FR2951796A3 - Boite de vitesse pour vehicule automobile - Google Patents

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Sebastien Gay
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Abstract

L'invention a pour objet une boîte de vitesse (1) pour véhicule automobile, comprenant un carter (2) et un train planétaire (3) disposé à l'intérieur du carter (2), le train planétaire (3) comprenant un pignon central (4), appelé planétaire, engrenant avec des pignons fous périphériques (5) appelés satellites, dont les axes sont liés rigidement à un porte-satellites (6), les satellites (5) engrenant avec une couronne (7) extérieure à denture intérieure, le planétaire (4), le porte-satellites (6) et la couronne (7) étant appelés composants du train planétaire (3), l'un desdits composants (4,6,7) étant apte à être bloqué par des moyens de blocage (8,9), caractérisé en ce que la boîte de vitesse (1) comprend en outre des moyens magnétiques (11,12) aptes à freiner le mouvement du composant apte à être bloqué (7).

Description

1 BOITE DE VITESSE POUR VEHICULE AUTOMOBILE L'invention a pour objet une boîte de vitesse pour véhicule automobile, 5 du type comprenant au moins un train planétaire. Un train planétaire, également appelé train épicycloïdal, est un élément couramment employé dans les boîtes de vitesses pour véhicule automobile. Le train planétaire est généralement composé d'un pignon central, appelé « planétaire », engrenant en périphérie avec des satellites, qui sont des 10 petits pignons fous dont les axes sont liés rigidement au porte-satellites. À leur tour, les satellites engrènent avec une couronne extérieure, à denture intérieure. Les trois éléments - planétaire, porte-satellites et couronne - tournent autour du même axe, tandis que les satellites ont un mouvement épicycloïdal. 15 Le train planétaire comporte ainsi trois composants principaux : - un planétaire et son arbre, - un train satellite et son arbre, et - une couronne à denture interne et son arbre. Pour que la transmission soit assurée, il est nécessaire qu'un arbre 20 devienne moteur, qu'un arbre devienne récepteur, et qu'un arbre soit immobilisé pour faire office de point de réaction. Ainsi, selon le choix de l'arbre immobilisé, plusieurs solutions sont possibles. On peut par exemple éliminer une mobilité en fixant la couronne. Dans ce cas, l'arbre d'entrée, en tournant, force le satellite à rouler à 25 l'intérieur de la couronne. Dans son mouvement, le satellite entraîne le porte-satellites comme s'il s'agissait d'une manivelle. Le porte-satellites constitue l'arbre de sortie du dispositif. Dans cette configuration, la sortie tourne dans le même sens et moins vite que l'entrée. Pour immobiliser l'un des composants du train planétaire, il est connu 30 de solidariser le composant à un élément fixe. Pour ce faire, il est par exemple connu de craboter un crabot fixe solidaire de l'arbre à un crabot mobile dont le déplacement est piloté par un actionneur.
Le blocage du composant du train planétaire est précédé d'un freinage du composant. Il est connu de freiner le composant par freinage par friction ou à l'aide d'un embrayage. Ces techniques ont toutefois pour inconvénient que des pertes mécaniques peuvent se produire, ainsi qu'une usure ou un échauffement des pièces. L'invention vise à remédier à ces inconvénients. L'invention a ainsi pour objet une boîte de vitesse pour véhicule automobile, comprenant un carter et un train planétaire disposé à l'intérieur du carter, le train planétaire comprenant un pignon central, appelé planétaire, engrenant avec des pignons fous périphériques appelés satellites, dont les axes sont liés rigidement à un porte-satellites, les satellites engrenant avec une couronne extérieure à denture intérieure, le planétaire, le porte-satellites et la couronne étant appelés composants du train planétaire, l'un desdits composants étant apte à être bloqué par des moyens de blocage. Conformément à l'invention, la boîte de vitesse comprend en outre des moyens magnétiques aptes à freiner le mouvement du composant apte à être bloqué. L'utilisation de moyens magnétiques permet d'éviter les problèmes liés 20 au contact du composant avec des moyens de freinage du type friction ou embrayage. Le composant apte à être bloqué peut être la couronne. Les moyens de blocage peuvent comprendre un crabot mobile commandé par un actionneur et un crabot fixe solidaire du composant apte à 25 être bloqué. Les moyens magnétiques comprennent de préférence un électroaimant solidaire du carter et une pièce métallique solidaire du composant apte à être bloqué. Les moyens magnétiques peuvent également comprendre un 30 électroaimant solidaire du carter et une enceinte comprenant un liquide magnétorhéologique, ladite enceinte étant solidaire du composant apte à être bloqué.
Le train planétaire peut être disposé sur un arbre primaire de la boîte de vitesse. La boîte de vitesse peut comprendre en outre des moyens de commande aptes à commander les moyens de blocage de manière à bloquer le composant apte à être bloqué une fois que le mouvement du composant apte à être bloqué est freiné par les moyens magnétiques. Les moyens de commande peuvent être aptes à couper l'alimentation des moyens magnétiques une fois que le composant apte à être bloqué est bloqué.
L'invention a également pour objet un véhicule automobile comprenant une boîte de vitesse décrite ci-dessus. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une représentation cinématique d'une boîte de vitesse selon l'invention, - la figure 2 illustre un électroaimant utilisé dans la boîte de vitesse, - la figure 3 est une vue de face de la boîte de vitesse, et - la figure 4 est une vue de derrière de la boîte de vitesse. La boîte de vitesse 1, telle qu'illustrée à la figure 1, comprend un carter 2, à l'intérieur duquel est disposé un train planétaire 3. Le train planétaire 3 est composé d'un pignon central 4, appelé planétaire, engrenant en périphérie avec des satellites 5, qui sont des petits pignons fous dont les axes sont liés rigidement à un porte-satellites 6. À leur tour, les satellites 5 engrènent avec une couronne extérieure 7 à denture intérieure. Les trois composants du train planétaire 3 - le planétaire 4, le porte-satellites 6 et la couronne 7 - tournent autour du même axe, tandis que les satellites 5 ont un mouvement épicycloïdal. Les satellites 5 tracent ainsi une épicycloïde, qui est une courbe décrite par un point d'un cercle qui roule sans glisser sur un autre cercle, à l'extérieur de celui-ci. La boîte de vitesse 1 comprend également un système de blocage de la couronne 7. Le blocage est réalisé à l'aide d'un crabot fixe 8 solidaire de la couronne 7 et d'un crabot mobile 9 dont le déplacement est piloté par un actionneur 10. Conformément à l'invention, la boîte de vitesse 1 comprend un outre un système de freinage qui vient freiner en rotation la couronne 7. Le système de freinage selon l'invention comprend un électroaimant 11 induisant un champ magnétique dans un anneau métallique 12 fixé sur la couronne 7. L'électroaimant 11 est alimenté pour venir s'aimanter avec l'anneau métallique 12. Une fois que la vitesse de rotation de la couronne 7 est quasi-nulle, on vient engager, par l'intermédiaire de l'actionneur 10, le crabot mobile 9 dans le crabot fixe 8 solidaire de la couronne 7, de manière à maintenir bloquée la couronne 7. Une fois que la couronne 7 est immobile, on coupe l'alimentation de l'électroaimant 11. Pour annuler le blocage, on désengage en sens inverse le crabot mobile 9 du crabot fixe 8 à l'aide de l'actionneur 10. Dans une variante, on peut utiliser à la place de l'anneau métallique 12 une chambre étanche contenant un liquide magnétorhéologique. Un liquide magnétorhéologique est un liquide dans lequel sont présentes des particules métalliques qui, par le flux magnétique provoqué par l'électroaimant 11, vont chercher à s'aimanter avec l'électroaimant 11, provoquant le freinage de la couronne 7 en rotation.
L'arbre du planétaire 4 peut ainsi constituer l'arbre d'entrée, le mouvement étant récupéré sur un arbre de sortie 13 solidaire du porte-satellites 6. Il est bien entendu que l'invention peut également s'appliquer aux différentes configurations possibles arbre d'entrée/arbre de sortie du train planétaire en fonction de l'arbre immobilisé. Dans ce cas, l'anneau métallique sera solidaire de l'arbre immobilisé. Tel qu'illustré à la figure 2, l'électroaimant 11 est composé d'un stator lia sur lequel sont fixés des bobines iib. Les bobines iib sont alimentées de manière à provoquer le champ magnétique. Le stator lia est quant à lui fixé dans le carter de la boîte de vitesse. L'électroaimant 11 induit un champ magnétique dans l'anneau métallique 12 qui est par exemple composé d'une partie externe fine en aluminium et d'une partie interne épaisse en fer. L'anneau métallique 12 est solidaire de la couronne en rotation du train planétaire.
Les figures 3 et 4 illustrent la boîte de vitesse 1, en configuration opérationnelle. Les éléments des figures 1 et 2 qui sont représentés sur les figures 3 et 4 portent les mêmes références. L'entrefer 14 entre l'électroaimant 11 et l'anneau métallique 12 est d'environ 0.6 mm.5

Claims (9)

  1. REVENDICATIONS1. Boîte de vitesse (1) pour véhicule automobile, comprenant un carter (2) et un train planétaire (3) disposé à l'intérieur du carter (2), le train planétaire (3) comprenant un pignon central (4), appelé planétaire, engrenant avec des pignons fous périphériques (5) appelés satellites, dont les axes sont liés rigidement à un porte-satellites (6), les satellites (5) engrenant avec une couronne (7) extérieure à denture intérieure, le planétaire (4), le porte-satellites (6) et la couronne (7) étant appelés composants du train planétaire (3), l'un desdits composants (4,6,7) étant apte à être bloqué par des moyens de blocage (8,9), caractérisé en ce que la boîte de vitesse (1) comprend en outre des moyens magnétiques (11,12) aptes à freiner le mouvement du composant apte à être bloqué (7).
  2. 2. Boîte de vitesse (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que le composant apte à être bloqué est la couronne (7).
  3. 3. Boîte de vitesse (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les moyens de blocage (8,9) comprennent un crabot mobile (9) commandé par un actionneur (10) et un crabot fixe (8) solidaire du composant apte à être bloqué (7).
  4. 4. Boîte de vitesse (1) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les moyens magnétiques (11,12) comprennent un électroaimant (11) solidaire du carter (2) et une pièce métallique (12) solidaire du composant apte à être bloqué (7).
  5. 5. Boîte de vitesse (1) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les moyens magnétiques comprennent un électroaimant solidaire du carter (2) et une enceinte comprenant un liquide magnétorhéologique, ladite enceinte étant solidaire du composant apte à être bloqué (7).
  6. 6. Boîte de vitesse (1) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le train planétaire (3) est disposé sur un arbre primaire (13) de la boîte de vitesse (1).
  7. 7. Boîte de vitesse (1) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens de commande aptes à commander les moyens de blocage (8,9) de manière à bloquer le composant apte à être bloqué (7) une fois que le mouvement du composant apte à être bloqué (7) est freiné par les moyens magnétiques (11,12).
  8. 8. Boîte de vitesse (1) selon la revendication 7, caractérisée en ce que les moyens de commande sont aptes à couper l'alimentation des moyens magnétiques (11,12) une fois que le composant apte à être bloqué (7) est bloqué.
  9. 9. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend une boîte de vitesse (1) selon l'une des revendications 1 à 8.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6102827A (en) * 1999-04-28 2000-08-15 Caterpillar Inc. Clutch assembly with a planetary gear set
DE10152477A1 (de) * 2001-10-24 2003-05-08 Zahnradfabrik Friedrichshafen Schaltgetriebe
WO2008080039A2 (fr) * 2006-12-22 2008-07-03 Torvec, Inc Transmission avec correcteur de couple de résistance

Patent Citations (3)

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