Brevet FR2539358A1 — publié le 19840720

a MECANISME D'ENTRAINEMENT DES ROUES AVANT ET ARRIERE D'UN VEHICULE AUTOMOBILE La présente invention se rapporte à un mécanisme d'en- tralnement des roues avant et arrière d'un véhicule automobile comprenant un moteur pourvu d'unvilebrequin disposé dans la direction de la largeur du corps du véhicule, un mécanisme de transmission supporté sur un carter de moteur, d'un côté de 1 ' axe dudit vilebrequinun embrayage disposé entre le moteur et la transmission, un premier engrenage différentiel relié à la transmission, un second engrenage différentiel transmettant 1 ' énergie de la sortie du premier engrenage différentiel aux roues avant ou arrière de gauche et de droite, un troisième engrenage différentiel transmettant l'énergie de l'autre sortie de l'en- grenage différentiel aux roues avant ou arrière de droite et de gauche. Le but de la présente invention est de fournir un mécanis- me d'entralnement des roues avant et arrière d'un véhicule au- tomobile, dont les dimensions ont été raisonnablement réduites par une disposition judicieuse du premier et du second engre- nages différentiels. Dans le mécanisme de transmission des roues avant et ar- rière d'un véhicule automobile conforme à l'invention, le pre- mier engrenage différentiel est du type planétaire, le second étant du type conique, ces deux engrenages différentiels étant disposés de part et d'autre d'une position correspondant à un embrayage, sur le même axe, parallèlement au vilebrequin. Selon l'invention, le premier engrenage'différentiel est du type planétaire, type qui exige un espace relativement grand dans la direction diamétrale, mais à un encombrement réduit dans le sens axial, de sorte que la largeur le long de l'axe du vilebrequin peut être réduite De plus, le second engrenage dif- férentiel est du type conique lequel exige un espace relative- ment grand dans le sens axial, mais à un petit diamètre, ce qui permet de réduire à un minimum la mesure dans laquelle il fait saillie en-arrière du moteur De plus, étant donné que les deux engrenages différentiels sont disposés de part et d'autre d'une position correspondant à l'embrayage, sur un même axe parallèle à l'axe du vilebrecuin, on voit que ces deux engrenages diffé- 253935 3 rentiels peuvent être placés à des positions proches du côté de l'embrayage, réalisant ainsi une miniaturisation du mécanisme d'entraînement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, en référence au dessin annexé, sur lequel la figure I est une représentation schématique du système de transmission tout entier; la figure 2 est une coupe transversale montrant les détails du mécanisme de transmission; et, la figure 3 est une vue en coupe simplifiée suivant la ligne III-III de la figure 2. On va décrire ci-après un mode de réalisation de la présente invention en se référant au dessin annexé En se reportant d'abord à la figure 1, on voit un moteur E qui est monté trans- versalement sur la partie antérieure du corps du véhicule, c'est- à-dire, que le vilebrequin I (voir figure 2) est disposé dans le sens de la largeur du véhicule Un ensemble de transmission 7, comprenant un embrayage 2, un mécanisme de transmission 3, un premier engrenage différentiel 4, un second engrenage différentiel 6, est supporté sur le côté du moteur E qui correspond à l'extrémité du vilebrequin 1 de façon à faire saillie dans la direction de l'axe dudit vilebrequin 1 L'énergie du moteur E est transmise au premier engrenage différentiel 4 par l'embrayage 2 et la transmission 3, et du premier engrenage différentiel 4 au second engrenage différentiel 6 De ce second engrenage différentiel 6, la force motrice est transmise à la roue avant de droite 12 par un arbre de transmission 8, un joint universel ou à cardan 9, un arbre de transmission 10 et un second joint universel 1, ainsi qu'à la roue avant de gauche 17 par un arbre de transmission 13, un joint universel 14, un autre arbre de transmission 15 et un autre joint universel 16 L'énergie du moteur E est également transmise à un arbre de propulsion 19 à partir du premier engrenage différentiel 4, par l'intermédiaire d'un joint universel 18 et la force d'entraînement rotative de cet arbre 19 est appliquée à un troisième engrenage différentiel 21 par un joint universel 20 et, de là, à la roue arrière de droite 26 par l'un des arbres 25 qui sont reliés au troisième engrenage différentiel 21, et par l'intermédiaire d'un joint universel 23, d'un arbre de trans- mission 24 et d'un joint universel 25, ainsi qu'à la roue arrière de gauche 31 par un autre arbre de transmission 27, un joint universel 28, un arbre de transmission 29 et un joint universel 30 Ainsi, on voit que le moteur E entraîne à la fois les roues avant 12, 17 et les roues arrière 26, 31 de droite et de gauche. En se référant à la figure 2, qui représente en détail l'ensemble de transmission 7, on voit que l'embrayage 2 est logé dans un carter 33 qui fait partie intégrante du carter 32 du moteur Le vilebrequin} est relié à l'arbre d'entrée 35 de la transmission 3 quand l'embrayage 2 devient actif par suite du non-actionnement d'un bras de débrayage 34. En se référant aussi à la figure 3, on voit que le dispositif de transmission 3 est logé dans un carter 36 qui fait partie intégrante du carter 33 de l'embrayage et qu'il comporte un mécanisme principal 37 et un mécanisme secondaire 38. Le mécanisme principal 37 du dispositif de transmission comprend l'arbre d'entrée 35 mentionné plus haut dont l'axe se confond avec celui du vilebrequin 1, un arbre de sortie 39 parallèle à l'arbre d'entrée 35 et des trains d'engrenages 40 à 45 respec- tivement pour la première à la cinquième vitesses et pour la marche arrière, engrenages qui sont interposés entre les arbres d'entrée et de sortie 35, 39 La force motrice est transmise de l'arbre d'entrée 35 à l'arbre de sortie 39 par le train d'engrenages sélectionné parmi ces trains d'engrenages 40-45 et elle est délivrée par un engrenage de sortie 46 disposé à l'extrémité de l'arbre de sortie 39 situé sur le côté du m teur. Le mécanisme de transmission secondaire 38 comprend un premier pigon libre 47 parallèle à l'arbre d'entrée 35, un second pignon libre 48 coaxial au premier pignon libre 47, un pignon mené 49 disposé sur l'arbre de sortie 39, près du pignon de sortie 46, et un pignon d'engrènement et de dégrènement 50 commun au second pignon libre 48 et au pignon mené 40 Ce méca- nisme est utilisé pour faire marcher le véhicule à une vitesse lente inférieure à la première vitesse. Le dispositif de transmission 7 est relativement lourd et, de plus, il est monté en porte-à-faux sur le carter 33 de l'embrayage, lequel fait partie intégrante du carter 32 du moteur Dans une telle structure de support en porte-à-faux, il convient que la majeure partie du poids soit située le plus près possible du moteur afin de réduire la rigidité du carter 36 de la transmission et du carter 32 du moteur sur lequel le premier est monté, en diminuant ainsi le poids total En conséquence, si le pignon de sortie 46 et le pignon mené 49, qui sont relativement lourds, sont disposés près de l'extrémité de l'arbre de sortie 39, à proximité du moteur E, le mécanisme de transmission secondaire 38 peut être disposé près du moteur E. En conséquence, le poids du dispositif de transmission 7 peut être décalé vers le moteur E Il devient ainsi possible d'utiliser un carter de transmission,36 et un carter de moteur 32 qui sont relativement minces, en réduisant la rigidité exigée par ces carters et on peut, éventuellement, diminuer le poids total du moteur, y compris le dispositif de tansmission 7. Le pignon de sortie 46 engrène avec un pignon de réduction 53 qui tourne autour de l'arbre de transmission 8 qui est parallèle à l'arbre de sortie 39, à l'arrière de la transmission 3 Les pignons de sortie et de réduction 46, 53 sont tous deux des pignons à denture hélicoïdale Quatre pignons satellites 54 sont supportés le long du pourtour du pignon réducteur 53 et ces satellites 54 engrènent avec la denture intérieure 56 d'une couronne dentée 55 et avec un pignon planétaire 57 formant ainsi le premier engrenage diffé- rentiel 4 Le planétaire 57 est solidaire d'un cylindre 58 qui entoure l'arbre de transmission 8, tandis que la couronne dentée 55 est solidaire d'un cylindre extérieur 59 qui entoure le cylindre intérieur 58. 253935 a La denture extérieure 60 de la couronne dentée 55 a une forme hélicoïdale et engrène avec un pignon 61 ayant aussi une denture hélicoïdale Le pignon 61 est solidaire d'un arbre 62 qui est parallèle à l'arbre de transmission 8 Un pignon conique 63 est fixé à l'arbre rotatif 62 Ce pignon conique 63 engrène avec un second pignon conique 52 qui est solidaire d'un arbre 64. s'étendant perpendiculairement à l'arbre 62 L'arbre 64 est relié à l'arbre de propulsion 19 par le joint universel 18. En conséquence, la direction de la force motrice du premier engrenage différentiel 4 est transmise à angle droit par rapport au vilebrequin I par le pignon 61 et le couple conique 63, 52, et, de là, la force motrice est transmise à l'arbre de propulsion 19. Les conditions d'engrènement entre le pignon de sortie 46, le pignon de réduction 53, la denture extérieure 60 de la couronne 55 et le pignon 61, qui ont des dentures héli- coldales, seront expliquées en regard de la figure 3 La position d'engrènement de la denture extérieure 60 de la couronne 55 et du pignon 61 est plus proche du moteur E que l'axe de l'arbre de transmission 8, de sorte que l'angle au centre a entre la position d'engrènement 66 de la denture extérieure 46 avec le pignon réducteur 53 et la position d'engrènement 65 décrite ci-dessus peut être réduit à un minimum, de préférence, au-dessous de 90 En d'autrestermes, étant donné que des forces de poussée agissent sur le point d'engrènement des dentures hélicoïdales, des forces mutuellement opposées vont agir sur les deux positions d'engrènement 65, 66 le long de l'axe de l'arbre de transmission 8, si le pignon de sortie 46 et le pignon 61 sont placés de part et d'autre de l'arbre de transmission 8, de sorte qu'un moment de flexion va agir sur l'arbre 8 Dans ces conditions, la résistance de l'arbre de transmission 8, ainsi que celle des paliers 67, 68 qui supportent l'arbre 8 doit être augmentée Paz coatre, puisque les deux positions d'engrènenaent 65, 66 ont été rapprochées l'une de l'autre, comme il est décrit ci-dessus, les poussées 253935 a qui se développent aux positions d'engrènement 65, 66 sont décalées et le moment de fixation agissant sur l'arbre de transmission 8 est réduit En conséquence, la résistance de l'arbre de transmission 8 et des paliers 67, 68 n'a pas besoin d'être augmentée, ce qui est avantageux du point de vue technique. Etant donné que la position d'engrènement 65 est décalée vers le moteur E, un espace suffisant peut être ménagé à l'arrière du dispositif de transmission 7, c'est-à-dire, entre ce dernier et le tableau de bord, comme on le voit clai- rement sur la figure 3, o ce dernier a été représenté par une ligne en traits mixtes Cet espace peut être utilisé pour y loger un mécanisme de direction 70, un levier de commande 71, etc. Ainsi, on voit que la cabine du véhicule peut aussi être agrandie. Le second engrenage différentiel 6 a le même axe que le premier engrenage différentiel 4 et est disposé à interposer le carter d'embrayage 33 entre les deux engrenages différentiels 4, 6 Dans le second engrenage différentiel 6, les arbres de transmission 8, 13 sont disposés à l'intérieur de la boîte 72, de manière à se faire face, tout en partageant le même axe. Un arbre de support 73, qui croise les arbres de transmission 8, 13 à angle droit, est fixé à la botte d'engrenage 72, entre les deux arbres de transmission 8, 13 La boîte 72 est fixée au cylindre intérieur 58 du premier engrenage différentiel 4, et les pignons coniques 74, 75 sont fixés à l'arbre de support 73. Les arbres de transmission 8, 13 traversent à rotation la boîte d'engrenage 72 et les pignons coniques 76, 77 qui engrènent avec les pignons coniques 74, 77 décrits ci-dessus sont fixés aux extrémités respectives de ces arbres. Comme il a été décrit ci-dessus, le premier engrenage différentiel 4 qui entraîne les systèmes de transmission des roues avant et arrière, et le second engrenage différentiel 6 qui assure l'entraînement des roues avant, sont disposés sur le même axe au moyen de l'arbre 8 Le premier engrenage diffé- rentiel 4 est du type planétaire, tandis que le second engrenage différentiel 6 est du type conique On obtient ainsi un ensemble compact En d'autres ter Mes, puisque le premier engrenage différentiel 4 est disposé à l'extérieur par rapport au vilebrequin 1 du moteur E son diamètre peut être choisi relativement grand Etant donné qu'il s'agit d'un engrenage -planétaire, qui occupe une place relativement impor- tante dans le sens radial, mais qui n'a besoin que d'un espace axial limité, on voit qu'il contribue à réduire la largeur du dispositif de transmission 7 dans la direction de l'axe du vilebrequin 1 Grâce à cet arrangement, le second engrenage différentiel 6 est disposé à l'arrière du moteur E et, partant, son diamètre ne peut pas être augmenté facilement Par contre, sa largeur peut être augmentée et, en conséquence, une largeur relativement grande est nécessaire dans la direction axiale mais puisque l'engrenage différentiel 6 est du type conique, qui a un diamètre relativement petit, la mesure dans laquelle le dispositif de transmission 7 fait saillie en arrière du moteur E peut être réduite Il en résulte que le dispositif de transmission 7 tout entier peut être réalisé sous une forme compacte De plus, chaque satellite 54 du premier engrenage différentiel 4 est supporté directement par le pignon réducteur 53. La distance entre le second engrenage différentiel 6 et le pignon de réduction 53 peut être diminuée Ceci contribue aussi à réduire les dimensions du dispositif de transmission 7. Le troisième engrenage différentiel 21 (voir figure 1) est du type conique et a la même structure que le second engre- nage différentiel 6, de sorte qu'il serait superflu de le décrire en détail. On va décrire maintenant brièvement le fonctionnement de ce mode de réalisation L'énergie du moteur E est transmise à partir du vilebrequin l à l'arbre d'entrée 35 de la trans- mission 3 par l'embrayage 2 et, de là, à l'arbre de sortie 39 soit par le train d'engrenages de l'un quelconque des étages de transmission du mécanisme de transmission principal 37 ou du mécanisme de transmission secondaire 38 La force motrice 253935 a de l'arbre de sortie 39 est transmise du pignon de sortie 46 au pignon de réduction 53 et, de là', cette force est divisée par le premier engrenage différentiel 4 entre le planétaire 57 et la couronne dentée 55 La force motrice reçue par le plané- taire 57 est transmise aux roues avant de droite et de gauche 12, 17 par le'second engrenage différentiel 6 La force motrice reçue par la couronne dentée 55 est transmise aux roues arrière de droite et de gauche 20, 31 par le pignon 61, le couple conique 63, 52, le joint universel 18, l'arbre de propulsion 19 et' le troisième engrenage différentiel 21. Eventuellement, le mécanisme de transmission secon- daire 38 peut être conçu pour être utilisé à des vitesses élevées correspondant à la cinquième vitesse ou plus au lieu de servir à un ralenti de la première vitesse, comme il a été décrit ci- dessus, en prévoyant à cette fin des engrenages appropriés. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées aux exemples de réalisation représentés et décrits, sans sortir pour autant du cadre de l'invention. 253935 8 REVENDICATIONS 1 Mécanisme d'entraînement des roues avant et arrière d'un véhicule automobile qui comprend un moteur (E) comportant un vilebrequin ( 1) disposé dans la direction de la largeur du corps du véhicule, un dispositif de transmission ( 7) supporté sur un carter de moteur, d'un c 8 té de l'axe du vilebrequin ( 1), un embrayage ( 2) interposé entre le moteur (E) et la trans- mission ( 7), un premier engrenage différentiel ( 4) couplé à la transmission, un second engrenage différentiel ( 6) transmettant l'énergie de l'une des sorties du premier engrenage différentiel ( 4) aux roues avant ou arrière de droite et de gauche, un troisième engrenage différentiel ( 21) transmettant l'énergie de l'autre sortie du premier engrenage différentiel ( 4) aux roues arrière ou avant de gauche et de droite, caractérisé en ce que le premier engrenage différentiel ( 4) est du type planétaire, le second engrenage différentiel ( 6) est du type conique, les deux engrenages différentiels étant disposés de part et d'autre d'une position correspondant audit embrayage ( 2), sur le même axe, parallèlement audit vilebrequin ( 1). 2 Mécanisme d'entraînement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier engrenage différentiel ( 4) comprend un pignon planétaire ( 57), une couronne dentée ( 55) et un certain nombre de pignons satellites ( 54) engrenant avec le planétaire ( 57) et la couronne ( 55), lesdits satellites étant montés directement sur un pignon de réduction, tandis que le planétaire ( 57) et la couronne dentée ( 55) sont couplés individuellement à l'une quelconque des chaînes cinématiques d'entraînement ou de transmission.