FR2888628A1 - Boites de vitesses - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une boîte de vitesses du type à élément s'enroulant sur des disques coniques, comportant une première paire de disques coniques et une seconde paire de disques coniques comprenant chacune un disque conique axialement mobile et un disque conique axialement fixe et un élément s'enroulant disposé entre ces deux paires de disques coniques pour la transmission d'un moment de rotation, comportant au moins une chambre de pression, caractérisée par le fait que la chambre de pression est rendue étanche au moyen d'une garniture d'étanchéité qui présente une bague d'étanchéité élastique (401) et un élément annulaire de forme sensiblement stable (402).

Description

BOITE DE VITESSES.

L'invention concerne une boîte de vitesses réglable en continu du type à élément s'enroulant sur des disques coniques, comportant une première paire de disques coniques et une seconde paire de disques coniques comprenant chacune un disque conique axialement mobile et un disque conique axialement fixe et un élément s'enroulant disposé entre ces deux paires de disques coniques pour la transmission d'un moment de rotation, comportant au moins un accumulateur de force disposé, activement, entre un élément axialement fixe et un disque conique axialement mobile.

On a connu de telles boîtes de vitesses, par exemple par le document DEOS 195 44 644. Dans le cas de ces boîtes de vitesses, on emploie par exemple comme ressort de compression un ressort hélicoïdal pour obtenir une précontrainte entre un élément axialement fixe et un disque conique axialement mobile.

Dans le cas de ces boîtes de vitesses, il peut arriver, en ce qui concerne la disposition d'un ressort cylindrique, que, sous contrainte axiale élevée du ressort, différentes spires du ressort cèdent radialement vers l'extérieur et se coincent entre le disque conique axialement mobile et l'élément axialement fixe. Ceci conduit à compromettre notablement le mode d'action des boîtes de vitesses.

La présente invention a pour but d'améliorer des boîtes de vitesses du type précité, au point de vue structure, coûts et mode de fonctionnement. En particulier la boîte de vitesses doit être conçue avec un accumulateur de force qui trouve un logement sûr dans l'exploitation de la boîte de vitesses et ne bloque pas involontairement des éléments.

Selon l'invention, on atteint ce but par le fait que l'accumulateur de force présente une section qui s'écarte légèrement d'une forme cylindrique, dans le cas de laquelle la section va en se rétrécissant dans une première zone axiale et en s'élargissant à nouveau dans une seconde zone axiale. De ce fait, en présence d'une forte contrainte axiale de l'accumulateur de force, celui-ci se déforme de façon telle que les spires s'appuient radialement vers l'intérieur contre un bec du disque conique axialement mobile et ne migrent pas radialement vers l'extérieur ni ne coincent ou bloquent différents éléments de la boîte de vitesses.

Il est intéressant que l'accumulateur de force soit un ressort de compression ou un ressort hélicoïdal présentant différentes spires, au moins les spires axialement extérieures présentant selon la direction radiale un plus grand rayon que les spires disposées axialement davantage vers l'intérieur.

Dans le cas d'un autre exemple de réalisation, il peut également être intéressant que l'accumulateur de force soit un ressort de compression présentant selon la direction radiale un plus grand rayon que les spires disposées axialement davantage vers l'extérieur.

Il est également avantageux que la section de l'accumulateur de force présente un contour de forme biconique. La section peut également présenter un contour en forme de double tronc de cône.

Dans le cas d'un autre exemple de réalisation, il est intéressant que l'élément axialement fixe et/ou le disque conique axialement mobile présentent un logement dans lequel les spires des zones d'extrémité de l'accumulateur de force sont logées et appuyées extérieurement selon la direction radiale.

Il est avantageux que le logement dans le disque conique axialement mobile soit réalisé sous forme d'une rainure périphérique qui est enserrée radialement par un bec et dans laquelle est logée au moins une spire de la zone d'extrémité de l'accumulateur de force, la spire s'appuyant radialement vers l'extérieur contre le bec et s'appuyant, selon la direction axiale, contre le disque conique.

Il est intéressant que le logement de l'élément axialement fixe appuie au moins une spire de l'accumulateur de force, dans la zone d'extrémité de l'accumulateur de force, selon la direction radiale vers l'extérieur et selon la direction axiale.

L'invention concerne en outre une boîte de vitesses réglable en continu, du type boîte de vitesses à élément s'enroulant sur des disques coniques, comportant une première paire de disques coniques et une seconde paire de disques coniques comprenant chacune un disque conique axialement mobile et un disque conique axialement fixe et un élément s'enroulant disposé entre ces deux paires de disques coniques pour la transmission d'un moment de rotation, comportant au moins une chambre de pression, dans lequel la chambre de pression est rendue étanche au moyen d'une garniture d'étanchéité qui. présente une bague d'étanchéité élastique et un élément annulaire de forme sensiblement stable.

Il y est avantageux que la bague d'étanchéité élastique soit disposée radialement à l'intérieur de l'élément annulaire de forme sensiblement stable.

Dans le cas d'un autre exemple de réalisation conforme à l'invention, il est intéressant que la bague d'étanchéité élastique soit disposée radialement à l'extérieur de l'élément annulaire de forme

sensiblement stable.

A l'aide des figures 1 à 5b expliquant en détail l'invention à titre d'exemple et à l'aide des exemples de réalisation sans en limiter la généralité : La figure 1 est une coupe d'une boîte de vitesses, telle qu'une boîte de vitesses à élément s'enroulant sur des disques coniques, représenté partiellement; La figure 2 est une coupe d'une paire de disques coniques; La figure 3a est un extrait de la figure 2; La figure 3b est un extrait de la figure 2; La figure 4 est un extrait d'un accumulateur de force; La figure 5a est une représentation d'une bague d'étanchéité et La figure 5b est une représentation d'une bague d'étanchéité. La variante de réalisation, représentée partiellement sur la figure 1, d'une boîte de vitesses à élément s'enroulant sur des disques coniques possède une paire de disques 1 disposée, côté menant, sur l'arbre menant A, sans liberté de rotation relative, et une paire de disques 2 disposée sur l'arbre mené B, sans liberté de rotation relative. Chaque paire de disques comporte un disque axialement mobile la et 2a et un disque axialement fixe lb et 2b.

Entre les deux paires de disques, un élément s'enroulant, sous forme d'une chaîne 3, est prévu pour la transmission d'un moment de rotation.

Sur la moitié supérieure de chaque dessin représentant la paire de disques 1, 2 en question, est chaque fois représentée la position relative axiale entre les disques correspondants la, lb ou 2a, 2b qui correspond au plus grand rapport de conversion de la boîte de vitesses pour tourner à petite vitesse (underdrive) tandis que par contre, sur la moitié intérieure de ces dessins est représentée la position relative entre les disques associés la, lb et 2a, 2b qui correspond au plus grand rapport de conversion à grande vitesse (overdrive).

La paire de disques 1 peut être axialement contrainte par l'intermédiaire d'un élément réglant 4 conçu sous forme d'un vérin. De la même façon, la paire de disques 2 peut être axialement contrainte contre la chaîne 3 par l'intermédiaire d'un élément réglant 5 également conçu sous forme d'un vérin. Dans l'espace de pression 6 du vérin 5 est prévu un accumulateur de force 7 qui est formé par une ressort hélicoïdal et qui pousse en direction du disque axialement fixe ?'D le disque axialement mobile 2a. Lorsque la chaîne 3 se trouve, côté sortie, dans la zone radialement intérieure de la paire de disques 2, la force de précontrainte exercée par l'accumulateur de force 7 est supérieure à ce qu'elle est lorsque la chaîne 3 se trouve dans la zone de la paire de disques 2 de plus grand diamètre. Ceci signifie donc qu'avec un rapport de transmission croissant de la boîte de vitesses, à vitesse croissante, la force de précontrainte exercée par l'accumulateur de force 7 croît. Le ressort hélicoïdal 7 s'appuie d'une part directement contre le disque axialement mobile 2a et d'autre part contre l'élément 8 en forme de boisseau qui limite l'espace de pression 6 et qui est solidarisé avec l'arbre mené B. Monté en parallèle, au point de vue action, à chacun des vérins 4, 5 est prévu un autre vérin 10, 11 qui servent à modifier le rapport de conversion de la boîte de vitesses. Les chambres de pression 12, 13 des vérins 10, 11 peuvent alternativement se remplir ou se vider de fluide sous pression en fonction du rapport de conversion désiré.

Dans ce but, les chambres de pression 12, 13 peuvent, en fonction des demandes, être reliées soit avec une source de fluide sous pression, comme une pompe, soit avec une conduite d'évacuation. Pour une modification du rapport de conversion, l'une des chambres de pression 12, 13 se remplit donc de fluide sous pression, c'est-à-dire que son volume croît, tandis que l'autre chambre de pression 13, 12 se vide au moins partiellement, c'est-à-dire que son volume décroît. Cette mise sous pression ou évacuation alternative des chambres de pression 12, 13 peut se faire au moyen d'une vanne appropriée. En ce qui concerne la réalisation et le mode de fonctionnement d'une telle vanne, on renvoie en particulier à l'état déjà mentionné de la technique. C'est ainsi que par exemple dans le document DE-OS 40 36 683 on prévoit pour cela une vanne 36 conçue sous forme de robinet-vanne à quatre arêtes, alimenté par une source de fluide sous pression 14 conçue sous forme de pompe.

Pour produire une pression au moins fonction du moment de rotation, est prévu un détecteur de moment de rotation 14 basé sur un principe hydromécanique. Le détecteur de moment de rotation 14 transmet à la paire de disques coniques 1 le moment de rotation obtenu au moyen d'une roue dentée menante ou d'un pignon menant 14. La roue dentée menante 15 est portée, par l'intermédiaire d'un roulement 16, sur l'arbre menant A et, par une liaison par complémentarité de forme ou par l'intermédiaire d'une denture 17, elle est reliée, sans liberté de rotation relative, avec le disque de section incurvée 18 du détecteur de moment de rotation 14 qui s'appuie également axialement sur la roue dentée menante 15. Le détecteur de moment de rotation 14 comporte le disque de section incurvée 18, axialement fixe, et un disque de section incurvée 19, axialement mobile, dont chacun possède une rampe d'approche entre lesquelles sont prévues des éléments d'écartement sous forme de billes 20. Le disque de section incurvée 19 est axialement mobile sur l'arbre menant A, mais fixe en rotation par rapport à lui. Pour cela, le disque de section incurvée 19 présente une zone radialement extérieure 19a, qui s'écarte axialement des billes 20 et qui collabore avec une contre-denture 21a d'un élément 21 qui est aussi bien relié axialement que solidarisé selon la direction périphérique avec l'arbre menant A. La denture 19b et la contre-denture 21a y sont formées, l'une par rapport à l'autre, de façon qu'un déplacement axial soit possible entre les éléments 19 et 21.

Les éléments du détecteur de moment de rotation 14 limitent deux espaces de pression 22, 23. L'espace de pression 22 est limité par un élément annulaire 24 solidarisé avec l'arbre menant A ainsi que par des zones ou des éléments formés ou portés par le disque de section incurvée 19. L'espace de pression annulaire 23 est pratiquement disposé radialement à l'extérieur de l'espace de pression annulaire 22, toutefois décalé axialement par rapport à lui. Le second espace de pression 23 est également limité par l'élément annulaire 25 ainsi que par l'élément en forme de douille 21, solidarisé avec lui et de plus, par l'élément annulaire 25 qui est solidarisé avec le disque de section incurvée 19, qui peut se déplacer axialement et intervient comme piston. L'élément annulaire 24 est relié à l'arbre A, sans pouvoir tourner sur cet arbre, au moyen de la denture intérieure et de la denture extérieure de l'arbre et il est appuyé selon la direction axiale au moyen de l'écrou 90.

L'arbre d'entrée A., qui porte le détecteur de moment de rotation 14 et la paire de disques coniques 1, est porté dans un carter 30, du côté du détecteur de moment de rotation, par l'intermédiaire d'un roulement à aiguilles 27 et, du côté de la paire de disques coniques 1 opposé au détecteur de moment de rotation 14, par l'intermédiaire d'un roulement à billes 28 qui reprend les forces axiales et d'un roulement à rouleaux 29 prévu pour les forces radiales. L'arbre mené B, qui porte la paire de disques menés 2 est porté dans le carter 30, à son extrémité voisine des éléments réglants 5 et 11, par l'intermédiaire d'un roulement à rouleaux coniques double 31 qui reprend aussi bien les forces radiales que les forces axiales apparaissant selon les deux directions axiales, et, du côté de la paire de disques 2 opposé aux éléments réglants 5, 11, par l'intermédiaire d'un roulement à rouleaux 32. L'arbre mené B porte, à son extrémité opposée aux éléments réglants 5, 11, une roue dentée conique 33 qui est par exemple en liaison active avec un différentiel.

Pour produire la pression qui est modulée, au moins en fonction du moment de rotation, par l'intermédiaire du détecteur de moment de rotation 14, et qui est nécessaire pour la mise sous contrainte de la boîte de vitesses à élément s'enroulant sur des disques coniques est prévue une pompe 34 qui est reliée à l'espace de pression 22 du détecteur de moment de rotation 14 par l'intermédiaire d'un canal central 35 qui est prévu dans l'arbre menant A et débouche dans au moins un canal radial 36. En outre, la pompe 34 est reliée à la seconde paire de disques 2 par l'intermédiaire d'une conduite de liaison 37 avec la chambre de pression 6 du vérin 5. La conduite de liaison 37 débouche dans un canal central 38 qui est prévu dans l'arbre mené B et qui, à nouveau, est relié à la chambre de pression 6 par l'intermédiaire d'au moins un canal 39 orienté radialement.

La chambre de pression 22 du détecteur de moment de rotation 14 est reliée à la chambre de pression 9 du vérin 4 par l'intermédiaire du canal 40, décalé selon la direction périphérique par rapport à la coupe de la figure 1 et donc représenté en tireté. Le canal 40 est prévu dans l'élément annulaire 24 solidarisé avec l'arbre A. Par l'intermédiaire du canal 40, il y a donc toujours une liaison entre le premier espace de pression 22 et la chambre de pression 9. Dans l'arbre menant A est en outre prévu au moins un canal d'évacuation 41 qui est relié ou peut être relié avec l'espace de pression 22 et dont la section d'évacuation peut se modifier en fonction d'au moins le moment de rotation transmis. Le canal d'évacuation 40 débouche dans un perçage central 42 de l'arbre A qui à son tour peut être relié avec une conduite par l'intermédiaire de laquelle l'huile qui s'écoule du détecteur de moment de rotation 14, peut être amenée à l'endroit approprié, par exemple pour le graissage des éléments. Le disque à rampes ou de section incurvée, axialement mobile, qui est porté sur l'arbre menant A avec liberté de déplacement axial, forme avec la zone intérieure 26a une zone d'obturation qui collabore avec le canal d'évacuation 41 et qui peut obturer plus ou moins le canal d'évacuation 41 en fonction au moins du moment de rotation qui apparaît. La zone d'obturation 26a forme donc, en liaison avec le canal d'évacuation 41, une vanne ou une position d'étranglement. Au moins en fonction du moment de rotation qui apparaît entre les deux disques 18, 19, l'ouverture d'évacuation ou le canal d'évacuation 41 s'ouvre ou se ferme de façon appropriée par l'intermédiaire du disque 19 agissant comme piston de commande, ce par quoi il se crée au moins dans l'espace de pression 22 une pression correspondant au moins au moment de rotation qui apparaît et produite par la pompe 34. Du fait que l'espace de pression 22 est relié à la chambre de pression 9 ainsi que, par l'intermédiaire de canaux ou de conduites 35, 36, 37, 38 et 39, avec la chambre de pression 6, il se crée également dans ces chambres 9, 6 une pression correspondante.

Du fait du montage en parallèle des vérins 4, 5 avec les vérins 10, 11, les forces exercées sur les disques la, 2a, axialement mobiles, par la pression fournie par le détecteur de moment de rotation 14 s'ajoutent aux forces qui s'exercent sur ces disques la, 2a par suite de la pression régnant dans les chambres 12, 13, pour prescrire le rapport de conversion de la boîte de vitesses.

L'alimentation de la chambre de pression 12 en fluide sous pression se fait par l'intermédiaire d'un canal 43 qui est prévu dans l'arbre A et qui est relié, par l'intermédiaire d'un perçage radial 44, avec une rainure annulaire 45 prévue dans l'arbre A. De la rainure annulaire 45 part au moins un canal 46 qui est prévu dans l'élément annulaire 24 et réalise une liaison avec l'écoulement radial 47 qui est prévu dans l'élément en forme de douille 21 et débouche dans la chambre de pression 12. C'est de la même façon qu'est alimentée en huile la chambre de pression 13 et ceci par l'intermédiaire du canal 48 qui entoure le canal 38 et qui communique avec la chambre de pression 13 par l'intermédiaire de canaux de liaison 49 orientés radialement. Les canaux 43 et 48 sont alimentés, par l'intermédiaire de conduites de liaison 51, 52, par une source de pression commune avec interposition d'au moins une vanne 50. La source de pression 53, qui est reliée à la vanne 50 ou au système de vannes 50, peut être formée par une pompe distincte ou bien aussi par la pompe 34 déjà existante, un système approprié 54 de répartition du volume ou de la pression pouvant alors comporter plusieurs vannes. Cette solution variante est représentée en tireté.

L'espace de pression 23, monté en parallèle au point de vue action, avec l'espace de pression 22 lors d'une mise sous pression, est séparé d'une alimentation en fluide sous pression lorsque les différents éléments sont dans la position relative représentée dans la moitié supérieure de la représentation de la paire de disques coniques 1 et ceci parce que les canaux ou perçages 55, 56, 57, 58, 59, 60, qui sont reliés à l'espace de pression 23, ne sont pas reliés à une source de fluide sous pression, comme par exemple la pompe 34. Du fait de la position du disque axialement mobile la, le perçage radial 60 est entièrement ouvert de sorte que l'espace 23 est entièrement déchargé au point de vue pression. La force axiale exercée par le détecteur de moment de rotation sur les cames ou sur le disque de section incurvée 19 est uniquement reprise par le matelas d'huile sous pression qui se forme dans l'espace de pression 22. La pression qui règne dans l'espace de pression 22 y est d'autant plus élevée que le moment de rotation à transmettre est plus élevé. Comme déjà mentionné, cette pression est commandée par les zones 26a et le perçage d'évacuation 41 agissant comme vanne d'étranglement.

Dans le cas d'une modification du rapport de conversion à une vitesse croissante, le disque conique la se déplace vers la droite en direction du disque conique lb. Sur la paire de disques coniques 2, ceci fait que le disque conique 2a s'éloigne axialement du disque conique 2b, axialement fixe. Comme déjà mentionné, sur les moitiés supérieures des représentations des paires de disques coniques 1, 2 sont représentées les positions relatives entre les disques la, lb et 2a, 2b qui correspondent à la position extrême pour un rapport de conversion à petite vitesse, tandis que sur les moitiés inférieures de ces représentations sont montrées les positions relatives entre les disques correspondants la, lb et 2a, 2b qui correspondent à l'autre positon extrême des disques la, lb et 2a, 2b l'un par rapport à l'autre pour un rapport de conversion à grande vitesse.

Pour passer, depuis le rapport de conversion représenté sur les moitiés supérieures des représentations des paire de disques coniques 1, 2, dans le rapport de conversion représenté dans les moitiés inférieures correspondantes, en commandant de façon appropriée la vanne 50, on remplit de façon appropriée la chambre de pression 12 et la chambre de pression 13 se vide ou se réduit en volume de façon correspondante.

Les disques coniques axialement mobiles la, 2a sont couplés, sans liberté de rotation relative, avec l'arbre A ou B qui leur est associé, par l'intermédiaire d'une liaison 61, 62 avec dentures. Les liaisons 61, 62, qui interdisent une rotation relative et sont formées par une denture intérieure sur les disques la, 2a et une denture extérieure sur les arbres A et B permettent un coulissement axial des disques la, 2a sur l'arbre correspondant A, B. La position, représentée en tireté sur la moitié supérieure de la représentation de la paire de disques menants 1, du disque axialement mobile la et de la chaîne 3 correspond au rapport de conversion le plus élevé possible de la boîte de vitesses à grande vitesse. A la position, représentée en tireté de la chaîne 3 du jeu de disques 1 correspond la représentation, en trait plein, de la chaîne 3 du jeu de disques 2.

La position, représentée en tireté sur la moitié inférieure de la représentation du jeu de disques menés 2, du disque conique axialement mobile 2a et de la chaîne 3 correspond au rapport de conversion le plus grand possible de la boîte de vitesses à petite vitesse. A cette position de la chaîne 3 correspond la position, représentée en trait plein sur la moitié supérieure de la représentation du premier jeu de disques 1, de la chaîne.

Dans le cas de l'exemple de réalisation représenté, les disques la, 2a possèdent des zones de centrage 63, 64 ou 65, 66 qui sont radialement intérieures et par l'intermédiaire desquelles ils sont directement reçus ou centrés sur l'arbre correspondant A ou B. Les zones de guidage 63, 64, reçues pratiquement sans jeu sur la surface latérale de l'arbre A, du disque axialement mobile la forment, en liaison avec les canaux 59, 60, des robinets à tiroir, le disque la servant en pratique de tiroir de robinet pour les canaux 59, 60. Lorsque le disque la, depuis une position représentée sur la moitié supérieure du jeu de disques 1, se déplace vers la droite, après une longueur de course déterminée, le canal 60 est peu à peu obturé par la zone de guidage 64 pour une course axiale croissante du disque la. Ceci signifie donc que la zone de guidage 64 commence à venir au-dessus du canal 60. Dans cette position, le canal 59 est également obturé radialement vers l'extérieur par le disque conique la et de façon plus précise par la zone de guidage 63. Si le déplacement axial du disque la en direction du disque lb se poursuit, le canal 60 reste obturé, tandis que le disque la ou sa zone de commande et de guidage 63 ouvre peu à peu le canal 59. De ce fait, il se fait, par l'intermédiaire d'une canal 59, une liaison entre la chambre de pression 9 du vérin 4 et du canal 58, ce par quoi, il se fait à son tour une liaison vers l'espace de pression 23 par l'intermédiaire des canaux 57, 56 et 55. Du fait que le canal 60 est pratiquement obturé et qu'il a maintenant une liaison entre la chambre de pression 9 et les deux espaces de pression 22 et 23, il règne maintenant pratiquement la même pression dans les deux espaces de pression 22, 23 et dans la chambre de pression 9 et donc également dans la chambre de pression 6, reliée à ceux-ci au point de vue axiaux par l'intermédiaire du canal 35 et des conduites 37, 38 compte non tenu des faibles pertes apparaissant éventuellement sur le trajet de transmission. du fait de la liaison, fonction du rapport de conversion, entre les deux espaces de pression 22, 23, la surface axialement active du matelas de fluide sous pression existant dans le détecteur de moment de rotation 14 est devenue plus importante et ceci, parce que les surfaces axialement actives des deux espaces de pression 22, 23 s'ajoutent au point de vue action.

Cet accroissement de la surface d'appui axialement active fait que, rapportée à un moment de rotation identique, la pression créée par le détecteur de moment de rotation décroît pratiquement proportionnellement à l'augmentation de la surface, ce qui à nouveau signifie que clans les chambres de pression 9 et 6 également règne une pression réduite en conséquence. On peut donc, au moyen du détecteur de moment de rotation 14 conforme à l'invention, produire également une modulation de la pression fonction du rapport de conversion qui se superpose à la modulation de la pression fonction du moment de rotation. Le détecteur de moment de rotation 14 représenté permet en pratique une modulation à double étage de la pression ou du niveau de la pression.

Dans le cas de l'exemple de réalisation représenté, les deux canaux 59, 60 sont, l'un par rapport à l'autre et par rapport aux zones 63, 64 du disque la collaborant avec eux, disposés ou conçus de façon telle que la commutation passant d'un espace de pression 22 aux deux espaces de pression 22 et 23 et inversement, se fait pour un rapport de conversion d'environ 1:1 de la boîte de vitesses à élément s'enroulant sur des disques coniques. Comme déjà indiqué, du fait du mode de réalisation constructive, une telle commutation ne peut pas se faire brusquement, de sorte qu'il y a une zone de transition sur laquelle le canal d'évacuation 60 est certes déjà obturé mais le canal de liaison 59 ne présente encore aucune liaison avec la chambre de pression 9. Pour, sur cette zone de transition, garantir le fonctionnement de la boîte de vitesses ou du détecteur de moment de rotation 14, ce pour quoi doit être garantie une possibilité de déplacement axial du disque de section incurvée 19, sont prévus des moyens d'équilibrage qui permettent une modification de volume de l'espace de pression 23 de sorte que le détecteur de moment de rotation:14 peut pomper, ce qui signifie que les éléments formant le cylindre et les éléments formant le piston du détecteur de moment de rotation 14 peuvent se déplacer axialement l'un par rapport à l'autre. Dans le cas de l'exemple de réalisation représenté, ces moyens d'équilibrage sont formés par une garniture d'étanchéité à languette ou à lèvre 67 qui est logée dans une rainure radiale de l'élément annulaire 24 et collabore avec la surface cylindrique intérieure de l'élément 25 pour assurer l'étanchéité, l'un par rapport à l'autre, des espaces de pression 22, 23. La bague d'étanchéité 67 est conçue et disposée de façon telle qu'elle ne forme un verrou, ou empêche un équilibrage de la pression entre les deux chambres 22 et 23, que selon une seule direction axiale, tandis que selon l'autre direction axiale, au moins en présence d'une différence de pression positive entre l'espace de pression 23 et l'espace de pression 22, un équilibrage de pression ou un franchissement de la bague d'étanchéité 67 est possible. La bague d'étanchéité 67 agit donc en tant que clapet de non-retour, un écoulement de l'espace de pression 22 dans l'espace de pression 23 étant interdit tandis qu'un franchissement de la position d'étanchéité formée par la bague d'étanchéité 67 est possible pour une certaine surpression régnant dans l'espace de pression 23 par rapport à l'espace de pression 22. Lors d'un déplacement du disque de section incurvée 19 vers la droite, du liquide sous pression peut donc s'écouler pour passer de l'espace de pression 23, clos, dans l'espace de pression 22. Lors d'un déplacement, qui vient à la suite, du disque de section incurvée 19 vers la gauche, il peut certes apparaître une dépression dans l'espace de pression 23 et même éventuellement il peut se former des bulles d'air à l'intérieur de l'huile. Toutefois, ceci n'est pas gênant pour le fonctionnement du détecteur de moment de rotation ou de la boîte de vitesses à élément s'enroulant sur des disques coniques. Au lieu de la garniture d'étanchéité 67, qui agit de façon semblable à un

clapet de non-retour, on pourrait également prévoir un clapet de nonretour qui agirait entre les espaces de pression 22, 23 et serait installé dans l'élément annulaire 24. On pourrait alors employer une garniture c'étanchéité 67 agissant dans les deux sens de la direction axiale. En outre, un tel clapet de non-retour pourrait également être disposé de façon à être actif entre les deux canaux 35 et 58. Le clapet de non-retour doit y être disposé de façon qu'un écoulement volumique soit possible de l'espace de pression 23 en direction de l'espace de pression 22 mais que le clapet de non- retour verrouille en sens inverse.

De la description ci-dessus du fonctionnement résulte que pratiquement sur toute la zone partielle de la zone du rapport de conversion sur laquelle la boîte de vitesses se convertit à vitesse décroissante (underdrive), la force axiale créée par les rampes pour billes prévues sur les disques 18, 19 n'est reprise que par la surface axialement active, formée par l'espace de pression 22, tandis que pratiquement sur toute la zone partielle de la zone du rapport de conversion sur laquelle la boîte de vitesses se convertit à vitesse croissante (overdrive), la force axiale créée par les rampes pour billes existant sur le disque 19 est reprise par les deux surfaces axialement actives des espaces de pression 22, 23. Par conséquent, rapporté à un même moment de rotation d'entrée, pour une conversion de la boîte de vitesses à vitesse décroissante, la pression produite par le détecteur de moment de rotation est plus élevée que celle qui est produite par le détecteur de moment de rotation 14 lors d'une conversion de la boîte de vitesses à vitesse croissante. Comme déjà mentionné, la boîte de vitesses représentée est conçue de façon que le point de commutation qui opère une liaison ou une séparation entre les deux espaces de pression 22, 23 se trouve au voisinage d'un rapport deconversion de la boîte de vitesses d'environ 1:1. Grâce à une disposition et à une réalisation appropriées des canaux 59, 60 et des zones 63, 64 du disque conique la qui collabore avec eux, on peut toutefois déplacer le point de commutation ou la zone de commutation de façon appropriée à l'intérieur de la zone globale de conversion de la boîte de vitesses à disques coniques.

La liaison ou la séparation entre les deux espaces de pression 22, 23 peut également se faire par l'intermédiaire d'une vanne spécialement prévùe pour cela et qui peut être disposée au voisinage d'un canal reliant les deux espaces de pression 22, 23, cette vanne ne devant pas en outre être directement activée par le disque la ou 2a mais pouvant par exemple être activée par une force d'énergie extérieure. On peut par exemple employer dans ce but une vanne activable par voie électromagnétique, hydraulique ou pneumatique et que l'on peut commuter en fonction du rapport de conversion ou d'une modification du rapport de conversion de la boîte de vitesses. On peut par exemple employer un robinet-vanne dit 3/2 qui opère une liaison ou une séparation entre les deux espaces de pression 22, 23. On peut également employer des régulateurs de pression. Un tel régulateur de pression pourrait être prévu dans la zone d'une conduite reliant les deux canaux 35 et 58, les deux canaux 59 et 60 étant alors obturés ou n'existant pas. Le régulateur de pression correspondant est monté, ou raccordé, de façon telle que, lorsque les espaces de pression 22, 23 sont séparés, l'espace de pression 23 est déchargé de pression par le régulateur de pression. Pour cela, le régulateur de pression peut être relié à une conduite ramenant dans le puisard d'huile.

Si l'on emploie une vanne pouvant se commander de l'extérieur, celle-ci peut également être manoeuvrée en fonction d'autres paramètres. C'est ainsi que cette vanne peut par exemple être manoeuvrée en fonction d'àcoups sur le moment de rotation survenant dans l'arbre menant. De ce fait, on peut par exemple éviter, ou tout au moins réduire, un glissement de la chaîne au moins pour des états de fonctionnement déterminés ou des zones de conversion déterminées de la boîte de vitesses à disques coniques.

Dans le cas de la construction représentée sur la figure 1, le détecteur de moment de rotation 14 est disposé du côté entrée et il est voisin du disque conique la axialement mobile. Toutefois, le détecteur de moment de rotation 14 peut également être prévu en une position quelconque sur la ligne d'action du moment de rotation et être adapté en conséquence. C'est ainsi qu'un détecteur de moment de rotation 14, comme connu en soi, peut également être prévu du côté de la sortie, par exemple sur l'arbre mené B. Un tel détecteur de moment de rotation peut alors de façon semblable au détecteur de moment de rotation 14 être voisin du disque conique 2a axialement mobile. On peut également, comme également connu en soi, employer plusieurs détecteurs de moment de rotation. C'est ainsi que par exemple un détecteur de moment de rotation approprié peut être disposé aussi bien côté entrée que côté sortie.

Le détecteur de moment de rotation 14, conforme à l'invention, avec au moins deux espaces de pression 22, 23, peut également être combiné avec d'autres mesures, connues en soi, pour une modulation de la pression fonction du moment de rotation et/ou fonction du rapport de conversion. C'est ainsi que par exemple les pièces de roulement 20, comme cela est décrit dans le document DE- OS 42 34 294, peuvent, en fonction d'une modification du rapport de conversion, se déplacer selon la direction radiale le long des rampes ou des chemins de roulement qui collaborent avec ces pièces.

Dans le cas de la forme de réalisation décrite selon la figure 1, la chambre de pression 6 est reliée au détecteur de moment de rotation 14. La chambre de pression extérieure 13 peut toutefois être également contrainte par la pression fournie par le détecteur de moment de rotation 14, la chambre de pression intérieure 6 servant alors pour la modification du rapport de conversion. Pour cela, il suffit d'alterner ou d'échanger mutuellement les raccords des deux conduites 52 et 37 sur le second jeu de disques 2.

Dans le cas de la forme de réalisation du détecteur de moment de rotation 14 de la figure 1, les pièces qui les forment sont largement fabriquées en tôle. C'est ainsi qu'en particulier les disques de section incurvée 18 et 19 peuvent être réalisés sous forme de pièces de tôle obtenues par formage, par exemple par estampage.

La figure 2 représente une paire de disques coniques 100 comportant un premier disque conique 101 axialement fixe et un disque conique 102 axialement mobile par rapport à lui. Le disque conique axialement mobile 101 est solidarisé, axialement et en rotation, avec un arbre 104 ou est formé d'une seule pièce avec lui. Sur le disque conique 101 est prévu sur un appendice 105, une denture 103 qui peut par exemple engrener avec une denture d'un autre élément. Un tel élément peut être par exemple un arbre d'entrée d'une pompe rydraulique. Cette denture peut également s'employer pour bloque:- le jeu de disques en servant de frein de parc.

Le disque conique axialement mobile 102 est disposé sur l'arbre 103 avec liberté de déplacement axial mais sans liberté de rotation relative. La liaison sans liberté de rotation relative se fait au moyen d'une denture intérieure du disque conique qui engrène dans une denture extérieure de l'arbre 104. La définition de la position axiale du disque conique 102 et la pression sur l'élément 112 s'enroulant entre les disques coniques se font sous contrainte de pression volontaire des deux espaces de pression 110 et 111.

L'espace de pression 110 est formé d'une part par l'élément de forme sensiblement circulaire 120a, 120b et d'autre part par les bras de forme annulaire 121a, 121b de l'élément axialement fixe 121. Les éléments de forme annulaire sont par exemple prévus sous forme de pièces embouties qui sont reliées l'une à l'autre radialement à l'extérieur. L'élément 120a est conçu sous forme d'élément de section en forme de c, la pièce qui s'étend selon la direction radiale s'appuyant en direction radiale contre les disques coniques. L'élément 120b, de section sensiblement en forme de s, est relié radialement vers l'extérieur avec l'élément 120a, par exemple par l'intermédiaire d'un cordon de soudure. Dans la zone d'extrémité radialement intérieure de l'élément 120b est logé, dans un logement, comme une rainure périphérique, un élément d'étanchéité 125 qui est en contact, avec étanchéité, avec la surface cylindrique 126 de l'élément 121. En même temps, le bras intérieur de l'élément 120a est appuyé avec étanchéité au moyen de la garniture d'étanchéité 131 qui est logée dans un logement, comme une rainure périphérique, du bras 121 b.

L'espace de pression 111 est formé d'une part par l'arbre 104 et le disque conique axialement mobile ainsi que d'autre part par le bras radialement intérieur de l'élément de forme annulaire 120a et de l'élément de forme annulaire 12] avec le bras 121 b.

De préférence, l'élément 121 est prévu sous forme de pièce forgée ou de pièce moulée ou de pièce en tôle et il est maintenu axialement par la pièce intermédiaire comme une bague intérieure de roulement 145 et le moyen de maintien, comme un écrou, 146. La bague intérieure de roulement est reliée à l'arbre 104 par complémentarité de forme selon la direction périphérique, comme sans liberté de rotation relative. De même, il peut être intéressant que la bague intérieure de roulement soit reliée à l'arbre par entraînement par frottement au moyen d'un ajustement serré. Le roulement, non représenté, s'appuie contre le carter par sa bague extérieure et sert ainsi de portée à l'arbre dans le carter, avec liberté de rotation. Dans les zones d'extrémité radialement extérieures des bras 121a et 12lb, sont logées des garnitures d'étanchéité 130, 131 avec des bagues d'étanchéité 121c, 121d, dans des logements comme des rainures périphériques. Le moyen de maintien vient en prise par un collet, radialement vers l'intérieur, dans une rainure périphérique de l'arbre 104 et assure ainsi la position axiale de l'élément 121. Les éléments 145 et 146 servent également de portée à l'arbre 104 au moyen d'un palier lisse ou d'un roulement non représenté. Dans un exemple de réalisation intéressant, il est avantageux que ces éléments soient munis d'une denture intérieure qui engrène dans la denture extérieure de l'arbre 104 et relie les éléments avec l'arbre sans liberté de rotation relative. La bague intérieure de roulement:145 est reliée à l'arbre 104 sans liberté de rotation relative. La bague extérieure, non représentée, du roulement, y est logée dans un logement du carter de boîte de vitesses. Il est avantageux que les éléments du roulement, comme des billes, des cônes ou des cylindres, du roulement, comme roulement à billes ou roulement à rouleaux cylindriques, soient logés entre des barrettes, s'étendant selon la direction radiale, de la bague extérieure du roulement.

L'élément 121 peut être relié à l'arbre par une liaison par complémentarité de forme au moyen d'une denture et d'une contre-denture. Dans un autre exemple de réalisation avantageux, il est intéressant que l'élément 121 soit relié à l'arbre par une liaison par entraînement par frottement, comme un ajustement serré.

Il est avantageux que les bagues d'étanchéité 121c soient prévues sous forme de bagues d'étanchéité en deux pièces comportant un élément annulaire élastique, situé radialement à l'intérieur, avantageusement constitué d'un élastomère, et un élément annulaire situé radialement à l'extérieur, de forme sensiblement stable, par exemple de PTFE, comme du téflon, l'élément annulaire élastique, du fait de son élasticité, contraignant l'élément annulaire non élastique contre une contre-surface d'étanchéité, voir également les figures 6a et 6b.

Les espaces de pression sont, par l'intermédiaire des canaux 140, 141, reliés à une alimentation en fluide sous pression avec vannes et pompes hydrauliques. Les canaux sont réalisés par des perçages selon la direction radiale et sont en liaison avec des canaux qui sont orientés selon la direction axiale à l'intérieur de l'arbre 104 et sont représentés sur l.a figure 1. La liaison 142 de la partie 121 est en liaison fluidique avec la liaison 141. La liaison 142 est réalisée par deux perçages 142a, 142b, l'un, 142a, des perçages étant obturé par un bouchon 143 dans la zone d'extrémité.

L'accumulateur de force 150 est disposé à l'intérieur de la zone 111 et il est disposé sous précontrainte entre l'élément axialement fixe 121 et l'élément axialement mobile 102. Les spires d'extrémité de l'accumulateur de force sont logées dans des logements dans lesquels elles sont appuyées axialement et radialement.

La moitié supérieure de la figure 2 représente une position de la paire de disques coniques avec un rapport de conversion bas de la boîte de vitesses et la moitié inférieure de la figure 2 oriente une position avec un rapport de conversion haut de la boîte de vitesses. Dans la moitié supérieure de la figure, l'accumulateur de force est relativement détendu et seules les spires d'extrémité s'appuient contre les logements. Dans cette représentation, on voit bien le contour de l'accumulateur de force. Le rayon va en se rétrécissant vers le milieu du ressort et en s'élargissant à nouveau vers Ies deux zones d'extrémité. Dans la moitié inférieure de la figure 2, l'accumulateur de force est relativement contraint et, en plus des spires d'extrémité, une spire médiane s'appuie également contre le pied du disque conique et est centrée par ce disque.

Les figures 3a et 3b représentent des dispositions de l'accumulateur de force 150 entre le disque conique axialement mobile 102 et l'élément axialement fixe 121. Dans la représentation de la figure 3a, le rapport de conversion est faible et les deux disques coniques 101, 102 sont relativement proches l'un de l'autre. Dans la représentation de la figure 3b, le rapport de conversion est important et les deux disques coniques 101, 102 sont relativement éloignés l'un de l'autre. L'accumulateur de force 150 vient, par une spire d'extrémité 151, dans un logement 152 prévu dans le disque conique 102. Là, par sa spire d'extrémité 151, l'accumulateur de force 150 s'appuie axialement et radialement vers l'extérieur. A son autre spire d'extrémité 153, l'accumulateur de force 150 s'appuie axialement et radialement vers l'extérieur contre l'élément fixe 121 dans la zone d'un logement 154. Le logement 152 est réalisé sous forme d'une rainure périphérique dans le disque conique. Le logement 154 est réalisé sous forme d'une zone d'extrémité avec un bec orienté radialement. Dans le cas de la représentation de la figure 3a, la seconde spire à partir de la droite n'y est pas centrée radialement vers l'intérieur ni appuyée, tandis que dans la représentation de la figure 3b, à l'état comprimé, elle s'appuie radialement vers l'intérieur contre le pied 102a du disque conique et elle est centrée par lui.

Dans l'exemple de réalisation des figures 3a et 3b, la section du fil de l'accumulateur de force est sensiblement ronde, étant précisé que l'on peut également prévoir des méplats. De même, dans un autre exemple de réalisation, la section du fil du ressort peut présenter une section ovale ou polygonale, comme carrée ou rectangulaire. De préférence, le ressort est dans sa position contrainte au maximum lorsque les deux disques coniques 101, 102 sont dans la position du rapport de conversion maximal (overdrive).

La figure 4 représente, en demi-coupe, un accumulateur de force 200. Les spires d'extrémité 201 et 202 présentent chacune un rayon RI et R3 qui est supérieur au rayon R2 du milieu du ressort.

Le plus petit rayon R2 peut aussi se trouver à une longueur Il d'un bord du ressort ou 12 de l'autre bord du ressort, la longueur du ressort étant désignée par 1. Par ce moyen, on s'oppose à une influence négative de la force centrifuge sur les spires de façon que les spires ne s'expansent abusivement radialement vers l'extérieur.

Il est avantageux que l'accumulateur de force, avec sa section qui va en se rétrécissant puis en s'élargissant à nouveau, soit disposé dans un espace de pression de la première paire de disques coniques, côté menant, et/ou de la deuxième paire de disques coniques, côté mené. Il y est également avantageux que l'accumulateur de force soit disposé à l'extérieur d'un espace de pression et contraigne le disque conique axialement mobile. Il est avantageux que l'accumulateur de force soit disposé coaxialement à l'arbre 104 du disque conique axialement mobile. Dans le cas des boîtes de vitesses à élément s'enroulant sur des disques coniques, présentant une chambre de pression pour la mise sous pression pour le réglage du rapport de conversion et une chambre de pression pour la commande de pressage sur l'élément s'enroulant sur les disques, comme une chaîne ou une bande, il est avantageux que l'accumulateur de force soit disposé dans l'espace de pression radialement intérieur. De même, dans un autre exemple de réalisation, il est intéressant que l'accumulateur de force soit disposé dans l'espace de pression radialement extérieur.

Dans un exemple de réalisation avantageux, il est intéressant que l'accumulateur de force soit disposé du côté d'une paire de disques coniques où est disposé l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses. Dans un autre exemple de réalisation, il est avantageux que l'accumulateur de force soit disposé du côté d'une paire de disques coniques qui est opposé à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses.

I1 est particulièrement avantageux que l'accumulateur de force ne présente que quelques spires, de préférence 2 à 8 spires, comme en particulier 3 à 6 spires, comme 4 spires.

Les figures 5a et 5b représentent à titre d'exemple, des garnitures d'étanchéité dans les logements 400 et/ou 420 des bras 121a, 121b ou, dans d'autres variantes de réalisation avantageuses d'une boîte de vitesses conforme à l'invention, sur d'autres éléments de la boîte de vitesses à élément s'enroulant sur des disques coniques. Les garnitures d'étanchéité sont prévues pour assurer l'étanchéité des chambres de pression ou des vérins. Dans les logements est logée une bague d'étanchéité élastique annulaire 401, 410 qui est entourée, radialement vers l'extérieur, d'un élément annulaire sensiblement non élastique 402, 411. L'élément annulaire 402, 411, sensiblement non élastique ou sensiblement de forme stable, est contraint, par la bague élastique, contre la contre-surface d'étanchéité de l'élément 120a, ce qui assure l'étanchéité de la zone spatiale correspondante. La bague de forme stable, disposée É 2888628 radialement à l'extérieur, peut présenter une expansion selon la direction axiale, voir figure 6b, ou bien peut présenter des joues latérales 412 qui s'étendent aussi vers l'intérieur selon la direction radiale, logent entre elles la bague élastique 410 et l'assurent selon la direction axiale. Les bagues de forme stable peuvent ainsi présenter sensiblement la forme d'un u, étant précisé qu'elles présentent radialement vers l'extérieur une surface de forme annulaire qui s'appuie contre une contre-surface. Conformément à l'idée inventive, la garniture d'étanchéité peut être également conçue de façon que ce soit la bague élastique qui soit disposée radialement à l'extérieur et la bague de forme stable qui soit disposée radialement à l'intérieur de la bague élastique. Les joues peuvent être orientées radialement vers l'extérieur et la surface lisse être disposée radialement à l'intérieur.

Les revendications déposées avec la demande sont des propositions de formulation sans préjudice de l'obtention d'une protection étendue du brevet. La demanderesse se réserve de revendiquer encore d'autres caractéristiques, exposées jusqu'ici uniquement dans le descriptif et/ou sur les dessins Des références employées dans les sous-revendications attirent l'attention sur l'autre conception de l'objet de la revendication principale par les caractéristiques de la sous- revendication en question; elles ne doivent pas être comprises comme une renonciation à obtenir une protection autonome, concrète, pour les caractéristiques des sous-revendications en référence.

Les objets de ces sous-revendications forment toutefois aussi des inventions autonomes qui présentent une structure indépendante des objets des sous-revendications précédentes.

L'invention n'est pas non plus limitée aux exemples de réalisation du descriptif. Bien plutôt, dans le cadre de l'invention sont possibles de nombreuses variantes et modifications, en particulier des variantes, des éléments et des combinaisons et/ou des matériaux qui sont par exemple inventifs par une combinaison ou une modification de certains, en liaison avec les caractéristiques ou éléments ou pas de procédé décrits dans le descriptif général et dans les formes de réalisation ainsi que dans les revendications et contenus dans les dessins, et conduisent, au moyen de caractéristiques pouvant se combiner, à un nouvel objet ou à de nouveaux pas de procédé ou à de nouvelles séquences de procédé dans la mesure également où ils concernent des procédés de fabrication, de contrôle et de travail.

Claims (4)

REVENDICATIONS

1. Boîte de vitesses du type à élément s'enroulant sur des disques coniques, comportant une première paire de disques coniques et une seconde paire de disques coniques comprenant: chacune un disque conique axialement mobile et un disque conique axialement fixe et un élément s'enroulant disposé entre ces deux paires de disques coniques pour la transmission d'un moment de rotation, comportant au moins une chambre de pression, caractérisée par le fait que la chambre de pression est rendue étanche au moyen d'une garniture d'étanchéité qui présente une bague d'étanchéité élastique (401) et un élément annulaire de forme sensiblement stable (402).

2. Boîte de vitesses selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la bague d'étanchéité élastique (401) est disposée radialement à l'intérieur de l'élément annulaire de forme sensiblement stable (402).

3. Boîte de vitesses selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la bague d'étanchéité élastique (401) est disposée radialement à l'extérieur de l'élément annulaire de forme sensiblement stable (402).

12.07.06