Brevet FR2562976A1 — publié le 19851018

La présente invention a pour objet un dispo- sitif d'entraînement a quatre roues motrices pour ve- hicules, et en particulier pour un dispositif du type dans lequel l'entraînement provenant d'une transmis- sion a olusieurs vitesses est transmis, par l'lntermé- diaire d'un mécanisme différentiel, à une première paire d'essieux, et par l'intermédiaire du boîtier de ce mécanisme différentiel et d'un mécanisme de trans- Fert, a une seconde paire d'essieux. Un dispositif de ce type est décrit dans le modèle d'utilité japonais publié n 55-83119, qui com- porte un mécanisme différentiel ayant un boîtier de différentiel supportant un engrenage d'entrée qui lui est fixé, et qui est relié a un engrenage de sortie sur un arbre de sortie d'une transmission à plusieurs vitesses, ce dispositif comprenant également une pre-- mière paire d'essieux reliés a ce mécanisme différen-. tiel et parallèles à l'arbre de sortie et un mécanisme de transfert comprenant un arbre de transfert s'éten- dant parallèlement à ladite première paire d'essieux pour transmettre l'entraînement depuis le boîtier de différentiel jusqu'à un arbre c'entraîinement et ensui- te jusqu'à la seconde paire d'essieux. Dans ce dispo- sitif, l'engrenage d'entrée, fixé sur le boîtier de différentiel, est en prise avec l'engrenage de sortie sur l'arbre de sortie de la transmission, tandis qu'un engrenage d'entrée sur ledit arbre de transfert engrè- ne avec un arbre d'entrée du boîtier de différentiel jusqu'à ladite seconde paire d'essieux. Ce dispositif présente les inconvénients suivants: 1'- Si l'on souhaite modifier les diamètres de l'engrenage de sortie de la transmission et de l'engrenage d'entrée du mécanisme différentiel, de fa- con a modifier le rapport de réduction final, l'engre.- nage d'entrée de l'arbre de transfert doit également avoir son diamètre modifié de façon à laisser inchan- gée la position de l'arbre de transfert. Il en résulte que le rapport entre les deux engrenages d'entrée est modifié, de sorte que les vitesses de rotation de la première et de la seconde paires d'essieux ne peuvent plus alors coïncider. Ceci oblige a modifier le rap- port d'engrenage du système de transfert depuis l'ar- bre de transfert jusqu'à la seconde paire d'essieux, pour mettre la vitesse de rotation des seconds essieux en accord avec celle des premiers essieux. En alterna- tive, l'arbre de transfert peut avoir sa position mo- difiée pour éviter un changement du rapport d'engrena- ge des deux engrenages d'entrée précités, mais ceci rend nécessaire le remplacement du boitier de trans- fert. 2'- L'espacement inter-axes entre la premiè- re paire d'essieux et l'arbre de transfert doit être maintenu à la somme des rayons de l'engrenage d'entrée du mécanisme différentiel et de l'engrenage d'entrée sur l'arbre de transfert. Du fait que l'engrenage d'entrée du mécanisme différentiel doit avoir un dia- mètre relativement grand pour obtenir le rapport de réduction désiré, le transfert doit être agrandi de façon à maintenir le même espacement inter-axes. Suivant l'invention, le dispositif d'entrai- nement à quatre roues motrices pour un véhicule com- portant une première et une seconde paires d'essieux, est caractérisé en ce qu'il comprend une transmission à plusieurs vitesses avec un engrenage de sortie, un mécanisme différentiel relié à la première paire d'es- sieux, un mécanisme de transfert ayant un engrenage d'entrée en liaison d'entrainement avec une seconde paire d'essieux, un premier engrenage sur le mécanisme différentiel associe à l'engrenage de sortie de la transmission pour provoquer la rotation du mécanisme différentiel et par conséquent de la première paire d'essieux, et un second engrenage sur le mécanisme différentiel associe audit engrenage de sortie du mécanisme de transfert pour faire tourner ce dernier et par conséquent la seconde paire d'essieux. Une autre caractéristique du dispositif dé- crit dans le modèle d'utilité précité consiste dans le fait que l'arbre d'entrée du mécanisme de transfert est disposé dans un boitier de transfert en parallèle avec la première paire d'essieux et est relié de ma- nière détachable, par l'intermédiaire d'un embrayage, à l'engrenage d'entrée coopérant avec le boîtier du mécanisme différentiel. L'arbre d'entrée du mécanisme de transfert est divisé en deux moitiés, dont l'une est équipée d'un mécanisme à engrenages relié à la se- conde paire d'essieux, tandis que l'autre est formée d'une seule pièce avec l'engrenage d'entrée coopérant avec le boîtier de différentiel. Les deux moitiés d arbre sont ajustées rotativement l'une dans l'autre et sont supportées rotativement à leurs deux extrémi- tés dans le boîtier de transfert par l'intermédiaire de paliers, l'embrayage précité étant ajusté sur la circonférence extérieure des parties imbriquées des deux moitiés d'arbre, pour relier ces dernières de manière amovible. Cette construction est extrêmement compliquée. Alors qu'il est possible de réaliser d'une seule pièce l'arbre d'entrée de transfert, avec un en- grenage d'entrée séparé porté sur celui-ci, le palier subit ensuite un désalignement en raison de la puis- sance d'entraînement délivrée à partir du boîtier de différentiel, ce qui crée un autre problème d'-erreur d'engrènement à la partie en prise de l'engrenage entre l'engrenage d'entrée et l'engrenage du boîtier de différentiel, et également sur la partie en prise de l'embrayage. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, le dispositif comporte un mécanisme de trans- fert ayant un engrenage d'entrée porté sur un arbre d'entrée et en liaison d'entrainement avec la seconde paire d'essieux, l'engrenage d'entrée est muni d'un corps, et un palier supporte rotativement ce corps de l'engrenage d'entrée dans le mécanisme de 'transfert. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, faite en référence à la figure unique annexée, qui représente une vue en coupe avec éléva- tion partielle d'un dispositif d'entraînement selon l'invention. La plus grande partie des éléments du dispo- sitif d'entraînement représenté au dessin est consti- tuée par une transmission à plusieurs vitesses 1, un mécanisme différentiel 2 qui comprend un boîtier 3 de différentiel ayant un mécanisme différentiel à engre- nages logé dans celui-ci, une paire de premiers es- sieux 4 droit et gauche reliés au mécanisme différen- tiel 3, et un mécanisme de transfert 5 pour transmet- tre la puissance d'entraînement depuis le boîtier 3-de différentiel jusqu'à un arbre d'entrainement 17 et de là jusqu'à une paire de seconds essieux (non représen- tés), de toute manière conventionnelle connue en soi. La transmission 1 comprend un arbre d'entrée 7 relié, par l'intermédiaire d'un embrayage principal 6, au vi- lebrequin du moteur, et un arbre de -sortie 8 disposé en parallèle avec l'arbre d'entrée 7. Entre ces deux arbres 7 et 8, est interposé un mécanisme de transmis- sion à engrenages à six vitesses avant et.à une vites- se arrière. qui est constitué d'une transmission avant G1 a G5, d'un train d'engrenages arrière GR, et d'un train d'engrenages très lent EL, disposés de manière que l'une quelconque des vitesses puisse etre sélec- tionnée de manière conventionnelle. Le mécanisme différentiel 2 est relié, par l'intermédiaire d'un engrenage d'entrée 9, qui est fixe sur la circonférence du boîtier de différentiel 3, a un engrenage de sortie 10 sur l'arbre de sortie 8 de la transmission 1. Les premiers essieux 4 sont mon- tés dans le centre de révolution du bottier de diffé- rentiel 3 et parallèlement aux arbres de transmission 8, 9. Le mécanisme de transfert 5 comprend un arbre d'entrée 12 monté dans un boîtier de transfert 11 en parallèle avec les premiers essieux 4, un engrenage d'entrée 14 qui engrène avec un engrenage d entraine- ment 13 fixé sur le boîtier de différentiel 3, un em- brayage 15 interposé entre l'arbre d'entrée 12 et 1 engrenage d'entrée 14, et '1 arbre 17 d'entrainement du second essieu qui est relié à l'arbre d'entrée 12 par un pignon conique 16 et qui s'étend dans une di- rection perpendiculaire à l'arbre d'entrée 12. Cette forme de réalisation diffère de l'art antérieur décrit ci-dessus par le fait qu'elle prévoit les deux engrenages 9 et 13 plutôt qu'un seul, ces deux engrenages étant fixés sur le bottier 3 du méca- nisme différentiel 2. L'engrenage d'entrée 9 du méca- nisme différentiel 2, et le bottier 3 de différentiel, sont disposés avec l'engrenage d'entrée 9 ajusté sur la circonférence extérieure du boîtier 3 et attaché à une collerette 3a du bottier par des boulons 21. L'en- grenage 13 d'entraînement de l'arbre de transmission est maintenu en butée contre le côté de l'engrenage d'entrée 9 et est également fixé en place par les mêmes boulons 21. Suivant une autre caractéristique de ce mode de réalisation, l'engrenage d'entrée 14, tout en étant porté par l'arbre d'entrée 12, est également porté par le boîtier 11 de transfert par un palier 18 placé sur la circonférence extérieure du corps 14a de l'engrena- ge d'entrée 14. L'arbre d'entrée 12 est monté rotati- vement à ses deux extrémités dans le boitier de tran- sfert 11 par des paliers correspondants 19. L'arbre 12 porte a une extrémité (extrémité de gauche en regar- dant le dessin) le mécanisme à engrenage conique 16 et, au voisinage de son autre extrémité (extrémité de droite sur le dessin), l'engrenage d'entrée 14 au moyen d'un palier 20. Le corps 14a s'étend à partir de l'engrenage d'entrée 14 d'une seule pièce avec celui- ci, et sa circonférence extérieure est supportée par le palier 18 directement sur une paroi intermédiaire 11a du boîtier de transfert 11. L'embrayage 15 comprend un manchon 15b muni de cliquets 15a situés en visà-vis de cliquets 14b à l'extrémité du corps 14a de l'engrenage d'entrée 14, et le manchon 15b est cannelé sur un manchon 12a fixé sur l'arbre d'entrée 12, afin de pouvoir tourner avec celui-ci. Il en résulte que l'arbre d'entrée 12 peut être relié et dégagé de l'engrenage d entrée 14 par un déplacement coulissant du manchon 15b d'embrayage, ce déplacement étant effectué au moyen d'une fourchette d de changement de position et d'un levier de com- mande 15c. Cette construction perfectionnée du méca- nisme de transfert peut être utilisée soit avec l'en- grenage d'entrée 14 en prise avec l'engrenage 13, com- me représenté, ou bien directement avec l'engrenage 9 s il est souhaitable d'éliminer l'engrenage 14, mais dans ce dernier cas, on perdrait les autres avantages mentionnés ci-dessus. Le fonctionnement du mode de réalisation de l'invention qui vient d'être décrit est le suivant. La puissance d'entraînement fournie par le moteur est transmise par l'engrenage de sortie 10 de la transmission 1 à l'engrenage d'entrée 9 du mecanis- me de différentiel 2, et de là aux premiers essieux 4, et est également transmise par l'engrenage d'entraine- ment 13 sur le mécanisme différentiel 2 jusqu'à l'en- grenage d'entrée 14 sur l'arbre d'entrée 12 du méca- nisme de transfert 5, et de là, par l'intermédiaire de l'embrayage 15, du mécanisme à pignon conique 16 et de l'arbre 17 d'entrainement jusqu'aux seconds essieux. Avec l'agencement représenté, l'engrenage de sortie 10 sur l'arbre de sortie 8 et l'engrenage d'en- trée 9 du mécanisme différentiel 2 peuvent être rem- places, de façon à modifier le rapport de réduction final, sans qu'il soit necessaire de modifier l'espa- cement inter-axes entre l'arbre de sortie a de la transmission 1 et les premiers essieux 4 du mécanisme différentiel 2, et sans modifier la relation entre l'engrenage d'entraînement 13 sur le mécanisme diffé- rentiel 2 et l'engrenage d'entrée 14 sur l'arbre 1Z du mécanisme de transfert. De ce fait, les vitesses de révolution des premiers essieux 4 et des seconds es- sieux ne sont pas décalées entre elles. de sorte qu'il n'est pas nécessaire de modifier le rapport d engrena- ge du système d'entraînement qui s'étend depuis le mécanisme de transfert 5 jusqu'aux seconds essieux. En outre, dans le cas o les diamètres des roues sur les premiers essieux 4 et des roues sur les seconds essieux sont différents l'un de l'autre, on peut faire coincider ensemble les vitesses circonfé- rentielles de toutes les roues en remplaçant l'engre- nage d'entraînement 13 sur le mécanisme différentiel 2 et l'engrenage d entrée 14 sur l'arbre 11 d'entrée de transfert. Même dans un tel cas, il n'est pas néces- saire de remplacer le boîtier de transfert ou similai- re du mécanisme de transfert 5. De plus, l'engrenage d'entrée 9 du mécanisme différentiel 2 doit avoir un diamètre relativement grand en rapport avec le rapport de réduction finale, mais la taille de l'engrenage d'entraînement 13 n'est pas restreinte de manière similaire, de sorte qu'il peut avoir un diamètre relativement petit. Il en ré- sulte que le mécanisme différentiel peut être agencé de telle sorte que l'engrenage d'entrée 14 sur l'arbre 12 s'étende a l'intérieur de la circonférence de l'en- grenage d entrée 9 du mécanisme différentiel 2, d'une distance égale a la différence entre le rayon de l'en- grenage d'entrée 9 et le rayon de l'engrenage d'en- trainement 13, de sorte que l'espacement inter-axes entre les essieux 4 et l'arbre de transmission 12 du mécanisme de transfert 5 puisse être diminué. Il convient de noter que la puissance d'en- trainement à partir de l'engrenage d'entraînement 13 du mécanisme différentiel 2 est appliquée à l'engrena- ge d'entrée 14 sur l'arbre d'entrée 12 essentiellement de la même façon que dans l'art antérieur. Cependant, l'engrenage d'entrée 14 de ce mode de réalisation a son corps 14a supporté à sa circonférence extérieure dans le boîtier de transfert 11 par le palier 18, pour éviter toute possibilité de désalignement. De plus, l'arbre d entrée 12 est additionnellement supporté dans le boîtier de transfert 11 par l'engrenage d'en- trée 14 et les paliers 18, 20, et ce support supplé- mentaire signifie que l'arbre peut avoir un diamètre relativement petit. En même temps, en comparaison avec une construction dans laquelle l'arbre d'entrée 12 est supporté a une partie intermédiaire de celui-ci direc- tement dans le boîtier de transfert 11 par un palier distinct, l'arbre d'entrée 12 peut être raccourci par la largeur d'un tel palier. De plus, du fait que le palier 18 est monté dans le corps 14a, qui a un diamètre supérieur à l'arbre d'entrée 12, la capacité du palier est augmentée. REVENDICATIONS 1.- Dispositif d'entrainement à quatre roues motrices pour un véhicule ayant une première et une seconde paires d'essieux, caractérisé en ce qu'il com- prend une transmission à plusieurs vitesses (1) munie d un engrenage de sortie (10). un mécanisme différen- tiel (2) relié à la première d'essieux (4), un méca- nisme de transfert (5) muni d'un engrenage d'entrée (9) en liaison d'entraînement avec la seconde paire d'essieux, un premier engrenage sur le mécanisme dif- férentiel (2) coopérant avec l'engrenage de sortie (10) de la transmission (1) pour provoquer la rotation du mécanisme différentiel et de ce fait celle de la première paire d'essieux (4). et un second engrenage sur le mécanisme différentiel en prise avec l'engrena- ge d'entrée du mécanisme de transfert (5) pour mettre en rotation ce dernier et par conséquent la seconde paire d'essieux. 2.- Dispositif d'entrainement selon la re- vendication 1, caractérisé en ce que les premier et second engrenages sont positionnés juste prés l'un de, l'autre et sont reliés par des boulons au mécanisme différentiel (2). 3.- Dispositif d'entraînement selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les axes des arbres (7, 8) de la transmission à plusieurs vitesses (1) et l'engrenage d'entrée (14) du mécanisme de transfert (5), ainsi que l'axe de la première paire d'essieux (4), sont tous parallèles et situés en des emplacements fixes. 4.- Dispositif d'entraînement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier engrenage et l'engrenage de l'arbre de sor- tie (8) de la transmission (1) sont amovibles et peu- i vent être remplacés par une paire d'engrenages ayant la même somme de diamètres que lesdits engrenages, pour faire -arier e rapport d entrainement de la transnission (1, à la première paire (4) et à la se- conde paire d'essieux. 5.- Dispositif selon l'une des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que le second engrenage et l'engrenage Cd'entrée (9, 10) du mêcanisme de transfert (2) sent amovibles et peuvent être rem- l0 placés par une paire d'engrenages ayant la meme somme de diametres que iesdics engrenages, pour faire varier le rapport de isa rotation entre la première paire d'essieux (4) -t l'arbre d'entrainement (17) de la seconde paire d'essieux. 6.- Dispositiif selon l'une des revendica- tions précédentes, caractérise en ce que le mécanisme de transfert (5) comprend un boîtier (11) et un arbre d entrée '12) monté rotativement dans le bo tir 11)> à chacune de ses extrémités sur des paliers (19), l' engrenage d'entrée (14' étant monté rotativement sur l'arbre d'entrée (12) et ayant un corps (14a), et un autre palier (18) situé au voisinage du milieu de l'arbre d entrée (12i supportant rotativement l'engre- nage d'entrée (14) par le corps (14a) de-ce dernier. 7.- Dispositif selon la revendication 6, ca- ractérisé en ce que le mécanisme de transfert comprend un embrayage (15) avec des cliquets d'embrayage (14b) sur l'engrenage d'entrée (14), et un manchon (15b) d embrayage équipé de cliquets (15a) d'embrayage, mon- té à coulisse sur l'arbre d'entrée (12) pour engager sélectivement les cliquets (14b) d'embrayage de l'en- grenage d'entrée (14). 8.- Dispositif selon l'une des revendica- tions 6 et 7, caractérisé en ce qu'il comprend un ar- bre -d'entraînement (17) dans le mécanisme de transfert (2), dont l'axe est perpendiculaire à celui de l'arbre d'entrée (12), et un entraînement par pignon conique (16) reliant ces deux arbres (12, 17). g9.- Dispositif d'entraînement à quatre roues motrices pour un véhicule ayant une première paire (4) et une seconde paire d'essieux, caractérisé en ce qu'il comprend une transmission (1) à plusieurs vites- ses avec un engrenage de sortie, un mécanisme diffé- rentiel (2) comprenant la première paire d'essieux (4) et un mécanisme de transfert (5)-muni d'un engrenage d'entrée (14) porté par un arbre d'entrée (12) en liaison d'entrainement avec la seconde paire d'es- sieux, l'engrenage d'entrée (14) étant muni d'un corps (14a), et un palier (18) supporte rotativement le corps (14a) de l'engrenage d'entrée (14) dans le méca- nisme de transfert (5).