Brevet FR2535810A1 — publié le 19840511

Dispositif de démultiplication commandé. La presente invention a pour objet un dispositif de démultiplication commandé réalisant un transfert de puissance et qui peut être adapté à une transmission telle qu'une boite de vitesses de véhicule automobile quelle soit du type automatique ou semi-automatique à convertisseur hydrocinétique de couple, afin d'élargir la gamme des rapports de vitesse que la transmission permet d'obtenir. On connait des dispositifs de surmultiplication appelés "overdrive qui équipent les boîtes de vitesses de certains véhicules automobiles. Dans ces dispositifs, on utilise un train d'engrenages épicycl9dal dont le planétaire peut être immobilise pour le fonctionnement en surmulpliée, le mouvement étant transmis aux roues motrices en prise directe par lwinter- mediaire d'un dispositif de roue libre. La présente invention a pour objet de perfectionner les dispositifs de démultiplication de ce type en supprimant en particulier le dispositif de roue libre qui nécessite de prévoir des moyens de verrouillage pour la marche arrière., L'invention a également pour objet un.dispositif de démultiplication à commande hydraulique permettant d'obtenir, par une seule action sur un organe de commande, l'une ou l'autre des configurations de fonctionnement du dispositif de démultiplication. Le dispositif de démultiplication commandé selon l'invention peut être monté à la sortie deune boite de vitesses de véhicule automobile. Il comprend un train d'engrenages épicycloïdal et un embrayage commandé monté entre la couronne extérieure du train d'engrenages épicycloidal et son porte-satellites. L'embrayage est soumis à un rappel élastique tendant à solidariser la couronne extérieure et le porte-satellites du train d'engrenages épicycloldal. Le dispositif comprend en outre un deuxième embrayage commandé jouant le rôle de frein et capable d'immobiliser le planétaire du train d'engrenages épicyclofdal. Le frein est soumis à un rappel élastique tendant à libérer le planétaire du train d'engrenages épicycloïdal. Dans un mode de réalisation préféré du dispositif de l'invention, l'embrayage et le frein sont commandés hydrauliquement. Dans ces conditions, l'embrayage se trouve accouplé sous l'action de son rappel élastique en l'absence de pression hydraulique dans le circuit de commande tandis que le frein se trouve désaccouplé en l'absence de pression. Le dispositif de l'invention comprend un arbre d'entrée qui peut être relié d'une part à la sortie de la boite de vitesses du véhicule automobile et d'autre part au porte-satellites du train d'engrenages épicycloidal. Un arbre de sortie est relié par un engrenage avec la couronne externe du train d'engrenages épicycloîdal. Le circuit hydraulique de commande du dispositif de démultiplication de l'invention comprend de préférence un organe distributeur à quatre voies et deux positions. L'embrayage et le frein sont connectés en parallèle sur une branche d'alimentation du circuit hydraulique par l'intermédiaire de deux dispositifs régulateurs. Chacun des dispositifs régulateurs comprend une restriction et un clapet anti-retour. Le clapet anti-retour du dispositif régulateur monté dans l'alimentation de l'embrayage est tel qu'il laisse passer le fluide hydraulique dans le sens de 'lalimentation de llembrayage. Le clapet anti-retour du dispositif régulateur monté dans l'alimentation du frein est disposé en sens inverse de façon à laisser passer le fluide dans le sens de la vidange du frein. Dans ces conditions, on voit que l'on obtient par ces moyens une élévation de pression rapide pour l'alimentation de l'embrayage et une élévation de pression lente pour l'alimentation du frein. Au contraire, le frein se trouve vidangé rapidement tandis que la vidange de l'embrayage se fait de manière lente. On obtient ainsi par un réglage approprié des restrictions des deux dispositifs régulateurs, un recouvrement convenable au moment du changement de configuration de fonctionnement qui évite tout défaut de transfert du couple au moment de ce passage. Par ailleurs, on évite également que les deux embrayages ne puissent se trouver simultanément en prise. Le distributeur de commande peut être avantageusement piloté hydrauliquement au moyen d'un circuit hydraulique de pilotage comportant une électrovanne. Dans la configuration de fonctionnement permettant une liaison directe entre la sortie de la botte de vitesses et l'organe récepteur tel qu'un pont de véhicule automobile, la boîte de vitesses est utilisée normalement. Dans l'autre configuration de fonctionnement, on obtient une démultiplication supplémentaire, c'est-à-dire un rapport de vitesse surmultiplié. Si l'action sur l'électrovanne de pilotage du distributeur hydraulique peut être effectuée pour tous les rapports de vitesses de la boîte de vitesses, on obtient dans ce mode de fonctionnement le même effet qu'avec un dispositif doubleur de gamme pour la botte de vitesses. L'invention sera mieux comprise à l'étude d'un mode de réalisation particulier décrit à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, sur lesquels la fig. l illustre schématiquement les principaux éléments du dispositif de démultiplication commandé de l'invention; et la fig. 2 est une vue en coupe agrandie partielle montrant les dispositifs régulateurs du circuit hydraulique de commande. Tel qu'il est représenté sur la fig. 1, le dispositif de démultiplication de l'invention est monté à la sortie d'une botte de vitesses non représentée sur la figure et reliée à l'arbre d'entrée l qui porte un pignon 2. Le dispositif comprend un train d'engrenages epicycloldal référencé 3 dans son ensemble. Le porte-satellites 4 du train d'engrenages épicycloidal 3 comprend une roue dentée 5 par laquelle il engrène avec le pignon 2. Le porte-satellites 4 peut être accouplé rigidement à la couronne extérieure 6 du train d'engrenages 3 par l'intermédiaire d'un embrayage multidisques 7 à commande hydraulique. Des ressorts 8 agissent sur l'embrayage 7 de façon à le maintenir en position couplée en l'absence de pression hydraulique.Les pignons satellites 9 qui engrènent avec la couronne extérieure G engrènent également avec le pignon planétaire 10 monté sur l'arbre ll. L'arbre il s'étend à l'intérieur d'un premier arbre creux 12 solidaire du porte satellites 4. L'arbre 11 et le planétaire 10 peuvent titre lies rigidement au bâti 13 de l'ensemble du dispositif par l'intermédiaire d'un embrayage multidisques 14 jouant le rote de frein et commandé hydrauliquement. Un moyeu élastique, non représenté sur la figure, sollicite l'embrayage 14 de façon qutil se trouve désaccouplé en l'absence de pression hydraulique. La puissance est transmise à l'élément récepteur non représenté sur les figures par l'arbre de sortie 15 relié par un engrenage conique 15a à l'arbre intermédiaire 16 qui porte une roue dentée 17 engrenant avec le pignon de sortie 18 solidaire d'un deuxième arbre creux 20 sur lequel se trouve fixé la couronne extérieure 6. Dans l'exemple illustré sur la fig. 1, le circuit hydraulique de commande du dispositif de l'invention comprend un ensemble de génération hydraulique muni d'une pompe 21 connectée à un réservoir ou bâche 22 qui alimente en fluide par la canalisation 23 un distributeur hydraulique 24 à quatre voies et deux: positions à pilotage hydraulique et retour par ressort. Le fluide sous pression est donc obtenu dans ce mode de réalisation par une génération extérieure. On comprendra que, dans une variante, il serait possible de prélever le fluide sous pression sur le circuit hydraulique de la boîte de vitesses du véhicule. Le distributeur hydraulique 24 est piloté par la canalisation de pilotage 25 branchée sur le circuit auxiliaire 26 comprenant une électrovanne 27 à deux voies et deux positions ainsi qu'une restriction 28. L'embrayage 7 est alimenté par la connexion 29 reliée à la branche d'alimentation 30 connectée au distributeur 24. Dans la connexion 29 se trouve disposé un dispositif régulateur 31 comprenant une restriction 32 et un clapet anti-retour 33 en parallèle disposé de façon à laisser passer le fluide hydraulique dans le sens alimentant l'embrayage 7. Le frein 14 est alimenté par la connexion 34 qui est également reliée à la branche d'alimentation 30 en parallèle de la connexion 29. La connexion 34 comprend un dispositif régulateur 35 muni d'une restriction 36 et d'un clapet antiretour 37 en parallèle monté de façon à laisser passer le fluide dans le sens de la vidange du frein 14. La fig. 2 montre plus en détail la structure des deux dispositifs régulateurs 31 et 35. Sur cette figure où l'on retrouve les mêmes organes affectés des mêmes références, on voit que la chambre 38 du distributeur 24 peut être reliée à la chambre 39 qui se trouve en communication par l'orifice 40 avec l'orifice 41 du siege 42 sur lequel vient s'appuyer le clapet 43 du clapet anti-retour 33 de la fig. 1. Le clapet 43 est percé en son centre d'un trou 44 qui définit la restric tioe 32 de la fig. 1 Le clapet 43 est appuyé sur son siège 42 par un ressort 45 logé dans une douille 46 dont l'espace interne communique avec la connexion 29 reliée -à l'embrayage 7 de la fig 1. La chambre 40 communique également avec ltespace interne de la douille 47 qui a la même structure que la douille 46 et qui reçoit un ressort 48.s'appuyant sur un clapet 49 muni en son centre d'un trou 50 et coopérant avec un siège 51 percé d'un orifice 52 en communication avec la connexion 34 relise au frein 14 L'ensemble du dispositif fonctionne de la manière suivante. ke fluide hydraulique sous pression alimente en permanence le distributeur 24 à pilotage hydraulique En l'absence d'information électrique de commande sur l'électrovanne 27, le fluide sous pression traverse le distributeur 24 qui se trouve dans la position illustrée sur là fig. 1, la restriction 28 et l'électrovanne 27 qui se trouve dans la position illustrée sur. la fig. 1 avant de retourner à la bâche 22 ou dans une variante sur un circuit annexe tel qu'un circuit de graissage. On notera que la restriction 28 placée dans le circuit auxiliaire 26 permet de conserver en amont du distributeur 24 une pression compatible avec le fonctionnement du circuit hydraulique sur lequel est prélevée la pression. Dans cette configuration, les canalisations d'alimentation respectives 29 et 34 de l'embrayage 7 et du frein 14 sont à la bache 22 L'embrayage 7 se trouve en position accouplée sous l'action des ressorts 8. La couronne extérieure 6 est donc rigidement liée au porte-satellites 4. Le frein 14 nsest pas sous pression et est donc désaccouplé. sJans cette configuration,. le mouvement est transmis depuis l'arbre d'entrée 1 à l'arbre de sortie 14 relié à l'élément récepteur, par l'intermédiaire du pignon 2, de la roue dentée 5 puis, en passant par l'embrayage 7 par le pignon de sortie 18 et la roue dentée 17 liée à l'arbre intermédiaire 16. L'arbre central 11 portant le planétaire 10 tourne fou. La boîte de vitesses du véhicule, non représentée sur les figures, peut fonctionner normalement et définir les rapports de vitesse sans que le dispositif de démultiplication de l'invention n'ait d'influence. Lorsque l'électrovanne 27 reçoit une information électrique, elle se trouve déplacée dans la position inverse de celle qui est représentée sur la fig. 1 de sorte que son orifice-d'alimentation se trouve obturé. La pression augmente donc en amont de l'électrovanne 27 dans le circuit auxiliaire 26 entraînant par la connexion de pilotage 25 le pilotage du distributeur 24 qui se place dans la position inverse de celle illustrée sur la fig 1. Le fluide sous pression pénètre dans la chambre 39 visible sur la fig. 2. Ce fluide exerce sa pression sur le clapet 43 par l'intermédiaire de l'orifice 41 du siège 42. Pour que le clapet 43 s'ouvre, l'effort exercé par la pression doit être supérieur à la réaction du ressort antagoniste 45. Dès que cette pression est atteinte, le fluide sous-pression alimenté par la connexion 29 remplit rapidement l'embrayage 7 qui se trouve désaccouplé. La pression s'établit à une valeur déterminée. Dans le même temps, la pression s'exerce sur le clapet 49 de la connexion d'alimentation 34 du frein 14. L'effort dû à cette pression vient s'ajouter à celui provoqué par le ressort 48. Ces deux efforts plaquent le clapet 49 sur son siège 51. La section de passage du fluide sous pression en direction du frein 14 est donc réduite au trou de faible diamètre 50 prati qué au centre du clapet 49 et qui correspond à la restriction 36 de la fig. 1. L'embrayage du frein 14 se remplit donc progressivement et plus lentement que celui de l'embrayage 7 jusqu'à ce que la pression soit égale des deux côtes du clapet 49. Ce dernier reste ensuite plaqué sur son siège 51 par l'action du ressort 48. En position finale, le frein 14 se trouve serré tandis que l'embrayage 7 est désaccouplé,- la pression étant égale en tout point du circuit hydraulique. La couronne 6 se trouve donc désolidarisée du porte-satelli 4. Le frein 14 étant accouplé, le planétaire 10 se trouve lié rigidement au carter 13 du mécanisme par l'intermédiaire de l'arbre 11 et du frein 14. Dans cette configuration, la puissanc est donc transmise depuis l'arbre d'entrée 1 à l'élément récepteur solidaire de l'arbre de- sortie 14 par l'intermédiaire du train épicycloidal 3 avec la démultiplication qu'il fournit (supérieure à 1). L'élément de réaction du train planétaire 3 est le pignon planétaire 10. On notera que la configuration particulière des dispositifs régulateurs 31 et 35 placés dans Ies circuits d'alimentation respectifs de l'embrayage 7 et du frein 14 permettent d'éviter que ces deux éléments ne puissent être simultanément en prise en modulant les vitesses d'accouplement et de désaccouplement de ces éléments. Quand l'information électrique agissant sur 1'electrovanne 27 est coupé, cette dernière reprend sa position repos illustre sur la fig. 1 sous l'action de son ressort de rappel et le circuit hydraulique est mis à la bâche. La pression chute et le distributeur 24 n'est plus piloté. Il reprend sa position repos illustrée sur la fig. 1 sous l'action de son ressort de rappel. Les circuits d'alimentation du frein 14 et de l'embra- yage 7 sont remis à la bâche. Grace à la disposition particulière des deux clapets anti-retour 33 et 37 le phénomène inverse de celui décrit précédemment se produit lorsque les circuits sont mis à la bâche, l'embrayage 7 se vidant c'està-dire s'accouplant plus lentement pendant que le frein 14 se vide c'est-à-dire se désaccouple plus rapidement. Lorsque le mécanisme est revenu à son état initial, il n'existe plus aucune pression dans les circuits hydrauliques. REVENDICATIONS 1. Dispositif de démultiplication commandé pouvant être monté à la sortie d'une boîte de vitesses de véhicule automobile, du type comprenant un train d'engrenages épicycloidal (3) et un embrayage commandé (7) caractérisé par le fait que l'embrayage (7) est monté entre la couronne extérieure (6) du train d'engrenages épicycloïda (3) et le porte-satellites (4) et soumis à un rappel élastique (8) tendant à solidariser la couronne extérieure (6) et le porte-satellites (4), le dispositif comprenant en outre un deuxième embrayage commande jouant le rôle de frein (14) capable d'immobiliser le planétaire (10) du train d'engrenages épicycloîdal (3), ledit frein (14) étant soumis à un rappel élastique tendant à libérer le planétaire (10). 2. Dispositif de démultiplication selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'embrayage (7) et le frein (14) sont commandés hydrauliquement. 3. Dispositif de démultiplication selon les revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il comprend un arbre d'entrée (1) relié d'une part à la sortie de la botte de vitesses et d'autre part au porte-satellites (4) du train d'engrenages epicycloldal (3) et un arbre de sortie relié par un engrenage (17, 18) à la couronne (6) du train d'engrenages Bpicycloldal (3). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend un circuit hydraulique de commande et des moyens pour provoquer une élévation de pression rapide pour l'alimentation de l'embrayage 7) et une élévation de pression lente pour l'alimentation du frein (14). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le circuit hydraulique de commande est muni d'un distributeur (24) à quatre voies et deux positions, l'embrayage (7) et le frein (14) étant connectés en parallèle sur une branche d'alimentation (30) du circuit hydraulique par l'intermédiaire de deux dispositifs régulateurs (31, 35) comprenant une restriction (32, 36) et un clapet anti-retour (33, 37) monté dans le- sens du passage pour l'alimentation de l'embrayage g7) et dans l'autre sens pour l'alimentation du frein (14). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le circuit hydraulique de commande comprend une électrovanne (27) pour le pilotage hydraulique du distributeur (24).