Brevet FR2001966A1 — publié le 19691003

L'invention concerne en particulier un train réducteur destiné à être monté dans le moyeu d'une roue motrice d'un véhicule qui possède son propre moteur, disposé à proxirnité de la roue et de préférence hydraulique, quoique ce train puisse aussi être utilisé dans d'autres cas. Les roues motrices du type indiqué sont utilisées de préférence sur les véhicules tous terrains et sur les machines automotrices montées sur roues, qui, pendant leur travail proprement dit, ne doivent se déplacer qu'à une vitesse modérée mais qui réclament habituellement à ce moment-là un couple de rotation élevé sur les roues. Pour que le moteur puisse être d'une dimension moyenne, de manière qu'on puisse le monter sans difficultés spéciales tout prs de la roue motrice, il faut utiliser un moteur à grande vitesse, ce qui rend nécessaire un rapport de démultiplication élevé entre le moteur et la roue quand le véhicule ou la machine doit être entraîné à la vitesse correspondant à son travail.Cette vitesse de travail est d'habitude fortement limitée, par exemple jusqu'à 15 à 20 km/h, ce qui est insatisfaisant quand le véhicule ou la machine doit se déplacer sur d'assez longues distances, par exemple entre différents chantiers, sur de bonnes routes. C'est pourquoi de pareils déplacements se sont faits jusqu'à maintenant par remorquage, les mol;eurs du véhicule restant inactifs. l'objet principal de l'invention est de créer un train réducteur particulièrement étudié en vue d'être monté dans le moyeu d'une roue motrice et qui permette un choix entre deux rapports de réduction, à savoir un rapport élevé pour des conditions de travail difficiles et un rapport faible pour des conditions de transport plus faciles. I1 est important alors que le train réducteur soit de construction très compacte et satisfasse par ailleurs aux exigences spéciales qui sont liées au montage et au fonctionnement prévus. Outre le choix entre les deux rapports de réduction, il doit être aussi possible d'empêcher une transmission de forces entre l'arbre d'entrée et celui de sortie, c'eEt-à-dire qu'il faut pouvoir séparer la roue du moteur.De plus, il est souhaitable que le train réducteur puisse être télécommandé hyd=auliauement, pour que la commande puisse être automatisée en cas de besoin. Ces buts sont atteints selon l'invention grâce à un train réducteur qui possède un arbre d'entrée entraîné relié au planétaire d'un train planétaire dont le porte-satellites porte un cer tain nombre de trains dè roues folles comportant chacun soit un satellite coopérant avec le planétaire ainsi qu'avec la couronne du train planétaire, soit une roue intermédiaire calée sur ce satellite, la roue intermédiaire engrenant avec un arbre de sortie coaxial à l'arbre d'entrée mais en étant séparé; ce train réducteur est caractérisé suivant l'invention par le fait que la couronne du train planétaire est également rotative et qu'il est prévu des dispositifs d'embrayage pour le freinage alternatif de la couronne ou du porte-satellites en vue d'en provoquer l'arrêt, les roues intermédiaires entrainant, quand la couronne est freinée et que le porte-satellites tourne fou, l'arbre de sortie a une première vitesse réduite en fonction de la rotation dès satellites dans la couronne à l'arrêt, tandis que, quand le porte-satellites est freiné et que la couronne est folle, les roues intermédiaires entraînent l'arbre de sortie à une deuxième vitesse réduite qui, comme dans un système à pivot, dépend seulement du rapport des diamètres du planétaire et des satellites d'une part et de celui des roues intermédiaires et de la denture de l'arbre de sortie d'autre part. La denture de l'arbre de sortie a de préférence la forme d' une roue dentée disposée centralement par rapport aux roues intermédiaires et calée sur l'arbre de sortie. Dans un mode de réalisation proféré de l'invention, les embrayages pour freiner la couronne et le porte-satellites sont à disques multiples, ces disques étant alternativement calés sur la couronne ou sur le porte-satellites et sur une partie fixe du train réducteur, par exemple un carter et pouvant être comprimés pour chaque embrayage sous l'influence d'un organe de manoeuvre mobile axialement. On obtient ainsi une conformation favorable des éléments du train réducteur et il devient aussi possible de prévoir une commande hydraulique des embrayages sans conduits d'admission compliqués pour le fluide de commande. Un mode de réalisation particulièrement avantageux est obtenu quand ltorgane de commande de chaque embrayage à disques multiples se prfsente sous la forme d'un piston annulaire logé de manière étanche et mobile axialement dans une chambre annulaire concentriquement par rapport à la couronne ou au porte-satellites, l'intérieur de chaque chambre annulaire étant relié à une source de pression pour l'arrivée à volonté d'un fluide sous pression destiné à la manoeuvre du piston annulaire. On obtient ainsi uie répartition régulière de la pression agissant sur les disques avec un minimum de pièces mobiles. On va maintenant décrire plus en détail un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif et en se référant aux dessins annexés. La figure 1 est une coupe axiale, à une échelle fortement réduite, d'une roue de véhicule à commande hydraulique, avec un train réducteur incorporé suivant l'invention. La figure 2 est une coupe axiale du train réducteur à une échelle sensiblement plus grande. La roue motrice de véhicule représenté sur la figure 1 peut naturellement être utilisée en nombre approprié sur un véhicule ou sur une machine automotrice, les différentes roues étant raccordées de manière convenable à une source de fluide sous pression éventuellement commune ainsi qu'aux organes de commande nécessaires Comme le fluide sous pression peut être amené par des- conduits flexibles aussi bien aux moteurs des roues qu'aux embrayages du train réducteur, de pareilles roues motrices sont particulièrement indiquées pour des véhicules et des machines dont les roues ont une grande mobilité parrapport au châssis. Sur la figure 1, un arbre tubulaire fixe formant douille protectrice 1 entoure un moteur hydraulique 2 et est relié de manière appropriée au châssis du véhicule qu'il porte. lie moteur 2 est dans ce cas relié directement à l'arbre d'entrée 3 d'un train réducteur incorporé dans le moyeu et qui est représenté plus clairement sur la figure 2. Sur l'arbre 3 est fixé un planétaire 4 dont la couronne 5 est montée de façon à pouvoir tourner dans une partie 6 d'un bâti entourant le train réducteur au moyen d'un roulement à billes 7. lie réducteur possède un arbre de sortie 8 coaxial à l'arbre 3 mais qui en est séparé. A l'extrémité intérieure de l'arbre 8 est fixée une roue dentée 9, qui a un diamètre différent de celui du planétaire. La transmission entre l'arbre d'entrée 3 et l'arbre de sortie 8 du train réducteur est obtenue grâce au fait que les satellites 10 forment chacun bloc avec une roue intermédiaire 11 ou sont calés sur cette dernière, ces roues intermédiaires engrenant avec la roue 9 calée sur l'arbre 8. Ces trains de roues composés chacun d'un satellite et d'une roue intermédiaire sont de préférence au nombre de trois, mais ils peuvent être plus ou moins nombreux et sont répartis avantageusement autour du planétaire 4 et de la roue dentée 9. lies trains de roues peuvent tourner sur des arbres 12 qui.dépassent d'un porte-satellites 13 qui, de même que la couronne du planétaire, peut tourner dans une partie 14 du bâti grâce à un roulement 15. lié porte-satellites est de forme annulaire et il porte intérieurement un roulement 16 pour l'arbre de sortie 8. D'autres exécutions du logement de l'arbre de sortie sont possibles sans sortir de l'esprit de l'invention. La couronne 5 et le porte-satellites 13 sont disposés de manière à pouvoir être freinés par rapport au bâti du train réducteur au moyen d'embrayages et d'organes de commande qui sont fondamentalement semblables dans les deux cas. lies embrayages sont à disques multiples, dont un sur deux, à savoir des disques 17 pour la couronne 5 et des disques 18 pour le porte-satellites 13 sont montés sans pouvoir tourner mais de façon à être mobiles axialement sur la partie tournante, tandis que les autres, c'est-à-dire les disques 19 de l'embrayage de la couronne et les disques 20 de l'embrayage du porte-satellites sont montés dans le bâti du train réducteur sans pouvoir tourner tout en étant mobiles axialement. Les embrayages sont actionnés chacun par un piston annulaire 21 ou 22 qui est disposé dans une chambre annulaire 23 ou 24 du bâti du train réducteur. Les pistons 21, sont mobiles axialement de manière étanche dans leurs chambres annulaires; quand un fluide sous pression est amené par des conduits d'admission 25 et 26 à l'intérieur de la chambre annulaire correspondante, le piston se déplace vers la série de disques correspondants et les applique les uns contre les autres. lies pistons sont guidés de manière étanche par les parois de la chambre correspondante; ces parois peuvent être munies de manière connue de joints toriques encastrés ou analogue s. Comme le montre la figure 1, l'arbre de sortie 8 entraîne par son extrémité extérieure la roue proprement dite au moyen d'un train réducteur de type planétaire; l'arbre 8 porte un planétaire 27 qui engrene avec dessatellites 28 tournant autour d'axes fixés à une partie 29 de la roue en forme de capot de moyeu. Ici aussi, les satellites forment bloc avec une deuxième roue dentée 30, et ces roues dentées coopèrent avec une couronne 31 disposée dans la partie fixe 32 du moyeu. La partie 29 est reliée à la jante 33 de la roue qui peut tourner autour de la partie fixe 32 du moyeu et est munie d'un frein à tambour 34 avec lequel coopèrent, pour freiner la roue, des mâchoires de freinage non repre- sentées en détail. Le train.réducteur proprement dit fonctionne tomme suit: quand la couronne 5 est freinée au moyen de l'embrayage à disques 17, 19, le train réducteur fonctionne comme un train planétaire à porte-satellites rotatif. La rotation de l'arbre 3 est transmise par le planétaire 4 aux satellites 10 qui tournent dans la couronne immobile 5, de sorte que le porte-satellites tourne aussi. En même temps, la rotation des satellites 10 est transmise par les roues intermédiaires tl à la rouedentée 9 de l'arbre de sortie 8, qui a un diamètre plus grand que le planétaire 4. La roue dentée 9 est alors entraînée à une vitesse réduite par rapport au planétaire 4. Cette vitesse réduite est utilisée dans les conditions de transport relativement faciles. Quand le véhicule doit travailler dans des conditions difficiles et à une vitesse réduite, on freine le porte-satellites 13 au moyen des embrayages à disques 18, 20, pendant que la couron ne 5-est libtré.. -la rotåttan de l'arbre 3 est alors transmise par le planétaire 4 aux satellites 5 et de ceux-ci par les roues intermédiaires 11, à la roue 9 calée sur l'arbre de sortie 8; le train réducteur fonctionne alors comme un système habituel à pivot. Le rapport de démultiplication est donc nettement plus grant.uQ le cas précédent, c'est-à-dire que la vitesse de l'arbre de sortie par rapport à la vitesse de l'arbre d'entrée devient plus faible qu'avant. Dans certaines circonstances, par exemple quand le véhicule, par suite de dérangements dans son mécanisme propre, doit être remorqué, la couronne 5 et le porte-satellites 13 sont débrayés et tournent fous, de sorte que la rotation de l'arbre de sortie 8, qui est alors entraîné par la roue ne peut pas être transmise à l'arbre d'entrée ni au moteur, si bien qu'il n'ya pas, due danger que le moteur tourne trop rapidement et soit endommagé. il est clair que les embrayages à disques 17, 19 et 18, 20 doivent comprendre des ressorts non représentés qui desserrent les disques et provoquent ainsi le débrayage dès que la pression des organes de commande dans les chambres-23, 24 des pistons 21, 22 tombe au-dessous d'une certaine valeur. Le fluide sous ressinn est donc amené chaque fois à une seule .les chambres annulaires,~ et seulement quand on veut lue l'entraînement ait lieu. La commande hydraulique des embrayages est naturellement particulièrement avantageuse dans les cas où la roue est entraînée par un mb teur hydraulique, de sorte que le fluide sous pression est touJours disponible sur le véhicule.La commande hydraulique du train réducteur est aussi particulièrement indiquée pour une automatisation: elle se fait alors automatiquement en fonction de la pression d'huile dans le circuit aboutissoeit au moteur hyvlxw > - lique de la roue. Dans certains cas, pourtant, une commande manuelle de la vitesse suffit: elle s'effectue alors en actionnant une soupape de commande simple et peu coûteuse à trois positions de type standard. Les rapports de démultiplication du train réducteur décrit peuvent naturellement être variés grâce à un dimensionnement ap proprié des composantes des roues dentées d'entrée, et la réduction d'ensemble entre le moteur d'entraînement et la roue peut aussi être changée par un autre dimensionnement de transmise sion planétaire 27-31 entre l'arbre de sortie 8 du réducteur et la roue proprement dite. Quoique l'invention ait été décrite dans une application particulière à l'entrainement hydrostatique des véhicules, le train réducteur peut naturellement être utilisé aussi dans d'autres domaines où deux vitesses suffisent et où les avantages de la construction peuvent être utilisés.~ REVENDICATIONS 1) Train réducteur destiné en particulier à être monté dans le moyeu d'une roue de véhicule munie de son propre moteur, hydraulique par exemple, placé à son voisinage, ce train réducteur ayant un arbre d'entrée moteur 3 relié au planétaire 4 d'un train planétaire et dont le porte-satellites 13 porte un certain nombre de trains de roues folles comportant chacun soit un satellite 10 coopérant avec le planétaire ainsi qu'avec la couronne 5 du train planétaire, soit une roue intermédiaire 11 calée sur ce satellite, et engrenant en 9 avec un arbre de sortie 8 coaxial à l'arbre d'entrée mais séparé de lui et caractérisé en ce que la couronne 5 du train planétaire est également rotative et il est prévu des dispositifs d'embrayage 17-26 pour le freinage alternatif de la couronne 5 ou du porte-satellite 13 en vue d'en provoquer l'arrêt, les roues intermédiaires 11 entraînant, quand la couronne est freinée et que le porte-satellites tourne fou, 1 'ar- bre de sortie 8 à une première vitesse réduite en fonction de la rotation des satellites dans la couronne à l'arrêt, alors que, quand le porte-satellites est freiné et que la couronne tourne folle, les roues intermédiaires entraînent l'arbre de sortie à une deuxieme vitesse réduite qui, comme dans un système à pivot, dépend seulement du rapport des diamètres du planétaire et des satellites et de celui des roues intermédiaires et de la denture de l'arbre de sortie. 2) Train réducteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la denture de l'arbre de sortie a la forme d'une roue dentée disposée centralement par rapport aux roues intermédiaires et calée sur l'arbre de sortie. 3) Train réducteur suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les embrayages pour le freinage de la couronne ou du porte-satellites sont à disques multiples, ces disques étant qîternativement calés sur la couronne ou sur le porte-satellites et sur une partie fixe du train réducteur, par exemple son carter, et pouvant être comprimés pour chaque embrayage sous l'influence d'un organe de manoeuvre mobile axialement. 4) Train réducteur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe de manoeuvre pour chaque embrayage à disques multiples est un piston annulaire mobile axialement de manière étanche dans une chambre annulaire concentriquement par rapport à la couronne ou au porte-satellites l'intérieur de chaque chambre annulaire étant relié à une source de pression pour l'arrivée à volonté d'un fluide sous pression destiné à la manoeuvre du piston annulaire.