Brevet FR2273202A1 — publié le 19751226

La présente invention, dûe à la collaboration de Monsieur Henri LACROIX, se rapporte à un dispositif de transmission et notamment à un tel dispositif placé entre arbre de sortie d'un moteur à combustion et les organes destinés à assurer son refroidissement c'est-à-dire le ventila teur et/ou la pompe à eau. Sur les moteurs à combustion à refroidissement par eau, la pompe qui assure la circulation de l'eau est entravée par un moyen de transmission mécanique à partir du vilebrequin du moteur. Cette pompe doit naturellement être calculée pour que le débit du liquide soit suffisant pour assurer un refroidissement correct dans toutes les conditions de charge et de régime du moteur. Or ce sont généralement les conditions d'utilisation à régime relativement bas qui imposent les dimensions et la vitesse d'entrainement de la pompe- qui devient surabondante à régime élevé. n en résulte une consommation inutile de puissance et donc une perte de puissance disponible sur le moteur. Pour les régimes moteur élevés il peut en outre se produire des phe- nomènes de cavitation très défavorables à un bon refroidissement. On sait par ailleurs que le ventilateur de refroidissement est généralement inutile lorsque le véhicule est entraîné à grande vitesse. C'est pourquoi on a déjà utilisé des moyens de transmission débrayables entre le vilebrequin et le ventilateur, de façon que ce dernier soit débrayé lorsque la température du liquide de refroidissement reste en dessous d'une valeur donnée. Cependant si, en fonction des conditions d'utilisation du véhicule, le ventilateur doit intervenir alors que le moteur tourne à haut régime, il est entravé à une vitesse élevée ce qui fait perdre une puissance importante à la sortie du moteur La présente invention se propose de remédier aux inconvénients ci-dessus en fournissant un dispositif de transmission à double rapport de vitesse entre le vilebrequin et les organes destinés à assurer le refroidissement du moteur, le passage de l'un à l'autre des rapports se faisant automatiquement en fonction du régime de rotation du moteur. Suivant l'invention, les organes chargés d'assurer le refroidissement du moteur sont entraînés par un arbre solidaire en rotation d'un premier planétaire d'un différentiel dont le porte satellites est entrains par le moteur, le deuxième planétaire coopXrant avec des moyens sensibles à la yitesse de rotation du porte-satellites et permettant soit de l'immobiliser, soit de le solidariser avec le porte satellites.Suivant d'autres caractéristiques Les moyens agissant sur le deuxième planétaire comprennent un frein normalement maintenu en position de blocage par un ressort, un mécanisme de desserrage de ce frein, sensible à la vitesse de rotation de l'organe moteur et agissant à l'encontre de l'action du ressort, et un dispositif d'accouplement disposé entre le planétaire et le porte-satellites, ce dispositif d'accouplement étant sensible à la vitesse de rotation du deuxième planétaire; Le porte-satellites est prolongé latéralement par un tambour sur lequel est monté le mécanisme de desserrage du frein et à l'intérieur duquel est reçu le deuxième planétaire et son dispositif d'accouplement; Le mécanisme de desserrage du frein comprend au moins un levier en L articulé sur le tambour autour d'un axe monté dans un logement, ce levier portant à l'extrémité d'une première branche une masselotte et étant en contact par l'extrémité de son autre branche avec une bague ou autre organe porté par le frein Le mécanisme de desserrage est complété par un ressort adapté pour constituer avec le levier un dispositif à franchissement de point mort, des moyens de butée étant prévus pour limiter l'amplitude de basculement du levier. Un exemple de réalisation va être donné dans la description qui suit, faite en se référant au dessin joint dans lequel - la Fig. 1 est une vue en coupe longitudinale du dispositif d'en trainement - la Fig. 2 est une coupe suivant la ligne 2-2 de la Fig. 1 - la Fig. 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la Fig. 1 - la Fig. 4 est un diagramme donnant la vitesse des organes de refroidissement du moteur en fonction du régime de ce dernier. On voit sur la Fig. 1 une poulie à gorge i, entrainée au moyen d'une courroie trapézoidale 2, à partir du vilebrequin du moteur, non représenté. La poulie gorge 1 constitue un porte-satellites comportant une 1a destinée b surface interne 1- destinée à recevoir un roulement, et des logements 1- dans Iesquels sont reçus quatre pignons coniques 3 montés fous sur des axes 4 Les pignons 3 engrènent avec un premier pignon planétaire 5 et avec un deuxième pignon planétaire 6, l'ensemble constituant un différentiel d'axe X X. Le porte-satellites 1 est monté sur un roulement à billes 7 porté par un arbre 8 d'axe XX, solidaire du premier planétaire 5. Le deuxième planétaire 6 est monté sur un roulement à billes 9 également porté par l'arbre 8 et ce dernier est porté par des roulements à billes.10, Il montés dans un support fixe 12. Sur le planétaire 5 sont fixées des pales 13 d'un ventilateur, tandis que sur l'arbre 8 est montée une turbine 14 d'une pompe à eau. Sur le support 12 est fixée une douille 15 munie de cannelures a longitudinales 15- avec lesquelles coopèrent des cannelures longitudinales 16a d'un manchon coulissant 16. Ce dernier est muni de garnitures de friction 17 destinées à se plaquer sur la face latérale du deuxième planétaire 6, sous la poussée d'un ressort hélicoïdal 18. Ce mécanisme constitue un frein pour le planétaire 6. Le porte satellites.r est prolongé latéralement par un tambour 19 comportant des logements 20 munis chacun d'un axe 21 sur lequel est monté fou un levier 22 en forme de L dont une des branches porte une masselotte 23.Un doigt 24, solidaire du levier 22, coopère avec des butées 25,26 du tambour 19, pour limiter le débattement angulaire dudit levier. Un ressort 27 accroché entre la masselotte 23 et la butée 26 a sa ligne d'action qui passe près de l'axe 21, du côté de l'axe XX,iorsque le doigt 24 est en appui sur la butée 25 et du coté opposé à l'axe XX, lorsque le doigt 24 est en appui sur la butée 26, de façon à constituer un mécanisme à franchissement de point mort. L'autre branche 28, du levier 22 coopère avec une bague 29 montée sur un roulement à billes 30 porté par le manchon 16. Le dispositif comporte au moins deux, et de préférence trois masselottes telles que 23, également réparties sur la périphérie du tambour 19. Le deuxième planétaire 6 comporte des paires de pattes 31 diamétralement opposées. Les pattes de chaque paire sont reliées par un axe 32 sur lequel s'articule un segment semi circulaire 33 recouvert, sur sa face convexe, d'une garniture de friction 34. L'extrémité libre de chaque segment est reliée par un ressort 35 à l'extrémité de l'autre segment, voisine de l'axe 32. Une masselotte 36 est en outre disposée, sur chaque segment 33, au voisinage de son extrémité libre. Cet ensemble constitue un accouplement entre le deuxième planétaire et le porte-satellites. Le fonctionnement de l'ensemble qui vient d'être décrit est le suivant Lorsque la vitesse de rotation du porte-satellites est relativement basse, les différentes pièces constitutives de l'ensemble occupent la position représentée sur les Fig. 1 à 3. La force centrifuge à laquelle sont soumises les masselottes 23 est insuffisante pour que le doigt 28 puisse comprimer le ressort 18, de sorte que les garnitures 17 sont plaquées sur le deuxième planétaire 6 qui se trouve ainsi immobilisé. Dans ces conditions, la vitesse de rotation du premier planétaire 5 et donc de l'arbre 8, est double de celle du porte-satellites 1. Lorsque la vitesse de rotation dépasse une valeur prédéterminée, la force centrifuge écarte les masselottes 23, la branche 28 repousse la bague 29 en comprimant le ressort 18 et en entrainant le manchon 16. Cemouvement se produit brutalement par l'effet de franchissement de point mort du ressort 27 dont la ligne d'action passe de l'autre côté de l'axe 21. Les garnitures 17 n'étant plus en contact avec le planétaire 6, ce dernier n'est plus freiné et il se trouve entravé en rotation par les pignons 3, tandis que, parallèlement,la vitesse du planétaire 5 diminue. La mise en rotation du planétaire 6 engendre une force centrifuge sur les segments 33 dont les garnitures 34 viennent se plaquer à l'intérieur du tambour 19. Les deux planétaires 5, 6 et le porte-satellites 1 tournent alors à la même vitesse, ainsi que l'arbre 8. On notera que les segments 33 sont orientés dans le sens pour lequel il se produit un engagement au moment du freinage du planétaire 6 sur le tambour 19. Lorsque la vitesse de rotation du porte-satellites 1 décroit,la force centrifuge sur les masselottes 23 diminue et le ressort 18 devient suffisant pour repousser le manchon 16 dont les garnitures viennent freiner le planétaire 6. Parallèlement, les ressorts 35 rappellent les segments 33 dont les garnitures 34 s'écartent du tambour 19, ce qui interrompt la liaison entre le planétaire 6 et le porte-satellites 1. On est ramené dans Ia situation des Fig. pour laquelle la vitesse de rotation de l'arbre 8 est double de celle du porte-satellites 1. Ce fonctionnement est illustré sur le diagramme de la Fig. 4 qui représente la vitesse de rotation de la poulie 1, du planétaire 5 et du planétaire 6, en fonction du régime R du moteur. La vitesse de la poulie est une fonction linéaire du régime moteur, égale, par exemple à 0,75 R. Elle est représentée par la droite a. La vitesse du planétaire 5, représentée par la courbe b, croit jusqu'à R = 2. 700 tours environ, deux fois plus vite que la vitesse de la poulie, le planétaire 6 étant bloqué pendant ce temps par l'action de la garniture 17, appliquée par le ressort 18.A partir de ce régime la vitesse du planétaire 6, représentée par la courbe c augmente progressivement, tandis que celle du planétaire 5 décroft, les trois organes concernés étant ensuite entravés en synchronisme. Les courbes b et c ne sont pas identiques, selon que le régime moteur augmente ou duninue, ce qui explique la présence sur le dessin de deux tronçons de courbes à peu pres parallèles dans la zone de transition. Bien entendu le dispositif d'entrainement que l'on vient de décrire pourrait être utilisé avec profit, dans d'autres applications oil il est souhaitable d'établir deux rapports de transmission différents, selon les conditipns de fonctionnement. - REVENDICATTONS - I - Dispositif de transmission, entre un organe moteur tel que l'arbre de sortie d'un moteur à combustion et un organe récepteur tel qu'un arbre sur lequel est calé un ventilateur et/ou le rotor d'une pompe à eau, assurant le refroidissement de ce moteur, du type comprenant un premier organe intermédiaire entrafné en rotation à une vitesse proportionnelle à la vitesse de rotation de l'organe moteur, caractérisé en ce que ledit organe intermédiaire (1) est solidaire du porte-satellites d'un mécanisme différentiel dont l'un des planétaires (5) est solidaire de l'organe récepteur (8) et dont l'autre planétaire (6) peut être bloqué ou rendu solidaire du porte-satellites (1), en fonction de la vitesse de rotation de l'organe moteur. 2 - Dispositif de transmission suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe récepteur est un arbre (8) monté rotatif dans un support fixe (12),et sur lequel sont montés rotatifs le porte-satellites (1) et le deuxième planétaire (6). 3 - Dispositif de transmission suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2-, caractérisé en ce que 1' organe intermédiaire et le portesatellites sont réalisés d'une seule pièce comportant des moyens de portée (la) sur l'arbre récepteur (8), ainsi que des logements (1 ) et des moyens de retenue des satellites (3) et à sa partie externe des moyens de liaison pour un organe d'entrainement tel qu'une courroie d'entrainement (2). 4 - Dispositif de transmission suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens agissant sur le deuxième planétaire (6) comprennent un frein (16, 17) normalement maintenu en position de blocage par un ressort (18),un mécanisme (21,22,23,28) de desserrage de ce frein, sensible à la vitesse de rotation de l'organe moteur et agissant à l'encontre de l'action du ressort (18), et un dispositif d'accouplement (31-36) disposé entre le planétaire (6) et le porte-satellites (l),ce dispositif d'accouplement étant sensible à la vitesse de rotation du planétaire (6). 5 - Dispositif de transmission suivant la revendication 4, carac térisé en cé que le mécanisme de desserrage du frein est sensible à la vite sa se de rotation du porte-satellites (1). 6 - Dispositif de tranmission suivant Sa revendication 5,caractérisé en ce que le porte-satellites est prolongé latéralement par un tambour !19) sur lequel est monté le mécanisme de desserrage du frein (16, 1?) et à l'intérieur duquel est reçu le deuxième planétaire (6) et son dispositif d'ae- couplement. 7 - Dispositif de transmission suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le mécanisme de desserrage du frein comprend au moins un levier en L (29) articulé sur le tambour (19) autour d'un axe (21) monté dans un logement (20), ce levier portant à l'extrémité d'une première branche une masselotte (23) et étant en contact par l'extrémité de son autre branche (28) avec une bague ou autre organe (29) porté par le frein (16, 17). 8 - Dispositif de transmission suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le mécanisme de desserrage est complété par un ressort (27) adapté pour constituer avec le levier (22) un dispositif à franchissement de point mort, des moyens de butée (24, 25) 26) étant prévus pour limi terl'amplitude de basculement du levier (22). 9 - Dispositif de transmission suivant l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que le frein du deuxième planétaire comprend un manchon (16) monté coulissant sur le support fixe (12) et portant au moins une garniture de friction (17), ce manchon étant sollicité axialement par un ressort (18) et portant une bague (29) libre en rotation mais bloquée axialement et sur laquelle prend appui la branche-(28) du levier (22). 10 - Dispositif de transmission suivant l'une quelconque des revendications 4 et 6, caractérisé en ce que le dispositif d'accouplement en -tre le planétaire (6) et le porte-satellites comprend au moins un segment (33) articulé sur le planétaire (en 32) et portant une masselotte (36) et une garniture de friction (34), ce segment étantmaintenu en position effacée par un ressort de rappel (35). Il - Dispositif de transmission suivant la revendication 10, caractérisé en ce qu'il est prévu deux segments (33) semi-circulaires montés tête -b èche et reliés l'un à l'autre par les ressorts de rappel (35). 12 - Dispositif de transmission suivant l'une quelconque des revendications 1 à II, caractérisé en ce que le ventilateur est fixé sur le premier planétaire (5), lui-même fixé à une extrémité de l'arbre (8) qui porte à son extrémité opposée le rotor (14) de la pompe à eau associée au moteur.