EP1210533A1 - Transmission automatique d'un vehicule automobile - Google Patents

Transmission automatique d'un vehicule automobile

Info

Publication number
EP1210533A1
EP1210533A1 EP00958669A EP00958669A EP1210533A1 EP 1210533 A1 EP1210533 A1 EP 1210533A1 EP 00958669 A EP00958669 A EP 00958669A EP 00958669 A EP00958669 A EP 00958669A EP 1210533 A1 EP1210533 A1 EP 1210533A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
transmission member
transmission
torque
axial
tracks
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP00958669A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Randolph Victor Toom
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Antonov Automotive Technologies BV
Antonov Automotive Europe BV
Original Assignee
Antonov Automotive Technologies BV
Antonov Automotive Europe BV
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 Antonov Automotive Technologies BV, Antonov Automotive Europe BV filed Critical Antonov Automotive Technologies BV
Publication of EP1210533A1 publication Critical patent/EP1210533A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C3/00—Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
    • F16C3/02—Shafts; Axles
    • F16C3/03—Shafts; Axles telescopic
    • F16C3/035—Shafts; Axles telescopic with built-in bearings
    • 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
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/02—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive adapted to specific functions
    • F16D3/06—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive adapted to specific functions specially adapted to allow axial displacement
    • 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
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/46—Gearings having only two central gears, connected by orbital gears
    • F16H3/48—Gearings having only two central gears, connected by orbital gears with single orbital gears or pairs of rigidly-connected orbital gears
    • F16H3/52—Gearings having only two central gears, connected by orbital gears with single orbital gears or pairs of rigidly-connected orbital gears comprising orbital spur gears
    • F16H3/54—Gearings having only two central gears, connected by orbital gears with single orbital gears or pairs of rigidly-connected orbital gears comprising orbital spur gears one of the central gears being internally toothed and the other externally toothed
    • 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
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/02—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used
    • F16H61/0293—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used the signals being purely mechanical
    • F16H61/0295—Automatic gear shift control, e.g. initiating shift by centrifugal forces

Definitions

  • the present invention relates to a transmission device, in particular for a land vehicle.
  • the present invention relates more particularly but not limited to an automatic transmission device in which the quality of the gear changes is improved, in particular with regard to progressiveness, and this even after a long cumulative period of use.
  • gear changes are made by activating selective coupling devices and deactivation of other such selective coupling devices.
  • These selective coupling devices can be clutches or brakes, in particular of the multi-disc type.
  • the quality, and more particularly the smoothness of the gear change depends in particular on good control of the movement of the movable member which comes, in the example of a multi-disc clutch, to tighten the stack of discs.
  • a clamping member is at the same time a torque transmission member which slides by means of grooves relative to another transmission member, which is for example immobilized axially relative to the casing of the transmission device.
  • these splines although universally used, in fact have numerous drawbacks and inadequacies. If they are formed along a circumference of small diameter, they must be given a long axial length so that the sliding guide is correct and so that the pressure between the flank sides does not exceed a predetermined limit value. These difficulties can be overcome to some extent by forming the grooves on a circumference of larger diameter, but the cost, weight and radial bulk of the coupling can become prohibitive. In addition, the grooves wear out, take up play, and provide guidance which degrades over time, so that the quality of the gear changes caused by a sliding movement in such grooves degrades with the aging of the device. of transmission.
  • the object of the present invention is to provide a transmission device, in particular for a land vehicle, in which the quality of the gear changes is improved when the device is new, and keeps better during the aging of the device.
  • the transmission device in particular for land vehicle, comprising:
  • torque transmission members comprising a rotary input member and a rotary output member; - a selective coupling means mounted between two of the torque transmission members;
  • a first of the transmission members is mounted to control the state of the selective coupling means by axial displacement
  • connection means with possibility of axial relative displacement are installed between said first transmission member and a second of said transmission members, is characterized in that the connection means are of a type essentially without friction during axial displacement of the first transmission member with respect to the second transmission member.
  • the connection means comprise at least one deformable element having a variable dimension parallel to the axis. This deformable element transmits the torque around the axis while allowing the first transmission member to move axially relative to the second transmission member, without significant friction between them during such a movement.
  • connection means are of a rolling type.
  • FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional half-view of a powerplant comprising a motor and a two-speed transmission device according to the invention, at rest, and with cutaway;
  • FIG. 2 is a view similar to Figure 1, but relating to the reduction gear operation;
  • FIG. 3 is a schematic, partial cross section of the transmission of Figures 1 and 2, showing the deformable connecting means in a first embodiment;
  • FIG. 4 is a view substantially along IV-IV of Figure 3;
  • FIG. 5 is a longitudinal sectional view of an alternative embodiment of the slats
  • FIG. 6 is a partial view, in axial section, of a second embodiment of the connecting means;
  • FIG. 7 shows in two axial half-sections two variants of a third embodiment of the connecting means;
  • - Figure 8 is a partial view in axial section showing a fourth embodiment of the connecting means;
  • FIGS. 10, 12 and 16 are cross-sectional views of the embodiments of Figures 9, 11 and 15 respectively;
  • - Figure 13 is a sectional view along XIII-XIII of Figure 12;
  • FIG. 14 is a perspective view of a cage for retaining the rolling needles
  • FIG. 17 is a perspective view of a truncated roller of the embodiment of Figures 15 and 16;
  • FIG. 18 is a top view of the roller of Figure 17;
  • Figure 19 is an axial sectional view of a variant for the embodiment of Figure 15;
  • - Figure 20 is a cross-sectional view relating to a variant of the arrangement shown in Figure 16;
  • FIG. 21 is a partial end view illustrating a means for retaining the rollers;
  • - Figure 22 is a sectional view along XXII-XXII of Figure 21;
  • FIG. 23 is a partial front view illustrating another embodiment of the retaining means.
  • FIG. 24 is a partial perspective view illustrating the retaining means of FIG. 23.
  • the two-speed transmission device shown in FIG. 1, intended in particular for an automobile, comprises an input shaft 2a and an output shaft 2b aligned along their common axis of rotation 12, which constitutes the main axis of the device .
  • the input shaft 2a is connected to the output shaft of the engine 5 of a motor vehicle with the interposition of an input clutch 3 and possibly other means of transmission not shown.
  • the output shaft 2b is intended to drive the driving wheels of a vehicle directly or indirectly. Between the output shaft 2b and the wheels of the vehicle can for example be interposed another transmission device with two or more reports and / or a reverse gear reverse - reverse gear with manual control, and / or a differential movement distribution between the drive wheels of the vehicle.
  • the input shafts 2a and output 2b are immobilized axially relative to a casing 4 of the transmission device, which is only very partially shown.
  • the transmission device comprises a differential gear formed by a planetary gear 7.
  • the train 7 comprises a ring gear 8 with internal teeth and a planetary wheel 9 with external teeth, both meshing with satellites 11 distributed around the axis 12 of the device of transmission.
  • the satellites 11 are supported in rotation by eccentric pins 14 of a planet carrier 13 rigidly connected to the output shaft 2b.
  • the planetary wheel 9 can rotate freely around the axis 12 of the transmission device relative to the output shaft 2b which it surrounds.
  • a freewheel device 16 prevents the planetary wheel 9 from rotating in reverse, that is to say in the opposite direction to the normal direction of rotation of the input shaft 2a, relative to the casing 4 of the transmission.
  • the crown 8 is linked in rotation, but free in axial sliding, relative to the input shaft 2a, by means of a connecting device 17, simply symbolized in Figures 1 and 2, which more particularly object of the invention and will be described in more detail below with reference to the other figures.
  • the connecting device 17 is formed between a first transmission member 17a rigidly carrying the crown 8 and a second transmission member 17b rigidly secured to the input shaft 2a.
  • a multi-plate clutch 18 selectively couples the crown 8 with the planet carrier 13.
  • the alternating stack of disks 19 and disks 2 2 of the clutch 18 can be clamped axially between a retaining plate 26 secured to the planet carrier 13 and a movable plate 27 which belongs to a cage 20, linked in rotation with the planet carrier 13, but capable of sliding relative to the latter.
  • the cage 20 carries internal grooves 23 with which mesh peripheral teeth of the discs 22 as well as peripheral teeth 24 of the retaining plate 26.
  • the first transmission member 17a carries external grooves 33 with which mesh internal peripheral teeth of the discs 19 .
  • the cage 20 supports a centrifugal actuator 25 intended to apply to the stack of discs 19, 22 an axial clamping force varying as a function of the speed of rotation of the cage 20 and therefore of the planet carrier 13 and the shaft of outlet 2b around the main axis 12.
  • the centrifugal actuator 25 comprises centrifugal weights 29 arranged in a ring around the clutch 18. The weights are supported by the cage 20 and therefore linked in rotation to the output shaft 2b of the transmission device.
  • This displacement which brings the spout 32 closer to the movable plate 27, can correspond to a compression of a spring element 34 mounted between the spout 32 and the retaining plate 26 and / or to a displacement of the movable plate 27 towards the retaining plate 26 in the direction of clutch clutch 18.
  • the spring element 34 is constituted by two belleville washers mounted one after the other and in opposition to each other.
  • the spring element 34 transmits to the cage 20, by means of the counterweights 29 in abutment in the rest position E R , a prestressing force which tightens the clutch 18 so that the input 2a of the transmission device is coupled in rotation with the output 2b and the transmission device constitutes a direct connection capable of transmitting torque up to a certain maximum defined by the prestressing force of the spring element 34.
  • the teeth of the crown 8, of the satellites 11 and of the planetary wheel 9 are of the helical type.
  • the helical inclination direction of the teeth is chosen so that the axial thrust Pac (FIG. 2) originating in the crown 8 when it transmits a driving torque, is exerted in the direction where the crown 8, via the first transmission member 17a and an axial stop B2, pushes the movable plate 27, in the direction separating the plates 26 and 27, therefore loosening the clutch 18.
  • the force Pac also tends to move towards one another the spout 32 of the flyweights 29 and the retaining plate 26, therefore to bring back or to maintain the flyweights 29 in their rest position E R and to compress the spring element 34.
  • the thrust Pap of the planetary wheel 9 is transmitted to the casing 4 by means of an axial stop B3.
  • the planet carrier 13 can then rotate at a speed different from that of the input shaft 2a, and it tends to be immobilized by the load that the output shaft 2b must drive.
  • the satellites 11 tend to behave as motion inverters, that is to say to rotate the planetary wheel 9 in the opposite direction to the direction of rotation of the crown 8. But this is prevented by the freewheel 16.
  • the planetary wheel 9 is therefore immobilized by the free wheel 16 and the planet carrier 13 rotates at a speed which is intermediate between the zero speed of the planetary wheel 9 and the speed of the crown 8 and of the input shaft 2a .
  • the transmission device therefore operates as a reduction gear.
  • the connecting device 17 is mounted between the elements 17a and 17b both having in this region the shape of a radial plate relative to the axis 12, according to the illustration more schematic of Figure 1.
  • the connecting device 17 comprises flexible blades 37 having a first end 37a secured by a rivet 41a with the first transmission member 17a and a second end 37b secured by a rivet 41b with the second transmission member 17b. Between the first and second transmission members 17a, 17b, the blades 37 have a zone 37c adjacent to the first end 37a and curved towards the second transmission member 17b and a zone 37d adjacent to the second end 37b and curved in the another direction, that is to say towards the first transmission member 17a. When the first transmission member 17a moves axially relative to the second transmission member 17b, the curvature of the zones 37c and 37d increases or decreases. There are several sets of blades 37 as shown in FIG. 4 which are distributed around the axis 12, as shown in FIG. 3.
  • the blades 37 are oriented approximately tangentially so as to transmit the engine torque by a tensile stress in the blades 37.
  • An arrow 39 indicates the direction of the engine torque.
  • the thickness, length, width, and material of the blades 37 are chosen to provide the following functions and results:
  • the blades 37 flex elastically, practically without resistance, during the axial displacements of the first 17a relative to the second transmission member 17b;
  • the blades 37 are capable of transmitting the torque of the motor 5 from the second transmission member 17b to the first transmission member 17a;
  • the blades 37 ensure sufficient centering of the first transmission member 17a around the axis 12.
  • the blades 37 are very thin to be very flexible, relatively wide to have, despite their thinness, a cross section sufficient to transmit the torque, and long enough to remain roughly in a radial plane whatever the relative axial position.
  • the first and second transmission members 17a, 17b are very thin to be very flexible, relatively wide to have, despite their thinness, a cross section sufficient to transmit the torque, and long enough to remain roughly in a radial plane whatever the relative axial position.
  • the blades 37 can be made of spring steel with a thickness of for example 0.7 mm and a length of 3 or 4 cm, to allow an axial stroke of approximately 2 mm. It is advantageous, as shown, to stack the slides at least 'two. A stack of two blades 37 has the same torque transmission capacity only one blade of double thickness, but greater flexibility.
  • the crown 8 tends to center spontaneously around the satellites 11 which are angularly distributed around the axis 12. This centering effect is due to the teeth repulsion forces, directed radially with respect to the axis 12, and which arise between the teeth of the crown 8 and the teeth of each satellite 11.
  • the connecting device 17 therefore only partially ensures the centering of the first transmission member 17a relative to the second transmission member 17b.
  • the blade 37 is made with a greater thickness at the ends 37a and 37b, than in the bending zones 37c and 37d.
  • the connecting device 17 comprises a metal bellows 47 having a tubular end 47a welded to the first transmission member 17a having for this purpose an end in the form of a shaft end along the axis 12 , and a second tubular end 47b welded to the second transmission member 17b, also terminated in the form of a shaft end for this purpose.
  • the bellows 47 is axially compressible without significant elastic resistance, while being capable of transmitting the torque of the motor without excessive torsional deformation and while ensuring proper centering of the shaft end of the first transmission member 17a relative to 1 ' axis 12.
  • the connecting device 17 comprises a disc 57 having annular undulations around the axis 12.
  • the annular disc 57 has an outer peripheral edge 57a welded to the first transmission member 17a and a welded inner peripheral edge 57b to the second transmission member 17b.
  • the disc 57 allows without significant elastic resistance, by bending, to the first transmission member 17a to move axially relative to the second transmission member 17b while ensuring proper centering of the first transmission member 17a relative to the second transmission member 17b around the axis 12 and transmitting the torque from the transmission member 17b to the transmission member 17a practically without deformation.
  • first transmission member 17a is distinguished only by a different shape from the first transmission member 17a, for the case (different from that shown in FIGS. 1 and 2) where the first transmission member 17a should be made integral by example of an external toothing 58 carried by a shaft 59.
  • One of the transmission members (17a in the example) then comprises a rigid flange 61 connecting the shaft 59 to the area of the weld with the outer peripheral edge 57a of the corrugated disc 57.
  • the disc 57e is made planar. This variant may be suitable when the axial displacements are very small, or when the radial space available makes it possible to produce a large diameter disc, or even when the torque to be transmitted is relatively small and makes it possible to produce the disc thinner than at the figure 7.
  • the connecting device 17 comprises spherical balls 67 arranged in four axial rows distributed around one axis 12. Each row is arranged in a corridor 68 of generally cylindrical shape formed for half by a groove 68a of semi-circular profile belonging to the first transmission member 17a and for the other half by a groove of semi-circular profile 68b belonging to the second transmission member 17b.
  • the grooves 68a and 68b have a slightly larger diameter than the balls 67.
  • the grooves 68a formed on a cylindrical bore of the first transmission member 17a, open radially towards the axis 12.
  • the grooves 68b formed in a male cylindrical surface of the second transmission member 17b, open radially in the opposite direction to the axis 12.
  • each ball 67 rolls on each of the two tracks 68a and 68b between which it is installed.
  • a face 72b of each groove 68b bears laterally on the balls 67 and presses the balls 67 against an opposite face 72a of each groove 68a.
  • the faces 72a and 72b are inclined relative to a circumferential direction around the axis 12.
  • the balls 67 which are for example of steel of the type used for rolling bearing balls, transmit the torque of the member transmission 17b to the first transmission member 17a by their resistance to shear stress along the cylindrical interface between the transmission members 17a and 17b, and to the compressive stress between the faces 72b and 72a of the grooves.
  • an elastic retaining ring 74 mounted in an appropriate groove of the first transmission member 17a serves as an axial stop for the ball 67 located closest to this end in each passage 68.
  • the grooves 68b belonging to the second transmission member 17b are made closed at 75.
  • the connecting device 17 comprises cylindrical needles 77 whose axis 77a is radial with respect to the axis 12.
  • the needles 77 are distributed in four rows angularly equidistant around the axis 12, in four corridors 78 parallel to axis 12 and having a rectangular cross section.
  • Each passage is defined jointly by the radially inner surface 69a of the first transmission member 17a and by the radially outer surface 69b of the second transmission member 17b.
  • Each passage 78 is defined by two concave dihedral conformations 78a, 78b, one belonging to the first transmission member 17a, the other to the second transmission member 17b.
  • Each dihedral conformation comprises a planar raceway 82a, 82b and an end stop face
  • the tracks 82a, 82b are parallel to the spokes passing through the axis of the needles
  • FIG. 14 illustrates that the needles 77 of the same lane can be mounted in a cage 84 in which the needles can turn on themselves.
  • each row of needles 77 is replaced by a single roller 87 whose radius R (FIG. 18) is large enough for the roller to pivot only around 15 to 20 ° when the first transmission member 17a performs all of its axial sliding stroke relative to the second transmission member 17b.
  • the roller does not need to have a complete cylindrical surface, but only two diametrically opposite cylindrical rolling arcs 87a and 87b, separated by two parallel and opposite flats 87c.
  • the two flats 87c are oriented transversely with respect to the axis 12. Consequently, the axial dimension of the connecting device 17 according to this embodiment is particularly reduced.
  • the distance between the opposite tracks 82a and 82b is equal to 2R, it is therefore much greater than in the example of FIGS. 11 to 14.
  • each rolling surface 87a or 87b carries a gear pattern 89a or 89b, respectively adjacent to the middle of one of the curved edges of the surface 87a or 87b.
  • Each of the patterns 89a or 89b is a gear tooth developing from a circle in the example shown.
  • Each tooth 89a or 89b is in service engaged in a complementary gear pattern (toothing) 91a or 91b formed in the corresponding rolling track 82a or 82b.
  • the primitive circle C p ( Figure 18) of the two teeth 89a and 89b of the same roller 87 coincides with the circle of the rolling surfaces 8 7 a and 87b.
  • FIG. 19 differs from that of FIG. 15 only in that the second transmission member 17b is now radially inside and the first transmission member 17a is in the form of a crown rigidly carrying the teeth. 8 of Figure 1.
  • FIG. 20 comprises, compared with that of FIG. 16, two differences which can be implemented independently of one another: - Two rollers 87d of larger diameter alternate with two other rollers 87e of smaller diameter.
  • the larger diameter rollers 87d are those which will be under stress for the transmission of the engine torque and the other two rollers 87e are those which will be under stress during the transmission of the retaining torque, which is lower than the engine torque.
  • rollers are off-center with respect to the diameters D passing through the axis 12, one out of two rollers being off-center in a circumferential direction and the other in the other circumferential direction.
  • the rollers are thus gathered in two groups instead of being distributed regularly around the axis 12. This results for the internal transmission member (17a in this example) a more compact and therefore more robust form than that resulting from the embodiment of FIG. 16.
  • an indexing tooth has not been shown for the rollers, but such teeth may be provided.
  • Figures 21 and 22 illustrate an improvement that can be made to the examples of Figures 15 to 20 to ensure the stability of the coupling before mounting in the transmission device. It will be understood in particular from FIG. 15 that the indexing teeth ensure the stability of the coupling only if the first transmission member 17a is prevented from moving too far to the left of the figure. In the example of FIG. 19, it is also necessary to prevent the transmission member 17a from moving too far to the right. Such excessive movements are, at least in the example of Figures 1 and 2, prevented by the rest of the transmission device. But they may occur before mounting. To avoid this, a spring wire retaining device 92 is provided, comprising a central part 93 which is fixed to the radially inner transmission member.
  • the central part 93 passes through a milling 97 passing through the second transmission member 17b and loops back on the other side of the member 17b by a hook configuration 98. Between the central part 93 and each wing 94 the spring wire passes under a positioning hook 99 formed on the corresponding front face of the transmission member 17b.
  • FIG. 21 also illustrates that another retaining device intended to be placed on the other face of the transmission member 17b can be installed in the same milling 97 to rest on the other side of the rollers and thus limit the relative axial movement in the other direction of movement.
  • the retaining device comprises a spring wire 102 in the shape of a U.
  • a central part 103 of the U is held by hooks 109 on the front face of one (17b) of the transmission members.
  • the two ends 94 of the U form elastic axial stop lugs for the corresponding front face of the other (17a) transmission member.
  • the invention is not limited to the examples described and shown.
  • the application of the invention is not limited to a transmission device such as that described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the first transmission member is integral with the planetary wheel 9 of a planetary train.
  • the numbers of blades, rollers, rows of balls or needles may be different from those shown in the different examples.

Landscapes

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Abstract

Lorsque le couple à transmettre par le dispositif de transmission dépasse la valeur transmissible par un embrayage de prise directe (18) compte-tenu de la force d'application définie par des masselottes centrifuges (29), cet embrayage patine, le porte-satellite (13) lié à l'arbre de sortie (2b) ralentit, la roue planétaire (9) ralentit encore davantage puis finit par être immobilisée par une roue libre (16). Ceci fait apparaître une force de réaction de denture (PAC) dans la couronne (8), laquelle vient, par l'intermédiaire d'une butée axiale (B2) desserrer l'embrayage (18) pour y supprimer toute friction pendant le fonctionnement en réducteur qui s'est ainsi établi. Ce mouvement axial de la couronne (8) est permis par un dispositif de liaison (17) qui transmet le couple du moteur (5) tout en permettant le coulissement de l'organe (17a) portant la couronne (8) par rapport à l'organe d'entrée (17b). Le dispositif de liaison (17) est du type sans frottement, par exemple à déformation de matière élastique. Utilisation pour améliorer la progressivité des changements de rapports en supprimants dans le mouvement axial les frottements qui augmentent avec le couple transmis, souvent de façon non linéaire.

Description

DESCRIPTION
TRANSMISSION AUTOMATIQUE D'UN VEHICULE AUTOMOBILE
La présente invention concerne un dispositif de transmission, en particulier pour véhicule terrestre.
La présente invention concerne plus particulièrement mais non limitativement un dispositif de transmission automatique dans lequel la qualité des changements de rapport soit améliorée, en particulier en ce qui concerne la progressivité, et ceci même après une longue durée d'utilisation cumulée.
Dans les dispositifs de transmission, notamment automatiques, des changements de rapports sont effectués par activation de dispositifs d'accouplement sélectif et désactivation d'autres tels dispositifs d'accouplement sélectif. Ces dispositifs d'accouplement sélectif peuvent être des embrayages ou des freins, notamment du type multi-disques .
La qualité, et plus particulièrement la douceur du changement de rapport, dépend notamment d'une bonne maîtrise du mouvement de l'organe mobile qui vient, dans l'exemple d'un embrayage multi-disques, serrer la pile de disques. Dans certaines applications, un tel organe de serrage est en même temps un organe de transmission du couple qui coulisse par 1 ' intermédiaire de cannelures relativement à un autre organe de transmission, lequel est par exemple immobilisé axialement par rapport au carter du dispositif de transmission.
Il a été trouvé selon l'invention que ces cannelures, bien qu'universellement employées, présentent en fait de nombreux inconvénients et insuffisances. Si elles sont formées le long d'une circonférence de petit diamètre, il faut leur donner une grande longueur axiale pour que le guidage en coulissement soit correct et pour que la pression entre les flancs de cannelures ne dépasse pas une valeur limite prédéterminée. On peut dans une certaine mesure remédier à ces difficultés en formant les cannelures sur une circonférence de plus grand diamètre, mais le coût, le poids et 1 ' encombrement radial de 1 ' accouplement peuvent devenir rédhibitoires . En outre, les cannelures s'usent, prennent du jeu, et assurent un guidage qui se dégrade avec le temps, de sorte que la qualité des changements de rapport provoqués par un mouvement de coulissement dans de telles cannelures se dégrade avec le vieillissement du dispositif de transmission.
Le but de la présente invention est de proposer un dispositif de transmission, en particulier pour véhicule terrestre, dans lequel la qualité des changements de rapport est améliorée lorsque le dispositif est neuf, et se conserve mieux pendant le vieillissement du dispositif.
Suivant l'invention, le dispositif de transmission, en particulier pour véhicule terrestre, comprenant :
- des organes de transmission de couple, comprenant un organe rotatif d'entrée et un organe rotatif de sortie; - un moyen d'accouplement sélectif monté entre deux des organes de transmission de couple;
- une combinaison de dentures reliant par engrènement certains au moins des organes de transmission de couple et réalisant entre les organes d'entrée et de sortie deux rapports de transmission suivant que le moyen d'accouplement sélectif est dans un état accouplé ou dans un état libéré respectivement , et dans lequel,
- un premier des organes de transmission est monté pour commander par déplacement axial l'état du moyen d'accouplement sélectif, et
- des moyens de liaison en rotation avec possibilité de déplacement relatif axial sont installés entre ledit premier organe de transmission et un deuxième desdits organes de transmission, est caractérisé en ce que les moyens de liaison sont d'un type essentiellement sans frottement lors du déplacement axial du premier organe de transmission par rapport au deuxième organe de transmission. Suivant une première version, les moyens de liaison comprennent au moins un élément déformable ayant une dimension variable parallèlement à l'axe. Cet élément déformable transmet le couple de rotation autour de l'axe tout en permettant au premier organe de transmission de se déplacer axialement par rapport au deuxième organe de transmission, sans frottements significatifs entre eux lors d'un tel mouvement.
Selon une deuxième version, les moyens de liaison sont d'un type à roulement.
Des éléments montés en roulement entre une première piste appartenant au premier organe de transmission et une deuxième piste appartenant au deuxième organe de transmission, transmettent le couple de rotation d'une piste à l'autre. Là encore, tout frottement significatif est supprimé entre les deux organes de transmission lors d'un déplacement relatif axial entre eux. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront encore de la description ci-après, relative à des exemples non-limitatifs.
Aux dessins annexés : la figure 1 est une demi-vue en coupe longitudinale schématique d'un groupe moto-propulseur comprenant un moteur et un dispositif de transmission à deux rapports selon l'invention, au repos, et avec arrachements ;
- la figure 2 est une vue analogue à la figure 1, mais relative au fonctionnement en réducteur ; - la figure 3 est une coupe transversale schématique, partielle, de la transmission des figures 1 et 2 , montrant les moyens de liaison déformables dans un premier mode de réalisation;
- la figure 4 est une vue sensiblement suivant IV-IV de la figure 3;
- la figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'une variante de réalisation des lamelles;
- la figure 6 est une vue partielle, en coupe axiale, d'un deuxième mode de réalisation des moyens de liaison; -la figure 7 représente en deux demi-coupes axiales deux variantes d'un troisième mode de réalisation des moyens de liaison; - la figure 8 est une vue partielle en coupe axiale représentant un quatrième mode de réalisation des moyens de liaison;
- les figures 9, 11 et 15 sont des coupes axiales représentant trois autres modes de réalisation des moyens de liaison;
- les figures 10, 12 et 16 sont des vues en coupe transversale des modes de réalisation des figures 9, 11 et 15 respectivement ; - la figure 13 est une vue en coupe suivant XIII-XIII de la figure 12;
- la figure 14 est une vue en perspective d'une cage de retenue des aiguilles de roulement;
- la figure 17 est une vue en perspective d'un galet tronqué du mode de réalisation des figures 15 et 16;
- la figure 18 est une vue de dessus du galet de la figure 17; la figure 19 est une vue en coupe axiale d'une variante pour le mode de réalisation de la figure 15; - la figure 20 est une vue en coupe transversale relative à une variante de la disposition représentée à la figure 16; la figure 21 est une vue partielle, en bout, illustrant un moyen de retenue des galets; - la figure 22 est une vue en coupe suivant XXII-XXII de la figure 21;
- la figure 23 est une vue de face partielle illustrant un autre mode de réalisation des moyens de retenue,- et
- la figure 24 est une vue en perspective partielle illustrant les moyens de retenue de la figure 23.
Le dispositif de transmission à deux rapports représenté à la figure 1, destiné en particulier à une automobile, comprend un arbre d'entrée 2a et un arbre de sortie 2b alignés selon leur axe de rotation commun 12, qui constitue l'axe principal du dispositif. L'arbre d'entrée 2a est relié à l'arbre de sortie du moteur 5 d'un véhicule automobile avec interposition d'un embrayage d'entrée 3 et éventuellement d'autres moyens de transmission non représentés. L'arbre de sortie 2b est destiné à entraîner directement ou indirectement les roues motrices d'un véhicule. Entre l'arbre de sortie 2b et les roues du véhicule peut par exemple être interposé un autre dispositif de transmission à deux ou plusieurs rapports et/ou un inverseur marche avant - marche arrière à commande manuelle, et/ou un différentiel de répartition du mouvement entre les roues motrices du véhicule.
Les arbres d'entrée 2a et de sortie 2b sont immobilisés axialement relativement à un carter 4 du dispositif de transmission, qui n'est que très partiellement représenté.
Le dispositif de transmission comprend un engrenage différentiel formé par un train épicycloïdal 7. Le train 7 comprend une couronne 8 à denture intérieure et une roue planétaire 9 à denture extérieure, engrenant toutes deux avec des satellites 11 répartis autour de l'axe 12 du dispositif de transmission. Les satellites 11 sont supportés en rotation par des tourillons excentrés 14 d'un porte-satellites 13 relié rigidement à l'arbre de sortie 2b. La roue planétaire 9 peut tourner librement autour de l'axe 12 du dispositif de transmission par rapport à l'arbre de sortie 2b qu'elle entoure. Toutefois, un dispositif de roue libre 16 empêche la roue planétaire 9 de tourner en inverse, c'est à dire en sens inverse du sens normal de rotation de l'arbre d'entrée 2a, par rapport au carter 4 de la transmission.
La couronne 8 est liée en rotation, mais libre en coulissement axial, relativement à l'arbre d'entrée 2a, par l'intermédiaire d'un dispositif de liaison 17, simplement symbolisé aux figures 1 et 2, qui fait plus particulièrement l'objet de l'invention et sera décrit plus en détail plus loin en référence aux autres figures.
Le dispositif de liaison 17 est formé entre un premier organe de transmission 17a portant rigidement la couronne 8 et un second organe de transmission 17b rigidement solidaire de l'arbre d'entrée 2a.
Un embrayage multidisques 18 accouple sélectivement la couronne 8 avec le porte-satellites 13. L' empilement alterné de disques 19 et de disques 22 de l'embrayage 18 peut être serré axialement entre un plateau de retenue 26 solidaire du porte-satellites 13 et un plateau mobile 27 qui appartient à une cage 20, liée en rotation avec le porte-satellites 13, mais pouvant coulisser par rapport à celui-ci. La cage 20 porte des cannelures intérieures 23 avec lesquelles engrènent des dents périphériques des disques 22 ainsi que des dents périphériques 24 du plateau de retenue 26. Le premier organe de transmission 17a porte des cannelures extérieures 33 avec lesquelles engrènent des dents périphériques intérieures des disques 19.
La cage 20 supporte un actionneur centrifuge 25 destiné à appliquer à l'empilement de disques 19, 22 une force de serrage axial variant en fonction de la vitesse de rotation de la cage 20 et donc du porte-satellites 13 et de l'arbre de sortie 2b autour de l'axe principal 12. L' actionneur centrifuge 25 comprend des masselottes centrifuges 29 disposées en couronne autour de l'embrayage 18. Les masselottes sont supportées par la cage 20 et donc liées en rotation à l'arbre de sortie 2b du dispositif de transmission.
La rotation du porte-satellites 13 autour de l'axe principal 12 tend à faire pivoter radialement vers l'extérieur un corps 31 de chaque masselotte 29 autour de son axe de pivotement tangentiel 28 sous l'action de la force centrifuge, pour faire passer les masselottes d'une position de repos ER définie par appui d'une butée 36 des masselottes contre la cage 20 (traits pleins à la figure figures 1, et figure 2) à une position E plus ou moins écartée radialement, visible en pointillés à la figure 1. II en résulte alors un déplacement axial relatif entre un bec 32 de chaque masselotte et l'axe de pivotement 28 de la masselotte. Ce déplacement, qui rapproche le bec 32 du plateau mobile 27, peut correspondre à une compression d'un élément ressort 34 monté entre le bec 32 et le plateau de retenue 26 et/ou à un déplacement du plateau mobile 27 vers le plateau de retenue 26 dans le sens du serrage de l'embrayage 18. Dans l'exemple représenté, l'élément ressort 34 est constitué par deux rondelles belleville montées l'une à la suite de l'autre et en opposition l'une par rapport à l'autre.
Lorsque le dispositif de transmission est au repos comme représenté en traits pleins à la figure 1, l'élément ressort 34 transmet à la cage 20, par l'intermédiaire des masselottes 29 en butée en position de repos ER, une force de précontrainte qui serre l'embrayage 18 de sorte que l'entrée 2a du dispositif de transmission est couplée en rotation avec la sortie 2b et le dispositif de transmission constitue une prise directe capable de transmettre du couple jusqu'à un certain maximum défini par la force de précontrainte de l'élément ressort 34.
Les dentures de la couronne 8, des satellites 11 et de la roue planétaire 9 sont de type hélicoïdal. Ainsi, dans chaque couple de dentures engrenant sous charge, il apparaît des poussées axiales opposées proportionnelles à la force circonférentielle transmise, donc au couple sur l'arbre d'entrée 2a et au couple sur l'arbre de sortie 2b. Le sens d'inclinaison hélicoïdale des dentures est choisi pour que la poussée axiale Pac (figure 2) prenant naissance dans la couronne 8 lorsqu'elle transmet un couple moteur, s'exerce dans le sens où la couronne 8, par l'intermédiaire du premier organe de transmission 17a et d'une butée axiale B2 , pousse le plateau mobile 27, dans le sens écartant les plateaux 26 et 27, donc desserrant l'embrayage 18. La force Pac tend aussi à rapprocher l'un de l'autre le bec 32 des masselottes 29 et le plateau de retenue 26, donc à ramener ou à maintenir les masselottes 29 dans leur position de repos ER et à comprimer l'élément ressort 34. Les satellites 11, qui engrènent non seulement avec la couronne 8 mais aussi avec la roue planétaire 9, subissent deux réactions axiales opposées PSI et PS2 , qui s'équilibrent, et la roue planétaire 9 subit, compte-tenu de son engrènement avec les satellites 11, une poussée axiale Pap qui est égale en intensité et opposée à la poussée axiale Pac de la couronne 8. La poussée Pap de la roue planétaire 9 est transmise au carter 4 par l'intermédiaire d'une butée axiale B3.
Une telle situation est représentée à la figure 2. En supposant cette situation réalisée, on va maintenant décrire le fonctionnement de base du dispositif de transmission. Tant que le couple transmis par l'arbre d'entrée 2a est tel que la poussée axiale Pac dans la couronne 8 suffit pour repousser les becs 32 des masselottes 29 par l'intermédiaire de l'élément ressort 34, 1 ' écartement entre le plateau de retenue 26 et le plateau mobile 27 de l'embrayage est tel que les disques 19 et 22 glissent les uns contre les autres sans transmettre de couple entre eux.
Le porte-satellites 13 peut alors tourner à une vitesse différente de celle de l'arbre d'entrée 2a, et il tend à être immobilisé par la charge que l'arbre de sortie 2b doit entraîner. Il en résulte que les satellites 11 tendent à se comporter en inverseurs de mouvement, c'est à dire à faire tourner la roue planétaire 9 en sens inverse du sens de rotation de la couronne 8. Mais ceci est empêché par la roue libre 16. La roue planétaire 9 est donc immobilisée par la roue libre 16 et le porte-satellites 13 tourne à une vitesse qui est intermédiaire entre la vitesse nulle de la roue planétaire 9 et la vitesse de la couronne 8 et de l'arbre d'entrée 2a. Le dispositif de transmission fonctionne donc en réducteur. Si par exemple la vitesse de rotation augmente et que le couple reste inchangé, il arrive un instant où la force centrifuge des masselottes 29 produit sur le plateau mobile 27 par rapport au plateau de retenue 26 une force axiale de serrage plus grande que la poussée axiale Pac, les masselottes 25 se soulèvent vers la position E (figure 1) et le plateau mobile 27 est poussé vers le plateau 26 pour réaliser une prise directe qui ne diffère de celle représentée à la figure 1 qu'en ce que le ressort est davantage comprimé par le bec 32 des masselottes. L'embrayage 18, à mesure qu'il se serre pendant le passage en prise directe, transmet de plus en plus de puissance directement de la couronne 8 liée à l'arbre d'entrée 2a, au porte-satellites 13 lié à l'arbre de sortie 2b. Par conséquent, les dentures du train épicycloïdal 7 travaillent de moins en moins, c'est à dire qu'elles transmettent de moins en moins de force. La poussée axiale Pac décroît et finit par s'annuler. Ainsi, la poussée axiale due à la force centrifuge peut s' exercer pleinement pour serrer les plateaux 26 et 27 l'un vers l'autre.
Il peut alors arriver que la vitesse de rotation de l'arbre de sortie 2b diminue, et/ou que le couple à transmettre augmente, au point que les masselottes 29 n'assurent plus dans l'embrayage 18 une force de serrage suffisante pour transmettre le couple. Dans ce cas, l'embrayage 18 commence à patiner. La vitesse de la roue planétaire 9 diminue jusqu'à s'annuler. La roue libre 16 immobilise la roue planétaire et la force de denture Pac réapparaît pour desserrer l'embrayage, de sorte que le dispositif de transmission fonctionne ensuite en réducteur. Ainsi, chaque fois qu'il s'opère un changement du fonctionnement en réducteur au fonctionnement en prise directe, ou inversement, la force axiale Pac varie dans le sens qui stabilise le rapport de transmission nouvellement institué. Ceci est très avantageux d'une part pour éviter les changements de rapport trop fréquents autour de certains points de fonctionnement critiques, et d'autre part pour que les situations de patinage de l'embrayage 18 ne soient que transitoires.
Dans l'exemple représenté aux figures 3 et 4, le dispositif de liaison 17 est monté entre les éléments 17a et 17b ayant tous deux dans cette région la forme d'une plaque radiale relativement à l'axe 12, conformément à l'illustration plus schématique de la figure 1.
Le dispositif de liaison 17 comprend des lames flexibles 37 ayant une première extrémité 37a solidarisée par une rivet 41a avec le premier organe de transmission 17a et une seconde extrémité 37b solidarisée par un rivet 41b avec le deuxième organe de transmission 17b. Entre le premier et le deuxième organe de transmission 17a, 17b, les lames 37 ont une zone 37c adjacente à la première extrémité 37a et courbée vers le deuxième organe de transmission 17b et une zone 37d adjacente à la deuxième extrémité 37b et courbée dans l'autre sens c'est à dire vers le premier organe de transmission 17a. Lorsque le premier organe de transmission 17a se déplace axialement par rapport au deuxième organe de transmission 17b, la courbure des zones 37c et 37d augmente ou diminue. Il y a plusieurs ensembles de lames 37 tels que représentés à la figure 4 qui sont répartis autour de l'axe 12, comme le montre la figure 3. Les lames 37 sont orientées à peu près tangentiellement de façon à transmettre le couple moteur par une contrainte de traction dans les lames 37. Une flèche 39 indique le sens du couple moteur. Comme représenté en pointillés, il est possible de prévoir d'autres lames 37e, orientées circonférentiellement dans l'autre sens à partir du deuxième organe de transmission 17b, pour transmettre par contrainte de traction des lames 37e le couple négatif (contraire au sens 39) produit par le moteur lorsqu'il fonctionne en retenue. En l'absence de telles lames supplémentaires 37e, ce sont les lames 37 qui transmettent ce couple par une contrainte de compression. L'épaisseur, la longueur, la largeur, et la matière des lames 37 sont choisies pour fournir les fonctions et résultats suivants :
- les lames 37 fléchissent élastiquement , pratiquement sans résistance, lors des déplacements axiaux du premier 17a par rapport au deuxième organe de transmission 17b;
- les lames 37 sont capables de transmettre le couple de rotation du moteur 5 du deuxième organe de transmission 17b au premier organe de transmission 17a; et
- les lames 37 assurent un centrage suffisant du premier organe de transmission 17a autour de l'axe 12.
Pour cela, les lames 37, sont très minces pour être très flexibles, relativement larges pour avoir malgré leur minceur une section transversale suffisante pour transmettre le couple, et suffisamment longues pour rester à peu près dans un plan radial quelle que soit la position axiale relative du premier et du deuxième organe de transmission 17a, 17b.
Selon un exemple de réalisation, les lames 37 peuvent être réalisées en acier à ressort avec une épaisseur de par exemple 0,7 mm et une longueur de 3 ou 4 cm, pour permettre une course axiale d'environ 2 mm. Il est avantageux, comme représenté, d'empiler les lames au moins par 'deux. Une pile de deux lames 37 a la même capacité de transmission de couple qu'une seule lame d'épaisseur double, mais une plus grande flexibilité .
En service, la couronne 8 a tendance à se centrer spontanément autour des satellites 11 qui sont répartis angulairement autour de l'axe 12. Cet effet de centrage est dû aux forces de répulsion de denture, dirigées radialement par rapport à l'axe 12, et qui prennent naissance entre les dents de la couronne 8 et les dents de chaque satellite 11. Le dispositif de liaison 17 n'assure donc qu'en partie le centrage du premier organe de transmission 17a par rapport au deuxième organe de transmission 17b.
Au besoin, des moyens de centrage complémentaires à coulissement peuvent être prévus sans nuire aux bons résultats de l'invention car ce dispositif de centrage complémentaire sera agencé de façon à ne pas transmettre le couple qui restera transmis exclusivement par le dispositif 17.
Dans l'exemple représenté à la figure 5, la lame 37 est réalisée avec une plus grande épaisseur aux extrémités 37a et 37b, que dans les zones de flexion 37c et 37d. Dans l'exemple représenté à la figure 6, le dispositif de liaison 17 comprend un soufflet métallique 47 ayant une extrémité tubulaire 47a soudée au premier organe de transmission 17a comportant à cet effet une extrémité en forme de bout d'arbre suivant l'axe 12, et une deuxième extrémité tubulaire 47b soudée au deuxième organe de transmission 17b, lui aussi terminé en forme de bout d'arbre à cet effet. Le soufflet 47 est compressible axialement sans résistance élastique notable, tout en étant capable de transmettre le couple de rotation du moteur sans déformation excessive en torsion et tout en assurant un centrage convenable du bout d'arbre du premier organe de transmission 17a relativement à 1 ' axe 12.
Dans l'exemple représenté en haut de la figure 7, le dispositif de liaison 17 comprend un disque 57 présentant des ondulations annulaires autour de l'axe 12. Le disque annulaire 57 a un bord périphérique extérieur 57a soudé au premier organe de transmission 17a et un bord périphérique intérieur 57b soudé au deuxième organe de transmission 17b. Le disque 57 permet sans résistance élastique notable, par flexion, au premier organe de transmission 17a de se déplacer axialement par rapport au deuxième organe de transmission 17b tout en assurant un centrage convenable du premier organe de transmission 17a par rapport au deuxième organe de transmission 17b autour de l'axe 12 et en transmettant pratiquement sans déformation le couple de l'organe de transmission 17b à l'organe de transmission 17a. La variante représentée en bas de la figure 7 ne se distingue que par une forme différente du premier organe de transmission 17a, pour le cas (différent de celui représenté aux figures 1 et 2) où le premier organe de transmission 17a devrait être rendu solidaire par exemple d'une denture extérieure 58 portée par un arbre 59. L'un des organes de transmission (17a dans l'exemple) comporte alors une collerette rigide 61 reliant l'arbre 59 à la zone de la soudure avec le bord périphérique extérieur 57a du disque ondulé 57.
Dans la variante de la figure 8, le disque 57e est réalisé plan. Cette variante peut convenir lorsque les déplacements axiaux sont très faibles, ou lorsque l'encombrement radial disponible permet de réaliser un disque de grand diamètre, ou encore lorsque le couple à transmettre est relativement faible et permet de réaliser le disque plus mince qu'à la figure 7.
Dans l'exemple représenté aux figures 9 et 10, le dispositif de liaison 17 comprend des billes sphériques 67 disposées suivant quatre rangées axiales réparties autour de 1 ' axe 12. Chaque rangée est agencée dans un couloir 68 de forme générale cylindrique formé pour une moitié par une gorge 68a de profil semi-circulaire appartenant au premier organe de transmission 17a et pour l'autre moitié par une gorge de profil semi-circulaire 68b appartenant au deuxième organe de transmission 17b. Les gorges 68a et 68b ont un diamètre légèrement plus grand que les billes 67. Les gorges 68a, formées sur un alésage cylindrique du premier organe de transmission 17a, s'ouvrent radialement vers l'axe 12. Les gorges 68b, formées dans une surface cylindrique mâle du deuxième organe de transmission 17b, s'ouvrent radialement en direction opposée à l'axe 12. Il y a un léger jeu radial 71 entre la paroi cylindrique 69a de l'alésage du premier organe de transmission 17a et la paroi cylindrique maie 69b, engagée de manière coulissante dans l'alésage 69a et appartenant au second organe de transmission 17b. Les billes sphériques 67 sont montées sensiblement sans jeu radial entre les pistes 68a et 68b respectives, assurant ainsi, sans frottement, le centrage du premier organe de transmission 17a par rapport au second organe de transmission 17b. Par la présence d'au moins deux billes 67 par rangée, le dispositif de liaison 17 assure en même temps un alignement axial rigoureux du premier organe de transmission 17a avec le deuxième organe de transmission 17b.
Lorsque le premier organe de transmission 17a coulisse axialement par rapport au deuxième organe de transmission 17b, chaque bille 67 roule sur chacune des deux pistes 68a et 68b entre lesquelles elle est installée. Lors de la transmission d'un couple de rotation suivant la flèche 39, une face 72b de chaque gorge 68b prend appui latéralement sur les billes 67 et presse les billes 67 contre une face opposée 72a de chaque gorge 68a. Les faces 72a et 72b sont inclinées par rapport à une direction circonférentielle autour de l'axe 12. Les billes 67, qui sont par exemple en acier du type utilisé pour les billes de palier à roulement, transmettent le couple de rotation de l'organe de transmission 17b au premier organe de transmission 17a par leur résistance à la contrainte de cisaillement le long de l'interface cylindrique entre les organes de transmission 17a et 17b, et à la contrainte de compression entres les faces 72b et 72a des gorges .
Comme la course axiale de l'organe de transmission 17a est limitée par ailleurs, il n'y a pas de risque que l'organe de transmission 17a s'échappe au-delà de l'extrémité de l'organe de transmission 17b. Il pourrait par contre y avoir un risque que les billes 67 s'échappent par l'extrémité gauche de la figure 9, où les deux gorges 68a et 68b de chaque couloir sont réalisées ouvertes. Pour éviter cela, une bague de retenue élastique 74 montée dans une rainure appropriée du premier organe de transmission 17a sert de butée axiale pour la bille 67 située le plus près de cette extrémité dans chaque couloir 68. Dans l'exemple représenté, à l'autre extrémité, c'est à dire du côté droit, les gorges 68b appartenant au second organe de transmission 17b sont réalisées fermées en 75.
Dans l'exemple représenté aux figures 11 et 12, le dispositif de liaison 17 comprend des aiguilles cylindriques 77 dont l'axe 77a est radial par rapport à l'axe 12. Les aiguilles 77 sont réparties en quatre rangées angulairement équidistantes autour de l'axe 12, dans quatre couloirs 78 parallèles à l'axe 12 et présentant une section transversale rectangulaire . Chaque couloir est défini conjointement par la surface radialement intérieure 69a du premier organe de transmission 17a et par la surface radialement extérieure 69b du deuxième organe de transmission 17b.
Chaque couloir 78 est défini par deux conformations diédriques concaves 78a, 78b appartenant l'une au premier organe de transmission 17a, l'autre au deuxième organe de transmission 17b. Chaque conformation diédrique comprend une piste de roulement plane 82a, 82b et une face de butée en bout
83a, 83b pour les aiguilles 77. Les pistes de roulement 82a, 82b sont parallèles aux rayons passant par l'axe des aiguilles
77, et donc perpendiculaires à une direction circonférentielle autour de l'axe 12. Les faces de butée en bout 83a et 83b sont orientées de façon tangentielle par rapport à l'axe 12. Les pistes de roulement 82a du premier organe de transmission 17a sont tournées alternativement dans le sens horaire et dans le sens anti-horaire autour de l'axe 12 de manière que les aiguilles 77 de deux couloirs 78 diamétralement opposés transmettent le couple de rotation dans un sens et les aiguilles 77 des deux autres couloirs transmettent le couple de rotation dans l'autre sens. Lorsque les aiguilles transmettent le couple, elles sont sous contrainte de compression entre les deux pistes opposées 82a et 82b de leur couloir 78 respectif. La figure 14 illustre que les aiguilles 77 d'un même couloir peuvent être montées dans une cage 84 dans laquelle les aiguilles peuvent tourner sur elles-mêmes. Lorsque les premier 17a et deuxième 17b organes de transmission se déplacent axialement l'un par rapport à l'autre, la cage 84 se déplace à vitesse intermédiaire entre les deux organes 17a et 17b dans le couloir 78 respectif.
L'exemple des figures 15 à 18 ne sera décrit que pour ses différences avec le précédent. Chaque rangée d'aiguilles 77 est remplacée par un galet unique 87 dont le rayon R (figure 18) est suffisamment grand pour que le galet ne pivote que d'environ 15 à 20° lorsque le premier organe de transmission 17a effectue la totalité de sa course de coulissement axial par rapport au deuxième organe de transmission 17b. Ainsi, le galet n'a pas besoin de présenter une surface cylindrique complète, mais seulement deux arcs de roulement cylindriques 87a et 87b diamétralement opposés, séparés par deux méplats 87c parallèles et opposés. En service, comme le montre la figure 15, les deux méplats 87c sont orientés transversalement par rapport à l'axe 12. Par conséquent la dimension axiale du dispositif de liaison 17 selon ce mode de réalisation est particulièrement réduite. Dans les couloirs 78, la distance entre les pistes opposées 82a et 82b est égale à 2R, elle est donc beaucoup plus grande que dans l'exemple des figures 11 à 14.
Un tel mode de réalisation nécessite de s'assurer que les galets 87 ne vont pas glisser sur les pistes au lieu d'y rouler. Pour cela, chaque surface de roulement 87a ou 87b porte un motif d'engrenage 89a ou 89b, respectivement adjacent au milieu de l'un des bords courbes de la surface 87a ou 87b. Chacun des motifs 89a ou 89b est une dent d'engrenage en développante de cercle dans l'exemple représenté. Chaque dent 89a ou 89b est en service engagée dans un motif d'engrenage complémentaire (creux de denture) 91a ou 91b formé dans la piste de roulement 82a ou 82b correspondante. Le cercle primitif Cp (figure 18) des deux dents 89a et 89b d'un même galet 87 coïncide avec le cercle des surfaces de roulement 87a et 87b.
Comme illustré à la figure 17, il y a ainsi à chaque extrémité cylindrique du galet une aire représentée avec des hachures croisées pour le contact de roulement avec la piste 82a ou 82b correspondante et à côté de cela une bande non- hachurée au milieu de laquelle se trouve la dent et qui sert à 1 ' engrènement avec le creux de denture 91a ou 91b pour l'indexation angulaire du galet par rapport à chacun des deux organes de transmission 17a et 17b. Le diamètre du cercle primitif CP et la géométrie de denture sont choisis, par rapport à la course axiale prévue entre les deux organes de transmission 17a et 17b, pour que les dents 89a et 89b restent en état d' engrènement avec les creux de denture correspondants 91a et 91b pendant toute la course axiale relative entre les deux organes de transmission 17a et 17b.
L'exemple représenté à la figure 19 ne diffère de celui de la figure 15 qu'en ce que le second organe de transmission 17b est maintenant radialement à l'intérieur et le premier organe de transmission 17a est en forme de couronne portant rigidement la denture 8 de la figure 1.
L'exemple de la figure 20 comprend, par rapport à celui de la figure 16, deux différences qui peuvent être mises en œuvre indépendamment 1 ' une de 1 ' autre : - Deux galets 87d de plus grand diamètre alternent avec deux autres galets 87e de plus petit diamètre. Les galets de plus grand diamètre 87d sont ceux qui seront sous contrainte pour la transmission du couple moteur et les deux autres galets 87e sont ceux qui seront sous contrainte pendant la transmission du couple de retenue, qui est plus faible que le couple moteur.
- Les galets sont décentrés par rapport aux diamètres D passant par l'axe 12, un galet sur deux étant décentré dans un sens circonférentiel et l'autre dans l'autre sens circonférentiel . Les galets sont ainsi rassemblés en deux groupes au lieu d'être répartis régulièrement autour de l'axe 12. Il en résulte pour l'organe de transmission intérieur (17a dans cet exemple) une forme plus compacte et donc plus robuste que celle résultant de la réalisation de la figure 16.
Dans l'exemple de la figure 20, on n'a pas représenté de dents d'indexation pour les galets, mais de telles dents peuvent être prévues .
Les figures 21 et 22 illustrent un perfectionnement pouvant être apporté aux exemples des figures 15 à 20 pour assurer la stabilité de l'accouplement avant son montage dans le dispositif de transmission. On comprendra en particulier d'après la figure 15 que les dents d'indexation n'assurent la stabilité de l'accouplement que si le premier organe de transmission 17a est empêché de se déplacer trop loin vers la gauche de la figure. Dans l'exemple de la figure 19, il faut également empêcher que l'organe de transmission 17a se déplace trop loin vers la droite. De tels mouvements excessifs sont, tout au moins dans l'exemple des figures 1 et 2, empêchés par le reste du dispositif de transmission. Mais ils risquent de se produire avant montage. Pour éviter cela, il est prévu un dispositif de retenue en fil à ressort 92 comprenant une partie centrale 93 qui se fixe à l'organe de transmission radialement intérieur
(17b dans cet exemple) et deux pattes de retenue 94 situées de part et d'autre de la partie centrale 93 et venant s'appuyer contre le méplat 87c d'un galet respectif, et plus particulièrement dans une rainure 96 formée à cet effet sur le méplat . La partie centrale 93 passe à travers un fraisage 97 traversant le deuxième organe de transmission 17b et se reboucle de l'autre côté de l'organe 17b par une conformation en crochet 98. Entre la partie centrale 93 et chaque aile 94 le fil à ressort passe sous un crochet de positionnement 99 formé sur la face frontale correspondante de l'organe de transmission 17b.
Avec ce dispositif, lorsque le premier organe de transmission 17a se déplace axialement dans le sens provoquant un mouvement des galets 87 vers le côté où se trouvent les pattes de retenue 94, celles-ci se déforment élastiquement puis finissent par empêcher la poursuite du mouvement du galet. Comme celui-ci est indexé par les dents 89a et 89b par rapport aux deux organes de transmission 17a et 17b, l'immobilisation du galet empêche la poursuite du mouvement axial relatif entre les deux organes de transmission 17a et 17b. La figure 21 illustre également qu'on peut installer dans le même fraisage 97 un autre dispositif de retenue destiné à se placer sur l'autre face de l'organe de transmission 17b pour prendre appui sur l'autre côté des galets et limiter ainsi le mouvement axial relatif dans l'autre sens de mouvement. En théorie, il suffit d'immobiliser un seul galet pour immobiliser axialement les deux organes de transmission l'un par rapport à l'autre. Chaque dispositif de retenue représenté immobilise deux galets à l'égard d'un sens de mouvement. On peut encore renforcer l'action d'immobilisation en montant un ou deux dispositifs de retenue sur les deux autres galets du dispositif de liaison.
Dans l'exemple des figures 23 et 24, où les galets tels que 87 sont omis pour simplifier la représentation, le dispositif de retenue comprend un fil à ressort 102 en forme de U. Une partie centrale 103 du U est tenue par des crochets 109 sur la face frontale de l'un (17b) des organes de transmission. Les deux extrémités 94 du U forment des pattes de butée axiale élastique pour la face frontale correspondante de l'autre (17a) organe de transmission. Il peut y avoir deux dispositifs de retenue diamétralement opposés (un seul est représenté) , et éventuellement deux autres (non représentés) sur l'autre face frontale des organes 17a et 17b.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés. En particulier, l'application de l'invention n'est pas limitée à un dispositif de transmission tel que celui décrit en référence aux figures 1 et 2. Il est par exemple possible que le premier organe de transmission soit solidaire de la roue planétaire 9 d'un train épicycloïdal . Par ailleurs, les nombres de lames, de galets, de rangées de billes ou d'aiguilles peuvent être différents de ceux représentés dans les différents exemples .

Claims

REVENDICATIONS
1- Dispositif de transmission, en particulier pour véhicule terrestre, comprenant :
- des organes de transmission de couple, comprenant un organe rotatif d'entrée (2a) et un organe rotatif de sortie
(2b) ;
- un moyen d'accouplement sélectif (18) monté entre deux des organes de transmission de couple (17a, 13); une combinaison de dentures (7) reliant par engrènement certains au moins des organes de transmission de couple et réalisant entre les organes d'entrée et de sortie deux rapports de transmission suivant que le moyen d'accouplement sélectif (18) est dans un état accouplé ou dans un état libéré respectivement, et dans lequel,
- un premier (17a) des organes de transmission est monté pour commander par déplacement axial 1 ' état du moyen d'accouplement sélectif (18), et des moyens (17) de liaison en rotation avec possibilité de déplacement relatif axial sont installés entre ledit premier (17a) organe de transmission et un deuxième (17b) desdits organes de transmission, caractérisé en ce que les moyens de liaison (17) sont d'un type essentiellement sans frottement lors du déplacement axial du premier organe de transmission (17a) par rapport au deuxième organe de transmission (17b) .
2- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de liaison comprennent au moins un élément déformable (37, 47, 57) ayant une dimension variable parallèlement à l'axe (12) .
3- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément déformable est un soufflet (47) .
4- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément déformable est un disque mince (57, 57e) . 5- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le disque (57) présente au moins une ondulation annulaire centrée sur l'axe (12) . 6- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit au moins un élément déformable comprend au moins une lame flexible (37) disposée avec son épaisseur sensiblement dans le sens axial et fixée par une première extrémité (37a) au premier organe de transmission (17a) et par une deuxième extrémité (37b) au deuxième organe de transmission (17b) .
7- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit au moins un élément déformable comprend au moins deux lames flexibles (37) disposées avec leur épaisseur sensiblement dans le sens axial et regroupées en au moins une pile, chaque pile étant fixée par une première extrémité (37a) au premier organe de transmission (17a) et par une deuxième extrémité (37b) au deuxième organe de transmission (17b) .
8- Dispositif selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que 1 ' au moins un élément déformable (37, 47,
57) est, une fois monté, sensiblement rigide en torsion autour de l'axe (12) de façon à pouvoir transmettre le couple de rotation entre le premier (17a) et le deuxième (17b) organe de transmission de couple. 9- Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que 1 ' au moins un élément déformable (37e) est, au moins lorsqu'il est monté, plus rigide à l' encontre d'un sens de rotation relative entre le premier (17a) et le deuxième (17b) organe de transmission qu'à 1 ' encontre de l'autre sens. 10- Dispositif selon l'une des revendications 2 à 9, caractérisé en ce que l'au moins un élément déformable (37, 37e, 47, 57) est monté pour assurer au moins partiellement entre le premier (17a) et le deuxième (17b) organe de transmission, un centrage relativement à l'axe (12). 11- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de liaison (17) sont d'un type à roulement.
12- Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que les moyens de liaison comprennent des éléments (67, 77, 87, 87d, 87e) montés en roulement entre une première piste (67a, 78a, 82a) appartenant au premier organe de transmission (17a) est une deuxième piste (68b, 78b 82b) appartenant au deuxième organe de transmission (17b) . 13- Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que les pistes comprennent des faces en regard (72a, 72b, 82a, 82b) inclinées par rapport à une direction circonférentielle . 14- Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que les faces (82a, 82b) en regard sont planes et les éléments (77, 87, 87d, 87e) sont cylindriques.
15- Dispositif selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que les éléments (67) ont une surface de roulement bombée et les pistes sont des gorges (68a, 68b) ayant un profil courbe correspondant.
16- Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que les pistes (68a, 68b) s'ouvrent en direction radiale.
17- Dispositif selon l'une des revendications 12 à 15, caractérisé en ce que vues en coupe transversale les pistes
(82a, 82b) sont orientées selon une direction formant un angle avec une tangente.
18- Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que chacun des premier (17a) et deuxième (17b) organes de transmission porte au moins deux pistes orientées en sens opposés (82a, 82b) pour la transmission du couple de rotation dans les deux sens de rotation entre le premier (17a) et le deuxième (17b) organe de transmission.
19- Dispositif selon l'une des revendications 11 à 18, caractérisé en ce que les éléments (87, 87d, 87e) ont des rayons (R) suffisamment grands pour pouvoir n'effectuer qu'une fraction de tour lorsque le premier et le second organe de transmission parcourent la totalité de leur course axiale l'un par rapport à l'autre, et en ce que les éléments sont tronqués par deux méplats opposés (87c) .
20- Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce que l'élément de roulement comprend un motif d'engrenage (dents 89a, 89b) , ayant un cercle primitif (CP) qui coïncide avec la surface de roulement (87a, 87b) , et la piste correspondante présente un motif d'engrenage complémentaire (creux 91a, 91b) . 21- Dispositif selon l'une des revendications 11 à 19, caractérisé par des moyens d'engrenage (89a, 89b; 91a, 91b) entre certains au moins des éléments de roulement (87) et l'une au moins des deux pistes (82a, 82b) entre lesquelles ils sont montés .
22- Dispositif selon la revendication 20 ou 21, caractérisé en ce que les moyens d'engrenage (89a, 89b; 91a, 91b) n'occupent qu'une partie de la largeur d'une piste (82a, 82b) et de la dimension correspondante des éléments de roulement (87) .
23- Dispositif selon l'une des revendications 11 à 19, caractérisé en ce qu'il y a entre deux pistes (68a, 68b; 82a, 82b) appartenant chacun à l'un des premier et deuxième organes de transmission (17a, 17b) au moins deux éléments de roulement (67, 77) .
24- Dispositif selon la revendication 23, caractérisé en ce que les au moins deux éléments de roulement (77) sont tenus dans une cage (84) mobile en translation par rapport à chacune des deux pistes (82a, 82b) . 25- Dispositif selon l'une des revendications 11 à 24, caractérisé par des moyens de retenue (74; 92) portés par l'un des premier et deuxième organes de transmission et empêchant les éléments de roulement (67, 87) de s'échapper d'entre les pistes . 26- Dispositif selon l'une des revendications 11 à 24, caractérisé par des moyens de retenue (74; 92) portés par l'un des premier et deuxième organes de transmission et empêchant les organes de transmission de s'échapper l'un de l'autre avant montage . 27- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 26, caractérisé en ce que le premier organe de transmission (17a) est lié axialement à une denture hélicoïdale (8) faisant partie de la combinaison de dentures (7) .
28- Dispositif selon la revendication 27, caractérisé en ce que ladite denture hélicoïdale (8) est rigidement solidaire du premier organe de transmission (17a) . 29- Dispositif selon la revendication 27 ou 28, caractérisé en ce que le premier organe de transmission (17a) est appuyé par l'intermédiaire d'une butée axiale (B2) contre un plateau mobile (27) du moyen d'accouplement sélectif (18), de façon que la réaction axiale de la denture hélicoïdale (8) agisse sur le plateau mobile (27) en sens contraire de forces d' actionnement .
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