FR2855581A1 - Dispositif de transmission a vitesse variable - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif de transmission à vitesse variable entre un arbre (1 ) menant moteur couplable à la prise de force d'un engin tracteur et un arbre (2) mené couplable à au moins un pont d'un engin tracté semi-porté, lesdits arbres (1, 2) étant reliés entre eux par un train épicycloïdal, au moins l'un des éléments (pignon planétaire (3), couronne (4) ou porte-satellites (6)) du train épicycloïdal coopérant avec des moyens de freinage.Ce dispositif est caractérisé en ce que les moyens de freinage sont constitués par un frein (7) magnétique à action progressive, ce freinage provoquant la transmission du mouvement de rotation de l'arbre (1 ) menant à l'arbre (2) mené et l'entraînement en rotation de l'arbre (2) mené à une vitesse fonction de l'effort de freinage exercé.

Description

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Dispositif de transmission à vitesse variable La présente invention concerne un dispositif de transmission à vitesse variable, entre un arbre menant moteur couplable à la prise de force d'un engin tracteur et un arbre mené couplable à au moins un pont, généralement à différentiel, 10 d'un engin tracté semi-porté, en vue de rendre moteur le pont de l'engin semiporté.

A ce jour, il existe très peu d'engins semi-tractés, en particulier de remorques, telles que des remorques de chantier, équipées d'un pont moteur donnant 15 satisfaction. Il existe en effet des remorques dont le pont moteur à commande mécanique est entraîné à partir de la prise de force du tracteur. Dans ce cas, il s'agit de véhicule tracteur équipé de prise de force proportionnelle à l'avancement. Or, le nombre de tracteurs équipés d'une telle prise de force est faible sur le marché. En conséquence, de telles remorques ne sont pas 20 adaptables à n'importe quel véhicule tracteur. Il existe par ailleurs des remorques dont le pont est équipé d'une seule vitesse avant et d'une seule vitesse arrière. La conception de ce type de transmission dépend des pneumatiques de la remorque et des pneumatiques du tracteur ainsi que de la vitesse des rapports de boîte du tracteur. De ce fait, cette transmission, à 25 nouveau, est incompatible avec tout autre type de tracteurs que celui pour lequel elle a été conçue. Enfin, il existe des transmissions du type hydrostatique qui ne permettent pas de restituer la puissance intégrale du tracteur. Il en résulte des pertes de charge importantes.

Parallèlement, il est connu, à travers le brevet EP-A-0.123.738, un variateur de vitesse du type épicycloldal. Ce variateur est ainsi équipé de deux trains épicycloïdaux équipant chacun deux arbres alignés coaxiaux d'une transmission. Dans ce variateur de vitesse, le porte-satellites du train épicycloïdal est freiné par l'intermédiaire de moyens de freinage constitués d'une pompe à liquide insérée dans un circuit hydraulique. Cette conception est relativement complexe et nécessite la présence, outre la pompe et son circuit hydraulique, d'un régulateur. En conséquence, une telle solution n'est pas 5 applicable à un engin semi- tracté, tel qu'une remorque, sur lequel il serait nécessaire de rapporter l'ensemble du circuit hydraulique.

Un but de la présente invention est donc de proposer un dispositif de transmission apte à équiper un engin tracté semi-porté, tel qu'une remorque, la io conception de ce dispositif de transmission permettant d'adapter un tel dispositif à tout type de tracteur sans aucune modification de l'engin tracté semi-porté ou du véhicule tracteur et de restituer la puissance intégrale du véhicule tracteur sans perte de charge.

A cet effet, I'invention a pour objet un dispositif de transmission à vitesse variable entre un arbre menant moteur couplable à la prise de force d'un engin tracteur et un arbre mené couplable à au moins un pont, généralement à différentiel, d'un engin tracté semi-porté en vue de rendre moteur ledit pont de l'engin, lesdits arbres étant reliés entre eux par un train épicycloidal 20 comprenant au moins un pignon planétaire et une couronne à denture périphérique interne disposés coaxiaux à l'un des arbres et montés respectivement l'un solidaire en rotation, I'autre libre en rotation par rapport audit arbre, pignon et couronne étant couplés mécaniquement par l'intermédiaire d'au moins deux satellites logés dans l'espace annulaire entre 25 couronne et pignon et supportés libres à rotation par un porte-satellites solidaire en rotation de l'autre arbre, au moins l'un des éléments (pignon planétaire, couronne ou porte-satellites) du train épicycloïdal coopérant avec des moyens de freinage, caractérisé en ce que les moyens de freinage sont constitués par un frein magnétique à action progressive, ce freinage 30 provoquant la transmission du mouvement de rotation de l'arbre menant à l'arbre mené et l'entraînement en rotation de l'arbre mené à une vitesse fonction de l'effort de freinage exercé.

Grâce à la conception du dispositif de transmission, il est possible de faire varier à volonté le couple transmission pont et par suite la vitesse de rotation de l'arbre du pont en fonction de l'action de freinage exercée. Par ailleurs, l'embrayage entre arbre menant et arbre mené est réalisé de manière 5 progressive et sans à-coups. Il en résulte une grande souplesse de fonctionnement de l'ensemble.

L'invention a encore pour objet un engin semi-porté tractable par l'intermédiaire d'un véhicule tracteur équipé d'une prise de force, cet engin étant équipé d'au io moins un pont à différentiel pour l'entraînement des roues de l'engin, caractérisé en ce que chaque pont est couplable à la prise de force du véhicule tracteur par l'intermédiaire d'un dispositif de transmission du type précité de manière à rendre ledit pont moteur.

L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 représente une vue schématique d'un dispositif de transmission conforme à l'invention et la figure 2 représente une vue schématique de face du train épicycloïdal équipant une telle transmission.

Comme mentionné ci-dessus, le dispositif de transmission à vitesse variable, 25 objet de l'invention, est plus particulièrement destiné à être installé sur un engin tracté semi-porté, en particulier sur une remorque de chantier ou similaire et de manière générale, sur tout engin apte à être tracté par l'intermédiaire d'un véhicule tracteur équipé d'une prise de force. Ce dispositif de transmission est généralement disposé sous le châssis de l'engin semi-porté et est couplé à ce 30 dernier. Le dispositif de transmission a pour objet de rendre moteur le pont ou les ponts généralement à différentiel équipant l'engin tracté semi-porté. Chaque pont est généralement constitué de deux demi-arbres portant, à l'une de leurs extrémités, les roues et, couplés à leur autre extrémité à un différentiel, ce différentiel étant lui-même couplé par l'intermédiaire d'une liaison de type cardan à un arbre dit mené représenté en 2 aux figures. Pour rendre le pont moteur, il est donc nécessaire d'entraîner en rotation l'arbre 2 mené et de transmettre ce mouvement de rotation aux roues de l'engin semi-porté par I'intermédiaire du différentiel et des arbres de roue.

Le dispositif de transmission, objet de l'invention, a donc pour objet d'entraîner en rotation cet arbre 2 mené à une vitesse variable en fonction notamment du choix du conducteur du véhicule tracteur. Cette transmission s'étend donc entre 10 un arbre 1 menant moteur couplable à la prise de force d'un engin de véhicule tracteur et l'arbre 2 mené. Ces arbres 1 et 2 sont reliés entre eux par un train épicycloïdal. Ce train épicycloïdal comprend, de manière en soi connue, au moins un pignon 3 planétaire et une couronne 4 à denture périphérique interne.

Pignon 3 et couronne 4 sont disposés coaxiaux à l'un des arbres menant et 15 mené et sont montés respectivement l'un 3 solidaire en rotation, I'autre 4 libre en rotation par rapport audit arbre 1. Le pignon 3 et la couronne 4 sont couplés mécaniquement par l'intermédiaire d'au moins deux satellites 5 logés dans l'espace annulaire entre couronne 4 et pignon 3. Ces satellites 5,constitués par des pignons, sont supportés libres à rotation autour d'axes montés sur un 20 porte-satellites 6. Ce portesatellites 6 affecte, dans l'exemple représenté, la forme d'un plateau solidaire en rotation de l'autre arbre 2 de la transmission. Au moins l'un des éléments du train épicycloidal décrit ci-dessus coopère avec des moyens de freinage.

De manière caractéristique à l'invention, les moyens de freinage sont constitués par un frein 7 électrique magnétique à action progressive. Ce freinage provoque ainsi la transmission du mouvement de rotation de l'arbre 1 menant à l'arbre 2 mené et l'entraînement en rotation de l'arbre 2 mené à une vitesse fonction de l'effort de freinage exercé. Ce frein 7 magnétique, pouvant 30 encore être appelé ralentisseur électrique, peut être un frein de type Telma (marque déposée). Ce frein 7 magnétique, nécessitant une source de courant pour son fonctionnement, est équipé d'une alimentation électrique autonome constituée d'au moins une batterie rechargeable au moyen d'un alternateur entraîné en fonctionnement par l'intermédiaire de la prise de force de l'engin tracteur. Ainsi, il n'est pas nécessaire de prévoir une liaison électrique entre véhicule tracteur et véhicule tracté, I'engin tracté semi-porté pouvant être équipé directement des batteries fixées au châssis de l'engin.

Bien qu'un grand nombre de configurations puissent être envisagées, la figure 1 représente un mode de réalisation de l'invention dans lequel l'arbre 2 mené est équipé du porte-satellites 6 tandis que l'arbre 1 menant est équipé du planétaire 3 solidaire en rotation de l'arbre, et d'une couronne 4 montée libre à o10 rotation autour dudit arbre. Cette couronne 4 est portée par un arbre 8 creux coaxial à l'arbre 1 menant et logé libre à rotation à l'intérieur d'un palier 9. Le mouvement de rotation de l'arbre 8 creux porte-couronne 4 est transmis par l'intermédiaire d'une transmission 10 sans fin ou par engrenage à un troisième arbre 11 sur lequel le frein 7 exerce son action de freinage. Dans les exemples 15 représentés, I'arbre 8 porte-couronne 4 est équipé d'un pignon 12 venant en prise par engrenage ou par l'intermédiaire de la transmission 10 sans fin avec un pignon 13 monté sur l'arbre 11 portefrein 7. L'arbre 1 menant et l'arbre 2 mené sont ainsi alignés tandis que le frein 7 est porté par un troisième arbre 11 disposé déporté par rapport aux arbres menant et mené et s'étendant de 20 préférence parallèlement à ces derniers. Ce frein 7 est commandé à partir d'un organe de commande, tel qu'un bouton à crans, disposé dans la cabine du véhicule tracteur.

Le fonctionnement d'une telle transmission est le suivant. L'arbre menant 1 est 25 entraîné en rotation généralement à une vitesse constante par l'intermédiaire de la prise de force tournant à une vitesse avoisinant généralement les 1000 tours par minute. Cet arbre 1 entraîne le planétaire 3 solidaire en rotation dudit arbre. Ce planétaire 3 engrène avec les satellites 5 qui eux-mêmes s'engrènent avec la couronne 4. Lorsque le frein 7 n'exerce aucune action de freinage ou, 30 en d'autres termes, que la couronne 4 est libre de tourner à l'intérieur de son palier 9 solidaire du châssis de l'engin semi-porté, les satellites 5 tournent sur eux-mêmes à l'intérieur de la couronne 4 de manière telle que leurs axes conservent une position toujours identique. Ces satellites 5 entraînent de ce fait en rotation la couronne 4 qui peut transmettre son mouvement par l'intermédiaire de l'arbre 8 et du pignon 12 au pignon 13 portant le frein 7.

Lorsque le frein 7 est activé, il en résulte, par l'intermédiaire de cette même transmission 10, constituée généralement d'une transmission sans fin à chaîne, 5 un freinage de la couronne 4 et par suite, un déplacement circulaire des satellites 5 à l'intérieur de la couronne 4. Les satellites 5 donnent donc ainsi l'impression de rouler à l'intérieur de la couronne dentée 4. Au cours de cette action de freinage, on constate, au début de l'action de freinage, un embrayage progressif et sans à-coups de l'arbre 2 mené avec l'arbre 1 moteur. En effet, du 10 fait de l'entraînement en rotation du porte-satellites 6 solidaire en rotation de l'arbre 2, on constate un entraînement progressif en rotation de l'arbre 2.

Lorsqu'on augmente l'effort de freinage ou l'action de freinage sur la couronne 4, on constate une variation progressive du couple sur l'arbre 2 récepteur en même temps qu'une variation de vitesse de cet arbre dans le sens d'un 15is accroissement de la vitesse de rotation. En d'autres termes, plus on freine, plus la vitesse de rotation de l'arbre 2 mené est élevée. Le frein 7 joue ainsi le rôle de dispositif de variation de vitesse. Il permet de commander à volonté, en fonction de l'action de freinage qu'il exerce sur la couronne 4, la vitesse de rotation de l'arbre 2 mené. Ce dispositif de transmission permet en outre de 20 jouer le rôle de frein moteur. En effet, du fait des dimensions et des rapports entre les différents éléments du train épicyclo'dal, quand la prise de force entraîne l'arbre menant à une vitesse de rotation de 1 000 tours par minute et que la couronne ne tourne plus sous l'effet du frein, le porte-satellites et l'arbre 2 mené tournent à une vitesse de rotation maximale de 230 tours par minute. 25 Ce qui se traduit par une vitesse approximative de la remorque de 12 km/heure. En conséquence, si l'on tracte la remorque à une vitesse supérieure, l'arbre mené 2 devient menant et ramène la vitesse de l'arbre 2 mené à 12 km/heure correspondant à sa vitesse maximale. Il exerce donc une action de freinage des roues de la remorque. En conséquence, une telle transmission est 30 apte à exercer trois fonctions: à savoir une fonction d'embrayage de l'arbre 1 menant avec l'arbre 2 mené, cet embrayage s'effectuant de manière progressive et sans à-coups, une action de variation de vitesse de l'arbre 2 mené et une action de frein moteur des roues de l'engin semi-porté équipé d'une telle transmission. Il doit être noté qu'un fonctionnement analogue d'une telle transmission aurait pu être obtenu en freinant non pas la couronne 4 mais le planétaire 3. Il suffirait dans ce cas d'équiper l'arbre 1 menant de la couronne 4 qui deviendrait solidaire en rotation de l'arbre 1 menant tandis que le 5 planétaire 3 serait monté libre à rotation par rapport audit arbre 1. La même configuration serait retenue en ce qui concerne les satellites 5 et le portesatellites 6. Une autre configuration pourrait encore consister à inverser la position des arbres menant et mené, en d'autres termes, à équiper l'arbre menant 1 du porte-satellites tandis que l'arbre mené serait équipé du planétaire io et de la couronne. De la même manière, I'action de freinage qui, telle que décrite ci-dessus, peut s'exercer sur la couronne 4 ou sur le pignon planétaire 3, peut encore s'exercer sur le porte-satellites 6. Toutes ces configurations constituent des configurations équivalentes. Toutefois, pour des raisons d'encombrement, c'est la solution représentée à la figure 1 qui est préférée. 15 Comme mentionné ci-dessus, le frein 7 utilisé est un frein électrique magnétique à action progressive. Le principe de fonctionnement d'un tel frein est le suivant. Ce frein est constitué d'une pluralité de bobines disposées coaxiales à l'axe. Le nombre de ces bobines alimentées en courant varie en 20 fonction de l'action de freinage souhaité. En d'autres termes, plus il y a de bobines alimentées, plus l'action de freinage est importante.

Comme mentionné ci-dessus, ce frein 7 est commandé en fonctionnement à partir de la cabine de pilotage du véhicule tracteur à l'aide d'un organe de 25 commande, tel qu'un levier cranté, disposé dans ladite cabine. Pour des raisons de sécurité, I'alimentation en électricité du frein 7 magnétique est en outre asservie à l'absence d'actionnement de la pédale de frein du véhicule tracteur. En d'autres termes, lorsque la pédale de frein du véhicule tracteur est actionnée, le frein 7 électrique magnétique ne peut plus être alimenté en 30 courant. En conséquence, son action de freinage disparaît, I'arbre 2 mené n'est plus entraîné en rotation et les roues de la remorque ne sont plus motrices.

Cette mesure est destinée à éviter que la remorque devienne motrice et pousse le véhicule tracteur alors que ce dernier est freiné pour être arrêté.

Le dispositif de transmission décrit ci-dessus est aisément installable sur le châssis d'un engin semi-porté. L'installation peut être réalisée de manière extrêmement rapide. Il suffit d'insérer le dispositif de transmission sous le 5 châssis et de le relier à l'arbre mené du pont moteur et à la prise de force du véhicule tracteur.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de transmission à vitesse variable entre un arbre (1) menant moteur couplable à la prise de force d'un engin tracteur et un arbre (2) mené 5 couplable à au moins un pont, généralement à différentiel, d'un engin tracté semi-porté en vue de rendre moteur ledit pont de l'engin, lesdits arbres (1, 2) étant reliés entre eux par un train épicycloïdal comprenant au moins un pignon (3) planétaire et une couronne (4) à denture périphérique interne disposés coaxiaux à l'un (1) des arbres (1, 2) et montés respectivement, l'un (3) solidaire o10 en rotation, I'autre (4) libre en rotation, par rapport audit arbre (1), pignon (3) et couronne (4) étant couplés mécaniquement par l'intermédiaire d'au moins deux satellites (5) logés dans l'espace annulaire entre couronne (4) et pignon (3) et supportés libre à rotation par un porte-satellites (6) solidaire en rotation de l'autre arbre (2), au moins l'un des éléments (pignon planétaire (3), couronne 15 (4) ou porte-satellites (6)) du train épicycloidal coopérant avec des moyens de freinage, caractérisé en ce que les moyens de freinage sont constitués par un frein (7) magnétique à action progressive, ce freinage provoquant la transmission du mouvement de rotation de l'arbre (1) menant à l'arbre (2) mené et 20 lI'entraînement en rotation de l'arbre (2) mené à une vitesse fonction de l'effort de freinage exercé.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le frein (7) magnétique est équipé d'une alimentation 25 électrique autonome constituée d'au moins une batterie rechargeable au moyen d'un alternateur entraîné en fonctionnement par l'intermédiaire de la prise de force de l'engin tracteur.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'alimentation en électricité du frein (7) magnétique électrique est asservie à l'absence d'actionnement de la pédale de frein de l'engin tracteur.

4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'arbre (2) mené est équipé du porte-satellites (6) tandis que l'arbre (1) menant est équipé du planétaire (3) solidaire en rotation de l'arbre et d'une couronne (4) montée libre à rotation autour dudit arbre (1), cette s couronne (4) étant portée par un arbre (8) creux coaxial à l'arbre (1) menant et logé libre à rotation à l'intérieur d'un palier (9), le mouvement de rotation de l'arbre (8) creux porte-couronne (4) étant transmis par l'intermédiaire d'une transmission (10) sans fin ou par engrenage à un troisième arbre (11) sur lequel le frein (7) exerce son action de freinage.

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'arbre (8) porte-couronne (4) est équipé d'un pignon (12) venant en prise par engrenage ou par l'intermédiaire de la transmission (10) sans fin avec un pignon (13) monté sur l'arbre (11) porte-frein (7).

6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'arbre (1) menant et l'arbre (2) mené sont alignés, le frein (7) étant porté par un troisième arbre (11) disposé déporté par rapport aux arbres menant et mené et s'étendant, de préférence, parallèlement à ces 20 derniers.

7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le frein (7) est commandé à partir d'un organe de commande disposé dans la cabine du véhicule tracteur.

8. Engin semi-porté tractable par l'intermédiaire d'un véhicule tracteur équipé d'une prise de force, cet engin semi-porté étant équipé d'au moins un pont à différentiel pour l'entraînement des roues de l'engin, caractérisé en ce que chaque pont de l'engin est couplable à la prise de force 30 du véhicule tracteur par l'intermédiaire d'un dispositif de transmission conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 7, de manière à rendre ledit pont moteur.