FR2485139A1 - MULTI-STAGE PLANETARY GEARBOX - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne une boîte de vitesses à trains planétaires pour véhicules automobiles et machines de construction, qui est formée de quatre trains planétaires simples, de deux à trois embrayages et de quatre freins. The present invention relates to a planetary gearbox for motor vehicles and construction machines, which is formed by four simple planetary trains, from two to three clutches and from four brakes.
Les botes de vitesses, à trains planétaires connues jusqu'à présent, comportant cinq rapports de marche avant, sont agencées,sur la base du schéma cinématique de Simpson ou de Wilson, avec des trains supplémentaires pour les rapports les plus bas Leur inconvénient consiste dans une vitesse de rotation relativement élevée des satellites (pignons périphériques) et dans les couples élevés qui sont appliqués aux différents étages, ce qui se traduit par axe fortes sollicitations des paliers des satellites et par une limitation de la opacité de eharge-et de la duroe de service de la bote d vitesses. Il est égaletent difficile de choisir de façon a.ppropriée lgéchelonnement des rapports de transmission. The gearboxes, with planetary trains known up to now, comprising five forward gears, are arranged, on the basis of the kinematic diagram of Simpson or Wilson, with additional gears for the lowest gears Their disadvantage consists in a relatively high speed of rotation of the satellites (peripheral pinions) and in the high torques which are applied to the different stages, which results in axis strong stresses of the bearings of the satellites and by a limitation of the opacity of loading - and the duroe of service of the gearbox. It is also difficult to choose the timing of transmission ratios appropriately.
Les botes de B esses à trains planétaires a six étages, de type connu D utilisent le schema cinématique qui est basé sur la boite 3 + 10 et sur un groupe de division placé en amont. Un inconvénient d'un tel agencement cDnsiste dans la commande simultanée des deux embrayages ou freins entre les différents étages, ce qui altère la continuité de la commande. The boxes of B esses with planetary trains with six stages, of known type D use the kinematic diagram which is based on the box 3 + 10 and on a group of division placed upstream. One drawback of such an arrangement is the simultaneous control of the two clutches or brakes between the different stages, which alters the continuity of the control.
Les inconvénients précités sont éliminés avec la bote de vitesses à trains planétaires à plusieurs étages selon l'invention, qui est constituée de quatre trains planétaires simples, de deux à trois embrayages et de quatre freins et qui est caractérisée en ce que l'arbre de sortie est relié rigidement à un entraîneur du quatrième train, en ce que la couronne extérieure du quatrième train est reliée rigidement à l'entraineur du troisième train et à la couronne extérieure du second train, en ce que la couronne extérieure du premier train est rigidement reliée à l'entraîneur du second train et à la couronne extérieure du troisième train,en ce que l'arbre d'entrée peut être accouplé, à l'aide de l'embrayage des étages de marche avant, avec l'arbre des étages de marche avant, qui est relié rigidement au pignon central du troisième train et au pignon central du quatrième train et,à l'aide de l'embrayage de marche arrière, avec l'arbre de marche arrière, qui est relié rigidement au pignon central du premier train et au pignon central du second train, le carter de boite pouvant etre accouplé à l'aide du premier frein avec l'arbre de marche arrière, à l'aide du second frein avec 11 entraîneur du premier train, à l'aide du troisième frein avec la couronne extérieure du premier train et à l'aide du quatrième frein avec la couronne extérieure du quatrième train. The aforementioned drawbacks are eliminated with the multi-stage planetary gearbox according to the invention, which consists of four simple planetary trains, two to three clutches and four brakes and which is characterized in that the shaft of output is rigidly connected to a trainer of the fourth train, in that the outer ring of the fourth train is rigidly connected to the trainer of the third train and to the outer ring of the second train, in that the outer ring of the first train is rigidly connected to the trainer of the second train and to the outer ring gear of the third train, in that the input shaft can be coupled, using the forward stage clutch, with the stage shaft forward gear, which is rigidly connected to the central gear of the third gear and the central gear of the fourth gear and, using the reverse clutch, with the reverse gear, which is rigidly connected to the gear cen tral of the first train and to the central pinion of the second train, the gearbox casing being able to be coupled using the first brake with the reverse gear, using the second brake with 11 trainer of the first train, at the using the third brake with the outer ring of the first train and using the fourth brake with the outer ring of the fourth train.
En outre, il est avantageux que l'arbre d'entrée soit relié, à l'aide de l'embrayage de surmultipliée, avec l'arbre de surmultipliée et que celui-ci soit en outre relié avec l'entraîneur du second train. In addition, it is advantageous that the input shaft is connected, by means of the overdrive clutch, with the overdrive shaft and that the latter is also connected with the trainer of the second train.
Avec l'agencement de la boite de vitesses conforme à l'invention, on obtint une vitesse de rotatior. relative plus faible et une moins forte charge des différents trains planétaires, ce qui se traduit par une augmentation de la durée de service des paliers et des dentures. En outre, la commande simultanée de deux éléments de la boîte est éliminée, ce qui contribue à améliorer la continuité de la commande. With the arrangement of the gearbox according to the invention, a rotational speed was obtained. lower relative and less heavy load of the various planetary trains, which results in an increase in the service life of the bearings and teeth. In addition, the simultaneous control of two elements of the box is eliminated, which contributes to improving the continuity of the control.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels
Fig. 1 représente schématiquement une boîte de vitesses de base 5 + 30 selon l'invention,
Fig. 2 est une représentation schématique de la bolte de vitesses de base qui est étendue à une boîte à surmultipliée 7 + 30,
Fig. 3 donne un tableau des nombres de dents des couronnes extérieures et des pignons centraux des divers trains des deux boîtes de vitesses,
Fig. 4 donne un tableau de la commande et des rapports de transmission qui peuvent être obtenus avec la bote de vitesses de base de la fig. 1, et
fig. 5 donne un tableau de la commande de la boîte de vitesses de la fig. 2.Other advantages and characteristics of the invention will be highlighted in the following description given by way of nonlimiting example, with reference to the appended drawings in which
Fig. 1 schematically represents a basic 5 + 30 gearbox according to the invention,
Fig. 2 is a schematic representation of the basic gearbox which is extended to a 7 + 30 overdrive gearbox,
Fig. 3 gives a table of the numbers of teeth of the outer crowns and of the central gears of the various trains of the two gearboxes,
Fig. 4 gives a table of the control and transmission ratios which can be obtained with the basic gearbox of FIG. 1, and
fig. 5 gives a table of the gearbox control in FIG. 2.
Comme le montre la fig. 1, l'arbre de sortie 4 est relié rigidement à l'entraîneur du quatrième train D. La couronne extérieure du premier train A est reliée rigidement à l'entraîneur du second train B et à:la couronne extérieure du troisième train C. La couronne extérieure du quatrième train D est reliée rigidement à l'entraîneur du troisième train C et à la couronne extérieure du--second train B. As shown in fig. 1, the output shaft 4 is rigidly connected to the driver of the fourth train D. The outer ring of the first train A is rigidly connected to the driver of the second train B and to: the outer ring of the third train C. The outer ring of the fourth train D is rigidly connected to the driver of the third train C and to the outer ring of the - second train B.
L'embrayage S1 des étages de marche avant assure la liaison de l'arbre d'entrée 1 avec l'arbre 2 des étages de-mar.che avant, qui est lui-même relié rigidement au pignon central du troisième train C et au pignon central du quatrième train D. L'embrayage S2 de marche arrière as.sure la liaison de l'arbre d'entrée 1 avec l'arbre 3 de marche arrière, qui est lui-même relié rigidement avec le pignon central du.The clutch S1 of the forward stages provides the connection of the input shaft 1 with the shaft 2 of the forward stages, which is itself rigidly connected to the central pinion of the third train C and to the fourth gear central gear D. The S2 reverse clutch as.sure the connection of the input shaft 1 with the reverse shaft 3, which is itself rigidly connected with the central gear of.
premier train A et avec le pignon central du second train B. first train A and with the central pinion of the second train B.
Le carter de boîte 5 peut être accouplé à l'aide du premier frein B1 avec l'arbre 3 de marche arrière, à l'aide du second frein B2 avec l'entraîneur du premier train A, à l'aide du troisième frein B3 avec la couronne extérieure du premier train A et à l'aide du quatrième f-rein B4 ave-c la couronné extérieure du quatrième train D.The gearbox housing 5 can be coupled using the first brake B1 with the reverse shaft 3, using the second brake B2 with the trainer of the first train A, using the third brake B3 with the outer crown of the first train A and using the fourth end B4 with the outer crown of the fourth train D.
Pour le rapport IO, l'embrayage 51 des étages de marche avant et le quatrième frein B4 sont accouplés. Le quatrième train D fonctionne alors comme un simple train planétaire. Le premier train A, le second train B et le troisième train C tournent librement sans charge. For the IO ratio, the clutch 51 of the forward stages and the fourth brake B4 are coupled. The fourth train D then functions as a simple planetary train. The first train A, the second train B and the third train C rotate freely without load.
Pour le rapport II , l'embray-age S1 des étages de marche avant et le troisième frein B3 sont accouplés. Le troisième train C et le quatrième train D fonctionnent comme un train planétai-re compound. Le premier train A et le second train B tournent librement sans charge. For gear II, the clutch S1 of the forward stages and the third brake B3 are coupled. The third train C and the fourth train D operate as a compound planet train. The first train A and the second train B rotate freely without load.
Pour le rapport III , l'embrayage 51 des étages de marche avant et le second frein Be sont accouplés. Le premier train A, le second train B et le troisième train C et le quatrième train D fonctionnent comme un train différentiel compound. For report III, the clutch 51 of the forward stages and the second brake Be are coupled. The first train A, the second train B and the third train C and the fourth train D operate as a compound differential train.
Pour le rapport IVO, l'embrayage 52 des étages de marche avant et le premier frein Bl sont accouplés. Le second train B, le troisième train C et le-quatrième train
D fonctionnent comme un train différentiel compound. Le premier train A tourne librement sans charge.For the IVO report, the clutch 52 of the forward stages and the first brake B1 are coupled. The second train B, the third train C and the fourth train
D operate as a compound differential train. The first train A turns freely without load.
Pour le rapport VO, l'embrayage S1 des étages de marche avant et l'embrayage 52 de marche arrière sont accouplés. L'ensemble planétaire tourne de façon monobloc. For the VO ratio, the clutch S1 of the forward gear stages and the reverse gear clutch 52 are coupled. The planetary assembly rotates in one piece.
Pour le rapport de marche arrière R IO, l'embrayage S2 de marche arrière et le quatrième frein B4 sont accouplés. For the reverse gear ratio R IO, the reverse gear clutch S2 and the fourth brake B4 are coupled.
Le second train B, le troisième train C et le quatrième train D fonctionnent comme un train différentiel compound.The second train B, the third train C and the fourth train D operate as a compound differential train.
Le premier train A tourne librement sans charge.The first train A turns freely without load.
Pour le rapport -de marche arrière R IIO, l'embrayage S2 de-marche arrière et le troisième frein B3 sont accouplés. For the reverse gear ratio R IIO, the reverse gear clutch S2 and the third brake B3 are coupled.
Le second train B, le troisième train C et le quatrième train D fonctionnent comme un train différentiel compound.The second train B, the third train C and the fourth train D operate as a compound differential train.
Le premier train A tourne librement sans charge.The first train A turns freely without load.
Pour le rapport de marche arrière R IIIO, l'embrayage S2 de marche arrière et le second frein B2 sont accouplés. For the reverse gear R IIIO, the reverse clutch S2 and the second brake B2 are coupled.
Le premier train A, le second train B, le troisième train C et le quatrième train D fonctionnent comme un train piffé: rentiel compound.The first train A, the second train B, the third train C and the fourth train D operate like a piffé train: profitable compound.
Le nombre des-régimes de travail de la bote de vitesses selon l'invention, comme indiqué dans le tableau de la fig.4, est maximal et/ne doit pas utiliser tous les rapports de transmission pouvant être établis dans la botte. The number of working speeds of the gearbox according to the invention, as indicated in the table in fig. 4, is maximum and / must not use all the transmission ratios that can be established in the boot.
A partir de cette botte de vitesses de base (fig. 1), on obtient la boite à surmultipliée 7 + 30 de la fig. 2 par addition de l'embrayage 53 de surmultipliée, qui assure la liaison de l'arbre d'entrée 1 avec l'arbre 6 de surmultipliée. From this basic gear boot (fig. 1), we get the overdrive gearbox 7 + 30 of fig. 2 by adding the overdrive clutch 53, which ensures the connection of the input shaft 1 with the overdrive shaft 6.
L'arbre 6 de surmultipliée est relié rigidement à l'entralneur du second train B.The overdrive shaft 6 is rigidly connected to the locator of the second train B.
Les rapports de transmission de cette boite de vitesses ctest-à-dire les rapports IO à IVO et les rapports de marche arrière RI à RIII , correspondent, en ce qui concerne le mode de commande, les taux de démultiplication -(cf. fig.4 et fig.5) et la transmission des forces, aux rapports de transmission 10 à IV et aux rapports de marche arrière R I à R III de la bolte de vitesses de base de la fig. I
Pour le rapport V0 l'embrayage S1 des étages de marche avant et l'embrayage S3 de surmultipliée sont accouplés. L'ensemble planétaire tourne de façon monobloc. The transmission ratios of this gearbox, that is to say the IO to IVO ratios and the reverse ratios RI to RIII, correspond, as regards the control mode, the reduction ratios - (see fig. 4 and fig. 5) and the transmission of forces, to the transmission ratios 10 to IV and to the reverse ratios RI to R III of the basic gearbox of FIG. I
For the ratio V0, the clutch S1 of the forward gear stages and the overdrive clutch S3 are coupled. The planetary assembly rotates in one piece.
Pour le rapport VI , l'embrayage 53 de surmultipliée et le premier frein B1 sont accouplés. Le second train B, 1 troisième train C et le quatrième train D fonctionnent comme ls train compound Le premier train A tourne libre t s@@s charge. For report VI, the overdrive clutch 53 and the first brake B1 are coupled. The second train B, 1 third train C and the fourth train D operate like the compound train. The first train A turns freely when loaded.
Pour le rapport VII , l'embrayage S3 de surmultiplie t le second frein B @ sont accouplés Les quatre trains A,
B, C, D constituent un train planétaire compound. For gear VII, the overdrive clutch S3 t the second brake B @ are coupled The four trains A,
B, C, D constitute a planetary compound train.
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Family
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