Brevet FR2535809A1 — publié le 19840511

Dispositif de démultiplication commandé. La présente invention a pour objet un dispositif de démultiplication commandé réalisant un transfert de puissance et qui peut etre adapté à une transmission telle qu'une boite de vitesses de véhicule automobile quelle soit du type automatique ou semi-automatique a convertisseur hydrocinétique de couple afin d'élargir la gamme des rapports de vitesse que la transmission permet d'obtenir. On connaît des dispositifs de surmultiplication appelés sverdrive qui équipent les boîtes de vitesses de certains véhicules automobiles. Dans ces dispositifs, on utilise un train d'engrenages épicycloldal dont le planétaire peut être immobilise pour le fonctionnement en surmultipliée, le mouvement étant transmis aux roues motrices en prise directe par l'intermédiaire 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 de fournir une organisation originale des différents organes mécaniques du dispositif de demultiplication a l'intérieur d'un assemblage ae plusieurs éléments de carter permettant en particulier une diminution du nombre des paliers S roulement utilisés ainsi qu'une diminution notable de l'encombrement total de la boîte de vitesses équipée du dispositif de démultiplication de 1 'invention. Le dispositif de démultiplication commandé selon l'invention peut être monté la sortie d'une boite de vitesses de véhicule automobile. Il comprend un train d'engrenages epicy cloidal, un embrayage commandé hydrauliquement monté entre la couronne extérieure du train d'engrenages épicycloldal et son porte-satellites et un deuxième embrayage commandé hydrauliquement jouant le rôle de frein, monté entre le planétaire du train d'engrenages épicycloidal et le bâti du dispositif. Selon l1invention, le bâti est constitué par un empilage de trois éléments de carter adaptés pour recevoir et supporter trois ensembles d'organes mecaniques capables de tourner les uns par rapport aux autres autour de l'axe du dispositif. Le premier ensemble comprend l'embrayage et le porte-satellites du train d'engrenages épicycloldal. Le deuxième ensemble comprend la couronne extérieure du train d'engrenages épicycloidal, un manchon intermédiaire de forme particulière et un pignon de sortie. Le manchon intermédiaire permet de rendre solidaire la couronne extérieure du train d'engrenages épicycloidal et le pignon de sortie. Le troisième ensemble comprend un arbre central sur lequel se trouvent fixés le planétaire du train d'engrenages epicycloldal ainsi que le porte-disques du frein. Le premier ensemble est avantageusement supporté par un premier roulement de préférence a rouleaux coniques, monté dans une première portée du premier élément de carter et par un deuxième roulement, de préférence å rouleaux coniques, dont la bague extérieure est solidaire du manchon intermédiaire. Le deuxième ensemble est avantageusement supporté par le deuxième roulement précité et par un troisième roulement, de préférence a rouleaux coniques, monté dans une portée solidaire du troi sième élément de carter. Une cale de réglage interposée entre le manchon intermédiaire et le pignon de sortie, l'intérieur du deuxième ensemble, permet, lors du montage des trois ensembles et du serrage des trois éléments de carter, d'effectuer une pré-charge assurant un fonctionnement correct des trois roulements & rouleaux coniques. Le manchon intermédiaire comprend -de préférence une portion jouant le rôle de piste de roulement pour les éléments roulants du deuxieme roulement et en particulier pour des rouleaux coniques. De cette manière, c'est le manchon intermé- diaire lui-même qui constitue la bague extérieure du deuxième roulement permettant ainsi de diminuer l'encombrement du dispositif. Le manchon intermédiaire comprend de préférence un flasque sensiblement radial sur lequel peut être fixée la couronne extérieure du train d'engrenages épicyclodal et une portion cylindrique creuse sur laquelle peut être monté le pignon de sortie. L'arbre central du troisième ensemble passe à travers la portion cylindrique creuse. Le flasque et la portion cylindrique du manchon intermédiaire sont reliés entre eux par la portion du manchon qui joue le rôle de piste de roulement pour les éléments de roulement du deuxième roulement. Une telle disposition des trois ensembles les uns par rapport aux autres à l'intérieur des trois éléments de carter quidéfinissent les portées nécessaires pour les paliers de support des différents ensembles permet d'obtenir la diminution d'encombrement recherchée. Le deuxième ensemble est en outre supporté par un roulement supplémentaire monté dans une portée du deuxième élément de carter. Le troisième ensemble est supporté quant à lui par des paliers montés respectivement dans des portées du troisième élément de carter et du premier ensemble. Dans un mode de réalisation préféré, l'embrayage comprend une pluralité de disques, un piston de commande et un ressort de rappel l'ensemble étant monté à l'intérieur même de la couronne extérieure du train d'engrenages épicycloldal dans une portion cylindrique de prolongation de cette dernière. Cette portion de prolongation présente une denture identique à celle qui engrène avec les pignons satellites du train d'engrenages épicycloidal. Une partie des disques de l'embrayage sont arrêtes en rotation par coopération avec la denture de la portion de prolongation de la couronne extérieure. Une telle intégration de l'embrayage contrôlant le fonctionnement du train épicycloidal à l'intérieur même de la couronne extérieure dudit train permet de diminuer l'encombrement du premier ensemble d'organes précités et de ce fait du dispositif dans sa totalité. Le premier ensemble comprend de préférence un pignon d'entrée sur lequel est montée la bague intérieure du premier roulement precité. Un ensemble de sortie comprenant un arbre muni d'un pignon conique de sortie peut en outre être supporté par des paliers à roulement montés dans des portées pratiquées respectivement sur les deuxième et troisième éléments de carter. L'invention sera mieux comprise à l'étude d'un mode de réalisation particulier décrit à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par le dessin annexé, sur lequel la figure unique est une vue en coupe des éléments essentiels d'un dispositif de démultiplication selon l'invention montrant la disposition des différents ensembles d'organes à l'intérieur des éléments de carter. Tel qu'il est représenté sur la figure, le dispositif de démultiplication selon l'invention est logé à l'intérieur d'un bâti constitué par l'empilage de trois éléments de carter 1, 2 et 3 qui sont liés entre eux par des vis 4. Le dispositif de démultiplication comprend principalement trois ensembles d'organes mécaniques capables de tourner les uns par rapport aux autres autour de l'axe X, X' du dispositif. Ces trois ensembles sont référencés respectivement 5, 6 et 7 dans leur ensemble. Ils sont supportés à l'intérieur des trois éléments de carter 1, 2, 3 essentiellement par trois roulements a. rouleaux coniques 8, 9 et 10. Le premier ensemble 5 comprend le porte-satellites 11 qui porte les axes 12 autour duquel tournent les pignons satellites 13. Le porte-satellites 11 présente un moyeu creux 14 sur lequel est monté, de façon à pouvoir coulisser axialement, un piston de commande 15 qui peut agir de façon à exercer un effort axial sur un empilement de disques d'embrayage 16 et 17 dont les uns référencés 16 sont montés à I'intérieur de la couronne extérieure 18 qui engrène avec les pignons satellites 13 et dont les autres référencés 17 sont montés à la périphérie du porte-satellites 11 en étant immobilisés en rotation par rapport à ce dernier. Les disques 16 sont immobilisés en rotation par rapport à la couronne 18.Un ressort en forme de rondelle 19 centré sur une bague 20 montée sur le moyeu 14 du porte-satellites 11 et arrêtée en translation par un anneau élastique 21 agit sur le piston 15 dans le sens de l'accouplement des deux ensembles de disques d'embrayage 16 et 17. Le désaccouplement est obtenu par la pression d'un fluide hydraulique introduit dans la chambre 22 par l'intermédiaire de l'orifice 23. On notera que les disques 16 et 17 sont en appui au repos sur la bague 24, l'embrayage constitué par les disques 16 et 17 étant accouplé sous l'action du ressort 19.Un pignon d'entrée 25, présentant une queue ou moyeu de prolongation 26 sur l'une de ses faces frontales, est fixé par son autre face frontale au moyen de vis 27 au porte-satellites 11. Tous ces organes liés-- entre -eux constituent donc le premier ensemble d'organes mécaniques 5. Le deuxième ensemble 6 comprend la couronne extérieure 18,un manchon intermédiaire 28 et un pignon de sortie 29. Le manchon intermédiaire 28 comprend un flasque sensiblement radial 30 et une portion cylindrique creuse 31 munie de cannelures 32 permettant la fixation et l'immobilisation en rotation du pignon de sortie 29. A la périphérie du flasque 30 se trouve fixée une portion cylindrique de prolongation 33 de la couronne extérieure 18.Cette portion cylindrique de prolongation présente une denture interne identique à celle qui engrène avec les pignons satellites 13. La périphérie extérieuredes disques dSembrayage 16 est convenablement échancrée de façon à coopérer avec la denture de la portion de prolongation 33 pour être immobilisée en rotation par rapport à la couronne externe 18. Le flasque radial 30 et la portion de prolongation 33 forment un logement interne à l'intérieur duquel se trouve disposé l'embrayage de commande constitué par les disques 16 et 17 le piston 15 et son ressort de rappel 19.Une cale annulaire 34 est interposée entre la portion latérale 35a du moyeu 35 du pignon de sortie 29 et un épaulement 36 du'manchon 28. L'ensemble de ces organes constitue le deuxième ensemble d'organes mécaniques 6. Le troisième ensemble 7 comprend un arbre central 37 qui portee au voisinage de lune de ses extrémités, le pignon planétaire 38 engrenant avec les pignons satellites 13. Le pignon planétaire 38, les pignons satellites 13 montés sur le porte-satellites 11 et la couronne extérieure 18 forment ensemble le train d'engrenages épicycloîdal du dispositif de démultiplication de l'invention. L'arbre central 37 qui s'entend à l'intérieur du moyeu 14 du porte-satellites il ainsi qu'à l'intérieur de la portion cylindrique creuse 31 du manchon intermédiaire 28 est solidaire, au voisinage de son autre extrémité, par l'intermédiaire de cannelures 40, de l'élément porte-disques 39 d'un deuxième embrayage jouant le rôle de frein.Une canalisation d'alimentation 41 est prévue dans l'axe de l'arbre central 37 et elle peut communiquer par les passages 42 avec le passage d'alimentation 23 permettant de désaccoupler les disques d'embrayage 16 et 17. Plusieurs disques d'embrayage 43 sont immobilisés en rotation par rapport au porte-disques 39 et peuvent coopérer avec plusieurs disques fixes 44. Tous ces organes liés entre eux en rotation constituent le troisième ensemble d'organes mécaniques 7. Le premier ensemble 5 est supporté à l'une de ses extrémités par le premier roulement à rouleaux coniques 8 dont la bague intérieure est montée sur la queue 26 du pignon d'entrée 25 et dont la bague extérieure est montée dans une première portée 45 du premier élément de carter 1. La portée 45 se trouve disposée sensiblement dans la face frontale extérieure 46 du premier élément de carter 1. Le premier ensemble 5 est en outre supporté au voisinage de son autre extrémité par le deuxième roulement à rouleaux coniques 9 dont la bague interne est montée à l'extrémité du moyeu 14 du porte-satellites 11 et dont la bague extérieure est constituée par une portion 47 du manchon intermédiaire 28 lui-même. A cet effet, l'alésage interne de la portion 47 est conique et est usiné de façon à pouvoir constituer une piste de roulement pour les rouleaux coniques du roulement 9; Les rouleaux coniques des roulements 8 et 9 sont -montés en 0, les axes de leurs rouleaux coniques respectifs se coupant en dehors de l'axe X,X'. Le deuxième ensemble 6 est supporté, du côté opposé aux deux roulements précédents 8 et 9 par le troisième roulement à rouleaux coniques 10 dont la bague interne est portée par la portion latérale 35b du moyeu 35 du pignon de sortie 29 tandis que la bague extérieure est logée dans un alésage d'une pièce 49 rapportee rigidement à l'intérieur d'une portée 50 du troisième élément de carter 3. Les axes des rouleaux coniques du roulement 10 sont sensiblement parallèles aux axes des rouleaux coniques du roulement 9. Le deuxième ensemble 6 est en outre supporté de l'autre côté par un roulement à rouleaux cylindriques 51 dont la bague interne est constituée par la surface extérieure de la portion latérale 35a du moyeu 35 du pignon de sortie 29 et dont la bague externe est montée dans une portée 52 du deuxième élement de carter 2. Le premier ensemble 7 est supporté à l'une de ses extrémités par un roulement à billes 53 dont la bague extérieure est'logée dans l'alésage du pignon d'entrée 25 faisant partie du premier ensemble 5. La bague interne du roulement à billes 53 est montée sur l'extrémité de l'arbre central 37. L'autre extrémité de l'arbre 37 est supportée par une bague en bronze 54 logée dans une portée 55 pratiquée sensiblement dans la face latérale externe 56 du troisième élément de carter 3. L'entree de mouvement se fait par un arbre d'entrée 56 sur lequel est monte rigidement un pignon 57 qui transmet le mouvement au pignon d'entrée 25 de l'ensemble 5. L'arbre d'entree 56 est supporté à l'une de ses extrémités par un roulement à billes 58 monte dans une portée 59 de la face 46 du premier élément de carter 1. A son autre extrémité, l'arbre d'entrée 56 est supporté par une bague en bronze 60 logée dans un alésage 61 faisant partie d'une excroissance interne de la face 56 du troisième élément de carter 3. L'arbre 56 traverse en outre un orifice 62 pratiqué dans le deuxième élément de carter 2. La sortie du mouvement se fait par l'intermédiaire d'un ensemble mécanique de sortie comprenant un pignon conique 63 solidaire d'un arbre 64 qui porte une roue dentée 65 engrenant avec le pignon de sortie 29 du deuxième ensemble 6. L'arbre 64 est supporté par deux roulements à rouleaux coniques 66 et 67 montés en X respectivement dans une portée 68 du deuxième élément de carter 2 et dans une portée 69 de la face 56 du troisième élément de carter 3. Un manchon de serrage axial 70 maintenu par un ecrou 71 assure le serrage de l'empilage constitué par les deux roulements à rouleaux coniques 66 et 67, la roue dentée 65 et le pignon conique 63 ainsi que la pré-charge des deux roulements 66 et.67 qui est réglée par la cale 72 intercalée entre le roulement 66 et le moyeu de la roue dentée 65. Le frein comprenant les disques 43 et 44 se complète par un piston de commande 73 pouvant coulisser axialement dans un logement 74 pratiqué dans la face 56 du troisième élément de carter 3. Un ressort en forme de rondelle 75 monté sur un élément porte-ressort 76 maintenu par une cale de réfaction 77 est également monté à l'intérieur du logement 74. Le ressort 75 agit sur le piston 73 de façon à l'éloigner de l'empilement des disques 43 et 44. Sous l'action de la pression d'un fluide hydraulique introduit dans une chambre de commande 78, le piston 73 peut se déplacer de façon à serrer les uns contre les autres les disques 43 et 44 réalisant ainsi l'accouplement du frein et l'immobilisation du pignon planétaire 38 par rapport à l'élément de carter 3. Le montage des trois -ensembles 5, 6 et 7 à l'intérieur de l'empilement des trois éléments de carter -1, 2 et 3 permet d'obtenir-une configuration particulièrement compacte grâce en particulier au fait que les trois ensembles 5, 6 et 7 peuvent tourner les uns par rapport aux autres et sont supportés essentiellement par les trois roulements à rouleaux coniques 8, 9 et 10. Cette structure est en particulier rendue possible gracie à la configuration particulière du manchon intermédiaire 30 dont la portion 47 joue le rôle de piste de roulement pour les rouleaux coniques du roulement 9. Le montage des trois ensembles 5, 6 et 7 empilés assure en outre la pré-charge convenable pour le fonctionnement correct des trois roulements 8, 9 et 10 ladite pré-charge étant déterminée avec précision par l'épaisseur de la cale 34. Lorsqu'aucune pression hydraulique n'alimente la chambre de commande 22 et la chambre de commande 78, le piston 15 soumis à l'action du ressort 19 assure l'accouplement des disques 16 et 17 de sorte que le porte-satellites 11 se trouve solidarisé avec la couronne extérieure 18. Compte tenu de l'action du ressort 75 sur le piston 73, les disques 43 et 44 sont au contraire désaccouplés de sorte que le pignon planétaire 38 et l'arbre central 37 de l'ensemble 7 peuvent tourner librement. La transmission de puissance se fait donc directement par les pignons d'entrée 57 et 25, la couronne extérieure 18 solidaire du porte-satellites ll et le pignon desortie 29. Dans cette configuration, le dispositif de démultiplication n pas d'action et les rapports de vitesse sont définis par la boîte de vitesses. Lorsque l'on alimente en fluide sous pression les deux chambres de commande 22 et 78, on provoque le déplacement des deux pistons de commande 15 et 73 à l'encontre de leurs ressorts de rappel respectifs 19 et 75. Il en résulte le désaccouplement des disques 16 et 17 et l'accouplement des disques 43 et 44. Le pignon planétaire 38 se trouve immobilisé et joue le rôle d'élément de réaction pour la transmission de puissance depuis le pignon 57 engrenant avec le pignon d'entrée 25 jusqu'au pignon de sortie 29 par l'intermédiaire du train dlengrenages épicycloidal comprenant le pignon planétaire 38, les pignons satellites 13 et la couronne extérieure 18. Le rapport de vitesse finalement obtenu se trouve donc surmultiplié par lfiinterposition du train d'engrenages epicycloldal du dispositif de démultiplication de l'invention. Selon la commande hydraulique utilisée, il est possible d'obtenir une telle surmultiplication pour tous les rapports de vitesse de la boîte de vitesses ou seulement pour certains d'entre eux. REVENDICATIONS 1. Dispositif de démultiplication commande pouvant être monté a la sortie d'une boite de vitesses de véhicule automobile, comprenant un train d'engrenages épicycloldal, un embrayage commandé hydrauliquement monté entre la couronne extérieure (18) du train d'engrenages épicycloidal et le porte-satellites (11) et un deuxième embrayage commandé hydrauliquement jouant le rôle de frein monté entre le plantaire (38) du train d'engrenages epicycloldal et le bâti du dispositif, caractérisé par le fait que le bâti est constitué par un empilage de trois éléments de carter (1, 2, 3) adaptés pour recevoir et supporter trois ensembles (5, 6, 7) capables de tourner les uns par rapport aux autres autour de l'axe du dispositif (X, X'); le premier ensemble (5) comprenant l'embrayage (15, 16, 17) et le porte-satellites (11); le deuxième ensemble 2. Dispositif de démultiplication selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'une cale de réglage (34) est interposée entre le manchon intermédiaire (28) et le pignon de sortie (29). 3. Dispositif de démultiplication selon les revendications 1 ou 2, caracterise par le fait que le manchon intermédiaire (28) comprend une portion (47) jouant le rôle de piste de rou lement pour les éléments de roulement du deuxième roulement (9). 4. Dispositif de démultiplication selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le manchon intermédiaire (28) comprend un flasque sensiblement radial (30) sur lequel peut être fixée la couronne extérieure (18) du train d'engrenages épicycloîdal et une portion cylindrique creuse (31) sur laquelle peut être monté le pignon de sortie (29), l'arbre central (37) du troisième ensemble (7) passant à travers ladite portion cylindrique creuse (31), le flasque (30) et la portion cylindrique (31) étant reliés par ladite portion (47) jouant le rôle de piste de roulement. 5. Dispositif de démultiplication selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le-fait que le deuxième ensemble (6) est en outre supporté par un roulement supplémentaire (51) monté dans une portée (52) du deuxième élément de carter (2). 6. Dispositif de démultiplication selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fiait que le troisième ensemble (7) est supporte par des paliers (-53, 54) montés respectivement dans des portées du troisième élément de carter (3) et du premier ensemble (5). 7. Dispositif de démultiplication selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le premier ensemble (5) comprend en outre un pignon d'entrée (25) sur lequel est monté la bague intérieure du premier roulement (8). u. Dispositif de démultiplication selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre un ensemble de sortie comprenant un arbre (64) muni d'un pignon conique de sortie (63) et d'une roue dentée (65) engrenant avec le pignon de sortie (29), ledit arbre (64) étant supporté par deux roulements de préférence à rouleaux coniques (66 et 67) montés respectivement dans des portées (68, 69) des deuxième et troisième éléments de carter (2, 3). 9. Dispositif de démultiplication selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre un arbre d'entrée de mouvement (56) muni d'un pignon (57) engrenant avec le pignon d'entrée précité (25) et supporte par deux paliers (58, 60) montés respectivement dans des portées (59, 61) du premier et du troisième élément de carter (1, 3), le deuxième élément de carter (2) présentant un orifice traversant (62) pour le passage de l'arbre d'entrée (56). 10. Dispositif de démultiplication selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'embrayage précité comprend une pluralité de disques (16, 17), un piston de commande (15) et un ressort de rappel tel9), l'ensemble étant monté à l'intérieur de la couronne extérieure (18) du train d'engrenages épicycloidal, dans une portion cylindrique de prolongation (33) de celle-ci, ladite portion (33) présentant une denture identique à celle qui engrène avec les pignons satellites (13) et une partie des disques (16) de l'embrayage étant arrêtés en rotation par coopération avec ladite denture de la portion de prolongation (33). 11. Dispositif de démultiplication selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le piston de commande (73) du frein ainsi que son ressort de rappel (75) sont montés dans un logement (74) pratique dans le troisième élément de carter (3).