Brevet FR2297363A1 — publié le 19760806

La prdsente invention se rapporte Q un groupe de mécanismes de.transmission hydromécanique de puissance motrice comportant un arbre d'entrée (moteur) et au moins un arbre de sortie (récepteur), reliés par un dispositif assurant une multiplication OU une démultiplication progressivement variable du couple transmis, en particulier pour des véhicules automobiles dont au moins une roue motrice est reliée 3 chaque arbre récepteur. On sait que les transmissions hydrostatiques permettent, spécialement dans le cas de l'automobile, d'adapter les caractéristiques des moteurs à combustion interne aux caractéristiques des .véhicules pour en obtenir le meilleur rendement. On connais déjà des mécanismes à transmissions hydro statiques appliqués au domaine ci-dessus et qui comprennent, dis posés dans un carter commun : - un arbre d'entrée entraSné par.un moteur thermique d'un véhicule automobile ; - au moins un arbre de sortie relié à des roues motrices ;; - un générateur hydraulique constitué par une pompe à barillet à pistons axiaux, dont le barillet est en appui axial contre une plaque de distribution et entraSné en rotation par l'arbre d'entrée, les pistons axiaux s'appuyant sur un plateau impulseur - un récepteur hydraulique constitué par un moteur hydraulique à barillet à pistons axiaux, dont le barillet est en appui sur une plaque de distribution, les pistons axiaux s'appuyant sur un plateau impulseur, le moteur étant avantageusement du même genre quç la pompe et les deux étant réversibles, et le barillet du récepteur étant lié en rotation à l'arbre (ou aux arbres) de sortie ;; - des moyens de liaison en rotation, tels que des engrenages entre, d'une-part, l'arbre d'entrée et le générateur et, d'autre part, entre le récepteur et l'arbre (ou les. aibres.) de sortie ; - des moyens de communication hydraulique réglable entre le générateur et le récepteur, notamment pour réaliser l'embrayage et l'inversion de marche ; et - des moyens assurant la variation de cylindrée donc le débit du générateur et/ou du récepteur de manière à faire varier le rapport de vitesses entre les deux barillets en question et en conséquence entre l'arbre d'entrée et l'arbre (ou les arbres) de sortie. La présente invention a pour objet un mécanisme de transmission du type ci-dessus, et propre à & re adapté à un véhicule à moteur transversal, disposé à proximité d'un essieu moteur et contenu dans un carter de construction simple et robuste. Un tel mécanisme de transmission pour véhicules à moteur transversal, comprenant un arbre d'entrée entratné par un moteur, un générateur hydrostatique constitué par une pompe à barillet entraSné par l'arbre d'entrée, au moins un récepteur hydrostatique alimenté en fluide par le générateur et constitué par un moteur à barillet, le générateur et chaque récepteur ayant une plaque de distribution et un plateau impulseur, celui du générateur au moins étant à inclinaison réglable, des moyens de liaison mécanique entre l'arbre d'entrée et le générateur et entre l'arbre de sortie et le ou les récepteurs et des moyens de liaison et de réglage hydraulique, est caractérisé par le fait que l'ensemble des mécanismes de transmission est logé dans un carter commun constitué d'une culasse, d'un élément de fond et d'un élément intermédiaire, assemblés suivant deux plans de jonction parallèles par des éléments de fixation sensiblement perpendiculaires à ces plans de jonction, le générateur et le ou les récepteurs étant juxtaposés et chacun des arbres d'entrée et de sortie étant porté par des paliers maintenus dans l'élément de fond et dans l'élément intermédiaire du carter, tandis que les plaques de distribution du générateur et du ou des récepteurs prennent appui sur la culasse du carter et des organes de réglage et de. liaison mécanique et hydraulique sont contenus dans la culasse. D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la description ci-après d'un mode de réalisation d'un mécanisme de transmission hydrostatique donné à titre d'exemple en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique .développée d'un groupe de transmission, selon l'invention, dont les arbres d'en trée et de sortie sont perpendiculaires aux.plans de jonction des éléments du carter ; - la figure 2 montre schématiquement la disposition d'un ensemble hydraulique dans laquelle l'axe des arbres d'entrée et de sortie est dans un plan de jonction d'éléments du carter ;; - la figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne brisée I-IZ- - III' - III" et partiellement suivant la ligne ICI'" de la figure 6, dans des plans parallèles à l'arbre d'entrée et passant respectivement par les axes des barillets du générateur et du récepteur d'un groupe de transmission, le récepteur hydraulique étant représenté à "axe brisé", et par les axes des arbres de sortie et d'entrée - la figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV - IV' - IV* - IV'"des figures 5 et 6 passant par les axes du générateur, de l'arbre d'entrée et de l'arbre de la pompe de gavage ;; - la figure 5 est une vue de la culasse du carter avec les plaques de distribution du générateur et du récepteur, en coupe suivant le ligne V - V' de la figure 3 ; - la figure 6 est une vue suivant F6 de la figure 3 de l'élément de fond du carter ; - la figure 7 est une coupe axiale à échelle agrandie du générateur suivant la ligne VII - VII' des figures 5 et 6 - la figure 8 est une vue en coupe de la boute à cla- pets suivant la ligne VIII - VIII' de la figure 9 ; - la figure 9 est une vue suivant F9 de la figure 3 de la bote à clapets ;; En se reportant à la figure 1, on voit une représentation schématique d'une transmission hydromécanique comprenant un générateur hydraulique ou pompe 1, actionné par le moteur 2 du véhicule, au moins un récepteur ou moteur hydraulique 3 juxtaposé à la pompe à laquelle il est asservi et un différentiel 4 entrai- nant les arbres de sortie 5 reliés à des roues 6. Les axes des éléments de la transmission sont représentés dans le mdme plan, mais en réalité ils peuvent Qtre disposés dans des plans parallèles différents.Le générateur 1, le récepteur 3 et le différentiel 4 sont logés dans un carter constitué de trois éléments s une culasse 7, un fond 8 et un zlément intermédiaire 9, assemblés suivant deux plans de jonction P1 et P2 au moyen de boulons, vis ou tirants 10, les plans de jonction étant sensiblement perpendiculaires à l'axe de rotation du générateur et/ou à l'axe de rotation du récepteur. La construction du carter en plusieurs éléments permet d'utiliser des matériaux différents pour ses diverses parties ; avantageusement, la culasse 7 est réslisée en un métal de bonne résistance mécanique, tel que la fonte, et les éléments 8 et 9 sont en métal relativement léger, tel qu'un alliage d'aluminium. Le générateur 1 et le récepteur 3 comprennent chacun un barillet, respectivement 11 et 12, logé d'un côté dans un palier 13 et ayant une couronne dentée extérieure respectivement 141 et 142. La couronne 141 du générateur est entraînée en rotation par une roue dentée 15 solidaire de l'arbre d'entrée 16 de la transmission, qu'un accouplement à friction 17 relie à l'arbre moteur 18. Chaque barillet est en appui sur une plaque de distribution, respectivement 19, 20. Dans les cylindres des barillets coulissent des pistons axiaux, respectivement 211 et 212, dont les têtes viennent en appui contre un plateau impulseur, respectivement 221 et 222 , qui entoure la queue 23 du barillet dont l'extrémité est logée dans un palier 24 disposé dans le fond 8 du carter.Les deux plaques de distribution 19, 20 sont reliées mécaniquement par une liaison articulée 25 et hydrauliquement par deux canalisations 26 et 27. La couronne dentée 142 du récepteur 3 entratne en rotation une couronne dentée 28 d'un bottier 29 du différentiel 4, dont les planétaires 30 entrassent les arbres de sortie 5 passant à l'intérieur du bottier 29, ce dernier étant logé dans des paliers 31, 32 disposés respectivement dans l'élément de fond 8 et l'élément intermédiaire 9 du carter. De même, les paliers 33, 34 de l'arbre d'entrée 16 sont disposés dans les éléments 8 et 9 Les axes des arbres d'entrée 16 et de sortie 5 sont perpendiculaires au plan de jonction PI, P2 des éléments du carter. En variante, selon la figure 2, les axes des arbres d'entrée 16 et de sortie 5 se trouvent dans le plan de jonction de l'élément de fond 8 et de l'élément intermédiaire 9 du carter ; les paliers respectifs 33', 31' dans lesquels sont logés ces arbres se trouvent disposés dans les deux éléments 8 et 9 du carter. La roue 15' de l'arbre dentrée 16 et la couronne du barillet Il du générateur 1 forment alors un engrenage conique ; il en est de mdme de la couronne 14'2 du barillet 12 du récepteur 3 et d'une roue dentée 28' solidaire de l'arbre de sortie 5. Le générateur 1 et le récepteur 3 sont généralement réversibles. Le barillet 12 du récepteur est représenté aux figures let 2 comme étant du type à axe non brisé ; mais le barillet du récepteur peut également être du type à "axe brié", comme il sera décrit par la suite. En se reportant maintenant aux figures 3 à 6, repré sentant un mode de réalisation du groupe de transmission à moteur 3 du type à axe brisé, on voit la culasse 7, l'élément intermé diaire 9 et l'élément de fond 8 réunis dans les plans de jonction parallèles PI et P2. L'extrémité de l'arbre d'entrée 16 est re liée à l'arbre moteur 18 de préférence par l'intermédiaire d'un accouplement à friction 17, propre à limiter le couple transmis, contenu dans une cavité 35. Comme l'indique en détail la figure 4, l'arbre d'entrée est logé dans des roulements à rouleaux 33, 34 fixés dans des parties renforcées 36, 37 respectivement de l'élément de fond 8 présentant un alésage 331 (voir figure 6).et de l'élément inter médiaire 9 du carter. Une première roue dentée 15 solidaire de l'arbre d'en trée 16 entrain en rotation la couronne dentée 141 du barillet li du générateur I,,tandis qu'une deuxième roue dentée 38, de dimen sions plus réduites, de l'arbre d'entrée entrasse en rotation une roue dentée 39 solidaire de l'arbre 40 d'une pompe de gavage 41 d'alimentation en basse pression à travers une cartouche filtrante 42 fixée par une vis 421 à la culasse 7. Cette pompe est logée dans la culasse 7 et dans l'élément intermédiaire 9 du carter ; son plan médian transversal coricide avantageusement avec le plan de jonction P2 des éléments 7, 9 du carter et son arbre 40 est per pendiculaire à ce plan P2. L'arbre d'entrée 16 est prolongé à l'intérieur de la culasse 7 par un axe 43 qui porte un dispositif centrifuge à masselottes 44 qui permet de disposer d'une source de pression de fluide dont la valeur est une fonction de la vitesse du moteur. Les passages d'aspiration 45 et de refoulement 46 de la pompe 41 auraient pu être réalisés directement dans l'une au moins des faces en contact de la culasse 7, grâce à la disposition de la pompe 41 au droit du plan de jonction P2. Le barillet 11 du générateur 1, représenté aux figures 3 et 7, est porté par des roulements 13 et 24 montés respectivement dans la culasse 7 et dans l'élément de fond 8 du carter et est en contact avec la plaque de distribution 19. Cette plaque est calée angulairement de manière variable, suivant le principe décrit dans le brevet français nO 1 273 908 de la demanderesse. La plaque 19 se trouve en appui, par l'intermédiaire d'un palier hydrostatique 47, contre un logement de courbure appropriee dans le fond de la culasse 7, où elle est maintenue par deux pièces 48, 49 formant collier, serrées par des vis 50 (voir figure 5). Des conduits d'aspiration 51 et de refoulement 52 dans la plaque de distribution 19 cozmuniquent directement par des courts conduits 53, 54 avec des chambres 55, 56 dans la pièce de serrage 48. Dans chaque chambre coulisse librement un piston respectivement 551 561 qu'une biellette 552' 562 relie à une plaque à vis 57 fixée par un écrou 58 à un côté de la culasse 7, comme représenté aux figures 3 et 5. Les biellettes 552 562 sont maintenues en appui contre la plaque 57 par un ressort en épingle 64. Des bouchons 553, 563 ferment extérieurement les chambres 55, 56. Un tenon 59 positionne la pièce 49 du collier par rapport à la plaque 19 ; la pièce 49 est reliée pat une biellette 60 à un ressort de rappel 61 à double effet (voir figures 4 et 5) Ainsi les pressions dans les chambres 55, 56 sont transmises à la plaque de distribution 19 en coopération avec l'action du ressort 61, assurant un calage angulaire variable de la plaque de distribution 19, la variation dépendant du couple transmis par le générateur 1.De plus, les forces appliquées sur la plaque de distribution 19 par les pistons 551' 561 et la biellette 60 équilibrent les poussées hydrostatiques engendrées sur la face sphérique d'une part et sur la face plane d'autre part de la plaque 19, poussées dont les résultantes ne sont pas opposées, Les têtes sphériques 62 des pistons 211 du barillet 11 sont engagées dans des patins de glissement 63 en-contact avec le plateau impulseur 221 à inclinaison variable. Ce plateau peut pivoter autour de son pivot 66 (figure 7) maintenu entre l'élément de fond 8 et l'élément intermédiaire 9 du carter par deux paliers à rouleaux 67, 68 dont l'axe se trouve dans le plan Pl de jonction de ces deux éléments.Des plaques 671 681 de maintien des roule ments sont fixées au plateau 221 par des vis 672, 682. Le réglage du pivotement du plateau impulseur 221 s'ef fectue à l'aide d'un mécanisme classique de régulation comprenant notamment deux vérins 69, 70 diamétralement opposés (figure 3). Un couvercle 71 fixé par des vis 72 à l'élément de fond 8 enferme le palier à aiguilles 24 de la queue 23 du barillet il. Le récepteur ou moteur hydraulique 3 qui est représenté à la figure 3 comme étant du type à axe brisé, a l'axe de rotation de son barillet 12 incliné par rapport à l'axe de rotation du ba rillet 11 du généiazteur 1 , tandis que l'axe de rotation de son plateau impulseurlest parallèle à celui de l'arbre d'entrée 16. La plaque de distribution 20 du moteur 3 se trouve en appui sur un épaulement 73 de la culasse 7 du carter et est calé angulairement sur-la plaque de distribution 19 du générateur 1. Ce calage est réalisé au moyen d'une liaison articulée 25 (figures 3 et 5) réalisée sous forme d'un doigt 74 dont la tête sphérique 75 est engagée dans un évidement du collier de serrage 49 de la plaque de distribution 19 du générateur, tandis qu'une bride de serrage 76 à vis 77 fixe le doigt 74 sur la plaque de distribution 20 du moteur 3. La simultanéité des pivotements des deux plaques de distribution 18 et 20 est souhaitable puisque, la pression du fluide variant simultanément dans le générateur et dans le récep teur proportionnellement au couple transmis, les angles de calage des deux plaques doivent être dans un rapport sensiblement constant. En outre, le mode de calage décrit ci-dessus des plaques, permet d'éviter des brusques variations de pression au droit des plaques de distribution, génératrices de bruit. Le barillet 12 du moteur 3, en appui contre sa plaque de distribution 20, se trouve logé en partie à l'intérieur de la culasse 7 et en partie à l'intérieur de l'élément intermédiaire 9. Les têtes sphériques 78 des pistons 212 du barillet 12 viennent en appui dans des logements appropriés de la face plane du plateau impulseur rotatif 222 à axe de rotation fixe. Un embout cannelé 79 de la queue 80 du plateau impulseur 222 coopère avec un alésage cannelé du moyeu 81 d'une couronne d'engrenage cylindrique 142. Le moyeu 81 est logé dans un palier à rouleaux coniques 24 fixé dans une collerette 82 de 11 élément d fond 8 et dans un palier à rouleaux cylindriques 83 fixé à 1'élé- ment intermédiaire 9. Le moyeu 81 est aussi solidaire d'une roue dentée 841 qui sert, en combinaison avec un cliquet 842, de verrou dit de parking (voir figure 6). Un couvercle 85 est fixé par des vis 86 à la collerette 82 de l'élément de fond 8. Une couronne 28 du différentiel 4 est fixée par des vis 87 au bottier 29 dans lequel est logé l'axe 88 qui porte les satellites 89, tandis que les planétaires 30 forment des arbres creux 90 logés'dans le boîtier 29 et recevant les arbres de sortie non représentés à la figure 3. Le boîtier 29 est logé dans des paliers à rouleaux 31, 32 fixés respectivement dans des collerettes 91, 92 de l'élément de fond 8 et de l'élément intermédiaire 9, fermées par des couvercles 93 au moyen de vis 94. Des renforts tubulaires sont formés sur les éléments de carter, le long des parois perpendiculaires aux plans de jonction P1 et P2 de ces éléments. Ces renforts sont indiqués par exemple aux fiv rets 3 et 6 et en 95 au voisinage du générateur et de la pompe, aux figures 4 et 6 en 96 au voisinage du moteur 3 et de l'arbre d'entrée 16. Des tirants 97 d'assemblage du carter traversent ces renforts, de manière que les contraintes d'extension de ces parois dues aux efforts axiaux importants du générateur et du récepteur, soient les plus réduites et les mieux réparties possible. La culasse 7 peut contenir également le servo-mécanisme d'embrayage ainsi que les clapets anti-retour et les différentes soupapes à tiroirs de réglage. Mais de préférence ces organes , tous déjà connus, sont en partie disposés dans une botte à clapets 98 qui est fixée de façon amovible par des vis 981 à la culasse 7 du carter, comme représenté aux figures 3, 8 et 9.Cette dis position permet de percer la plupart des logements d'organes hydrauliques et des conduits intérieurs à la culasse par sa face de de jonction avec la botte à clapets 98, laquelle constitue ainsi un couvercle assurant 11 étanchéité des conduits et logements d'organes débouchant dans la face de jonction 71 et l'accès aisé aux divers organes hydrauliques, tels que :: a) une valve de freinage 99 avec tiroir limiteur de pression et clapet anti-retour ; b) un obturateur 101 de mise en condition de freinage ; t C) un servo-mécanisme d'embrayage 102 ; d) un permutateur 100 qui fait communiquer d'une part les conduits à basse pression avec la pompe de gavage 41, et d'autre part les conduits à haute pression avec le clapet ioe ; e) un clapet limiteur de pression et anti-retour îoe délivrant une pression d'asservissement à divers organes de négulation. Par ailleurs, un inverseur de marche 105 du récepteur 3, par exemple à boisseau, propre à verrouiller le servo-mécanisme d t embrayage quand l'inverseur est en position de "point mort", est disposé (voir figures 3 et 4) à proximité d'une chambre 106 formée dans la culasse 7 et coopérant avec un tiroir îoe du méca nisme à masselottes 44, où règne une pression de fluide dépendant de la vitesse du moteur traduite par la poussée des masselottes. A noter encore que les vérins 69 et 70 sont alimentés en fluide. sous pression par l'intermédiaire d'un appareil de régu- lation 65 contenu dans un bottier 651 avantageusement fixé au carter à proximité du pivot 66 du plateau impulseur 221 pour en détecter la position angulaire (voir figure 7). A cet effet, une partie 661 solidaire de la plaque de maintien 671 est introduite dans le bottier 651 qui assure en outre l'étanchéité du palier 67, grace à la jonction du bottier 651 sur le carter suivant une surface entourant le logement du palier 67. Le groupe de transmission hydromécanique décrit ci-dessus a le grand avantage d'être bien compact, réunissant sous un volume réduit de son carter robuste ltensemble des organes et appareils qui le composent. on ne sortira pas des limites de l'invention, en utili sant deux récepteurs hydrostatiques chacun relié à un arbre de sortie, seule la configuration du carter et les moyens de liaison se trouvant alors modifiés. REVENDICATIONS 1. Groupe de mécanismes de transmission hydromécanique de puissance motrice, comprenant : un arbre d'entrée entratné par un moteur, un générateur hydrostatique constitué par une pompe à barillet entraînée en rotation par l'arbre d'entrée, au moins un récepteur hydrostatique alimenté par le générateur et constitué par un moteur à barillet, le nérateur et chaque récepteur ayant une plaque de distribution et un plateau impulseur, celui du générateur au moins étant à inclinaison réglable, des .moyens de liaison mécanique entre l'arbre d'entr et le générateur et entre le ou les arbres de sortie et le ou les récepteurs, et des moyens de liaison et de réglage hydraulique, caractérisé par le fait que l'ensemble des mécanismes de transmission est logé dans un carter commun constitué d'une culasse (7), d'un élément de fond (8) et d'un élément intermédiaire (9) assemblés suivant deux plans de jonction parallèles (Pl, P2) par des éléments de fixation (10, 97) sensiblement perpendiculaires à ces plans de jonction, le générateur (1) et le ou les récepteurs (3) étant juxtaposés et chacun des arbres d'entrée (16) et de sortie (29, 5) étant porté par des paliers (33, 34 ou 31, 32) maintenus dans l'élément de fond (8) et dans l'élément intermédiaire (9) du carter, tandis que les plaques de distribution (19, 20) du générateur (1) et du ou des récepteurs (3) prennent appui sur la culasse (7) du carter et des organes de réglage et de liaison mécanique et hydraulique sont contenus dans la culasse. 2. Groupe de transmission selon la revendication 1, caractérisé par lofait que l'axe de rotation de l'un au moins des arbres d'entrée (16) et de sortie (5) se trouve dans le plan de jonction (P1) desdits éléments du carter. 3. Groupe de transmission selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'axe de rotation de l'un au moins des arbres d'entrée (16) et de sortie (5) est perpendiculaire au plan de jonction (P1) desdits éléments du carter. 4. Groupe de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la culasse (7) est réalisée en métal à haute résistance mécanique tel que la fonte, et les éléments de fond (8) et intermédiaire (9) sont réa lisés en métal léger tel qu'un alliage d'aluminium. 5. Groupe de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'une cavité (35) est formée dans l'élément de fond (8) du carter pour le logement d'un accouplement à friction (17) entre l'arbre moteur (18) et l'arbore d'entrée (16). 6. Groupe de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que des renforts tubulaires (95, 96) sont formés le long de parois que comportent les éléments du carter et qui sont perpendiculaires aux plans de jonction (P1, P2) des tirants (97) d'assemblage traversant ces renforts. 7. Groupe de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que la plaque de distribution (19) du générateur est associée à un dispositif de calage angulaire permettant de la caler de façon variable, ce dispositif comprenant un collier (48, 49) enserrant la plaque (19) et contenant deux chambres (55, 56) dans chacune desquelles coulisse un piston (551 562) prenant appui sur une pièce (57) solidaire du carter et des conduits courts (53, 54) reliant les deux chambres respectivement aux conduits d'aspiration et de refoulement (51, 52) de la plaque, tandis que le collier (48, 49) est relié par une bielle (60) à un ressort de rappel (61) à double effet. 8. Groupe de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que la plaque de distribution (19) du générateur est associée à un dispositif de calage angulaire variable comprenant un collier enserrant la plaque de distribution (19) et relié par un doigt articulé (74) à la plaque de distribution (20) du récepteur (3) qu'il entratne angulairement conjointement avec le déplacement angulaire de la plaque de distribution (19) du générateur. 9. Groupe de transmission selon l'une quelconqme des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que le plateau impulseur (24) du générateur (1) comporte un pivot (66) permettant le réglage de son inclinaison et maintenu entre l'élément de fond (8) et l'élément intermédiaire (9) du carter, au droit de leur plan de jonction (P1), par deux paliers(68,67) respectivement solidaires de l'élément de fond (8) et de llélément intermédiaire (9). 10. Groupe de transmission selon la revendication 9, caractérisé par le fait qu'un appareil de régulation (65) détectant l'inclinaison du plateau impulseur (22) est contenu dans un boftier'f6i! dans lequel pénètre une partie (661) solidaire du plateau et qui est fixé au carter suivant une surface de jonction étanche entourant le logement, dans le carter, d'un des paliers. (67) de pivotement du plateau. 11. Groupe de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que la culasse (7) comporte une face (71) ot débouchent des conduits et des logements d'organes hydrauliques et contre laquelle est jointe de. manière étanche et amovible une boite à clapets (98) dans laquelle est disposée une partie de ces organes de réglage hydraulique.