Brevet FR2439909A1 — publié le 19800523

L'invention concerne un dispositif de transmission à changement de vitesses de structure compacte pour véhicule automobile, en particulier pour tracteur agricole équipé pour pouvoir circuler sur la route, avec une boite de vitesses, une transmission planétaire adjointe à cette boite de vitesses, et au moins une prise de puissance utilisable indépendamment de la marche du véhicule, la couronne extérieure de la transmission pla nétaire pouvant etre accouplée à la boite de vitesses, conformément au brevet français 2.308.838. Le dispositif décrit dans le brevet ci-dessus a pour objet de réaliser avec un faible coût de construction un accroissement du nombre des vitesses pour atteindre un domaine d'application encore plus grand que le dispositif décrit dans la demande de brevet allemand DE AS 1.530.901. La solution proposée par le brevet 2.308.838 consiste à remplacer la transmission intermédiaire présente dans les transmissions connues à roues dentées par un ensemble constitué par une transmission planétaire, pour obtenir l'accroissement désiré de rapport. Cependant, dans la pratique, la synchronisation s'est avérée difficile, pour maitriser les masses lors du passage des vitesses dans l'organe de manoeuvre de couplage. En outre, le dispositif ne comporte aucune possibilité de changement du sens de marche, de sorte qu'il fallait prévoir un mécanisme de manoeuvre de couplage. La présente invention a pour objet d'utiliser de plusieurs façons la transmission planétaire intermédiaire, et de parvenir à un équilibre des masses au moyen d'embrayages convenablement réalisés et disposés. Ce résultat est obtenu conformément à la présente invention par le fait que la transmission planétaire est disposée en amont de la boite de vitesses , qu'elle est connectée à l'arbre d'entrée de la boite de vitesses par un double embrayage actionnable en charge, et que l'on peut appliquer sélectivement ensemble ou séparément des freins sur la couronne extérieure et sur le support des pignons planétaires. D'après la demande de brevet allemand DE AS 2.150.674, dans une transmission de changement de vitesses à roues dentées de structure compacte, il est connu de prévoir un train d'engrenage pouvant être connecté sélectivement pour plusieurs séries de vitesses, réalisé sous forme d'un engrenage planétaire et placé sur l'arbre de sortie de la boite de vitesses. Ce train d'engrenage pla nétaire est disposé entre la boite de vitesses et une boite de transfert. Cette disposition est adoptée dans ce cas entre autres raisons pour pouvoir adapter l'ensemble de transmission à plusieurs types de véhicules par emploi d'éléments qui ont essentiellement la même structure. Dans ce dispositif connu toutefois, le train d'engrenage planétaire est encore disposé en aval de la boite de vitesses, de sorte que cette disposition amène aussi les mêmes difficultés. La disposition selon l'invention du train d'engrenage planétaire en amont de la boite de vitesses, apporte l'avantage essentiel que le train d'engrenage planétaire est exposé à un couple plus faible et la structure peut être plus compacte que celle du dispositif décrit dans le brevet 2.308.838. La transmission planétaire selon l'invention peut être utilisée de plusieurs façons pour remplacer la boite intermédiaire, ce qui permet d'utiliser les quatre vitesses de travail différentes : labourage, fonctionnement sous charge, vitesse rapide sur routes, marche arrière, chacune dans quatre rapports différents, ce qui fait en tout : trois fois quatre vitesses en marche avant et quatre vitesses en marche arrière possibles. Dans une forme de réalisation de l'invention, l'accouplement entre l'arbre d'entrée de la boite de vitesse et l'engrenage planétaire est réalisé par un embrayage à crabot et dans une autre forme de réalisation par un embrayage double, par exemple un embrayage multi-disques de sorte que les vitesses peuvent être passées en charge. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés, donnée à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réaliste, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant bien entendu partie de ladite invention. La figure 1 représente schématiquement un changement de vitesses à engrenages avec plusieurs utilisations possibles du train planétaire disposé en amont de la boite de vitesses avec interposition d'un embrayage à crabot comme accouplement; la figure 2 représente schématiquement une variante de la transmission de la figure 1 avec un double embrayage entre le train planétaire et la boite de vitesses; et la figure 3 représente schématiquement une transmission avec un embrayage multi-disques supplémentaire entre l'arbre intermédiaire et l'embrayage double. La figure 1 représente un embrayage principal 5 monté sur un vilebrequin 4, solidaire d'un arbre qui se prolonge dans la transmission et qui est entratné par un moteur non représenté sur le dessin. Cet embrayage principal 5 peut être réalisé sous forme d'embrayage double pour embrayer l'arbre de transmission tubulaire 6 sur l'arbre principal 7. Sur l'arbre tubulaire 6, est fixé le pignon central 9 d'une transmission intermédiaire 8 de forme planétaire. Les pignons planétaires qui engrènent avec le pignon central 9 sont désignés par la référence 10, le support sur lequel ils sont montés est désigné 11 et la couronne extérieure engrenant avec les pignons planétaires 10 est indiquée par la référence 12. La couronne extérieure peut être freinée par un premier frein 13 réalisé sous forme de bandes, et le support 11 peut être freiné par un second frein 14. La couronne 12 est solidaire d'un moyeu 15 et le support 11 est solidaire d'un moyeu 16, qui peuvent être amenés en prise sélectivement au moyen d'un embrayage à crabot 17 avec l'arbre d'entrée tubulaire 18 d'une boite de vitesses 19 dont les quatre rapports sont les suivants ler rapport : pignons 20 et 21 2è rapport : pignons 22 et 23 3è rapport : pignons 24 et 25 4b rapport : pignons 26 et 27 Entre les pignons menés 21 et 23 est disposé un premier mécanisme 28 de manoeuvre de couplage, et entre les pignons menant 24 et 26 est disposé un second mécanisme de couplage 29. Au moyen de ces mécanismes de couplage, le rapport de vitesse choisi peut être intercalé dans la transmission d'énergie.A l'extrémité de l'arbre intermédiaire 30 portant les pignons 21, 23, 25 et 27, est prévu un arbre 31 qui entrain de façon classique, au moyen de pignons d'angle 32 et 33, le différentiel servant à entratner les roues motrices 34. Entre le différentiel et les roues 34 est prévu un frein 35. L'arbre principal 7 se prologeant à travers l'arbre tubulaire 6, l'embrayage 17 et l'arbre tubulaire 18 de la boite de vitesses 19, se termine par un embrayage 36, avec un mécanisme 37 de commande de prise motrice, dont les jeux d'engrenage peuvent être intercalés dans la prise motrice au moyen d'un mécanisme de manoeuvre 38, de sorte que l'arbre moteur 39 puisse être actionné sélectivement à l'une quelconque de deux vitesses de rotation possibles. Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 1, l'extrémité de l'arbre intermédiaire 30 qui est opposée à l'entralnement est connectée à un embrayage 40 multi-disques dont la partie extérieure engrène avec la couronne du planétaire 8, assurant ainsi au moyen de l'embrayage 40 multi-disques un entraînement extérieur pour le dispositif planétaire. Le dispositif de changement de vitesses selon la présente invention fonctionne de la façon suivante en supposant que le frein 13 agissant sur la couronne 12 du planétaire soit serré, les pignons planétaires 10 seront entraînés en rotation par le pignon central 9 qui est solidaire de l'arbre tubulaire 6 rotatif. Dans ce cas, les pignons 10 sont en prise avec la couronne extérieure 12 fixe, ce qui fait tourner le support 11 avec une reduction de vitesse appropriée, pour fonctionner comme sortie de l'entraînement intermédiaire 8, et la transmission fonctionne dans le groupe des vitesses adapté au labour.De plus, si, au moyen de l'embrayage à crabot 17, le moyeu 16 qui est solidaire du support 11 est connecté à l'arbre d'entrée 18 de la boite de vitesses 19 et que le rapport de vitesse choisi est engagé, la transmission d'énergie à la boite de vitesses en régime de labour est transférée par l'arbre tubulaire 6, le pignon central 9, les pignons planétaires 10, le support 11, le moyeu 16 du support 11, l'embrayage de couplage 17, l'arbre d'entrée 18 de la boite de vitesses 19, les deux pignons coopérant de façon positive dans cette transmission pour entraîner l'arbre intermédiaire 30, et de là par l'arbre 31 et les pignons coniques 32 et 33 jusqu'à l'arbre moteur final. L'engrenage planétaire 8 peut être utilisé pour la commutation de séries de vitesses en libérant les deux freins 13 et 14 de façon que l'engrenage planétaire 8 tout entier puisse tourner, et en actionnant l'embrayage multidisques 40, de sorte que l'arbre intermédiaire 30 puisse être entraîné par une connexion avec une denture extérieure prévue sur la couronne 12 en prise avec l'organe de couplage extérieur de l'embrayage 40. Quand l'embrayage multi-disques 40 n'est pas actionné et quand les freins 13 et 14 sont relâchés, l'entraînement planétaire tourne dans son ensemble, donnant ainsi un rapport 1 : 1 pour le fonctionnement à vitesse rapide en conduite sur route. Le fonctionnement en marche arrière est obtenu de la façon suivante : on actionne le frein 14 agissant sur le support 11; il en résulte une transmission positive entre la couronne extérieure 12 du planétaire et l'arbre tubulaire 6 dans laquelle le sens de rotation de sortie de la couronne est inversé. Dans ce cas, l'embrayage à crabot 17 est placé pour connecter le moyeu 15 à l'arbre 18. De cette façon, on obtient en tout douze rapports de transmission en marche avant et quatre en marche arrière. La forme de réalisation de la figure 2 diffère de celle de la figure 1 parce qu'au lieu d'un embrayage à crabot pour l'accouplement sélectif de l'arbre d'entrée 18 de la boite de vitesses 19, soit avec le moyeu 15 de la couronne extérieure 12, soit avec le moyeu 16 du support 11, il est prévu un embrayage double 41, 42 dont l'organe d'accouplement extérieur est connecté à l'arbre d'entrée 18 de la boite de vitesses et qui, en plus de l'arbre d'entraînement principal 7 qui le traverse, présente deux autres arbres tubulaires 44 et 45, l'arbre extérieur 44 étant solidaire du moyeu de la couronne 12 et l'arbre 45 étant solidaire du support 11. Le fonctionnement en labour de la forme de réalisation de la figure 2 est obtenu par serrage du frein 13 et mise en prise de l'embrayage 42. La transmission de l'énergie pour la marche en labour est effectuée par l'arbre d'entrée pour l'entraînement planétaire 8, le pignon central, les pignons planétaires, le support, le moyeu solidaire du support, l'embrayage 42, l'arbre de la boite de vitesses 19, les deux pignons engrenant de façon positive pour transmettre le mouvement à l'arbre intermédiaire 30 et par l'arbre de sortie 31 jusqu'à l'entraînement final. La vitesse rapide pour conduite sur route est obtenue par actionnement de ltembrayage 41 et desserrage des freins. La transmission du planétaire est effectuée dans ce cas par le moyeu solidaire de la couronne. La marche arrière est obtenue en serrant le frein 14 du support 11 et en actionnant l'embrayage 41. La transmission du mouvement est alors effectuée par le moyeu solidaire du support. Dans la forme de réalisation de la figure 2, il est prévu pour l'essieu avant un embrayage 46 recevant le mouvement du couple de pignons déterminant la quatrième vitesse. Tandis que dans l'exemple de la figure 1 l'organe d'accouplement extérieur de l'embrayage multi-disques 40 est couplé positivement avec la couronne du planétaire, par exemple au moyen d'une denture extérieure prévue sur cette couronne, il est prévu dans la variante de réalisation de la figure 3 un couple de pignons supplémentaires 47, 48 avec une réduction appropriée. Le pignon 47 est solidaire de l'arbre tubulaire 44 de l'embrayage 41 et le pignon 48 est solidaire de l'organe d'accouplement extérieur de l'embrayage 40. Ainsi, en desserrant les freins 13 et 14, et en engageant les embrayages 41 et 40, on transmet a l'arbre intermédiaire 30 un couple supplémentaire, qui a un effet d'autant plus fort que la réduction du couple d'engrenage 47, 48 est plus grande, et qui peut être dosée exactement par actionnement précis de l'embrayage multidisques 40. Il va de soi que les modes de réalisation décrits ne sont que des exemples et qu'il serait possible de les modifier, notamment par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1) Dispositif de transmission à changement de vitesses pour véhicule à moteur, en particulier pour tracteur agricole équipé pour circuler sur route, avec une boite de vitesses, une transmission intermédiaire planétaire adjointe à celle-ci, ainsi qu'au moins un entraIne- ment auxiliaire pouvant fonctionner indépendamment du déplacement du véhicule, la couronne extérieure du planétaire pouvant entre couplée à la boite de vitesses, caractérisé en ce que la transmission planétaire 8 est disposée en amont de la boite de vitesses 19, qu'elle est connectée à l'arbre d'entrée 18 de la boite de vitesses 19 par un double embrayage 17 actionnable en charge, et que l'on peut appliquer sélectivement ensemble ou séparément des freins 13, 14 sur la couronne extérieure 12 et sur le support 11 des pignons planétaires 10. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'embrayage double 17 pour la connexion sélective de l'arbre d'entrée 18 de la boite de vitesses 19 avec un moyeu 15 solidaire de la couronne extérieure 12 ou avec un moyeu 16 solidaire du support 11 des pignons planétaires de la transmission planétaire 8 est constitué par un embrayage à crabot. 3) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'embrayage 17 pour la connexion sélective de l'arbre d'entrée 18 de la boite de vitesses 19 avec un arbre tubulaire 44 solidaire de la couronne extérieure 12 ou avec un arbre tubulaire 45 solidaire du support 11 des pignons planétaires 10 de la transmission planétaire 8 est constitué par un embrayage double 41, 42 dont l'organe d'accouplement extérieur 43 est connecté à l'arbre d'entrée 18 de la boite de vitesses, l'arbre de sortie tubulaire 44 solidaire de la couronne extérieure 12 entourant l'arbre de sortie 45 solidaire du support 11 des pignons planétaires. 4) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que sur une extrêmité d'un arbre intermédiaire 30 menant à la transmission finale 32, 33 et portant des roues dentées 21, 23, 25, 27 de la boite de vitesses 19, est disposé un embrayage tel qu'un embrayage multi-disques 40 dont l'organe d'accouplement extérieur est connecté positivement à la couronne extérieure de la transmission planétaire 8. 5) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'entre la couronne extérieure de la transmission planétaire 8 et l'organe d'accouplement extérieur de l'embrayage 40 est disposé un couple de pignons supplémentaires 47, 48 avec un rapport de réduction approprié. 6) Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le plus petit pignon 47 du couple 47, 48 est monté sur l'arbre tubulaire 44 de l'organe d'accouplement 41 de l'embrayage double 41, 42. 7) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un embrayage supplémentaire 46 est prévu pour l'essieu avant, recevant le mouvement du couple de pignons 26, 27 de la boite de vitesses 19 déterminant la vitesse la plus rapide (4è).