Brevet FR2447497A1 — publié le 19800822

Dispositif dc transmission à variation cùntinue du rapport de pour véhiculé automobile mais non exclusivement. transm;ssio1 Il existe bien à ce jour de nombreux types de transmissions à variation continue du rapport de transmission ; certains sont rigoureux, certains ont une grande plage de variation, certains sont fonction des variations du couple moteur, d'autres sont fonction des variations du couple résistant. le dispositif décrit - ci -après fait appel quant à lui à des moyens connus mais associés et réagissant entre eux de façon nouvelle de telle sorte qu'ils produisent les effets suivants : - transmission et conversion de 1' impulsion motrice initiale. - conversion de cette impulsion motrice initiale de façon continue etvarS - obtention de ces effets par des moyens tels que la vitesse-résultante t est obtenu sans glissement. I - la plage de variation peut entre aussi étendue qu'on peut le souhaiter dan la mesure du raisonnable - la variation est fonction des variations du régime moteur. i - la variation est fonction des variations du couple résistant. i le dispositif ,décritci-apres est basé sur l'utilisation du mécanisme différentiel, caractérisé par le fait que disposant de trois accouplemen s il est à même d'analyser une impulsion ou d'en synthétiser deux, - soit que mené par une impulsion motrice il la fractionne et la répartisse sur ses deux autres accouplements en fonction du rapport des deux couples résistant qui l'affrontent sur ces deux derniers accouplements. - soit que mené par deux impulsions motrices il tes totalise pour générer: une seule impulsion résultante sur son troisième accouplement. le dispositif -- fait appel à deux de ces mécanismes, il est donc évident qu'il existe de multiples façons d'acçoupler deux différentiJs entres eux, chaque solution nécessite un agencement qui peut varier du fait de- l'obligation d'accorder les sens de rotation. il tombe sous le sens que nous-n'en citerons qu'un seul, le plus évident, à titre d'exemple non limitatif ; étant bien entendu que l'adop- tion d'une quelconque des autres solutions, ne saurait constituer une novation par rapport au présent brevet. il faut préciser également qu'un mécanisme épicycloldat! comporte les mêmes éléments constitutifs qu'un différentiel classique, et, est caractérisé, au rapport près, par les memes effets dans les mimes conditions d'emploi, le plateau; porte satellite jouant le rôle de cage. Aussi dans la suite de l'exposé ne sera-t-il -fait usage que du terme générique différentiel, étant bien entendu que l'usage d'un mécanisme epicycloïdal constitue un équivalent.I Le dispositif décrit -ci-après est comme le fait apparaitre le schéma de base n 1 constitué de deux différentiels D1 et D2 et d'un conuertisseur de couple hydrolique C. Le différentiel D1 étant animé par l'arbre menant A, les deux difirentiels D1 et UZ sont solidaires et réagissant l'un sur l'autre par quatre de leurs accouple-- ments deux à deux au moyen de deux transmissions F et E de rapports différents et de valeurs aussi éloigiiées l'une de l'autre que possible (pour les besoins de la figuration on admettra que Le rapport de F est supérieur à celui de E).L'arbre menant A qui anime D1 anime également le convertisseur de couple bssdrolique C dont la sortie menant B est solidaire de la transmission F la plus directe. le troisième accouplement de D2, G, constitue la sortie menante du dispositif Cette description générale, volontairement sommaire et faisant appel à une schématisation symbolisée à ltextrdme ne fait pas apparaître les détails d'agencement qui déterminent les sens de rotation, qu' il convient cependant d'accorder afin que tous les organes principaux Cet agencement quel qu'il soit devra donc entre tel que: - - Dl puisse fractionner et répartir différentiellement l'impulsion motrice initiale qu'il reçoit de l'arbre menant A sur les transmissions F et E. - D2 paisse synthétiser les impulsions différentiels issues de D1 convier: ties et transmises par les deux transmissions F et E qui l'animent ( D2). - C qui matérialise le couple moteur et ses variations par un couple résultant qu' il exprime sur B plisse s'opposer au couple résistant qui se matérialise sur F, et, donc, que C sensible à ce couple résistant et à ses variations puisse servir de siège à l'alfrontement du couple moteur et du couple résistant, les synthétisant dans un couple résultant directeur qui déterminera et conduira la variation. Dans l'exemple non limitatif n 2 l'arbre Al menant, solidaire du moteur entraine en révolution par l'action du pignon 1 sur la couronne 2 de D1 la cage de ce dernier. Simultanément le prolongement A2 de Al entraine en révolution 1' impulseur du convertisseur de couple hydrolique C Le planétaire 6 de 1)1 est solidaire du planétaire 15 de D2 par l'arbre F qui transmet la vitesse sans modification (ce qui est la solution -préconisée). L'arbre F est lui méme solidaire de la turbine du convertisseur par l'intermédiaire des engrenages 17 et 18 qui ont le double raie de transmettre le couple du convertisseur C par un mouvement rotatif de meme sens que celui des planétaires 6 et 15 tel qu'il est indiqué sur le schéma n 2 de telle sorte que le couple de C puisse s'opposer au couple résistant et accorder la vitesse maximum du convertisseur avec la vitesse maximum de F pour une même vitesse de A lorsque D1 distrilx > e sur son planétaire 6 la totalité de l'impulsion génératrice C.A.D. quand le planétaire 5 de D1 est immobilisé. le planétaire 5 de Di est, lui, solidaire de la cage de D2 qu'il anime par l'intermédiaire d'une transmission E, réductrice, constituée de E1,7.8,9,10, E2, 11 et 12. Compte tenu du fait que le rOle de D2 est de faire la somme des impulsions transmises par F et E et que ces impulsions sont transmises à D2 par la cage et un de ses planétaires 15, il est nécessaire que la cage de D2 tourne en sens contraire du planétaire 15 ce qui explique la présence sur cette ligne de transmission E d'un engrenage d'inversion constitué par les pignons 9 et 10. Enfin le planétaire 16 de D2 accouplé à l'arbre G mené constitue la sortie menaiite du dispositif. le dispositif décrit - --- - ci-dessus peut être combiné de bien des façons comme le montre l'exemple non limitatif 3 qui figure à seule fin de démontrer la possibilité de concentrer le dispositif mais qui reste parfaitement équivalent aux autres schémas, on y retrouve les gnomes organes principaux numérotés et agissent les uns sur les autres de la mCme façon; seul change l'agencement de mise en oeuvre. la mise en oeuvre du dispositif -- par un agencement de mécanisme épicyclordal et d'arbre concentrique permet meme de le concentrer sur une seule ligne. Tous ces exemples d'agencement ne sont pas les seul possible. Il n'est pas possible de les citer tous, ce qui n'apporterai rien ni à la clarté ni à la défense. C'est pourquoi nous n'avons retenu que les plus clairs aux fins de figuration. FONCTIONNE MENT Le moteur agit sur D1 mené, l'impulsion motrice est alors fractionnée et répartie sur les deux voies menées de D1 suivant une proportion qui est fonction de la résistance que le convertisseur oppose au couple résistant sur la voie F de rapport supérieur, le convertisseur jouant le r6le de contre poids de valeur variable plus le convertisseur oppose un couple faible s au couple résistant, plus importante est la fraction de la vitesse transmise par E (rapport le plus petit) donc plus grande est la multiplication du couple moteur et inversement.La transmission F transmet la fraction de vitesse qui l'emprunte suivant un rapport de démultiplication maximal tandis que la transmission E transmet l'autre fraction différentielle de la vitesse suivant un rapport de démultiplication inférieur minimum. D2 a pour fonction de réaliser la somme de ces deux fractions dtimpulsion après conversion éventuelle de l'une ou de l'autre et par conséquent la somme des couples résultants ainsi transmise, suivant les spécification particulières des réalisations pratiques, somme que D2 matérialise sous la forme d'une vitesse et d'un couple sur son accouplement G. Si la vitesse initiale et par conséquent le couple moteur correspondant emprunte à 100 % la transmission E réductrice la vitesse sera théoriquement démul tipliée au maximum. Dans le cas contraire si la méme vitesse initiale emprunte à 100 % la transmission F la vitesse transmise correspondra au maximum théorique possible et le couple au minimum, ceci, pour u!le meme vitesse et un meme couple initial. Cè dispositif permet d'evoluer entre ces deux extrêmes suivant tous les cas intermédiaires, en outre dans le cas où le couple transmis par le convertisseur est inférieur au couple résistant, meme s'il est positif, tout ou partie de l' impulsion transmise à D2 par la transmission E retourne à D1 par la voie F qui tourne alors en sens contraire de la cage de D1, tandis que D2 ne transmet à sa sortie G que la frac tion de l'impulsion reçue de la transmission E compatible avec le rapport des couples antagonistes du convertisseur et du couple résistant. On le voit, cette phase ajoute encore à I, étendue de la variation en repousant la valeur du rapport minimum théorique vers le zéro absolu.Dans ce cas précis D1 et D2 semblent à prem ère vue changer d'attribution, il n'en dermeure pas moins que l' impulsion ( vitesse et couple moteur) est toujours dirigé par D1 et que le processus principal continue de se produire meme si un processus secondaire vient en masquer les effets. Dans l'exemple non limitatif n" 2 l'arbre Al mène la cage de D1 par l'intermédiaire des pignons 1 et Z. En fonction du rapport des couples du convertisseur et du couple résistant qui s'exprime sur l'arbre F par le jeu des pignons 17 et 18 D1 fractionne et répartit la vitesse reçue par la cage, multipliée par deux, sur les voies F et E . et par conséquent les fractions de couple correspondant.L'impulsion qui emprunte la transmission F ne subit dans cet exeple aucune conversion paisque F est un arbre, tandis quel' autre fraction différentielle qui emprunte la transmission E subit une réduction de la vitesse donc une augmentation du couple d'une valeur donnée, à déterminer suivant les cas d'application. La transmission E; réductrice, comme il a été dit, comporte en coutre un engrenage surnuméraire constitué des pignons 9 et 10 destiné à inverser le sens de rotation de façon que la cage de D2 tourne bien en sens contraire de la cate de D1 et par conséquent des planétaires 6 et 15.La fraction de l'impulsion qui emprunte la transmiss ion F anime le planétaire 15 de D2 tandis que l'autre fraction différentielle transmise par E anime après réduction de la vitesse la cage de D2 en sens contraire ce qui conduit D2 à effectuer la somme des deux fractions sur le planétaire 16 donc sur l'arbre G. DIFFERENTS CAS ET PHASES ler cas Au démarrage du moteur, voiture à l'arret, l' impulser du convertisseur tourne trop lentement et ce dernier n'oppose aucun couple au couple résistant. La totalité de l'impulsion motrice est transmise par E réductrice et anime la cage de D2 où l'impulsion se heurts au couple résistant. le planétaire 16 reste immobile et le planétaire 15 tourne alors dans Le sens inverse du sens indique sur le schéma n" 2 ; le planétaire 6 de D1 tourne donc Lui aussi en sens contraire, ce qui conduit Dl à totaliser cette impulsion en retour avec celle qu'il reçoit directement du moteur, le planétaire 16 est alors immobilisé. I" PHASE La vitesse de rotation de l'impllseur du convertisseur est telle que ce dernier oppose un couple au couple résistant, bien que ce couple soit encore inférieur au couple résistant, le planétaire 15 est alors freiné et une fraction de l'impulsion convertie par E et D2 est transmise au planétaire 16 donc à G. Q peut assimiler cette phase à une phase d'embrayage. 2" CAS le convertisseur atteint sa vitesse de calage, il ne transmet alors aucune vitesse, mais le couple de la turbine, variable suivant les types d'appareils est voisin de 2, 5, la turbine est alors immobile ; dans ce cas le couple de la turbine est alors égal au couple résistant qui l'annule, et par conséquent F, les planétaires 6 et 15 sont alors immobiles. Il en résulte que la totalité de l'impulsion transmise et convertie par E et D2 s'exprime sur Le planétaire 16 donc sur la sortie menante du dispositif, la vitesse est alors réduite au minimum pour un couple maximum, c'est en théorie le rapport minimum. 2" PHASE La vitesse de rotation de l' impulseur du convertisseur augmente. A mesure que l'inertie est vaincue, le couple résistant diminuant l'influence du couple du convertisseur qui l'équilibre augmentant, ce dernier peut alors épauler activement la transmission F qui s'anime en même temps que l'arbre B d'une certaine vitesse. Une fraction de l'impulsion motrice est transmise alors par le planétaire 6, donc F et le planétaire 15 qui se mettent en révolution dans le sens indiqué dans l'exemple n" 2, tandis que l'autre fraction de l'impulsion motrice transmise par E entraine la cage de D2 qui tourne alors en sens inverse du planétaire 15 ce qui permet à D 2 de faire la somme des deux fractions, après conversion, sur son planétaire 16, donc surla sortie G du dispositif. 3e CAS le processus précédemment décrit se poursuit dans le mee sens le couple du convertisseur est alors suffisant pour annuler les effets du couple résistant, c'est le couplage. Le 100 % de l'impulsion motrice est transmis par F, le planétaire 5 est immobile, donc E et la cage de D2. le planétaire 16 et l'arbre G tournent à la mCme vitesse que le planétaire 15 mais en sens contraire. Si le moteur ralentit ou si le couple résistant augmente le processus décrit précédemment s'effectue en sens inverse. Si le moteur accélère ou si le couple résistant diminue Le processus décrit s'effectue de nouveau à la montée. REVENDIG4TIONS 1. Dispositif de transmission à rapport variable en continu notamment pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu 'il comprend un arbre d'entrée, un premier différentiel dont la cage porte-satellites est entrainée par ledit arbre d'entrée, un second différentiel dont un pignon planétaire est accouplé à un pignon planétaire du premier différentiel et dont la cage porte-satellites est accouplée à l'autre pignon planétaire dudit premier différentiel et un convertisseur de couple hydrocinétique dont l'impulseur est entraine par l'arbre d'entrée et dont la turbine est accouplée aux deux planétaires associées des deux différen tiers, le second pignon planétaire du second différentiel transmettant le couple en sortie. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'accouplement entre les deux pignons planétaires associés des deux différenties est homocinétique. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'acoouplement entre la cage porte-satellites du second différentiel et l'un des pignons planétaires du' premier differentiel est constitué par une transmission réductrice inversant le sens de rotation en sortie.