FR2483552A1 - Boite de vitesses perfectionnee pour vehicules de forte puissance - Google Patents

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Abstract

BOITE DE VITESSES POUR VEHICULES DE FORTE PUISSANCE. ELLE COMPREND UN TRAIN PLANETAIRE COMPLEXE A 2 PLANETAIRES ET 2 SERIES DE SATELLITES DIT "TRAIN DE RAVIGNEAUX" COMBINE AVEC UN TRAIN PLANETAIRE SIMPLE JOUANT LE ROLE DE DOUBLEUR DE GAMME ET ENTRAINE PAR L'ARBRE PORTE-SATELLITES 2 DU TRAIN DE RAVIGNEAUX, L'ENTREE DE MOUVEMENT M SE FAISANT SUR LA COURONNE 1 DU TRAIN DE RAVIGNEAUX POUR L'UNE AU MOINS DES VITESSES DE CE TRAIN.

Description

i La présente invention est relative à une bolte de vi. essesdoestLne aux
véhicules de forte puissance, tels que des engins militaires (engins blindés notamment), ou des engins de grands travaux (travaux publics ou agricoles) ou encore dos véhicules de transport (camions, autocars, autobus). Les boîtes de vitesses de tels véhicules doivent âtre aussi conmpact que possible et utilisent généralement
dos dispositifs a engrenages planétaires qui sont, en prin-
cipe, les moins encombrants, Pour certains véhicules, par exemple, les engins
blindés, les dispositifs formant la boîte de vitesses doi-
vent être de préférence coaxiaux avec l'arbre de sortie qui traverse toute la boite et ils recoivent leur mouvement par un engrenage parallèle ou conique. Dans d'autres cas,
les camions, autobus et autocars par exemples, il est préfé-
rable que la boite de vitesses ait son entrée et sa sortie
en ligne.
Pour répondre aux exigences de ces véhicules de
nombreuses combinaisons ont déjà été proposées.
La plus élémentaire est formée d'un inverseur de marche à planétaire suivi de 3 trains planétaires simples et d'une prise directe: on obtient ainsi 4 vitesses avant
et 4 vitesses arrière. Mais l'inverseur de marche à plané-
taires comportant lui-même 2 trains planétaires, on aboutit à un ensemble comportant 5 trains planétaires ce qui est d'une grande complication mécanique et ne permet pas une
réalisation compacte.
Selon une autre combinaison, on utilise un train
planétaire inverseur suivi de deux trains planétaires sim-
ples fournissant chacun 2 fois 2 combinaisons.
Cette solution est plus moderne mais, comme la
précédente, elle est limitée à 4 combinaisons pour la mar-
che avant, ce qui est insuffisant dans de nombreux cas,
notainent le cas des camions et autres véhicules de trans-
port modernes.
La présente invention a pour objet une boîte de
vitesses remédiant à ces inconvénients.
La boîte de vitesses selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle comprend un train planétaire complexe à 2 planétaires et 2 séries de satellites dit "train de Ravigneaux"l combiné avec un train planétaire simple jouant le rôle de doubleur de gamme et entraîné par l'arbre portesatellites du train de Ravigneaux, l'entrée de mouvement se faisant sur la couronne du train de
Ravigneaux pour l'une au moins des vitesses de ce train.
De préférence, l'une des vitesses du train de Ravigneaux est obtenue par entrée sur la couronne, arrêt du plantéraire (premier planétaire) engrenant avec les
satellites qui engrènent avec la couronne (premiers satel-
lites) et sortie par le porte-satellites, la vitesse de prise directe est obtenue par entrée simultanée sur le second planétaire et sur la couronne qui se trouvent ainsi solidarisés, une vitesse lente pouvant être obtenue par entrée sur le second planétaire, arrêt du premier planétaire et sortie sur le porte-satellites et la marche arrière se faisant par entrée par le second planétaire, arrêt de la
couronne et sortie par le porte-satellites.
En effet, dans le train Ravigneaux connu, l'entrée
de mouvement se fait sur l'un ou l'autre des planétaires.
Si on l'emploie tel quel, cette combinaison ne peut donner, pour la vitesse lente, qu'une démultiplication importante, supérieure à 2,7 environ, qui exige un train planétaire
doubleur de gamme largement dimensionné, pour pouvoir absor-
ber le couple moteur, lequel est multiplié par 2,7 ou davan-
tage. De plus, comme dans ces dispositifs il faut avoir au
moins deux vitesses arrière dans un rapport élevé, 2,7 envi-
ron, il faut prévoir un train doubleur donnant une démulti-
plication de 2,7 environ et le rapport total de démultipli-
cation (la raison de la boite) serait alors très important puisqu'il est le produit des démultiplications des deux trains soit 7,3 au moins alors qu'elle ne doit pas dépasser 6 pour des véhicules de transport et 4,5 pour des véhicules
militaires du type engins blindés.
Avec la disposition de l'invention, par contre, on peut obtenir 6 vitesses avant convenablement étagées dans un rapport de l'ordre de 1 à 6 et 2 vitesses arrière dans uin
rapport de l'ordre de 2,7 ou davantage, avec un train dou-
bleur dont le dimensionnement est limité aux besoins d'une
démultiplication de l'ordre de I,8.
En outre, grâce à cette disposition, on obtient une botte à 6 vitesses avant et 2 arrière ne comprenant que 2 trains planétaires (dont un train composé) 3 freins et 3 embrayages, ce qui est particulièrement simple et apte à
fournir une construction compacte.
Enfin, cette réalisation conduit à un minimum de
I0 vitesses de rotation de satellites, de vitesses en retour ain-
si que de glissements des embrayages et des freins.
L'invention vise également les dispositions ci-après a) L'entrée de mouvement sur le train de Ravigneaux comporte deux embrayages permettant d'entraîner à volonté,
I5 soit la couronne, soit le second planétaire, soit les deux.
b) Un frein est prévu sur le premier satellite et un
autre sur la couronne du train de Ravigneaux.
c) Le train doubleur comporte un frein sur la couronne et
un embrayage entre planétaire et couronne, le porte-satel-
lites étant relié à l'arbre de sortie.
d) Selon une première variante, le porte-satellites du train de Ravigneaux est placé entre les premier et second planétaires, le premier planétaire étant monté sur un manchon entourant l'arbre du porte- satellites et son frein étant situé
entre le train de Ravigneaux et le train doubleur.
e) Selon une autre variante, le porte-satellites du train de Ravigneaux est directement couplé au train doubleur et son premier planétaire est monté sur un manchon entourant l'arbre de sortie qui traverse la boite, et interne aux arbres d'entraînement du second planétaire et de la couronne, le frein dudit premier train planétaire étant placé à l'extrémité de
la boite de vitesses opposée au train doubleur.
f) Selon une variante de réalisation, l'entrée et la
sortie de mouvement sont en ligne le montage du porte-satelli-
tes du train de Ravigneaux pouvant être réalisé selon l'un ou
l'autre des points d) et c) ci-dessus.
g) Selon une autre variante, l'arbre de sortie traverse la boite de vitesses, le montage du porte-satellites du train de Ravigneaux est réalisé selon le point e) ci-dessus
et l'entrée de mouvement dans la boite est effectué par engre-
nage parallèle ou conique sur les embrayages de la couronne
et du second planétaire.
L'invention sera décrite ci-après en référence au dessin annexé sur lequel: La figure 1 est un schéma de principe d'une première variante de réalisation de l'invention; La figure 2 est un schéma de principe d'une seconde variante de réalisation de l'invention;
Les figures 3 et 4 sont des vues en coupe simpli-
fiée d'exemples de réalisation de boîtes selon les schémas
des figures 1 et 2 respectivement.
En se reportant à ces figures, on voit que la boîte de vitesses selon l'invention est constituée par un train de Ravingeaux comprenant: - une couronne 1, - les premiers satellites 3 et 5 qui engrènent avec la couronne 1 et peuvent ou non être solidaires entre eux selon les impératifs de la fabrication,
- les seconds satellites 4 qui engrènent avec les satel-
lites 5 et le planétaire 6, - le second planétaire 6,
- le premier planétaire 7 qui engrène avec les satelli-
tes 3,
- le porte-satellites 2 qui relie entre eux les satelli-
tes 3, 5 et 4, et, qui constitue la sortie du train de Ravigneaux, lequel est combiné avec un train planétaire' simple, jouant le rôle de doubleur de gamme, comprenant: - la couronne 8, - le planétaire 10, - les satellites 9,
- le porte-satellites 12 quil constitue la sortie S de.
la boîte de vitesses.
L'entrée M de la botte de vitesses est réalisée
par l'intermédiaire des embrayages D1 et E2 rolianb respecti-
ment cette entrée à la couronne 1 et au second planétaire 6 du cragn dc l"aviLnoaux. Lorsque les deux embrayages E1 et E2 sont acLi.onnés shmiultané.ient, le train de Ravigncaux est
Cnl pr iLso directe.
Il est en outre prévu: - un frein 21 agissant sur la couronne 1, - un frein F2 agissant sur le premier planétaire 7, - un froin F3 agissant sur la couronne l, - un emnbrayage 23 entre le planétaire 10 et la couronne
o qui met le train doubleur en prise directe.
En agissant sur ces freins et ces embrayages, on obtient les combinaisons suiva 1ère vltesse avant p 2ème 3ème 4ème ème 6eme Il fi iil! Il HI it.. 1ère vitesse arrière 2ème " il ntes: ar action sur E1 F2 F3 I. if "l E2 F2 F3 l 1 2 F3 , i" E1 F2 E3 Il ît tt E F2 F3 l " i" E1 E2 E3
" " " E E1
F2E3 il if ttE 1 E2 E3 il t" " E 1 F E n1 3 si i, nombre do dents de la couronne 1 1 nombre de dents du planetaire 6 nombre de dents de la couronne 1 -2 nombre de dents du planétaire 7 nombre de dents de la couronne 8 K3 nombre de dents du planetaire 10 Les rapports descombinaisons ci-dessus sont les suivants: pour la première vitesse avant (Ki1 +)(K3 + 1) pour la deux.L ome vitesse avant (K2 + 1) (K3 + 1) pour la troisijme vitesse avant pour la quatrième vitesse avant 3o
K3 + 1
K1 + 1
K2 pour la cinquième vitesse avant pour la sixième vitesse avant 2 + 1 !2 pour la première vitesse arrière (K1 - 1) (K3 + 1) pour la seconde vitesse arrière autocars
K1 = 2,5
1 - 1 1 i A titre dtexemple, pour le cas de camions, autobus, ou autres véhicules de transport, en adoptant i2 = 2,5 et K3 = 1,8, on obtient: 1ère AV 5,6 2ème " 3,92 3ème" 2,8 4ème " 2 ème " 1,4 6ëme " 1 1ère AR 4,2 2ème " 1,5 c'est-à-dire 6 vitesses avant parfaitement étagées entre
1 et 6 et deux vitesses arrière dans un rapport de 2,8.
Pour le cas d'engins blindés ou autres engins mili-
taires ou engins de grands travaux, en adoptant K1 = 2,89 K2 = 1,73 et K3 = 1,85, on obtient: 1ère vitesse avant 2ème " " 3ème fi n 4ème " " ème " " 6ème " " 1ère vitesse arrière 2ème " " La quatrième vitesse 7,6 4,49 2, 85 2,67 1,58 I ,38 1,89 avant pourra 8tre supprimée
comme faisant double emploi avec la troisième, et la pre-
mière vitesse avant pourra être utilisée comme vitesse dite "de rampement" avant, très lente, a faibleinjection moteur, ce qui donne quatre vitesses avant principales correspondant e e e e dans le tableau ci-dessus aux 2e, 3, 5 et 6 avec une démultiplication de l'ordre de 4,5 pour uine vitesse maximale
de 70!an/h.
Dans l'exemple des figures I et 3, l'entrée M et la sortie S de la boite sont en ligne; dans l'exemple des figures 2 et 4, l'arbre de sortie I6 traverse la boite et l'entrée M se fait par un engrenage 11 qui peut être un embrayage droit ou conique. Pour permettre l'entrée et la-sortie en ligne, dans le cas des figures Iet 3, le porte-satellites 2 du train de Ravigneaux est placé entre les satellites 3 et 5, entre les planétaires 6et 7, le planétaire 7 tourillonnant autour de l'arbre 14 du portesatellites 2; le frein F2 du porte-satellites 2 est placé entre le train de Ravigneaux et
le train doubleur.
Dans le cas des figures 2 et 4, le premier plané-
taire 7 du train de Ravigneaux est monté sur un machon I5 entourant l'arbre de sortie 16 et interne aux pièces I7 et I8 portant le second planétaire 6 et la couronne 1; le frein F2 est alors placé du côté de la boîte opposé au
train doubleur.
Toutefois, la solution de la figure 1 peut égale-
ment être utilisée dans le cas d'un arbre de sortie traver-
sant la boite.
Les arbres d'entrée et de sortie en ligné sont une
solution bien adaptée au cas de nombreux véhicules de trans-
port; l'arbre de sortie traversant la boite convient
bien aux engins blindés par exemple.
Bien entendu la boite objet de l'invention n'est
que l'un des éléments d'une transmission et peut être cons-
tituée avec tous autres éléments habituels de transmission.
Notamment elle peut être placée après un convertisseur de couple hydrocinétique ou un coupleur quelconque (mécanique
ou hydraulique); elle peut également être placée avant d'au-
tres dispositifs tels que mécanisme de transfert ou pont (pour ce qui concerne les véhicules à roues), réducteur de sortie
avec dispositif de direction (pour ce qui concerne les dispo-
sitifs à chenille).

Claims (9)

REVENDIcATIONS
1.- Boite de vitesses pour véhicules de forte puissance, caractérisée en ce qu'elle comprend:un train planétaire complexe à 2 planétaires et 2 séries de satellites dit "train de Ravigneaux"l combiné avec un train planétaire simple jouant le rôle de doubleur de gamme et entraîné par l'arbre porte-satellites du train de Ravigneaux, l'entrée de mouvement se faisant sur la couronne du train de Ravigneaux
pour l'une au moins des vitesses de ce train.
2.- Botte dc. vitesses selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'une des vitesses du train de Ravigneaux est obtenue par entrée sur la couronne, arrêt du planétaire (premier planétaire) engrenant avec les satellites qui engrenent avec la couronne (premiers satellites) et sortie par le porte-satellites, la vitesse de prise directe est obtenue par entrée simultanée sur le second planétaire et sur la couronne qui se trouvent ainsi solidarisés, une vitesse lente pouvant être obtenue par entrée sur le second planétaire, arrêt du premier planétaire et sortie sur le porte-satellites et la marche arrière se faisant par entrée par le second
planétaire, arrêt de la couronne et sortie par le porte-
satellites.
3.- Boite de vitesses selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisée en ce que l'entrée
de mouvement sur le train de Ravigneaux comporte deux em-
brayages permettant d'entralner à volonté, soit la couronne,
soit le second planétaire, soit les deux.
4.- Botte de vitesses selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un frein est
prévu sur le premier satellite et un autre sur la couronne du
3o train de Ravigneaux.
5.- Botte de vitesses selon l'une quelconque
des revendications précédentes, caractérisée en ce que le
train doubleur comporte un frein sur la couronne et un embrayage sur le planétaire, le porte-satellites étant relié
_5 à l'arbre de sortie.
6.- Boite de vitesses selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisée en ce que le porte-
satellites du train de Ravigneaux est placé entre les p)remior et second planétaire, le premier planétaire étant mont6 sur un m:anclhon entourant l'tarbre du porte-satellites et son frein étant situé entre le train de Ravigneaux et le Lrain doubleur.
7.- Boite de vitesses selon l'une quelconque des
revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le porte-satel-
lites du train de Ravigneaux est directement couplé au train doubleur et son premier planétaire est monté sur un manchon entourant l'arbre de sortie qui traverse la boîte, et interne aux arbres d'entraînement du second planétaire et de la couronne, le frein dudit premier train planétaire étant placé a l'extrémité de la boîte de vitesses opposée au train doubleur.
8.- Boite de vitesses selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisée en ce que l'entrée
et la sortie de mouvement sont en ligne.
9.- Boîte de vitesses selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'arbre de sortie traverse la boite de vitesses et l'entrée du mouvement est effectuée par engrenages sur les embrayages de la couronne et du second
planétaire du train de Ravigneaux.
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