Brevet FR2430543A1 — publié le 19800201

La présente invention est dûe à la collaboration dé Monsieur Armand FROUMAJOU. Elle concerne un dispositif de transmission notamment pour véhicule automobile, comportant un convertisseur hydrocinétique et un mécanisme à deux rapports de marche avant et à changement automatique de rapport en fonction des conditions de fonctionnement du moteur entraidant le véhi cule. Les avantages des transmissions automatiques pour les véhicules automobiles sont bien connus. Malheureusement, les dispositifs connus restent relativement compliqués. Ils comportent, notamment, des embrayages et freins multiples qui exigent la présence d'un bloc de vannes de distribution et qui doivent être alimentés par de l'huile à haute pression. Ces mécanismes restent donc coûteux,non seulement à l'achat, mais aussi en utilisation, du fait de la puissance qu'ils absorbent. L'invention a pour but de fournir un dispositif qui réponde aux impératifs suivants, en vue de lui assurer une large diffusion - etre particulièrement simple, donc bon marché - absorber peu de puissance pour son fonctionnement afin d'être économique à l'usage; - être très compact pour pouvoir être adapté à des véhicules de bas de gamme. Ce résultat est atteint avec un dispositif de transmission comportant un convertisseur hydrocinétiqu e dont l'élément pompe est entraidé par le vilebrequin du moteur, un mécanisme à deux rapports de marche avant, un premier embrayage disposé entre ltélément turbine du convertisseur et un premier élément d'entrée du mécanisme, et un deuxième embrayage disposé entre le vilebrequin et un deuxième élément d'entrée dil mécanisme, caractérisé suivant l'invention, en ce que les deux embrayages sont disposés à l'intérieur du convertisseur, de part et d'autre d'un organe d'actionnement commun, le premier embrayage étant monté en parallèle avec un accouplement unidirectionnel. Suivant d'autres caractéristiques - l'organe d'actionnement est un plateau monté coulissant dans le convertisseur et ce plateau est rappelé dans la direction de serrage du premier embrayage par un moyen élastique - ce plateau sépare le volume intérieur du convertisseur en deux chambres communiquant par au moins un passage cali bré,l'une de ces chambres contenant le deuxième embrayage et pouvant hêtre mise à la décharge par un organe d'obturation actionné en fonction d'au moins un paramètre d'utilisation du moteur ou du véhicule associé - cet organe d'obturation est porté par le deuxième élément d'entrée du mécanisme, relié au deuxième embrayage. La description qui suit montre un exemple de réalisation de l'invention, en référence aux dessins joints dans lesquels - la Fig. 1 est une coupe axiale schématique du dis positif - la Fig. 2 est une coupe axiale à plus grande échel le - la Fig. 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la Fig.1 - la Fig. 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la Fig. 3 ; et - la Fig. 5 est une coupe suivant la ligne 5-5 de la Fig. 3. Le dispositif de transmission représenté, contenu dans un carter 1 est monté en bout d'un vilebrequin 2 d'un moteur, non représenté, d' entraftiement d'un véhicule automobile. Sur le vilebrequin 2 est accouplé un convertisseur hydrocinétique 3 dont l'enveloppe 4 constitue une pompe entraidant une turbine 5. Ce convertisseur comporte par ailleurs un organe de réaction 6 porté par un prolongement 7 du carter. A l'intérieur du convertisseur 3 est monté un plateau 8 disposé entre un premier embrayage 9 et un deuxième embrayage 10. Le premier embrayage est constitué par deux séries de disques 11 solidaires en rotation, respectivement,d'une partie menante 12, reliée à la turbine 5, et d'une partie menée 13, solidaire d'un arbre tubulaire 14. Ce dernier constitue un premier élément d'entrée d'un mécanisme à engrenages logé dans un carter 15 solidaire du carter 1. L'axe X-X du vilebrequin 2 constitue également l'axe du convertisseur 3 et l'axe de l'arbre 14. Entre les parties menante et menée de l'embrayage 9 est disposé un accouplement unidirectionnel 16, constitué par une roue libre. Le deuxième embrayage 10 comporte un disque 17 porté par un moyeu 18 solidaire d'un arbre 19 disposé à l'intérieur de l'arbre tubulaire 14. L'arbre 19 constitue un second élément d'entrée du mécanisme à engrenages. Le plateau 8 coulisse entre une partie cylindrique 20 du convertisseur 3 et le moyeu 18 du disque 17. Ce plateau 8 porte à sa périphérie externe une garniture d'étanchéité 21 et divise le volume intérieur du convertisseur en deux chambres 22, 23 qui communiquent par au moins un orifice calibré 24 ménagé dans le plateau 8. Une butée à aiguilles 25 est prévue entre ce plateau et le disque adjacent de l'embrayage 9. Un diaphragme élastique 26 est solidaire en rotation, d'une part, du convertisseur 3,par des crans 27 qui coopèrent avec des cannelures 28, et d'autre part, du plateau 8 par des fentes 29 qui coopèrent avec des encoches 30 formées dans une couronne 31 fixée sur le plateau. Le diaphraglne 26 logé dans le volume compris entre l'embrayage 9,la turbine 5 et le plateau 8 tend à repousser le plateau 8 dans le sens pour lequel les disques 11 du premier embrayage 9 sont serrés les uns contre les autres. La chambre 22 du convertisseur 3 est alimentée, de manière habituelle,avec l'huile de lubrification du moteur,par un canal 32,pour permettre le fonctionnement du convertisseur. Par l'orifice calibré 24, cette huile pénètre également dans la chambre 23 qui communique, par un perçage 33, avec un canal central 34 ménagé dans l'arbre 19 et aboutissant à un organe obturateur 35 qui sera décrit plus loin. L'arbre tubulaire 14 porte un moyeu cannelé 36 et un pignon 37. Un pignon 38 est monté fou sur cet arbre, du caé du moyeu 36 opposé au pignon 37. Sur le moyeu est monté un manchon de crabotage coulissant 39 muni de cannelures intérieures qui coopèrent avec les cannelures du moyeu 36 et qui peuvent venir en prise avec des dents 40 solidaires du pignon fou 38. Un arbre de sortie 41 porte trois pignons 42,43,44 et un pignon 45 d'attaque d'une couronne 46 de différentiel. Le pignon 42 engrène en permanence avec le pignon fou 38, tandis que le pignon 44 engrène en permanence avec un pignon 47 solidaire de l'arbre 19. Un pignon baladeur 48, monté fou sur un arbre intermédiaire 49, est susceptible de venir en prise, à la fois, avec les pignons 37 et 43. (Fig. 3 et 5). Le manchon 39 et le pignon baladeur 48 sont entraS- nés en translation par une fourchette double 50 solidaire d'une noix 51 portée par une tige 52. Dans une fourchette 53 de la noix 51 peut s'engager un doigt 54 solidaire d'une tige 55 susceptible d'être actionnée en rotation et en translation, par des moyens connus,à partir d'un levier de sélection à la disposition du conducteur du véhicule. Entre la tige 55 et la noix 51 est disposé un doigt de terrouillage 56 dont une extrémité coopère avec une de trois encoches telle que 57, ménagées dans la noix 51 et correspondant respectivement aux positions de marche avant, point mort et marche arrière, et dont autre extrémité coopère avec un billage 58 formé sur la tige 55. La longueur du doigt 56 est telle que la fourchette double 50 ne peut être déplacée, en translation, que lorsque le doigt 56 est engagé dans le billage 58, ce qui, pour la tige 55 correspond à la position pour laquelle le doigt 54 est entre les deux branches de la fourche 53. Un ressort 59 disposé autour de la tige 55 tend à repousser cette dernière dans la position pour laquelle la fourchette double 50 est immobilisée par le doigt 56 et le doigt 54 est dégagé de la fourche 53. (Fig. 3). L'organe obturateur 35 du canal central 34 de l'arbre 19 est disposé, à l'extrémité de ce dernier opposée à l'embrayage 10, dans un logement comportant une partie conique 60. Cet obturateur comprend une partie centrale 61, solidaire de l'arbre 19 et une partie extérieure coulissante 62,formant tiroir. Ce tiroir porte une couronne 63 munie de prolongements radiaux 64 engagés dans des encoches 65 de l'arbre 19. La partie centrale 61 de l'obturateur comporte un conduit central borgne 66 qui relie le canal 34 à deux passages radiaux 67,68. Suivant la position du tiroir 57,le passage 67 est soit obturé, soit dégagé. Le passage 68 débouche dans un chambrage 69 formé entre la partie centrale 61 et le tiroir 62, de façon que lorsque le passage 67 est obturé,la pression du liquide s'exerce sur un épaulement 70 du tiroir pour exercer sur ce dernier un effort axial orienté dans le sens de la fermeture du passage 67. Des billes 71 sont disposées autour du tiroir 62, entre la partie conique 60 et la couronne 63. Lorsque l'arbre 19 est entraidée en rotation,la force centrifuge s'exerce sur ces billes qui tendent à s'éloigner de l'axe X-X en suivant les génératrices de la partie conique 60, ce qui tend à déplacer le tiroir 62 dans le sens pour lequel il dégage le passage 67. Le tiroir 62 est maintenu en place par un chapeau 72 et un ressort à diaphragme 73. Sur le chapeau 72 agit un bras 74 d'un levier 75 ar ticulé autour d'un axe 76 et poussé par un ressort 77. Le levier 75 est en appui contre le chapeau 72 par l'intermédiaire d'une vis réglable 74- . Ce levier 75 emporte un autre bras 78 maintenu en contact, par le ressort 77,contre une tige 79 portée par une membrane élas tique 80. Cette membrane délimite,avec un logement 81 du carter 1 une chambre 82 dans laquelle agit la dépression qui règne dans la tubulure d'admission du moteur. Le bras 78 du levier 75 peut d'autre part coopérer avec deux bossages 83 > 84 portés par la tige 55. Il convient également de noter que tout dispositif connu de freinage de l'arbre 14 peut être utilisé pour l'immobiliser avant l'engagement de la marche avant ou de la marche arrière. On n'a pas jugé utile de décrire dans ce mémoire le détail des éléments tels que bagues, paliers, roulement, organes d'étanchéité, etc. . qui sont classiques dans cette technique et dont l'homme de l'art connaft parfaitement l'emploi. Le mécanisme qui vient d'entre décrit fonctionne de la façon suivante - Au point mort,véhicule à l'arrEt,moteur tournant au ralenti, les différents organes sont dans la position représentée aux dessins. L'arbre 19, relié aux roues du véhicule par le couple de pignons 44,47 est immobile et les billes 71 n'exercent aucune poussée sur le tiroir 62. Ce dernier obture le passage de décharge 67, si bien que la même pression d'huile règne dans les deux chambres 22 et 23 du convertisseur, de part et d'autre du plateau 8. L'action du diaphragme 2G sur le plateau 8 a pour effet de serrer l'embrayage 9 et de libérer l'embrayage 10. - Pour engager la marche avant, la tige 55 est d'abord déplacée en translation dans le sens de la flèche F1 sur la Fig. 3 le doigt 54 s'engage dans la fourche 53 et le billage 58 se place en face du doigt de verrouillage 56. La tige 55 est ensuite déplacée en rotation suivant la flèche F2 (Fig. 4) de sorte que la fourchette double 50 engage le manchon 39 sur la denture 40 du pignon 38, ce qui a pour effet de solidariser ce pignon 38 avec l'arbre 14. Le couple moteur est alors transmis aux roues par le convertisseur 3,1' embrayage 9 et la roue libre 16,par l'arbre 14 et le couple de pignons 38,42, ce qui réalise le premier rapport de vitesses. L'arbre 19 se trouve entrafné,proportionnellement à la vitesse du véhicule par le couple de pignons 44,47. A partir d'une eertaine valeur de cette vitesse, la force centrifuge qui s'exerce sur les billes 71 est suffisante pour que le tiroir 62 dégage le passage 67. Il s'ensuit une chute de pression de l'huile qui se répercute dans le chambrage 69 du tiroir 62 et dans la chambre 23 du convertisseur. La chute de pression dans le chambrage 69 a pour effet d'accentuer le déplacement du tiroir 62, ce qui élimine tout phénomène d'instabilité. La chute de pression dans la chambre 23, tandis que la pression subsiste dans la chambre 22, provoque le déplacement du plateau 8 qui desserre l'embrayage 9 et serre l'embrayage 10. Le couple moteur est alors transmis aux roues par l'embrayage 10, l'arbre 19 et le couple de pignons 47,44,ce quiréakse le deuxième rapport de vitesses. Ce rapport est établi en court-circuitant le convertisseur 3. La valeur de la vitesse pour laquelle le changement de rapport intervient varie en fonction du niveau de la dépression qui règne dans la tubulure d'admission, donc en fonction de la charge du moteur : lorsque la dépression augmente la tige 79 s'abaisse et tend à écarter du chapeau 72 la branche 74 du levier 75, à l'encontre de l'action du ressort 77. Le niveau de vitesse auquel s'effectue le passage du premier au deuxième rapport diminue en conséquence. Si pour une raison particulière, le conducteur ne veut pas utiliser le deuxième rapport, il est possible d'imposer au mécanisme de rester sur le premier rapport. Pour cela, il suffit de déplacer la tige 55 en rotation dans le sens de la flèche F2 de la Fig. 2, de façon que le bossage 84 vienne bloquer le bras 78 du levier 75. Le tiroir 62 est ainsi immobilisé, ce qui maintient serré l'embrayage 9. Ce mouvement de rotation de la tige 55 se fait sans entrafnement de la fourchette double 50 puisque le doigt 54 est en dehors de la fourche 53. Pour engager la marche arrière, la tige 55 est déplacée en translation comme précédemment : le doigt 54 s'engage dans la fourche 53 et le billage 58 se place en face du doigt de verrouillage 56. L'axe 55 est ensuite déplacé en rotation dans le sens de la flèche F3, de sorte que la fourchette double 50 amène le pignon baladeur 48 en prise avec les pignons 37 et 43. Simultanément, le bossage 83 bloque le bras 78 du levier 75. Le couple moteur est alors transmis aux roues par le convertisseur 3, l'embrayage 9 et la roue libre 16, l'arbre 14 et les pignons 37, 48 et 43. L'emploi d'un plateau 8 unique pour le serrage alternatif des deux embrayages 9 et 10 est rendu possible gracie à l'utilisation, en parallèle, de l'embrayage 9 et de la roue libre 16 En traction, le couple est transmis, principalement par la roue libre 16 et, en partie seulement par l'embrayage 9. Ce dernier peut donc avoir des dimensions relativement faibles, n'exigeant qu'un effort de serrage limité de la part du diaphragme 26. Il suffit, par conséquent, d'une pression d'huile réduite pour serrer l'embrayage 10 en s'opposant à l'action du diaphragme 26, lorsque la chambre 23 est mise à la décharge. L'embrayage 9 conserve son intérêt pour maintenir du frein moteur lorsqu'on relâche l'accélérateur. D'autre part, la roue libre empêche le moteur de s'emballer pendant les phases transitoires au passage de l'un à l'autre des deux rapports. Il résulte de ce qui précède que les avantages recherchés sont bien atteints - grâce à la nature et à la disposition des embrayages 9, 10, à l'emplacement de la roue libre 16, au rôle du plateau 8, l'encombrement de cette partie du dispositif, logée dans le convertisseur, est particulièrement faible - le mode d'actionnement choisi pour les deux embrayages évite l'emploi d'une source supplémentaire de fluide sous pression, puisque l'huile contenue dans le convertisseur suffit pour assurer cet actionnement, et élimine également le bloc de vannes habituel; - les moyens de commande sensibles à la vitesse du véhicule et à la charge du moteur sont incorporés au dispositif et sont également de construction particulièrement simple et compacte. Revendications 1. - Dispositif de transmission, notamment pour véhicule automobile, comprenant un convertisseur hydrocinétique comportant un élément pompe et un élément turbine > un mécanisme à deux rapports de marche avant comportant deux éléments d'entrée, un premier embrayage disposé entre l'élément turbine du convertisseur et le premier élément d'entrée du mécanisme et un deuxième embrayage disposé entre un organe solidaire en rotation de l'élément pompe du convertisseur et le deuxième élément d'entrée du mécanisme, caractérisé en ce que les deux embrayages (9, 10) sont disposés à l'intérieur du convertisseur hydrocinétique (3), de part et d'autre d'un organe d'actionnement commun (8), le premier embrayage (9) étant monté en parallèle avec un accouplement unidirectionnel (16). 2. - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe d'actionnement est un plateau (8) monté coulissant axialement dans le convertisseur (3). 3. - Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens élastiques (26) sollicitant le plateau dans le sens du serrage du premier embrayage (9). 4. - Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens élastiques comprennent un ressort à diaphragme (26) solidaire en rotation de l'enveloppe (4) du convertisseur et du plateau (8) et logé dans le volume délimité, dans l'enveloppe (4), par la turbine (5), le plateau (8) et le premier embrayage (9). 5. - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le premier embrayage (9) est du type à disques multiples, de diamètre relativement petit et logé, comme l'accouplement unidirectionnel (16) entre l'élément turbine (5) du convertisseur, le plateau (8) et le premier élément d'entrée (14) du mécanisme, tandis que le deuxième embrayage (10) offre un plus grand diamètre mais une épaisseur axiale faible. 6. - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le plateau (8) sépare le volume intérieur du convertisseur en deux chambres (22, 23) communiquant par au moins un passage calibré (24) et contenant respectivement l'un des deux embrayages, la chambre (22) qui contient le premier embrayage (9) étant reliée à une source de liquide sous pression tandis que la chambre (23) qui contient le deuxième embrayage (10) peut être reliée à la décharge sous la commande d'un organe obturateur (35) actionné en fonction d'au moins un paramètre d'utilisation du moteur ou du véhicule associés. 7. - Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le passage calibré (24) est ménagé dans le plateau (8). 8. - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le mécanisme est du type comprenant des couples de pignons toujours en prise, caractérisé en ce que le premier élément d'entrée du mécanisme est un arbre tubulaire (14) portant un pignon (38) monté fou, et un manchon de crabotage coulissant (39), le deuxième élément d'entrée du mécanisme étant un deuxième arbre (19) disposé concentriquement à l'intérieur de l'arbre tubulaire et solidaire en rotation d'un pignon (47), les deux pignons (38, 47) engrenant chacun avec un pignon respectif (42, 44) solidaires d'un arbre de sortie (41), le deuxième arbre (19) portant à son extrémité éloignée du convertisseur l'organe obturateur (35) de mise à la décharge de la deuxième chambre (23) et délimitant un conduit (34) qui relie cette deuxième chambre à l'obturateur (35). 9. - Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce que l'arbre tubulaire (14) et l'arbre de sortie (41) sont en outre respectivement solidaires d'un pignon (37) et d'un pi gnon (43) susceptibles d'engrener simultanément avec un pignon baladeur (48) porté par un arbre intermédiaire (49) pour réaliser la marche-arrière. 10. - Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce que l'organe obturateur (35) comprend une partie fixe (61) et une partie mobile (62), pouvant être déplacée axiale ment pour dégager un trajet de décharge sous l'action de masselottes telles que des billes (71), soumises à la force centrifuge et coopérant avec des rampes inclinées (60) délimitées par l'arbre (19). 11. - Dispositif suivant la revendication 10, caractérisé en ce que la partie fixe (61) de l'obturateur comporte un conduit axial borgne (66) reliant le conduit (34) ménagé dans l'arbre (19) à deux passages radiaux (67, 68) débouchant à la périphérie de ladite partie fixe, l'un (67) de ces deux passages étant obturé ou dégagé, selon la position de la partie mobile (62), tandis que l'autre (68) débouche dans un chambrage (69) formé entre la partie fixe (61) et la partie mobile (62). 12. - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 8 et 10 à 12 > caractérisé en ce que l'obturateur (35) est solidaire en rotation de l'arbre (19) qui le porte. 13. - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que la partie mobile (62) est maintenue en place par un chapeau (72) et un organe élastique (73) qui tend à le maintenir en position de fermeture du trajet de décharge. 14. - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 10 à 13, caractérisé en ce que la partie mobile (62) de l'obturateur (35) est sollicitée par un organe (75) soumis aux actions antagonistes d'une capsule à dépression (80 > 82) et d'un ressort (77). 15. - Dispositif suivant la revendication 14, caractérisé en ce que ledit organe (75) est un levier en L articulé autour d'un axe (76),dontunebranche (74) est en appui contre la partie mobile de l'obturateur et dont l'autre branche (78) est soumise à l'action de ladite capsule. 16. - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 10 à 15, caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens (83, 84) pour bloquer la partie mobile de l'obturateur (35) en position de fermeture du trajet de décharge. 17. - Dispositif suivant les revendications 8, 9 et 16, comprenant des moyens pour actionner le manchon de crabotage coulissant (39) et le pignon baladeur (48), caractérisé en ce que ces moyens sont adaptés pour pouvoir bloquer, dans certaines conditions, la partie mobile de l'obturateur (35). 18. - Dispositif suivant la revendication 16, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent une tige (55) coulissante et rotative qui porte au moins un bossage (83, 84) coopérant avec le levier (75).