Brevet FR2486185A1 — publié le 19820108

La présente invention concerne une botte de vitesses à plusieurs étages pour véhicules automobiles et machines de construction,qui se compose de trois à quatre trains planétaires simples, de deux embrayages et de trois à quatre freins. Les exigences imposées pour améliorer les conditions d'emploi,le prolongement de la durée de service du moteur,la réduction de la teneur en produits nocifs dans les gaz d'échappement et la réduction du bruit,nécessitent que ces moteurs travaillent dans des plages de vitesses de rotation relativement basses. Cela n'est possible que lorsque l'échelonnement des rapports de transmission de la botte de vitesses est suffisamment précis. Cet échelonnement précis peut être obtenu assez facilement avec des botes de vitesses à plusieurs rapports dont le gros inconvénient consiste cependant en ce qu'il est difficile d'obtenir une continuité de commande.Dans les bottes de vitesses de types connus sans double commande,parmi lesquelles on peut citer les bottes du type "Wilson" ou bien les bottes du type "Simpson",il est difficile d'obtenir un échelonnement précis des rapports. Cela résulte notamment du choix de paramètres non appropriés pour les trains planétaires et il en découle qu'on obtient des vitesses relativement grandes pour les pignons périphériques (satellites)et des couples élevés dans différents étages,ce qui se traduit par une limitation de la capacité de charge de la botte de vitesses et par une réduction de sa durée de service. Les inconvénients mentionnés ci-dessus sont éliminés avec la botte de vitesses à trains planétaires selon l'invention,qui est constituée de trois à quatre trains planétaires simples, de deux embrayages et de trois à quatre freins,la botte étant caractérisée en ce que l'arbre de sortie est relié à la couronne extérieure du train de la première marche arrière et avec l'entratneur du train d'entrée,en ce que la couronne extérieure du train de seconde marche arrière est reliée avec l'entratneur du train de première marche arrière, en ce que l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses est relié, à l'aide de l'embrayage des étages de marche avant,à l'arbre des étages de marche avant,et relié à la couronne extérieure du train d'entrée et, à l'aide de l'embrayage de marche arrière, à l'arbre de marche arrière,qui est relié rigidement aux pignons centraux du train de seconde marche arrière,du train de première marche arrière et de la bote d'entrée,le carter de botte étant relié rigidement par l'intermédiaire du premier frein avec l'arbre de marche arrière, à l'aide du second frein avec l'entratneur du train de seconde marche arrière et à l'aide du troisième frein avec l'entratneur du train de première marche arrière. En outre, avantageusement,l'arbre des étages de marche avant est relié au pignon central du train de l'étage le plus lent,l'arbre de sortie est relié à l'entratneur du train de l'étage le plus lent et le carter de botte est relié,à l'aide du quatrième frein,avec la couronne extérieure du train de l'étage le plus lent. Egalement l'arbre de marche arrière est relié au pignon central du train de l'étage le plus lent,l'arbre de sortie est relié à l'entratneur du train de l'étage le plus lent et le carter de botte est relié, à l'aide du quatrième frein,avec la couronne extérieure du train de l'étage le plus lent. L'avantage économique et technologique de l'invention consiste en ce que les caractéristiques importantes des constituants de la botte de vitesses à trains planétaires,c'est-à-dire les engrenages et leurs conditions de montage, sont identiques. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif,en référence aux dessins annexés dans lesquels: Fig.l est un schéma d'agencement de la botte de vitesses de base 4 + 20; Fig.2 représente une variante de la botte de vitesses de base 4 + 20; Fig.3 représente un mode de réalisation de la botte 5 + 20 qui est dérivée de la botte de vitesses de base; Fig.4 représente une variante de la botte de vitesses 5 + 20; Fig.5 donne un exemple du nombre de dents des trains planétaires; Fig.6 donne un schéma de la commande et des rapports de transmission obtenus pour la botte de vitesses de base de la figure 1 et de la figure 2,en fonction du choix du nombre de dents de la figure 5;; Fig.7 donne un schéma de commande et les rapports de transmission obtenus avec la botte de vitesses de la figure 3 en faisant intervenir les nombres de dents indiquées dans le tableau de la figure 5; Fig.8 donne un schéma de commande et les rapports de transmission obtenus avec la botte de vitesses de la figure 4 en faisant intervenir les nombres de dents indiquées dans le tableau de la figure 5. L'arbre de sortie 4 est relié rigidement à l'entrat- neur du train A de second rapport de marche arrière et avec la couronne extérieure du train d'entrée C. La couronne extérieure du train B du premier rapport de marche arrière est reliée rigidement à l'entratneur du train d'entrée C. L'embrayage des étages de marche-avant relie l'arbre d'entrée 1 avec l'arbre 2 des étages de marche avant,qui est relié rigidement à la couronne extérieure du train A de second rapport de marche arrière. L'embrayage S 2 de marche arrière relie l'arbre d'entrée 1 à l'arbre 3 de marche arrière,qui est lui-même relié au pignon central du train A de second rapport de marche arrière,au pignon central du train B de premier rapport de marche arrière et au pignon central du train d'entrée C. Le carter de botte 5 est accouplé à l'aide du premier frein B 1 avec l'arbre 3 de marche arrière,à l'aide du deuxième frein B2 avec l'entra;- neur du second train B et à l'aide du troisième frein B 3 avec l'entratneur du train d'entrée C. Pour le rapport 10,l'embrayage S 1 des étages de marche avant et le troisième frein B 3 sont accouplés. Le train A de second rapport de marche arrière et le train d'entrée C fonctionnent comme un train différentiel compound et le train B de première marche arrière tourne à vide sans charge. Pour le rapport 110,l'embrayage S 1 des étages de marche avant et le second frein B 2 sont accouplés.Les trois trains planétaires A, B et C sont en charge et fonctionnent comme un train différentiel compound. Pour le rapport III ,l'embrayage S 1 des étages de marche avant et le premier frein B 1 sont accouplés. Le train A du second rapport de marche arrière fonctionne comme un simple train planétaire. Le train B du premier rapport de marche arrière et le train d'entrée C fonctionnent à vide sans charge. Pour le rapport IV ,l'embrayage S 1 des étages de marche avant et l'embrayage S 2 de marche arrière sont accouplés. Tout l'ensemble planétaire tourne de façon monobloc. Pour la marche arrière R I, l'embrayage S 2 de la marche arrière et le troisième frein B 3 sont accouplés. Le train d'entrée C fonctionne comme un simple train planétaire. Le train A du second rapport de marche arrière et le train B du premier rapport de marche arrière tournent à vide sans charge. Pour la marche arrière R II,l'embrayage S 2 de la marche arrière et le second frein B 2 sont accouplés. Le train B du premier rapport de marche arrière et le train d'entrée C fonctionnent comme un train différentiel compound. Le train A du second rapport de marche arrière tourne à vide sans charge. Lorsqu'on relie à cette botte de vitesses 4 + 2 un autre train planétaire D de l'étage le plus lent de manière que le pignon central de ce train soit relié à l'arbre 2 des étages de marche avant,que son entraineur soit accouplé avec l'arbre de sortie 4 de la botte de vitesses et que le carter de botte 5 soit relié,à l'aide du quatrième frein B 4, avec la couronne extérieure du train D de l'étage le plus lent,on obtient la botte de vitesses S + 30,cf figure 5. Le rapport IO de cette botte de vitesses agrandie est obtenu en accouplant l'embrayage S 1 des étages de marche avant, cf figure 7,avec le quatrième frein B 4. Le train D de l'étage le plus lent fonctionne comme un simple train planétaire. Les trois autres trains A, B, C tournent à vide. Le rapport IIO de cette botte de vitesses correspond au rapport IO de la botte de vitesses de base 4 + 20 lue rapport IIIO correspond au rapport IIO,le rapport 1V0 correspond à IIIO, le rapport VO correspond au rapport IV ,le rapport de marche arrière R II correspond au rapport de marche arrière R I de la botte de vitesses de base et le rapport de marche arrière R III correspond au rapport de marche arrière R II. Lorsqu'on combine à la botte de vitesses 4 + 20 le train planétaire de l'étage le plus lent de marnière que son pignon central soit relié à l'arbre 3 de marche arrière,que son entraineur soit relié à l'arbre de sortie 4 et que le carter de bote 5 soit relié, à l'aide du quatrième frein B 4,avec la couronne extérieure du train D de l'étage le plus lent,on obtient la botte de vitesses 5 + 20, cf figure 4. Le rapport IO de cette botte de vitesses est obtenu en accouplant l'embrayage S 2 de la marche arrière avec le quatrième frein B 4,comme le montre le tableau de la figure 8. Le train D de l'étage le plus lent fonctionne comme un simple train planétaire. Les autres trains A, B,C tournent à vide sans charge. Le rapport Il0 de cette botte de vitesses correspond au rapport I de la botte de vitesses 4 + 2 0,le rapport IIIO correspond au rapport IIO,le rapport IVO correspond au rapport IIIO, et le rapport V correspond au rapport de marche arrière R II de la botte de vitesses de base. Les rapports de transmission qui sont indiqués dans les tableaux des figures 6, 7 et 8 ont été obtenus en choisissant le nombre des dents des engrenages conformément au tableau de la figure 5. Le tableau de la figure 5 montre que les trains planétaires A, B, C, D sont de même importance dans tous les modes de réalisation des figures 1, 2, 3, 4. REVENDICATIONS l.Botte de vitesses à trains planétaires à plusieurs étages pour des véhicules automobiles et des machines de travail,qui est constituée d'au moins trois trains planétaires simples,de deux embrayages et d'au moins deux freins,caractérisée en ce que l'arbre de sortie (4) est relié à la couronne extérieure du train (B) du premier rapport de marche arrière et à l'entratneur du train d'entrée (C),en ce que l'arbre d'entrée (1) de la botte de vitesses est relié à l'aide de l'embrayage(Sl)des étages de marche avant avec l'arbre (2) des étages de marche avant,qui est relié à la couronne extérieure du train d'entrée (C),et à l'aide de l'embrayage (S 2) de marche arrière avec l'arbre (3) de marche arrière, qui est relié rigidement avec les pignons centraux du train (A) de second rapport de marche arrière,du train (B) de premier rapport de marche arrière et du train d'entrée (C),le carter de botte (5) étant relié à l'aide du premier frein (Bl)avec l'arbre (3) de marche arrière,à l'aide du second frein (B2)avec l'entratneur du train (A) de second rapport de marche arrière , et à l'aide du troisième frein (B3) avec l'entratneur du train (B) de premier rapport de marche arrière. 2.Botte de vitesses à trains planétaires à plusieurs étages selon la revendication l,caractérisée en ce que l'arbre (2) des étages de marche avant est relié au pignon central du train (D) de l'étage le plus lent,en ce que l'arbre de sortie (4) est relié à l'entratneur du train (D) de l'étage le plus lent et en ce que le carter de botte (5) est relié à l'aide du quatrième frein (B 4)avec la couronne extérieure du train (D)de l'étage le plus lent. 3.Botte de vitesses à trains planétaires à plusieurs étages selon la revendication l,caractérisée en ce que l'arbre (3)de marche arrière est relié au pignon central du train (D) de l'étage le plus lent,en ce que l'arbre de sortie(4) est relié à l'entratneur du train (D) de l'étage le plus lent et en ce que le carter de botte (5) est relié,à l'aide du quatrième frein (B 4),à la couronne extérieure du train (D)de l'étage le plus lent.