arbre récepteur 44 (qui va prendre appui vers le palier avant 45 de la boîte) une vitesse réduite .
Marche avant en deuxième vitesse. On excite ltélectro tournant 31 solidaire de l'arbre moteur 30 et l'électro tournant 34 solidaire de l'arbre récepteur 44, sur lequel on obtient ainsi la commande en prise directe.
.-arche arrière. La= marche arrière s'obtient en excitant l'électro fixe 32. Le'porte-satellites 36 est immobilisé. L'arbre moteur 30 attaquant par son pignon 46 les satellites 38 du porte-satellites 36 immobilisé, ces derniers poussent en sens inverse le planétaire 3 . On obtient ainsi sur ce planétaire une marche arrière réduite qui peut être transmise, soit directement, soit après nou- velle réduction , à l'arbre récepteur 44.
La figure 6 représente un mécanisme analogue à celui de la figure 5, mais dans lequel l'arbre moteur 30' et l'arbre récepteur 44' sont disposés comme dans la figure 2 pour permettre de commander directement un organe 28t disposé entre le moteur et la boite de vitesses .
La figure 7 représente un mécanisme à huit vitesses,
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et renversement de marche pouvant donner des vitesses avant et arrière de même valeur .
L'ensemble se compose d'un train cycloïdal auxi- liaire situé vers la gauche de la figure, utilisé, pour le renversement de marche, suivi de trois trains cycloldaux permettant d'obtenir les diverses vitesses .
Tous ces trairs sont contrôlés par des électro-
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aimants 5j,5,53s5455,56., ,5? et 58.
Les électros tournants 51 et 53 sont respective- ment solidaires de l'arbre moteur 47 et des planétaires 48 et 49. L'éledtro tournant 56 est solidaire du porte-satelli- tes 50; l'électro 57 est solidaire du porte-satellites 50 et du grand planétaire 59.
Les électros fixes 52, 54, 55 et 58 sont solidaires du carter 60.
Entre ces électros se trouvent les armatures 61, 62, 63 et 64 respectivement solidaires du porte-satellites 65, du grand planétaire 66, du petit planétaire 67, du petit planétaire 68.
Le plateau-support 69 des satellites 70 engagés entre les planétaires 49 et 66 est solidaire du grand pla- nétaire 71.
Le plateau-support 50 des satellites à double étage 72 engagés entre les planétaires 67 et 71 est, comme dit plus haut, solidaire des électros tournants 56 et 57.
Le plateau-support des satellites 74 engagés entre les planétaires 59 et 68 est solidaire de l'arbre récepteur 75.
Le planétaire 48 reçoit le mouvement de l'arbre moteur 47 par l'intermédiaire du train auxiliaire .
Le porte-satellite 65 de ce train est rendu soli- daire en rotation de l'armature 61, à l'aide de clavettes, elles que 76 par exemple ,réparties à cheval sur le cylin-
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dre de centrage entre le porte-satellites 65 et 1''armature 61. Ces clavettes laissent 1'armature 61 libre de se dé- placer latéralement à droite ou à gauche de sa position moyenne indiquée sur la figure 7, Dais des lames élastiques situées de part et d'autre, telles que 77, 77' rappellent et maintiennent dans cette position moyenne cette armature, lorsqu' -aucun des électros A et B n'est excité .
Cette posi- tion correspond au point mort: dans ce cas, l'armature 61 est libre de tourner folle, aucun mouvement n'est transmis par l'arbre moteur aux planétaires 48 et 49. La figure 8 montre le fléchissement des languettes 77' lorsque l'électro 52 excité attire l'armature 61.
Fonctionnement des vitesses avant . Pour les ,vites- ses avant, l'électro 51 est excité, attire l'armature 61 qui, venant s'appliquer, prend une position symétrique à celle indiquée dans la figure 8. L'ensemble du train auxi- liaire tourne en bloc à la vitesse du moteur, en entraînant les planétaires 48 et 49,
Première vitesse. Les électros fixes 54, 55 et 58 sont excités. On obtient ainsi trois démultiplications suc- cessives, une dans chaque train .
Deuxième vitesse. Les électros fixes 54,55 et l'électro tournant 57 sont excités: on obtient les deux démultiplications des deux premiers trains et la prise di- recte dans le troisième train.
Troisième vitesse. Les éledtros fixes 54,58 et l'électro tournant 56 sont excités: Le premier et le troi- sième trains sont en démultiplication, le deuxième train est en prise directe .
Quatrième vitesse. L'électro fixe 54 et les électros tournants 56 et 57 sont excités; le premier train est en démultiplication, le deuxième et le troisième sont ,en prise directe.
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Cinquième vitesse. Ltélectro tournant 53 et les électros fixes 55 et 58 sont excités: le premier train est en prise directe, le deuxième et le troisième sont en dé- multipli6ation.
Sixième vitesse. Les électros tournants 53, 57 et ltélectro fixe 55 sont excités: Le premier et le troisième trains sont en prise directe, le deuxième est en démultipli- cation .
Septième vitesse. Les électros tournants, 53, 56 et l'électro fixe 58 sont excités: le premier et le deuxième trains sont en prise directe:, le troisième train est en démultiplication .
Huitième vitesse. Les électros tournants 53, 56,57 sont excités: Les trois trains sont en prise directe, l'ar- bre récepteur 75 tourne à la même vitesse que l'arbre moteur 47.
On conçoit que pour obtenir huit vitesses convenable- ment graduées, il faut, dans ce dispositif, que la démulti- plication donnée par le premier train soit supérieure au produit des démultiplications du deuxième et du troisième train et que la démultiplication du deuxième train soit elle- même supérieure à celle du troisième .
Fonctionnement des vitesses arrière:
Pour les vitesses arrière, l'électro fixe 52 est excité, attire l'armature 61 qui, venant s'appliquer sur l'électro 52 prend la position indiquée dans la figure 8.
Le porte-satellites 65 est ainsi immobilisé et les satellites à double étage, dont la denture 78 est en prise avec le planétaire 80 fixé à. l'arbre moteur 47, et la den- ture 79 est en prise avec le grand planétaire 48, tournent sur eux-mêmes et entraînent en sens inverse le grand plané- taire 48 à la même vitesse angulaire que celle de l'arbre moteur 47, car les rapports des dentures des engrenages 78
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sur 79 et 80 sur 48 sont égaux .
Le planétaire 48 entraînant avec lui le planétaire 49, les huit vitesses arrière sont obtenues de la même façon que les huit vitesses avant .
La figure 9 représente une variante à commande mécanique du renversement de marché que l'on pourrait appliquer à toutes les bottes de vitesses décrites ci- dessus. Le dessin correspond à la position "point mort".
Une fourchette 81 commandée par le levier 82 peut déplacer le manchon denté 83 suivant ltaxe de révolution. Ce manchon coulisse à l'intérieur de rainures telles que 90, ménagées dans le porte-satellites 84, dont ce manchon est ainsi solidaire en rotation .
Poussé suivant la flèche f1,qui correspond à la mise en marche avant, le manchon denté 83 s'engage dans la denture 85 des satellites à double étage 85,86 et bloque ainsi ces derniers qui ne pouvant tourner sur leurs axes, solidarisent le grand planétaire 87 avec l'arbre moteur 88 dont il reçoit dès lors directement le mouvement .
Poussé suivant la flèche f2, qui correspond à la mise en marche arrière, le manchon denté 83, se dégage de la denture 85 et stengage dans la denture d'un disque fixe 89, tout en restant en prise dans la rainure 90 du porte- satellites 84 qui se trouve ainsi immobilisé en rotation.
Dès lors, la marche arrière s'opère ainsi qutil a été dit ci-dessus, Corme décrit plus haut, on peut également si on le dsire, obtenir un renversement de marche donnant les mêmes vitesses angulaires qu'en marche avant par la détermina- tion judicieuse des rapports de dentures 85 à 86 et 91 à 87.
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Afin d'empêcher le manchon denté 85 d'entraîner le porte-satellites 84, un disque 92 solidaire du planétaire
91 s'engage entre les deux étages 85 et 86 des satellites qu'il maintient dans le même plan normal et immobilise ainsi latéralement le porte-satellites 84. L'emploi du manchon denté 85 évite ainsi le déplacement du porte-satel- lites 84.
On pourrait employer un manchon denté semblable dans l'exemple de la figure 7, en réunissant ce manchon à ltarmature 61.
Ces mécanismes divers décrits ci-dessus sont munis d'une pompe centripète fonctionnant avec l'arbre moteur .
Elle refoule l'huile au centre des arbres et assure le grais- sage dès que ltarbre moteur est mis en route, ltarbre ré- cepteur étant ou non entraîné, Cette pompe, représentée en coupe à la figure 10, n'est représentée dans son application qu'à la figure 1, mais elle peut évidemment être adjointe aux autres exemples décrits ci-dessus. cette pompe, d'un modèle connu, est principalement constituée par un corps fixe 93 portant une gorge excentrée 94 dans la quelle se meut une palette 95 traversant diamétralement l'arbre moteur
16 qui l'entraîne.
Cette palette ferme et découvre des canaux 96 se dirigeant vers l'intérieur de l'arbre 16 de telle façon que la rotation de l'arbre 16 et le mouvement alternatif imprimé à la palette 95 par la gorge excentrée lui permet de refouler vers le centre l'huile arrivant dans la gorge excentrée par un orifice approprié 97.
Ces mécanismes sont également munis d'un dis- positif permettant d'immobiliser l'arbre récepteur indépen- de-.ment de toute énergie électrique, pour empêcher par exemple (en dehors de tous autres moyens de freinage) un véhicule d'être entratné par une déclivité de terrain .
Comme le montrent les figures 1,2,5 et 6, pour mettre en jeu ce
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dispositif, de l'extérieur du carter, un doigt 98, maintenu normalement relevé par la goupille 99 s'appuyant sur le carter, peut être orienté de façon que la goupille 99 s'engage dans une rainure 100 du carter, de sorte que ce doigt 98 poussé par le ressort 101 pénètre dans un logement 102 de ltélectro 4 ou 54 solidaire de ltarbre récepteur 6 ou 44, comme le montrent les figures 1a,2a,5a et 6a.
Naturellement l'invention n'est nullement limitée aux modes d'exécution décrits ci-dessus, qui sont suscep tibles de nombreuses modifications. insi, dans les divers exemples, on peut modifier la manière de combiner ltun à l'autre deux systèmes planétaires successifs .A titre d'exemple, dans le cas de la figure 1, au lieu de sondas riser le porte-satellites 13 avec la roue planétaire 14, on pourrait solidariser le porte-satellites 13 avec la roue planétaire 12, la roue planétaire 14 devenant alors solidaire de l'armature 11. D'autre part, on conçoit que, dans le mécanisme de la figure 2, on pourrait monter le dispositif de renversement de marche sur l'arbre moteur 16' , mais du côté opposé où il se trouve dans cette figu- re c'est-à-dire à droite de l'extrémité droite de l'arbre récepteur 6'.
Dans ce cas ,1'arbre entraîné par le ren- versement de marche est directement solidaire de l'électro tournant 1 et du planétaire 10'.