FR2522100A1 - Transmission entre une prise de mouvement et un arbre recepteur, notamment pour vehicule automobile - Google Patents
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Abstract
TRANSMISSION ENTRE UNE PRISE DE MOUVEMENT ET UN ARBRE RECEPTEUR, NOTAMMENT POUR VEHICULE AUTOMOBILE. LA TRANSMISSION COMPORTE UN VARIATEUR DE VITESSE V ET UN DISPOSITIF PLANETAIRE A QUATRE ELEMENTS M, S, T1 ET T2. LE DISPOSITIF PLANETAIRE COMPORTE DEUX PLANETAIRES P1 ET P2 LIES L'UN A L'AUTRE ET ACCOUPLES A LA PRISE DE MOUVEMENT PM PAR L'INTERMEDIAIRE DU VARIATEUR V, UN PORTE-SATELLITES PS1 ADAPTE A ETRE FREINE EN F1 POUR L'OBTENTION DE LA MARCHE ARRIERE, UN ELEMENT DE SORTIE S FORME PAR LA COURONNE C1 ET LE PORTE-SATELLITES PS2 ET UNE COURONNE C2 QUI EST ADAPTEE A ETRE SOIT LAISSEE FOLLE SOIT PAR EXEMPLE FREINEE EN F2 POUR L'OBTENTION DE DEUX GAMMES EN MARCHE AVANT. LE PRIMAIRE 17 DU VARIATEUR V EST COAXIAL AVEC L'AXE X1 TANDIS QUE LE SECONDAIRE 18 DU VARIATEUR V EST COAXIAL AVEC LE DISPOSITIF PLANETAIRE P. LE VARIATEUR V ET LE DISPOSITIF PLANETAIRE P SONT DISPOSES DANS DEUX ENCEINTES DISTINCTES 14 ET 15 DU CARTER 12. APPLICATIONS: TRANSMISSIONS, NOTAMMENT POUR VEHICULES AUTOMOBILES.
Description
2522 100
La présente invention se rapporte à une transmission entre une prise de mouvement et un arbre récepteur, notamment pour véhicule automobile, comportant un variateur de vitesse ayant
un primaire et un secondaire et un dispositif planétaire à qua-
tre éléments dans lequel un élément d'entrée, actif de façon permanente, est lié à la prise de mouvement par l'intermédiaire
du variateur de vitesse, tandis qu'un élément de sortie, égale-
ment actif de façon permanente, est lié à l'arbre récepteur, chacun des deux éléments restants, appelés premier et deuxième éléments commutants, étant adapté à être rendu, soit actif,soit passif, par des moyens de commande qui rendent l'un des éléments
commutants actif, pendant que l'autre est passif, et vice-versa.
On dit que l'on rend actif un élément commutant, lorsqu'on le relie à un organe qui est extérieur au dispositif planétaire et qui est doué d'un couple moteur ou résistant Dans le premier cas on l'accouple par exemple par un embrayage à la prise de
mouvement Dans le deuxième cas, on le bloque notamment aumoyen.
d'un frein qui agit entre lui et un bâti fixe On dit que l'on rend passif l'élément commutant, lorsqu'on le désaccouple de tout organe extérieur au dispositif planétaire, c'est-à-dire
lorsqu'on le laisse fou.
Le variateur de vitesse peut être de tout type approprié, par exemple mécanique, avec des poulies d'écartement variable et une courroie, ou hydraulique, avec deux unités dont l'une, émettrice, constitue un moteur tandis que l'autre, réceptrice, constitue une pompe, ou électrique etc Un tel variateur de vitesse permet d'établir un rapport de vitesse et un rapport de couple qui sont continûment variables entre le primaire et le secondaire du variateur de vitesse, ceci aussi bien dans un sens
detran smission que dans l'autre.
Le dispositif planétaire à quatre éléments, avec un élé-
ment d'entrée actif en permanence, un élément de sortie égale-
ment actif en permanence et deux éléments commutants dont l'un.
est actif pendant que l'autre est passif et vice-versa, permet, en association avec le variateur de vitesse, de donner à la transmission de bonnes performances, en particulier quant au dimensionnement du variateur, à sa longévité, au rendement de la transmission, et à l'étendue des rapports de vitesse de la transmission, ceci notamment avec deux gammes de marche avant
et une gamme de marche arrière.
Ces gammes de marche avant et arrière sont obtenues ma-
nuellement et/ou automatiquement par la commande des embraya-
ges et freins associés aux éléments commutants.
Les transmissions du type sus-indiqué proposées jusqu'à
présent, donnent des résultats intéressants mais avec un fonc-
tionnement au cours duquel la vitesse de rotation de l'élément
de sortie ou d'un des éléments commutants, est encore trop éle-
vée pour donner entière satisfaction, tandis que la construc-
tion est assez complexe et encombrante avec trois axes parallè-
les distincts dont deux sont ceux du primaire et du secondaire du variateur de vitesse, tandis que le troisième, est celui du
dispositif planétaire.
La présente invention a pour objet une transmission entre une prise de mouvement et un arbre récepteur, notamment pour véhicule automobile, du type sus-indiqué, qui est exempt de ces inconvénients, dont le fonctionnement est excellent avec de bonnes gammes tant en marche avant qu'en marche arrière, ceci avec des vitesses de rotation des divers éléments du dispositif planétaire qui sont toujours modérées et avec une construction
simple, commode, et peu encombrante.
Suivant un aspect de l'invention, la transmission suivant l'invention est caractérisée en ce que le primaire du variateur est coaxial avec la prise de mouvement suivant un premier axe
tandis que le secondaire du variateur et le dispositif plané-
taire sont coaxiaux avec l'arbre récepteur suivant un deuxième axe parallèle au premier axe et/ou en ce que le variateur et le dispositif planétaire sont espacés axialement l'un de l'autre et disposés respectivement dans une première et une deuxième
enceintes séparées par une cloison.
Grâce à cette disposition, la construction de la transmis-
sion est particulièrement simple puisqu'elle comporte deux axes seulement En outre, la répartition du dispositif planétaire
et du variateur de vitesse en deux emplacements axialement dis-
tincts permet de faciliter les conditions de commande de cha-
cun de ces deux appareils Comme ceux-ci sont placés dans deux
enceintes distinctes, on peut, par exemple, envisager de lubri-
fier l'enceinte o se trouve le dispositif variateur de vitesse.
Suivant un autre aspect de la présente invention dans le-
quel le dispositif planétaire à quatre éléments comporte un premier et un deuxième trains planétaires simples coaxiaux ayant chacun un planétaire, une couronne et un porte-satellites dont les satellites engrènent tant avec le planétaire qu'avec la couronne, la transmission est caractérisée en ce que les
planétaires des deux trains sont liés l'un avec l'autre et for-
ment l'élément d'entrée, en ce que la couronne du premier train.
et le porte-satellites du deuxième train sont liés l'un avec
l'autre et forment l'élément de sortie, et en ce que le porte-
satellites du premier train constitue le premier élément commu-
tant tandis que la couronne du deuxième train constitue le
deuxième élément commutant.
L'usager peut obtenir, à volonté, la marche avant en des-
serrant un frein associé au premier élément commutant, et la marche arrière, en serrant ce frein On peut obtenir en marche
avant soit manuellement, soit automatiquement une gamme en lais-
sant passif le premier élément commutant et en reliantle deuxième élément commutant, soit par un frein avec le bâti fixe, soit par un embrayage avec la prise de mouvement Une autre gamme avant est obtenue en accouplement par un embrayage le
premier élément commutant avec la prise de mouvement et enlais-
sant passif le deuxième élément commutant.
Dans tous les cas, on obtient d'excellents rapports dans toutes les gammes et on évite des vitesses excessives sur les
éléments du dispositif planétaire Pour fixer les idées, en.
utilisant des freins pour rendre les éléments commutants, on obtient en première gaame avant, un rapport de vitesse variant entre 0,160 et 0,642, en deuxième gamme avant, un rapport de vitesse variant entre 0,642 et 1, 730 et en gamme arrière un rapport de vitesse variant entre 0,177 et 0, 520 Il est à noter qu'en marche arrière, l'intérêt de faire varier le rapport de
vitesse est en général assez réduit et c'est la raison, pour la-
quelle on peut envisager, par blocage du variateur de vitesse, de fixer le rapport de vitesse en marche arrière à sa valeur la plus basse, c'està-dire 0,177 On notera également à la sortie et à l'entrée du dispositif planétaire uniquement la présence
de deux arbres concentriques.
De préférence, les deux aspects suvisés de l'invention.
sont adoptés en combinaison et la transmission suivant l'inven -
tion dans laquelle le dispositif planétaire à quatre éléments comporte un premier et un deuxième trains planétaires simples et coaxiaux ayant chacun un planétaire, une couronne et un porte-satellites dont les satellites engrènent tant avec le planétaire qu'avec la couronne, est caractérisée en ce que les
planétaires des deux trains sont liés l'un avec l'autre et for-
ment l'élément d'entrée, en ce que la couronne du premiertrain et le porte-satellites du deuxième train sont liés l'un avec
l'autre et forment l'élément de sortie, en ce que le porte-sa-
tellites du premier train constitue le premier élément commu-
tant, tandis que la couronne du deuxième train constitue le deuxième élément commutant, en ce que le primaire du variateur est coaxial avec la prise de mouvement suivant un premier axe
tandis que le secondaire du variateur et le dispositif plané-
taire sont coaxiaux avec l'arbre récepteur suivant un deuxième axe parallèle au premier axe, et en ce que le variateur et le dispositif planétaire sont espacés axialement l'un de l'autre et disposés respectivement dans une première et une deuxième
enceintes séparées par une cloison.
Grâce à cet agencement, on obtient une transmission dont
les performances sont excellentes en ce qui concerne les rap-
ports de vitesse, les conditions de vitesse des divers éléments
du dispositif planétaire, les commodités offertes pour la com-
mande, l'encombrement réduit, la simplicité de construction et les possibilités offertes pour la présence, ou l'absence d'une
lubrification en fonction des desiderata de la pratique.
Les embrayages et les freins qui sont mis en oeuvre pour la commande de la transmission peuvent être prévus disposés à
volonté soit dans la première, soit dans la deuxième enceintes.
Les embrayages sont avantageusement prévus coaxiaux avec le
premier axe et dans ce cas leur liaison avec le dispositif pla-
nétaire s'effectue de préférence par des moyens d'entraînement, par exemple du type à chaîne, qui peuvent être prévus disposés dans la première enceinte o se trouve le dispositif planétaire
et qui est adaptée à être convenablement lubrifiée.
Il est à noter qu'à l'un au moins des freins, peut être
associée avantageusement une roue libre.
Des formes d'exécution de l'invention sont ci-après décri-
tes à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels 1 & figure 1 est une vue, en coupe longitudinale, d'une transmission suivant l'invention; la figure 2 est un schéma de cette transmission; la figure 3 est un schéma analogue à celui de la figure 2 mais concerne une variante; la figure 4 montre un détail modifié de la transmission de la figure 1;
la figure 5 concerne une autre variante.
On se référera d'abord aux figures 1 et 2 qui concernent,
à titre d'exemple non limitatif, une application de l'invention.
à une transmission pour un véhicule automobile dont on voit en l'arbre moteur et en il un pignon conique du différentiel d'entralnement des roues motrices La transmission suivant 1 ' invention est logée dans un carter fixe ou bâti fixe 12 divisé par une cloison 13 en une première enceinte 14 qui est à sec et en une deuxième enceinte 15 qui est lubrifiée Les roulements à billes sont représentés schématiquement par des croix dans des
carrés ou rectangles.
La prise de mouvement de la transmission consiste en un.
arbre PM qui est coaxial, suivant un premier axe Xi, avec l'ar-
bre moteur 10, tandis que l'arbre récepteur R de la tran smis-
sion qui porte le pignon il s'étend suivant un deuxième axe X 2
qui est parallèle au premier axe Xl.
La prise de mouvement PM de la transmission est adaptée à être accouplée à l'arbre moteur 10 par un embrayage 16 (figure 2). La transmission comporte un variateur de vitesse V dont le primaire 17 est coaxial avec l'axe Xl et dont le secondaire 18
est coaxial avec l'axe X 2.
Le variateur de vitesse V est logé dans la première encein-
te 14 du carter 12.
Dans l'exemple représenté aux figures 1 et 2, le primaire 17 et le secondaire 18 du variateur V sont constitués par des poulies d'écartement variable, reliées par une courroie 19,par
exemple du type constitué par une succession de plots convena-
blement sanglés et agissant par poussée.
Lorsque la poulie 17 présente un petit écartement tandis que la poulie 18 présente un grand écartement, ainsi qu'il est
représenté aux figures 1 et 2, le variateur V permet une mul-
tiplication de vitesse C'est le contraire qui se produit lors-
que les écartements sont inversés La commande des écartements
s'effectue par tous moyens appropriés, par exemple par l'inter-
médiaire de chambres hydrauliques telles que les chambres 20 et
21 à la figure 1.
La transmission comporte également un dispositif planétai-
re P à quatre éléments M,S,Tl et T 2.
Ce dispositif planétaire P comporte un premier et un deuxième trains planétaires simples coaxiaux Le premier train planétaire simple comporte un planétaire Pi, une couronne Cl, et un porte-satellites P 51 dont les satellites 51 engrènent tant avec le planétaire Pl qu'avec la couronne Cl D'une manière
analogue, le deuxième train planétaire simple comporte un pla-
nétaire P 22 une couronne C 2 et un porte-satellites P 52 dont les satellites 52 engrènent tant avec le planétaire P 2 qu'avec la
couronne C 2.
Les planétaires Pl et P 2 des deux trains sont liés l'un
avec l'autre et forment l'élément d'entrée M du dispositif pla-
nétaire P Cet élément d'entrée M est actif de façon permanente en étant lié à la prise de mouvement PM par l'intermédiaire du variateur de vitesse V Plus particulièrement, le dispositif planétaire P qui est coaxial avec le deuxième axe X 2, a son élément d'entrée M, relié par un arbre 22 avec le secondaire 18 du variateur V. La couronne Cl du premier train et le porte-satellites P 52 du deuxième train sont liés l'un avec l'autre et forment un élément de sortie S du dispositif planétaire P Cet élément de sortie S est actif de façon permanente en étant solidaire de
l'arbre récepteur R de la transmission.
Le porte-satellites P 51 du premier train constitue un pre-
mier élément commutant Tl du dispositif planétaire P La cou-
ronne C 2 du deuxième train constitue un deuxième élément com-
mutant T 2 du dispositif planétaire P. Chacun des éléments commutants Tl et T 2 est adapté à être rendu soit actif, soit passif par des moyens de commande qui rendent l'un des éléments commutants actif, pendant que l'autre
est passif et vice-versa.
Le premier élément commutant Tl peut être rendu actif de deux façons, d'une part, au moyen d'un frein Fl qui, lorsqu'il
est serré, le relie au carter fixe 12 et assure la marche ar-
rière, d'autre part, alors que le frein Fl est desserré, au moyen d'un embrayage El qui, lorsqu'il est engagé, assure une deuxième gamme de marche avant, à savoir une gamme avant haute
dans l'exemple des figures 1 et 2.
L'embrayage El est disposé dans la première enceinte 14
du carter 12 et agit entre la prise de mouvement PM et un pi-
gnon 23 monté fou autour de cette prise de mouvement PM Le
pignon 23 entraine, par un moyen d'entraînement tel qu'une chat-
ne 24, un pignon 25 solidaire de l'élément Tl Les moyens d'en-
traînement 23,24,25 sont disposés dans la deuxième enceinte 15 du carter 12 et se trouvent donc bien lubrifiés en même temps que les éléments du dispositif planétaire P. Le deuxième élément commutant T 2 est adapté à être rendu actif pour l'obtention d'une première gamme de marche avant qui est une gamme avant basse, alors que le frein Fl est desserré, étant relié au carter fixe 12 par un frein F 2 qui est disposé
dans la deuxième enceinte 15 du carter 12.
Grâce à une commande qui peut être manuelle ou automati-
que, l'obtention de la gamme avant basse est obtenue en desser-
rant le frein Fl, tandis que l'embrayage El est désengagé et le
frein F 2 serré Cette gamme avant basse correspond à une varia-
tion du rapport comprise entre 0,160 et 0,642.
Pour l'obtention de la gamme avant haute par une commande manuelle ou automatique, on desserre le frein F 2, on engage 1 ' embrayage El tandis que le frein Fl est desserré Cette gamme
avant haute correspond à une variation du rapport comprise en-
tre 0,642 et 1,730.
On remarquera ainsi en marche avant que le rendement de la
transmission est amélioré par rapport à une transmission ne com-
portant qu'un variateur.
Pour la marche arrière, l'usager serre le frein Fl tandis que l'embrayage El et le frein F 2 sont desserrés L'élément Tl est rendu actif en étant bloqué sur le carter 12 tandis que 1 ' élément T 2 est laissé passif On obtient une gamme de marche arrière qui correspond à une variation du rapport comprise entre
0,177 et 0,520.
En général, il n'est pas nécessaire en marche arrière de prévoir une variation du rapport de transmission et c'est la
raison pour laquelle on peut envisager, dans le cas de la mar-
che arrière, de bloquer le variateur V sur sa position qui correspond au rapport le plus petit, c'est-à-dire 0,177 Ceci peut être réalisé automatiquement d'une manière aisée.
On remarquera que dans ces conditions, aussi bien en mar-
che arrière qu'en marche avant la vitesse de rotation de l'un quelconque des éléments du dispositif planétaire P ne dépasse
jamais deux fois la vitesse de rotation de la prise de mouve-
ment PM.
On notera que Fl n'est jamais serré lorsque El est serré.
On appréciera que la transmission qui vient d'être décri-
te en référence aux figures 1 à 3 présente des performances ex-
cellentes en ce qui concerne les rapports de vitesse, les con-
ditions de vitesse des divers éléments M,S,T 1,T 2 du dispositif
planétaire P les commodités offertes pour la commande, l'en-
combrement réduit, la simplicité de construction et les possi-
bilités offertes pour la présence ou l'absence d'une lubrifica-
tion en fonction des desiderata de la pratique.
On appréciera également que le rapport entre la vitesse de rotation maximale et la vitesse de rotation minimale de l'arbre
récepteur R présente avantageusement une valeur très élevée.
En variante, (figure 3) la disposition est analogue à celle qui vient d'être décrite en référence aux figures 1 et 2 mais
l'élément commutant T 2 au lieu d'être rendu actif en étant blo-
qué sur le bati fixe par un frein tel que le frein F 2 est ici
rendu actif en étant accouplé à la prise de mouvement PM.
Cet accouplement est réalisé par des pignons 23 ' et 25 ' et une chaîne 24 ' qui sont analogues aux moyens d'entraînement 23,
24,25 et qui sont comme ces derniers logés dans l'enceinte lu-
brifiée 15 du carter 12 Le pignon 23 ' peut être accouplé à la
prise de mouvement PM par un embrayage E 2 coaxial avec l'axe Xl.
Comme aux figures 1 et 2, la marche arrière est obtenue par serrage du frein Fl et la marche avant par desserrage de ce frein Fl, mais ici la deuxième gamme avant haute est obtenue en
rendant l'élément commutant T 1 actif par engagement de l'embraya-
ge El en rendant l'élément commutant T 2 passif par désengage-
ment de l'embrayage E 2 La première gamme avant basse est obte-
2522 ÂOO
nue en rendant l'élément commutant Tl passif par désengagement de l'embrayage El et en rendant l'élément commutant T 2 actif
par engagement de l'embrayage E 2.
Les performances et la construction de la transmission représentée à la figure 3 sont excellentes au même titre que celles qui ont été décrites en référence ax figures 1 et 2,
et même avec un rendement supérieur.
A la figure 3, l'arbre récepteur R de la transmission por-
te, non pas un pignon conique de différentiel tel que le pignon 11, mais un pignon droit 1 l' qui engrène avec un autre pignon
pour l'entraînement des roues motrices du véhicule.
En variante représentée à la figure 4, l'élément commutant
T 2 est rendu actif par un dispositif à roue libre et à frein.
Suivant cette variante, la couronne C 2 est solidaire de la
bague extérieure ou logement 30 d'une roue libre 31 dont on.
voit en 32 la bague intérieure solidaire de l'élément de sortie
S et en 35 les galets bloqueurs représentés de manière schéma-
tique. Le logement porte un disque 33 destiné à être serré par un
frein à disque 34 solidaire du carter 12, en étant fixé à ce-
lui-ci, par exemple, par vissage.
Comme aux figures 1 à 3, la marche arrière est obtenue par serrage du frein FJ;et la marche avant par desserrage de ce frein FI,mais ici la gamme avant basse est obtenue en serrant le disque 33, ce qui entraîne une immobilisation de la couronne C 2 par l'intermédiaire de la roue libre 31 L'élément commutant
T 2 est ainsi rendu actif, alors que comme précédemment, l'élé-
ment commutant Tl est passif par désengagement de l'embrayage El. La gamme avant haute est obtenue par desserrage du frein
34 qui libère le disque 33 et autorise une rotation de la cou-
ronne C 2 L'élément commutant T 2 est alors rendu passif, tandis que l'élément commutant Tl est actif par serrage de l'embrayage El. La gamme de marche arrière est obtenue par desserrage du disque 33 ce qui rend l'élément T 2 passif, tandis que l'élément
commutant Tl est rendu actif par serrage du frein Fl.
On remarquera que le frein est serré uniquement dans la gamme avant basse et qu'une meilleure modulation est obtenue lors du passage de la gamme avant basse à la gamme avant haute et vice-versa en ce qui concerne le desserrage du frein et le
serrage de l'embrayage et vice-versa.
Dans une autre variante (figure 5) la disposition est tou-
jours analogue à celles qui ont été décrites précédemment o l'on reconnait en M l'élément d'entrée du dispositif planétaire p, ev S l'élément de sortie et en Tl et T 2 les deux éléments commutants L'élément de sortie S est constitué par l'ensemble
lié C 1-P 52.
Mais l'élément d'entrée M est ici constitué par le seul planétaire Pl L'élément Tl est constitué par l'ensemble lié
P Sl-C 2 L'élément T 2 est constitué par P 2.
En outre, le carter 12 comporte non seulement l'enceinte 14 pour le variateur V et l'enceinte 15 pour le dispositif planétaire P mais également une troisième enceinte 40 pour les
moyens d'entraînement 23,24,25.
L'enceinte 40 est séparée de l'enceinte 14 par une cloi-
son 41 et est lubrifiée.
On reconnaît en El l'embrayage associé à l'élément Tl, en.
Fl le frein associé à l'élément Tl, et en F 2 le frein associé à l'élément T 2 Les freins Fl et F 2 consistent en des freins à
disque et sont logés dans l'enceinte 40.
Claims (1)
1 à 3, dans laquelle le dispositif planétaire (P) à quatre élé-
ments (M,S,T 1,T 2) comporte un premier et un deuxième trains planétaires simples coaxiaux ayant chacun un planétaire, une couronne, et un portesatellites dont les satellites engrènent
tant avec le planétaire qu'avec la couronne, transmission ca-
ractérisée en ce que le planétaire (P 1) du premier train forme l'élément d'entrée (M), en ce que la couronne(Cl) du premier train et le portesatellites (P 52) du deuxième train sont liés l'un avec l'autre et forment l'élément de sortie (S), en ce que le porte-satellites (P Sl) du premier train, et la couronne (C 2) du deuxième train sont liés l'un avec l'autre et forment le premier élément commutant (T 1) et en ce que le planétaire (P 2) du deuxième train constitue le deuxième élément commutant (T 2)o 18 Transmission suivant la revendication 17, caractérisée
en ce que le carter ( 12) comporte une-troisième enceinte conti-
gue aux deux premières ( 14,15) et recevant des moyens d'entraî-
nement ( 23,24,25) du premier élément commutant (T 1) à partir de la prise de mouvement (PM) par l'intermédiaire d'un embrayage (El).
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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