Brevet FR2342437A1 — publié le 19770923

L'invention est relative à des perfectionnements apportés à un ensemble de transmission du mouvement de rotation, avec réduction de la vitesse selon des rapports prédéterminés, d'un arbre à moteur à deux organes tournants. Elle concerne, plus particulièrement, un tel ensemble qui comporte une boite de vitesses dont 11 arbre d'entree est propre à être entrainé par ledit arbre moteur, et pour chaque organe tournant, un arbre de transmission solidaire de l'arbre de sortie de la boite de vitesses et des moyens réducteurs de la vitesse de rotation dudit arbre de transmission, ces moyens réducteurs ayant pour rôle d'entraîner l'or- gane tournant correspondant et étant disposés au voisinage de ce dernier, ladite boîte de vitesses étant disposée dans l'espace séparant les moyens réducteurs. L'invention est relative, plus particulièrement encore, aux ensembles de transmission destinés à des véhicules lourds, notamment des machines agricoles telles que des moissonneusesbatteuses et des engins de travaux publics. Dans ce cas, les organes tournants sont constitués par des roues motrices. On sait que dans de telles machines ou engins le pontet la boîte de vitesses sont agencés et disposés de telle manière que ces éléments présentent un encombrement important, notamment en hauteur. Ceci est particulièrement gênant car les dimensions du véhicule doivent alors être importantes et, en outre, la garde au sol du véhicule est relativement faible empêchant le passage audessus d'obstacles dépassant une certaine hauteur. Par ailleurs, les freins pour de tels véhicules sont généralement disposés au voisinage des roues ; dans ces conditions, ils sont également encombrants et lourds. L'invention a donc surtout pour but d'agencer et disposer la boîte de vitesses de façon telle que son encombrement soit peu gênant. Un autre but de l'invention est de réduire l'encombrement des freins. Un autre but, enfin, de l'invention est de permettre une réalisation simple et économiwe d'un ensemble de transmission du type susmentionné. L'ensemble de transmission du genre défini ci-dessus est, selon l'invention, caractérisé en ce que le rapport de réduction desdits moyens réducteurs est au moins égal à dix, de préférence supérieur à vingt. Dans le cas où ledit ensemble de transmission est destin! équiper un véhicule, pour lequel les organes tournanHs sontycols- titués par des roues, il est avantageux de prévoir un carter ou banjo propre à contenir au moins partiellement la boite de vitesses et les arbres de transmission, ce carter étant solidaire du châssis du véhicule. Comme le rapport de réduction des moyens réducteurs au niveau des organes tournants a été augmenté, les rapports de réduction de la boite de vitesses ont été réduits ; ainsi le couple sur l'arbre de sortie de la boîte des vitesses est donc également réduit cette dernière doit donc fournir des efforts mécaniques moins importants ; dans ces conditions, les dimensions de ladite boite de vitesses peuvent être réduites et, par conséquent, celles du logement ou carter contenant au moins une partie de cette boîte de vitesses. Ainsi, la garde au sol du véhicule peut être plus importante que pour les véhicules pourvus d'un ensemble de transmission du type antérieurement connu. En outre, comme la boite de vitesses est disposée entre les moyens réducteurs ou les roues l'ensemble de transmission, conforme à l'invention, est particulièrement compact et peu encombrant. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, on prévoit des moyens de freinage pour chacun des organes tournants, ces moyens de freinage étant disposés entre l'arbre de sortie de la boite de vitesses et l'arbre de transmission correspondant ; dans le cas où lton prévoit un carter solidaire du châssis, ces moyens de freinage sont avantageusement disposés à l'intérieur dudit logement. Dans ce dernier cas, il est avantageux que ledit logement comporte une ouverture d'aération pour le refroidissement desdits moyens de freinage. Avec ce mode de réalisation de l'invention, que l'ensemble comprenne ou non un carter, le couple au niveau des moyens de freinage est relativement faible ce qui permet l'utilisation de moyens de freinage de dimensions réduites. Il est également avantageux d'agencer les moyens réducteurs de façon telle qu'ils comportent deux étages. D'autres buts, avantages et dispositions de l'invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description de certains de ses modes de réalisation, cette description étant faite en se référant aux dessins ci-annexes sur lesquels - La figure 1 représente, de façon schrmatique, un premier mode de réalisation de l'invention dans le cas de son application à un v'hicule, - la figure 2 montre, en coupe, de façon plus retaillée, les moyens traducteurs de l'ensemble représenté sur la figure 1, - la figure 3 illustre un autre mode de réalisation de moyens réducteurs conformes à l'invention pour un ensemble de transmission selon l'invention, - la figure 4 montre, en vue de côté, une partie des moyens réducteurs montrés sur la figure 3, et - la figure 5 illustre, de façon schématique, en perspective, une variante de l'ensemble de transmission, conforme à l'invention, représente sur la figure 1, les moyens réducteurs étant constitués, dans ce cas, comme représenté sur les figures 3 et 4. L'exemple de réalisation de l'invention que l'on va décrire en relation avec les figures concerne les véhicules lourds, notamment les machines agricoles telles que les moissonneuses-batteuses. De telles machines comportent, de façon en soi connue, des moyens moteurs 1 (figure 1) entraînant un arbre moteur (non montré) qui entraîne, lui-même, l'arbre d'entrée d'une boite de vitesses. Ltarbre de sortie de cette boite de vitesses 2 entraîne des arbres de transmission 3 et 4 qui provoquent la rotation des arbres d'entrée de moyens réducteurs, respectivement 5 et 6. Dans l'exemple représenté sur la figure 1, ces moyens réducteurs comprennent un premier ensemble de deux roues dentées. Ainsi, le réducteur 5 comporte une première roue dentée ou pignon 7 qui engrène sur une seconde roue dentée 8 de diamètre sensiblement plus important. La roue dentée 8 entraine directement une roue motrice 9 du véhicule. Dans les ensembles de transmission connus jusqu'à ce jour pour de tels véhicules, ensembles qui comprennent un réducteur à deux roues dentées 7 et 8, le rapport de réduction de vitesses est inférieur à dix. La boîte de vitesses est installée sensiblement dans l'espace séparant les moyens réducteurs 5 et 6 ou dans ltespace séparant les roues motrices. Conformément à l'invention 7 l'ensemble de transmission est agencé pour que les moyens réducteurs pressentent un rapport de réduction supérieur à dix, de préférence supérieur à vingt, les rapports de réduction entre l'arbre moteur et les roues ayant des valeurs prédéterminées. Pour assurer ledit rapport de réduction dans le mode de réalisation de l'invention qui est représenté sur la figure 1 chacun des moyens réducteurs 5 et 6 comprend un otage uppl4rnta'r respectivement li et 12. Cet étage de réduction supplFmentaire sera décrit plus loin en relation avec la figure 2. On notera ici que le fait d'avoir augment la réduction de vitesse de rotation au niveau des roues permet de diminuer les rapports de réduction de la boite de vitesses. Dans ces conditions, le couple sur l'arbre de sortie étant réduit, l'encombrement de cette boite de vitesses peut etre diminué dans des proportions relativement importantes. En outre, également pour la raison que le couple à la sortie de la boîte de vitesses est réduit, les diamètres des arbres 3 et 4 peuvent être également réduits. Par ailleurs, et comme on le verra plus loin en relation avec la figure 4, on peut également mettre à profit cette réduction de couple pour disposer les organes de freinage directement sur l'arbre de sortie de la boite de vitesses.Dans ces conditions, on peut utiliser les dispositifs de freinage du genre de ceux qui sont habituellement utilisés pour des véhicules légers. Enfin, la position de la boite de vitesses 2 permet d'augmenter encore la garde au sol du véhicule doté de l'ensemble de transmission selon l'invention Dans le mode de réalisation de l'invention qui est représenté sur les figures 1 et 2, le rapport de réduction de l'étage à roues dentées 7 et 8 est de 9,3 tandis que le rapport de réduction de l'étage supplémentaire 11 (ou 12) est de 3. Dans l'exemple de la figure 1, le moteur 1 est un moteur hydraulique et le bloc 2 contient, non seulement, la boite de vitesses mais également le différentiel. De plus, l'arbre de transmission 3 est relié à l'arbre de sortie de la boîte de vitesses ainsi qu'à l'arbre d'entrée de l'étage Il par l'interme- diaire de liaisons à manchons ; par contre, l'arbre de transmission 4 est relié à l'arbre de sortie de la boite de vitesses par l'intermédiaire d'une liaison à plateaux tandis qu'il est accouplé à l'arbre d'entrée de l'étage 12 du réducteur 6 grâce à un accouplement à manchon. Dans la réalisation montrée en traits pleins sur la figure 1 (cette figure étant une-vue en plan), la boîte de vitesses 2 et le moteur 1 débordent, dans leur ensemble, à l'extérieur de l'espace séparant les réducteurs 5 et 6. cependant, comme montré en traits mixtes sur la figure 1, la boîte 2 et le moteur 1 peuvent, en variante, être dispos's pratiquement complètement, entre les réducteurs 5 et 6 ; dans ce cas l'ensemble de transmission conforme à l'invention présente une forme totale encore plus compacte. En variante la boîte 2 et le moteur 1 sont disposés dans leur ensemble au-dessus des arbres 3 et 4 et des réducteurs 5 et 6. Ladite boîte 2 et le moteur 1 peuvent également être disposés au-dessous des arbres 3 et 4, entre les réducteurs 5 et 6 toutefois la garde au sol estalae abaissée. On va maintenant décrire en relation-avec la figure 2, le réducteur 5 à deux étages représenté schématiquement sur la figure 1. L'étage supplémentaire Il comprend, tout d'abord, un pignon d'entrée 15 à denture extérieure qui est entraîné directement par l'arbre 3. L'étage 11 comporte également une couronne 16 présentant une denture intérieure 17 coopérant avec la denture extérieure du pignon 15. Le diamètre de la couronne 16 est sensiblement supérieur au diamètre du pignon 15. Dans l'exemple, le rapport entre les deux diamètres est égal à trois. La couronne 16 est solidaire de l'arbre 18 du pignon 7. A cet effet, dans ltexemple illustré sur la figure 2, la couronne 16 est prolongée, à l'opposé du côté où se trouve l'arbre 3, par une partie cylindrique l9 de meme axe que la couronne 16 et à l'intérieur de laquelle est fixé l'arbre 18. Comme déjà mentionné, le pignon 7 engrène avec la roue dentée 8 à laquelle est fixé le support 20 de la roue 9 du véhicule. On notera ici que, comme c'est généralement le cas dans ce type de véhicule, le sens de rotation de l'arbre de sortie de la boite de vitesses est inverse de celui ae la roue. L'étage supplémentaire il permet de respecter cette condition en raison de la coopération du pignon 15 et de la couronne 16 à denture intérieure. Dans le mode de réalisation de l'invention que l'on vient de décrire en relation avec les figures l et 2, les moyens réducteurs disposés au niveau des roues du véhicule comportent un étage supplémentaire excentré par rapport aux roues du véhicule. On va maintenant décrire en relation avec les figures 3 à 5, un mode de réalisation de l'invention dans lequel les moyens réducteurs sont réalisés de telle manière que l'arbre d'entrée soit coaxial à la roue. Comme représenté sur la figure 3, ces moyens réducteurs comportent, tout d'abord, un pignon 25 fixé en bout de l'arbre 3a. Ce pignon 25 entraîne un premier ensemble de-satellites 26. Sur la figure on n'a représenté qu'une seule roue dentée 26 de cet ensemble de satellites ; toutefois, dans l'exemple, et comme montré sur la figure 4, le nombre de ces roues dentées est gal â cinq. Ces satellites 26 engrènent sur la denture intrieure 27 d'une couronne extérieure 28 qui est fixe, ctest-à-dire immobile en rotation. Les axes 26a des satellites 26 peuvent tourner autour de l'axe 3b de l'arbre 3a. Ces axes 26a sont fixés à un porte-satellites 30 qui, dans l'exemple, a la forme d'une couronne d'axe 3b, cette couronne comportant des ouvertures latérales 31 desquelles dépassent lesdits satellites 26. En outre, cette couronne 30 comprend une partie 32 pourvue d'une ouverture d'axe 3b présentant une denture intérieure 33. La denture 33 engrène avec la denture extérieure d'un manchon 34 monté fou sur l'arbre 3a. Dans l'exemple, le diamètre du manchon 34 est sensiblement égal à celui du pignon 25. Les Moyens réducteurs représentés sur la figure 3 comportent également un second ensemble de satellites 35 d'axes fixes 35a. Sur la figure 3 on n'a représenté qu'une seule roue dentée 35 du second ensemble de satellites ; toutefois, comme pour le premier ensemble ce second ensemble comporte cinq satellites 35 d'axes fixes. Chaque satellite 35 coopère, d'une part1 avec la denture extérieure du manchon 34 et, d'autre part, avec la denture intérieure d'une couronne 36 solidaire du moyeu 37 de la roue du véhicule. Les axes 35a sont solidaires d'une couronne 38 de position fixe, c'est-à-dire immobile en rotation. Cette couronne 38 est montée en bout d'une fusée 39. En outre, il est avantageux que la couronne 28 soit fixée à la couronne 38 ; dans l'exemple, ces couronnes 28 et 38 forment une pièce d'un seul tenant. "Par ailleurs, la couronne 30 s'appuie contre une face transversale 38a de la couronne 38 par l'intermédiaire d'une bague anti-friction 40, le porte-satellites 30 étant destiné à effectuer un mouvement de rotation alors que la couronne 38 est immobile. La couronne 38 (et donc la couronne 28) est donc maintenue immobile en translation d'un côté par un épaulement 39a de la fusée 39 et, de l'autre côté, par la bague 40. L'extrémité de la couronne 36 est fermée par un élément amovible 41. A cet effet, cet élément 41 est fixé à la face d'extrémité de ladite couronne 36 par l'intermédiaire de vis 42. Il est à noter que l'élément 41 enveloppe le premier étage de l'ensemble réducteur représenté sur la figure 3, premier étage qui comporte le pignon 25, les satellites 26 et la couronne 28. Les axes 26a et 35a sont maintenus immobiles en rotation et en translation par rapport aux porte --satellites auxquels ils sont associés, respectivement 30 et 38. A cet effet, comme représenté sur la figure 4, en bout de chaque axe 26a est fixée, par soudage, une butée 43. Le bord extérieur 43a de la butée 43 est destiné à s'appuyer contre la face extérieure 44 d'une partie cylindrique 45 prolongeant la couronne 30 à l'opposé de la partie 32. Le proiongement 45 comporte, en outre, une gorge destinée à recevoir une rondelle 46 du type "Circlips". L'épaisseur de la butée 43 correspond à la distance séparant la rondelle 46 de la face transversale extérieure 30a de la couronne 30.De cette manière, l'axe 26a est maintenu immobile en translation, la butée 43 comprenant une par tie qui est immobilisée entre la rondelle 46 et la face 30a. Ledit axe 26a est également immobilisé en rotation car la tranche 43a de ladite butée 43 s'appuie sur la surface 44 de la partie 45. Une disposition analogue, à butée 43a et rondelle "circlips" 46a, permet d'immobiliser en translation et en rotation-les axes 35a. En fonctionnement, la rotation de l'arbre 3a entraîne la rotation des porte-satellites 30 dans le même sens. Le manchon 34 tourne donc dans le même sens que l'arbre 3a ; par contre, la couronne 36 et donc la roue, est entraînée en sens inverse de l'arbre 3a. Ainsi, comme dans le mode de réalisation de l'invention qui a été décrite en relation avec la figure 2, les roues tournent en sens inverse de l'arbre 3a. On notera ici que le dispositif de réduction à deux étages que l'on vient de décrire en relation avec les figures 3 et 4 est particulièrement avantageux car il permet un rapport de réduction important tout en étant d'une réalisation aisée. Dans l'exemple de réalisation qui est montré sur la figure 3, ledit rapport de réduction est sensiblement égal à 28. En outre, ce dispositif de réduction est d'un montage et d'un démontage faciles ;de plus, il peut être monté et démonté sans qu'il soit nécessaire d'enlever la roue du véhicule ; en effet, pour le montage il suffit d'enlever la plaque 41 et on a alors accès directement aux roues dentées et aux couronnes du dispositif réducteur. On notera également que, dans le réducteur représenté sur la figure 3, il est possible d'ajouter au moins un étage supplémen taire de réduction. Dans ce cs ledit stage supplémentaire est constitué de façon analogue à étage comprenant les satellites 26 et le porte-satellites 30 ; la liaison entre les deux étages de réduction à planétaire s'effectue alors par un manchon analogue au manchon 34. En outre, il suffit, dans ce cas, d'allonger la couronne 28 de façon que les deux (ou davantage) ensembles de satellites 26 puissent coopérer avec cette même couronne 28. On va maintenant décrire en relation avec la figure 5 d'autres dispositions particulièrement avantageuses de l'invention. Selon ces autres dispositions, on met encore à profit le fait que le rapport de réduction de la boîte de vitesses ait té diminuer. Comme déjà indiqué ci-dessus, cette diminution du rapport de reduction permet, d'une part, de réduire l'encombrement de la boite de vitesses et, d'autre part, de diminuer le couple de l'arbre de sortie de ladite boîte de vitesses. Comme montré sur la figure 5, la réduction de l'encombrement de la boîte de vitesses 2a permet de la loger, au moins en partie, dans un logement ou carter 50 de forme allongée et relativement aplatie. En outre, le carter 50 présente des extr-mites 50a et 50b rétrécies. Ce logement 50 contient, également, les arbres de transmission 3c et 4c et il est solidaire du châssis (non montré) du véhicule ; ce carter 50 soutient donc l'ensemble de transmission du véhicule. Il constitue ainsi le banjo. Ledit logement, qui doit donc présenter une résistance mécanicue Levée est, dans l'exemple, réalisé à partir d'un tube métallique coulé ou forg. Un tel carter permet de supporter des charges pouvant dépasser 15 tonnes. Le logement 50 comporte une ouverture 51 à travers laquelle dépasse la boite de vitesses 2a. Comme dans l'exemple montré sur la figure 1, on prévoit un moteur hydraulique la dont 11 arbre est directement monté sur l'arbre d'entrée de la boite de vitesses 2a. Selon une autre disposition de l'invention qui est représentée sur la figure 5, on met à profit le fait que le couple de sortie de la boîte de vitesses soit relativement faible pour loger les freins 52 et 53 directement sur les arbres de sortie de ladite boite de vitesses 2a. De plus, comme montré sur la figure 5, ces freins 52 et 53 sont disposés à l'intérieur du carter 50. Etant donné que le couple de freinage que doivent exercer les dispositifs 52 et 53 a une valeur relativement peu importante, on peut donc utiliser des dispositifs de freinage du genre de ceux qui sont généralement utilisés pour des véhicules légers, c'est-à- dire relativement peu encombrants. Toutefois, ces dispositifs de freinage doivent freiner à une vitesse importante, ils risquent donc de s'échauffer. Dans l'exemple ceci n1 est pas gênant car l'ouverture 5l assure une aération importante et donc un refroidissement suffisant. Comme on peut le voir sur la figure 5, l'ensemble de transmission, conforme à l'invention, présente un encombrement parti culièrement réduit. Ceci est particulièrement vrai dans le cas de la réalisation de ladite figure 5 où les arbres 3c et 4c sont coaxiaux aux roues On notera aussi que, dans l'exemple, on a affaire non seulement à un ensemble de transmission mais également à un ensemble moteur compact étant donné que ledit moteur la se trouve directement fixé à la boite de vitesses 2a. On a donc réalise un pont-moteur d'encombrement particulièrement réduit. Quel que soit le mode de réalisation adopté l'invention s'applique, non seuiement aux véhicules lourds, notamment les machines agricoles et les engins de travaux publics, mais de façon plus générale, à chaque fois qu'il est nécessaire de transmettre le mouvement d'un arbre moteur à un organe tournant à une vitesse plus réduite. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes de réalisation et d'application qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Ensemble de transmission du mouvement de rotation d'un arbre moteur à deux organes tournants, avec réduction de la vitesse de rotation selon des rapports prédéterminés, cet ensemble comportant une boîte de vitesses dont l'arbre d'entre es propre à être entrainé par ledit arbre moteur, deux arbres de transmission propres à être entrainés par l'arbre de sortie de ladite boîte de vitesses, et, pour chaque organe tournant, des moyens réducteurs de la vitesse de rotation de l'arbre de transmission correspondant, ces moyens réducteurs étant disposés au voisinage dudit organe tournant et étant destinés à entraîner ce dernier, ladite boîte de vitesses étant disposée dans l'espace séparant les moyens réducteurs, caractérisé en ce que le rapport de réduction de ces moyens réducteurs est au moins égal à dix, de préférence supérieur à vingt. 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens réducteurs comportent au moins deux étages de réduction en série. 3. Ensemble selon la revendication l ou la revendication 2, destiné à un véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte un carter propre à contenir au moins partiellement la boite de vitesses et les arbres de transmission, ce carter étant solidaire du châssis du véhicule. 4. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte, pour chaque organe tournant, des moyens de freinage disposés entre l'arbre de sortie de la boite de vitesses et l'arbre de transmission correspondant. 5. Ensemble selon les revendications 3 et 4, caractérise en ce que ledit carter comporte une ouverture d'aération. 6. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 3 et 5, caractérisé en ce que ledit carter est réalisé à partir d'un tube métallique coulé ou forge. 7. Ensemble de transmission selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel chacun des moyens réducteurs comporte une première roue dentée propre à entraîner directement l'organe tournant correspondant, et une seconde roue dentée, de diamètre inférieur à la première et destinée à entraîner, en rotation, cette première roue, lesdites première et seconde roues dentées constituant un premier étage desdits moyens réducteurs, cQrac risé en ce que chacun desdits moyens réducteurs comporte un second étage comprenant une roue à denture intérieure destinée à entraîner ladite seconde roue dentée du premier étage, et une roue à denture exterieure de diamètre inférieur à ladite roue à denture intérieure, destinée à entrainer cette roue à denture itrieure, et propre à être entrainée en rotation par l'arbre de transmission correspondant. 8. Ensemble de transmission selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que chacun desdits moyens producteurs comporte un dispositif de réduction du type à planétaire, de façon que l'arbre de sortie de la bolte de vitesses et les arbres de transmission soient sensiblement coaxiaux aux axes de rotation desdits organes tournants. 9. Ensemble selon la revendication 8, caractérisé en ce que chaque dispositif de réduction comporte un pignon d'entraînement solidaire de l'arbre de transmission correspondant, un premier ensemble de satellites propres à être entraînés par ledit pignon, les axes de rotation des satellites de ce premier ensemble étant mobiles autour de l'axe dudit arbre de transmission, une couronne extérieure de position fixe, cette couronne comprenant une denture intérieure sur laquelle engrènent lesdi.Satellites. ensemble, un premier porte-satellites solidaire des axes de rotation des satellites du premier ensemble, un manchon intérieur à denture extérieure disposé coaxialement audit arbre de transmission, ce manchon intérieur étant libre en rotation par rapport audit arbre de transmission et étant entraîné par ledit premier porte-satellites, un second ensemble de satellites d'axes fixes, engrènant, d'une part, avec la denture extérieure du manchon intérieur et, d'autre part, avec la denture intérieure d'une couronne extérieure d'entraînement dudit organe tournant correspondant. 10 Ensemble selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte un second porte-satellites pour ledit second ensemble de satellites, ce second porte-satellites, de position fixe, étant installé coaxialement avec ledit pignon, et une bague antifrction séparant les faces transversales en regard des premier et second porte-satellites. 11. Ensemble selon la revendication 9 ou la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte un second porte-satellites pour ledit second ensemble de satellites, ce second porte-satellites de position fixe, étant installé coaxialement avec ledit pignon et formant une pièce d'un seul tenant avec ladite couronne exté- rieure de position fixe.