Brevet FR2359331A1 — publié le 19780217

La présente invention concerne les mécanismes de transmission. On a déjà proposé, dans un mécanisme de transmission d'un véhicule à moteur à combustion interne, de remplacer la transmission ou boîte de vitesses classique: à plusieurs rapports par un convertisseur de couple utilisé comme seul moyen pour faire varier le rapport des vitesses et comme multiplicateur de couple. Un véhicule ayant une transmission de ce type devrait comporter un moteur produisant un couple élevé, en particulier aux bas régimes, et l'on a envisagé d'utiliser un moteur d'une capacité supérieure å la normale avec une course longue et une distribution appropriée pour un fonctionnement à bas régime. Un avantage d'une telle combinaison de moteur et de transmission est que le groupe complet peut être moins coûteux que la combinaison classique du moteur et de la boite de vitesses. Le prix supplémentaire d'un moteur plus important peut etre plus que compensé par le prix plus faible-d'une transmission plus petite et plus simple. L'invention a pour objet un mécanisme de transmission entre une source d'énergie vu moteur) et un mécanisme d'utilisation, con- portant un convertisseur de couple hydrodynamique et un train d'engrenages, ce train d'engrenages pouvant être commandé sélectivement pour des rapports de marche avant et de marche arriére, le mécanisme sélecteur pour les rapports de marche avant et de marche arrière étant tel que lors du passage entre les rapports de marche avant et de marche arrière, le rapport nouvellement sélectionné commence à etre engagé avant que le rapport précédemment sélectionné soit rel & hé de sorte que le train d'engrenages ne passe pas par un point mort lors des changements de rapports. La transmission est de préférence utilisée entre un moteur à combustion interne et les roues motrices d'un véhicule. Aucun embrayage à friction n'est nécessaire pour débrayer, étant donné que lorsque le véhicule est arrêté et que le moteur tournant lentement, le couple à la sortie du convertisseur de couple est très faible et qu'un serrage très léger des freins suffit pour empêcher l'entraîne- ment du véhicule alors qutil est en prise.Une difficulté pourrait apparaître lors du passage entre la marche avant et la marche arrière quand le véhicule est stationnaire : au point mort le couple résiduel du convertisseur de couple entraînerait l'arbre d'entrée de la transmission approximativement à la vitesse du moteur de sorte que l'engagement entre les pignons ou les griffes d'embrayage devrait avoir lieu avec une vitesse rotable de rotation relative. Cependant, conformément & l'invention, en supprimant le point mort, l'arbre d' entrée de la transmission est empêché de tourner pendant un changement de rapport quand le véhicule est stationnaire, du fait que l'en- trée de la transmission est toujours couplée à la sortie de la transmission soit par le rapport de marche avant, soit par le rapport de marche arrière. De préférence, il existe un chevauchement substantiel entre 1'engagement des pignons de marche avant et arrière et ce chevauchement est utilisé pour verrouiller la transmission et les roues motrices quand le véhicule est en stationnement. De préférence, le mécanisme sélecteur est tel qu'un point mort puisse être sélectionné, mais non entre les rapports de marche avant et de marche arrière. Cette position de point mort peut alors être utilisée pour faire tourner le moteur à un régime relativement élevé sans entraînement du véhicule, par exemple pendant le réglage ou l'en- tretien du moteur. La transmission peut être un train planétaire à pignons coniques bloqué pour la marche avant et dans lequel la cage des pignons coniques est tenue contre la rotation pour la marche arrière. Les caractéristiques de l'invention ressortiront plus parti culièrement de la description suivante, donnée à titre d'exemple et faite en se référant au dessin annexé, sur lequel - la figure unique est une coupe longitudinale d'un dispositif de transmission selon un mode de mise en oeuvre de l'invention. Ce dispositif est du type & train planétaire & pignons coniques. Le train d'engrenages comporte une cage 11 comportant un anneau extérieur 12 et un anneau intérieur 13 reliés par une série de bras (non représentés). Plusieurs tourillons radiaux 14 sont montés dans la cage 11 entre l'anneau interieur et l'anneau extérieur, chaque tourillon étant positionné par un épaulement prévu sur ce tourillon et en butée contre l'anneau intérieur et par une bague fendue 15 logée dans l'anneau extérieur. Chaque tourillon 14 porte un pignon conique 16 qui est monté fou par l'intermédiaire d'un coussinet 18. L'ensemble des pignons coniques et de la cage est monté rotatif sur l'arbre d'entrée 18 par l'intermédiaire de coussinets 20. Un pignon conique axial 19 ou pignon d'entrée est claveté en 21 sur l'arbre 18 et il engrène avec les pignons coniques 16. Une entretoise 22 assure le positionnement axial précis de la cage Il par rapport au pignon d'entre 19. Un pignon conique axial de sortie 23 est formé d'une seule pièce avec l'arbre de sortie 24 qui tourne dans un palier 25 monté dans un manchon fixe 26 fixé au carter de la transmission représenté schématiquement en 27. Une entretoise 28 assure le positionnement axial précis de la cage ll par rapport au pignon de sortie 23. L'arbre d'entrée 18 est également centré par un soussinet 29 dans 1' ar- bre de sortie 24 dans lequel il pénètre. L'arbre de sortie 24 porte un autre pignon 31 tenu dans des cannelures 32, et le pignon 31 entraîne les roues (non représentées) du véhicule par l'intermédiaire d'un autre train d'engrenages 33. La cinématique du train d'engrenages est commandée par blocage de différents éléments du train les uns par rapport aux autres, ou bien en empêchant la rotation de certains éléments. Un manchon sélecteur 34 est utilisé dans ce but, qui entoure l'ensemble du train d'engrenages, et qui est déplacez au moyen d'une fourchette 35 reliée å un levier de changement de vitesse (non représenté). Le manchon sélecteur 34 colporte une série de cannelures intérieures 36 constam- ment en prise avec des cannelures correspondantes 3i de la surface extérieure de la cage 11.Le manchon sélecteur 34 comporte aussi une série de griffes 38 pouvant être engage entre des dents d'accouplement d'autres éléments. Un anneau d'accouplement de marche avant 39 est claveté en 41 sur l'arbre de sortie et comporte des griffes 42 entre lesquelles peuvent être engagées les griffes 38. Un anneau d'ac couplèrent fixe de marche arrière 43 est claveté sur le manchon fixe 26 et comporte des dents 44 entre lesquelles les griffes 38 peuvent aussi être engagées. Les deux anneaux à griffes 42 et 44 sont coaxiaux et peu espacés l'un de l'autre, et les griffes ont des chanfreins d'entrée 45 et 46 pour faciliter l'entrée en prise des griffes 38. Quand la fourchette 35 occupe une position F pour laquelle les griffes 38 du manchon sélecteur ne sont en prise qu'avec les dents 42 de marche avant, la rotation de la cage 11 par rapport & BR Dans ces conditions, le train d'engrenages est verrouillé de sorte que le pignon d'entrée 19 provogue la rotation de l'ensemble du train et qu'un entraînement direct est établi entre l'arbre d'entrée 18 et Xes pignon de sortie 31 & travers le train d'engrenages. La marche avant peut ainsi établie. Quand la fourchette 35 du sélecteur est en position R pour laquelle les griffes 38 du manchon sélecteur ne sont en prise qu'a- vec les griffes 44 du pignon de marche arrière, la cage ll est bloquée en rotation. Dans ce cas, le pignon d'entrée 19 peut entraîner les pignons 16 autour de leurs tourillons fixes 14 et par suite le pignon de sortie 23 et son arbre 24 sont entraînés en rotation dans le sens inverse. La marche arrière est ainsi établie. Pour une position intermédiaire P du manchon sélecteur 34, qui est la position représentée, les griffes 38 sont en prise A la fois avec les dents 42 de marche avant et les dents 44 de marche arrière. Dans ces conditions, la transmission est complètement verrouillée contre toute rotation. Cette position du manchon sélecteur est utilisée comme verrouillage de stationnement pour le véhicule. Bien qu'il n'y ait pas de point mort entre les positions de marche avant et de marche arrière en raison de la proximité étroite des dents ou griffes 42 et 44, il existe une position de point mort. Le point mort est établi quand le manchon sélecteur 34 est déplace de façon que les griffes 38 se trouvent dans la position N représentée en trait interrompu, pour laquelle elles sont complètement dégagées des autres éléments. Ce point mort n'est pas utilisé pendant le fonctionnement normal du véhicule et des moyens dtinkibition mécaniques ou autres (non représentés) empêchent le passage accidentel au point mort. La configuration de point mort est utile pour l'entretien du véhicule ou quandle véhicule est remorqué ou bien dans d'autres circonstances spéciales, et elle peut être établie en neutralisant les moyens d'inhibition. Cette transmission ou boîte de vitesses est montée dans le véhicule entre un moteur å combustion interne à couple de sortie élevé et les rues du véhicule. Un convertisseur de couple hydrodynamique connu,; de préférence à multiplication élevée du couple, est monté entre Be mateur et le train d'engrenages.Un différentiel classi- que est aussi, placé entre le train d'engrenages et les roues du vé véhicule Le fonctionnement normal d'un véhicule comportant une.trans scission selon l'invention est expliqué ci-après. Le véhicule est normalement laissé avec la transmission & à état de stationnement, et un inhibiteur électrique peut être utilisé pour empêcher le démarrage du moteur si l'état de stationnement ntest pas établi. De cette façon, il nty a pas de risque que le véhicule démarre en prise si le moteur est démarré et tourne rapidement, le frein de stationnement n'étant pas serré.Le moteur peut être démarré et peut tourner indépendamment de la transmission du fait de la présence du convertisseur de couple entre le moteur et la boute de vitesses, ce qui permet un glissement substantiel avec un couple très faible & bas régime. Même si le moteur tourne à un régime rapide de ralenti immédiatement après le démarrage, il n'aura pas tendance & entraîner le vé- hicule. Pour engager la marche avant, le manchon sélecteur 34 est glissé vers la gauche en considérant le dessin & partir de la position représentée jusqu'à ce que les griffes 38 soient en prise seulement avec des dents 42 de marche avant.Dès que le train d'engrenages est en prise, le véhicule a une légère tendance à rouler, ce qui peut être contrôlé par le frein de stationnement habituel, et quand le frein de stationnement est desserré et la pédale d'accélérateur enfoncée, le véhicule commence à avancer doucement. Le convertisseur de couple assure une multiplication suffisante du couple (avec un moteur à couple élevé) pour pourvoir & toutes les conditions de marche, et quand la vitesse du véhicule augmente, la tendance au glissement du convertisseur de couple décrolt, et pour une vitesse substantielle le convertisseur de couple est verrouillé et une transi se sion pratiquement directe est établie. Il est impossible de passer de la marche avant à la marche arrière ou inversement pendant que le véhicule est en marche parce que les griffes 38 ne peuvent pas être engagées entre les dents 44 correspondantes alors qu'il exisfe une rotation relative. Quand le véhicule a été arrêté, il est facile de déplacer le manchon sélecteur 34 afin que les griffes 38 soient en prise uniquement avec les dents 44 et la marche arrière est ainsi établie. Le véhicule peut ensuite être entraîné en marche arrière lorsquton desserre le frein de stationnement et qu'on appuie sur la pédale d'accélérateur. A nouveau, le convertisseur de Couple assure une multiplication appropriée du couple. Chaque fois que le véhicule est amené & å arrêt le couple résiduel faible d'entraînement peut être surmonté au moyen du frein de stationnement, comme ctest normal avec une transmission automati que > et par suite il n'est pas nécessaire de modifier l'état de transmission du dispositif. I1 ressort de ce qui précède que l'invention concerne une transmission simple et efficace sans qu'un embrayage & friction quelconque soit nécessaire, et avec un train d'engrenages simple pouvant être commandé par une commande unique simple. REVENDICAI:IO NS 1 - Mécanisme de transmission destiné à être monté en^tre une source d'énergie ou moteur et un mécanisme d'utilisation, comprenant un convertisseur de couple hydrodynamique et un train d'engrenages, qui peut être commandé sélectivement pour établir des rapports de marche avant et de marche arrière et qui comporte un mécanisme sélecteur pour le passage du rapport de marche avant au rapport de marche arrière et inversement, caractérisé en ce que le mécanisme sélecteur (34, 38) est tel qu'au moment du passage du rapport de mar- che avant (F) au rapport de marche arrière (R) et inversement, le rapport nouvellement sélectionné (38 avec 42 ou 38 avec 44, respecti vement) commence à être engagé avant que le rapport précédemment sélectionné (38 avec 44 ou 38 avec 42) ne soit relâché, de sorte que le train d'engrenages ne passe pas par une position de point mort lors des changements de-rapports. 2 - Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce quton prévoit un chevauchement notable (P) entre la venue en prise des pignons de marche avant et arrière, ce chevauchement étant utilisé pour bloquer la transmission et les roues motrices quand le vé- hicule est en stationnement, 3 - Mécanisme selon lune quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le mécanisme sélecteur est tel qu'un point mort (N) peut être choisi, mais qui n'est pas situé entre les positions de marche avant (F) et de marche arrière (R). 4 - Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le train d'engrenages est un train planétaire & pignons coniques (19, 16, 12, 23) qui est verrouillé pour établir la marche avant 12 solidaire de 23 par l'intermédiaire de 36, 34, 39, 41) et dans lequel une cage (12) porte-pignons est bloquée en rotation (par 36, 34, 38, 43) pour établir la marche arrière. 5 - Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les rapports de marche avant et de marche arrière sont *tablais et libérés par des accouplements à griffes (38, 42 et 38,44).