Brevet FR2217603A1 — publié le 19740906

La présente invention est relative aux systèmes de transmission hydrostatiques du type général comprenant une combinaison moteur/pompe hydrostatique à rapport de transmission variable, possédant un arbre d'entrée et un arbre de sortie ainsi qu'une dériva- tion ou "shunt" mécanique autour de ladite combinaison moteur/pompe comprenant un engrenage différentiel possédant une paire d'organes d'entrée entranable par l'arbre d'entrée et respectivement l'arbre de sortie et un organe terminal de sortie entraîné par ledit engrenage différentiel à une vitesse qui dépend des vitesses relatives des organes d'entrée. Sous sa forme la plus simple un tel système de transmission possède deux organes d'entrée de L'engrenage différentiel reliés de façon permanente par l'intermédiaire d'engrènements appropriés aux arbres d'entrée et de sortie de la combinaison moteur/pompe. Un tel système double la capacité d'utilisation de la puissance de la combinaison moteur/pompe. Un système légèrement plus compliqué comprend une paire d'embrayages dont l'un est utilisé pour interconnecter les deux organes d'entrée de façon à effectivement réaliser une transmission hydrostatique directe pour une vitesse de fonctionnement faible et dont l'autre est utilisée pour relier un des organes d'entree à l'arbre d'entrée pour un fonctionnement à vitesse élevée.Une telle transmission possède une capacité,dlutilisation de la puissance triple de celle de la combinaison moteur/pompe-, mais le système doit démarrer de 1 'état de repos contre le couple de pleine charge comme dans une transmission hydrostatique directe et le système se révèle incapable de fonctionner sans à-coups à des vitesses de sortie faibles La présente invention a pour objet de réaliser un système du type mentionné ayant l'avantage d'accrottre la capacité d'utilisation de la puissance sans les désavantages précités. Le système de transmission hydrostatique conforme à l'invention comprend une unité moteur/pompe hydrostatique à rapport de transmission variable possédant un arbre d'entrée et un arbre de sortie, un premier et un second engrenages différentiels possédant chacun une paire d'organes d'entrée et un-organe de sortie, un premier embrayage pour relier, de façon à entra-iner sélectivement un organe d'entrée du second engrenage différentiel, à l'arbre d'entrée et un second embrayage pour interconnecter sélectivement les deux organes d'entrée du second embrayage différentiel, un organe d'entrée du premier engrenage différentiel étant en permanence relié pour ltentraSnement à l'arbre d'entrée, autre organe d'entrée de l'un des engrenages différentiels étant relié à l'arbre de sortie, l'autre organe d'entrée de l'autre engrenage différentiel étant relié à l'organe de sortie dudit premier des engrenages différentiels, et l'organe de sortie dudit autre des engrenages différentiels réalisant la sortie du système. Un dispositif retardateur peut titre monté sur l'arbre de sortie de l'unité moteur/pompe, un moyen étant réalisé pour provoquer le fonctionnement du dispositif retardateur pendant le freinage et/ ou pendant la marche à faible vitesse. Pendant la marche à faible vitesse,en l'absence d'un dispositif retardateur, le moteur de l'unité moteur/pompe agirait en effet comme une pompeet entratne- rait la pompe réelle de l'unité, de sorte que l'énergie serait recyclée à travers l'unité moteur/pompe. Avec le fonctionnement du dispositif retardateur d'autre part le couple appliqué au moteur serait réduit et moins d'énergie recyclée.Du fait que c'est ce régime de fonctionnement qui détermine dans une large mesure la taille du moteur hydrostatique nécessaire, il s'ensuit qu'un moteur plus petit peut autre utilisé si le besoin d'utilisation de puissance du moteur est réduit dans ce régime critique lorsqu'un dispositif retardateur est utilisé sur l'arbre de sortie du moteur. L'invention va maintenant autre décrite, à titre d'exemple en se référant au dessin annexé dans lequel Les figures 1 et 2 sont des représentations schématiques de deux exemples de systèmes de transmission hydrostatique conformes à l'invention et, la figure 3 est une représentation schématique similaire à celle de la figure 1 comportant un dispositif retardateur en association avec l'unité moteur/pompe. Dans l'exemple représenté à la figure 1, le système comprend une unité moteur/pompe hydrostatique à rapport de transmission variable, qui possède de préférence une pompe à déplacement variable 10 et un moteur 11 à déplacement fixe. L'unité 10,11 possède un arbre d'entrée 10a relié pour ltentratnement à la pompe 10 et un arbre de sortie lla relié pour I'entratnement au moteur 11. Un premier engrenage différentiel 12 est réalisé et celui-ci est sous forme de train d'engrenage épicyclotdal avec deux organes d'entrée comprenant un engrenage planétaire 13 relié à l'arbre de sortie lla et un engrenage annulaire 14 relié par un train d'engre nage iSa, 15b à l'arbre d'entrée 10a et un organe de sortie sous la forme d'un support 16 de pignon satellite qui porte les pignons satellites 16a du train d'engrenage 12.De façon claire la vitesse de rotation de l'organe de sortie dépendra des vitesses de rotation à la fois de l'arbre d'entrée îOa et de l'arbre de sortie lia de l'unité 10,11. Le train d'engrenage 15a, 15b peut etre conçu de façon que lorsque le rapport de transmission de l'unité 10,11 est de 1:1 engrenage annulaire 14 est amené à tourner à la méme vitesse que l'engrenage planétaire 13, auquel cas l'énergie transmise par le train d'engrenage est la meme que celle transmise à travers l'unité 12. Un second engrenage différentiel 17 est réalisé et celui-ci est également sous la forme d'un train d'engrenage épicycloidal. Le train d'engrenage 17 comprend deux organes d'entrée sous la forme d'un engrenage annulaire 18 relié pour ltentrstnement par l'intermédiaire d'un train d'engrenage 19 au support 16 de pignon satellite du train d'engrenage 12, un support 20 de pignon satellite, et un organe de sortie sous la forme d'un engrenage planétaire 21. Des pignons satellites 22 réalisés sur le support 20 engrènent avec l'engrenage planétaire 21 et les dents internes de l'engre- nage annulaire 18 Un premier embrayage 23 est réalisé pour relier le support 20 de pignon satellite du second engrenage différentiel 17 à 1' ar- bre d'entrée l0a par l'intermédiaire d'un train 24 d'engrenage. Un second embrayage 25 est réalisé pour interconnecter l'engrenage annulaire 18 et le support 20 de pignon satellite du second engrenage différentiel 17. Ces deux embrayages, qui peuvent être des embrayages à friction ou à clabot, possèdent une commande commune 26 agencée pour s'engager en contact et se dégager de leur contact avec les embrayages de sorte que l'embrayage 23 est en contact lorsque l'embrayage 25 n'est pas en contact et vice-versa. La commande s'effectue avantageusement au moyen d'un circuit hydraulique. En fonctionnement, par conséquent, lorsque l'embrayage 23 n'est pas en contact et que l'embrayage 25 est én contact, il ne se produira aucun mouvement relatif entre l'embrayage annulaire 18 et le support 20 de pignon satellite de sorte que le second différentiel 17 "se verrouille" et tourne-comme un seul bloc. Le système fonctionne donc comme une simple transmission hydrostatique "shuntée" et peut marcher sans 3ecoups à des vitesses faibles. De plus, un maximum de seulement la moitié de la puissance d'entrée dans ces conditions est transmise à travers l'unité moteur/pompe 10,11. Les trains d'engrenage 19 et 24 sont agencés de façon que le rapport de transmission de l'unité 10, 11, soit à une valeur de 1, le ctté d'entrée de l'embrayage 23 est entraîné à une vitesse égale à celle de l'embrayage annulaire 18. A ce rapport de transmission, la commande 26 est actionnée pour engager l'embrayage 23 (sans perte d'énergie du fait que l'entrée et la sortie de l'em- brayage fonctionnent à la mOme vitesse) et désengager l'embrayage 25.Lorsque le rapport de transmission de l'unité 10, 11. est réduit jusqu'à -l (en passant par 0) la vitesse de l'engrenage annulaire 18 staccroit par rapport à celle du support 20 de pignon satellite ce qui accroît la vitesse de l'organe 21 de sortie du train d'engrenage 17, qui forme la sortie finale de la transmission. Dans l'exemple représenté à la figure 2, l'unité moteur/pompe 110, 111, possède un arbre d'entrée 110a et un arbre de sortie lîla Dans ce cas le premier engrenage différentiel 112 possède une connexion engrenée permanente 115 entre son engrenage annulaire 114 et l'arbre d'entrée llOa, et le support 116 de pignon satellite formant la sortie finale du système. L'engrenage planétaire 113 est directement relié à l'engrenage planétaire 121 du second engrenage différentiel 117 qui possède son engrenage annulaire 118 entraîné par 1' arbre lîla de sortie et son support de pignon satellite 120 relié aux embrayages 123 et 124 correspondant exactement aux embrayages 23 et 24 de la figure 1. Ainsi, les embrayages 123 et 124 sont sélectivement en contact comme précédemment pour relier le support 120 de pignon satellite soit à l'engrenage annulaire 118 soit bl'arbre d'entrée l1Oa. Une commande 126 est réalisée pour changer d'embrayages aux vitesses appropriées. La figure 3 représente un système similaire à celui de la figure 1 avec en plus un dispositif retardateur 150 monté sur 1 'ar- bre de sortie îîa. Le dispositif retardateur est de type bien connu comprenant un rotor à lames 151 dans un bottier 152 qui est rapidement rempli d'un liquide lorsque l'on désire absorber la puissance. Le dispositif retardateur 23 peut autre amené à fonctionner à la fois pour le freinage et lorsqu'il est nécessaire d'entratner l'organe de sortie 21 à très faible vitesse, l'actionnement du dispositif retardateur étant effectué, par exemple, par une pompe auxiliaire et une valve appropriée. Dans ce dernier cas, bien que l'efficacité globale de l'unité soit réduite par l'utilisation du dispositif retardateur, ceci n'a pas d'importance du fait qu'une puissance élevée n'est normalement pas nécessaire dans une transmission de véhicule terrestre à des vitesses très faibles. Le dispositif retardateur cependant a pour fonction de réduire la charge imposée sur l'unité 10 de transmission hydrostatique. L'unité 10 de la figure 2 peut titre considérablement réduite en dimension en comparaison avec celle qui serait nécessaire en l'absence de tout "shunt" ou dispositif retardateur du fait qu'un quart seulement de la puissance totale est transmis à travers elle. L'utilisation du dispositif retardateur permet de réduire encore la taille du moteur de 30 à 40 %, en fonction du rapport puissance/ poids du véhicule dans lequel est utilisé le système de transmis sion, le dispositif retardateur étant d'un avantage particulier dans les véhicules de rapport puissance/poids faible dans lesquels un minimum de surplus de puissance est disponible. On comprend que le dispositif retardateur 150 peut ttre monté en variante sur l'arbre de sortie 11- d'un système tel que celui représenté dans la figure 2 du dessin Dans une autre variante, le dispositif retardateur peut etre monté sur l'arbre 154 (figure 2) entre les embrayages 123 et 124, cette disposition facultative du dispositif retardateur étant représentée en traits mixtes. Pour l'utilisation en vitesse faible avec l'embrayage 123 désengagé et l'embrayage 124 engagé, le différentiel 117 est verrouillé comme précédemment et le dispositif retardateur est effectivement relié au moteur 111 comme précédemment décrit. Le retard produit est donc fonction du rapport moteur/pompe. Cependant lorsque le fonctionnement des embrayages est inversé, le dispositif retardateur se trouve relié directement à l'entrée et est par conséquent entraîné à une vitesse constante de sorte que l'effet maximum de retard est toujours obtenu quand on le dé sire. Les systèmes de transmission tels que décrits ci-dessus peuvent autre utilisés dans les véhicules routiers ou ferroviaires. REVENDICATIONS 1. Système de transmission hydrostatique caractérisé par le fait qu'il comprend une unité moteur/pompe hydrostatique de rapport de transmission variable, possédant un arbre d'entrée et un arbre de sortie, un premier et un second engrenages différentiels chacun possédant une paire d'organes d'entrée et un organe de sortie, un premier embrayage pour relier sélectivement de façon à entraîner un organe d'entrée du second engrenage différentiel à l'arbre d'entrée et un second embrayage pour interconnecter sélectivement les deux organes d'entrée du second engrenage différentiel, un organe d'entrée du premier engrenage différentiel étant en permanence connecté pour l'entratnement à l'arbre d'entrée, l'autre organe d'entrée d'un des engrenages différentiels étant connecté à l'arbre de sortie, l'autre organe d'entrée de l'autre engrenage différentiel étant connecté à l'organe de sortie dudit premier des engrenages différentiels, l'organe de sortie dudit autre des engrenages différentiels réalisant la sortie du système. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'un dispositif retardateur est monté sur l'arbre de sortie de l'unité moteur/pompe et que des moyens sont réalisés pour provoquer le fonctionnement du dispositif retardateur pendant le freinage et/ ou pendant la marche à faible vitesse. 3. Système selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'arbre de sortie est connecté audit autre organe d'entrée du premier différentiel, l'organe de sortie du premier différentiel étant connecté audit autre organe d'entrée du second différentiel, l'organe de sortie du second différentiel réalisant la sortie du système. 4. Système selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'arbre de sortie est connecté à ladite autre entrée du second différentiel, l'organe de sortie du second différentiel étant connecté à l'autre organe d'entrée du premier différentiel, l'organe de sortie du premier différentiel réalisant la sortie du système. 5. Système selon l'une quelconque des revendications précédez tes, caractérisé par le fait que les éléments d'embrayage desdits premier et second embrayages sont supportés sur un arbre commun s'étendant entre ledit premier organe du second différentiel et un élément connecté audit arbre d'entrée. 6. Système selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les éléments d'embrayage desdits premier et second embrayages sont montés sur un arbre commun s'étendant entre ledit premier organe du second différentiel et un élément connecté audit arbre d'entrée, et qu'un dispositif retardateur est monté sur ledit arbre commun. 7, Système selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérise par le fait que lesdits embrayages sont actionnés hydrauliquement. 8. Système selon l'une quelconque des revendications 2 et 6, caractérisé par le fait que ledit dispositif retardateur est de type hydrodynamique.