Brevet FR2581727A1 — publié le 19861114

TRANSMISSION CONTINUE NON ETAGEE La présente invention se rapporte à une trans- mission, principalement utilisable dans un véhicule au- tomobile, et plus particulièrement à une transmission continue non étagée dont le rapport de changement de vitesse varie de façon continue avec la vitesse du véhi- cule. On connait déjà une transmission pour véhicule automobile dans laquelle le changement de vitesse s'effec- tue automatiquement en fonction de la vitesse réelle du véhicule. Dans cette transmission, le rapport de change- ment de vitesse est modifié par enclenchement d'un des embrayages affectés aux différentes vitesses. Dans un autre type de transmission, le rapport de vitesse est mo- difié par changement du rapport du diamètre d'une poulie menante à celui de la poulie menée. Ces transmissions connues présentent l'incon- vénient de nécessiter un mécanisme compliqué, dont le coût de fabrication est élevé, pour changer le rapport de vitesse de la transmission, puisque l'embrayage à en- clencher ou le rapport des diamètres des poulies doivent être changés en fonction de la vitesse réelle du véhicule. La première des deux transmissions usuelles décrites ci-dessus présente un autre inconvénient en ce que, puisque le rapport de vitesse de la transmission change de façon discontinue, il est difficile de réduire le choc qui est ressenti lorsqu'on change de vitesse-. Bien que la deuxième transmission décrite permette un changement de vitesse du véhicule sur une base non étagée, son mécanisme est tel qu'il est difficile d'obtenir une transmission de couple efficace. La présente invention a pour objet une trans- mission non étagée qui évite les inconvénients ci-dessus. La transmission non étagée conforme à la pré- sente invention permet un changement de vitesse du véhi- cule sur une base continue non étagée, elle assure une transmission de couple effective et elle est de construc- tion simple permettant sa fabrication économique en grande série. La transmission non étagée conforme à la pré- sente invention comprend un engrenage d'accélération, entraîné par une source de puissance; des pignons auxi- liaires, supportés de façon tournante sur l'engrenage d'accélération et dont les axes sont alignés avec les rayons de l'engrenage d'accélération et les dentures font saillie de part et d'autre de l'engrenage d'accélé- ration; un engrenage entraîné, disposé coaxialement à l'engrenage d'accélération, d'un côté de celui-ci et en prise avec les pignons auxiliaires; un engrenage de prise de puissance, disposé coaxialement à l'engrenage d'accé- lération, de l'autre côté de celui-ci et en prise avec les pignons auxiliaires; des moyens de transmission de puis- sance reliés à l'engrenage entrainé, pour transmettre la rotation de l'enqrenaqe entraîné à l'engrenage de prise de puissance; et un arbre d'entraînement, accouplé à l'engrenage de prise de puissance. Une puissance de rotation est transmise de la source de puissance à l'engrenage d'accélération, puis à l'engrenage entraîné par l'intermédiaire des pignons auxiliaires. L'engrenage entraîné transmet la puissance de rotation à l'engrenage de prise de puissance, par l'intermédiaire des moyens de transmission de puissance comprenant un convertisseur de couple. L'engrenage de prise de puissance fait lui-même tourner l'engrenage entraîné, par l'intermédiaire des pignons auxiliaires, en sens inverse du sens de rotation de l'engrenage de prise de puissance. Cela reste valable quel que soit la vitesse de rotation de l'engrenage d'accélération. Lors- que l'engrenage entrainé tourne à une vitesse élevée, l'engrenage de prise de puissance tourne également à une vitesse élevée. Plus la vitesse de rotation de ce dernier est élevée, plus la vitesse de rotation de l'engrenage entraîné augmente, par l'intermédiaire des pignons auxiliaires. Tant que la source de puissance continue à appliquer un couple d'accélération à l'engre- nage d'accélération, l'engrenage entraîné et l'engrenage de prise de puissance continuent à agir l'un sur l'autre de sorte que leur vitesse de rotation augmente. On suppose, par exemple, que la source de puissance fonctionne à une vitesse de 1000 t/mn que la différence entre la vitesse d'entrée et la vitesse de sortie du convertisseur de couple est de 200 t/mn et que l'engrenage d'accélération tourne à une vitesse de. 1lOt/mn en raison d'un rapport d'engrenages de réduction de la vitesse du moteur (1000 t/mn) de 10:1. L'engrenage entraî- né tourne donc à une vitesse de 200 t/mn. Lorsque l'en- grenage entraîné tourne à cette vitesse, l'engrenage de prise de puissance reste immobile puisque cette vitesse se trouve dans la plage de différence entre la vitesse d'entrée et la vitesse de sortie du convertisseur de couple. Si on accélère la source de puissance à 2000 t/mn, alors l'engrenage d'accélération tourne à une vitesse de 200 t/mn et l'engrenage entraîné tourne à une vitesse de 400 t/mn, de laquelle 200 t/mn sont enlevés par le con- vertisseur de couple et la vitesse résiduelle de 200 t/mn est transmise à l'engrenage de prise de puissance. Celui- ci tourne donc à une vitesse de 200 t/mn qui est transmi- se à l'engrenage entrainé et ajoutée à la vitesse de ro- tation de ce dernier, de sorte que l'engrenage entraîné tourne à une vitesse de 600 t/mn, de laquelle 200 t/mn sont enlevés par le convertisseur de couple et la vitesse résiduelle de 400 t/mn est transmise à l'engrenage de prise de puissance. Cette vitesse est à nouveau transmise à l'engrenage entraîné et ajoutée à sa vitesse de rotation. Ainsi, la vitesse de rotation de l'engrenage entraîné et celle de l'engrenage de prise de puissance augmentent constamment. L'engrenage de prise de puissance peut tourner à une vitesse constante lorsqu'il a atteint une vitesse de rotation désirée et que la vitesse du moteur a été ramenée à 1000 t/mn. Toutefois, en pratique, l'engrenage de prise de puissance est soumis à une charge qui réduit progressivement sa vitesse de rotation. L'engrenage de prise de puissance peut donc tourner à une vitesse cons- tante seulement lorsque le couple nécessaire pour per- mettre à l'engrenage de prise de puissance de continuer à tourner à une.vitesse constante est fourni continuelle- ment par la source de puissance. Ainsi, après accélération à une vitesse de ro- tation désirée, l'engrenage de prise de puissance peut tourner à une vitesse constante, avec le couple minimal nécessaire pour cela. Aussi longtemps que la source de puissance continue à fournir un couple d'accélération, le rapport de la vitesse de rotation de l'engrenage de prise de puissance à la vitesse de rotation du moteur augmente de façon continue, de sorte que la vitesse du véhicule peut changer de façon non étagée et sans choc. On peut régler à une valeur quelconque le rapport indiqué ci-dessus, par changement du rapport de la vitesse de rotation de l'engrenage de prise de puis- sance à celle de l'engrenage entraîné et/ou du rapport de la vitesse de rotation de l'engrenage d'accélération à celle du moteur et/ou par réglage de la pression 258 1727 d'huile dans le convertisseur de couple. La présente invention est avantageuse en ce qu'on obtient une transmission de couple positive, sans glissement, puisque le rapport de vitesse de la trans- mission est changé non par modification du rapport de diamètre de poulies mais par le train d'engrenages. La présente invention est également avantageu- se en ce qu'elle permet une production économique en grande série de transmissions, puisque les embrayages et le jeu de pignons de changement, qui font partie d'une transmission usuelle, sont supprimés dans la transmis- sion conforme à la présente invention. L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description détaillée ci-après de ses modes pré- férés de réalisation, avec référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue de face de la trans- mission non étagée conforme à la présente invention; - la figure 2 est une vue en perspective de cette transmission; - la figure 3 est une vue en plan d'un exemple de réalisation de l'engrenage d'accélération utilisé dans cette transmission; - la figure 4 est une vue de côté de cet en- grenage; - la figure 5 est une vue de face de l'engre- nage d'accélération en prise avec l'engrenage entraîné et avec l'engrenage de prise de puissance; - la figure 6 est une vue de côté de ce dispo- sitif; - la figure 7 est une vue de face d'un autre exemple de réalisation de l'engrenage d'accélération; et - la figure 8 est une vue de côté de cet en- grenage. On se reporte maintenant aux figures 1 et 2. 258 1727 La transmission continue non étagée conforme à la pré- sente invention comprend un engrenage d'accélération 2 entraîné par une source de puissance telle qu'un moteur 1, un engrenage entrainé 3 disposé d'un côté de l'en- grenage d'accélération 2 et entrainé par des pignons auxiliaires 6 montés de façon tournante sur l'engrenage d'accélération 2, un engrenage de prise de puissance 4 disposé de l'autre côté de l'engrenage d'accélération 2, et des moyens de transmission de puissance, comprenant un convertisseur de couple 13, par lesquels l'engrenage de prise de puissance 4 est mis en rotation en fonction de la vitesse de rotation de l'engrenage entraîné 3. On se reporte maintenant aux figures 3 à 6. L'engrenage d'accélération 2 comporte une denture péri- phérique extérieure, de manière à être accouplé à la source de puissance et entraîné par celle-ci, par l'in- termédiaire d'un pignon 5 (figure 1). Les pignons auxi- liaires 6 sont supportés de façon tournante sur l'engre- nage d'accélération 2, leurs axes 7-étant alignés avec les rayons de l'engrenage d'accélération 2. Les dentures des pignons auxiliaires 6 font partiellement saillie de part et d'autre de l'engrenage d'accélération 2, de ma- nière à engrener avec l'engrenage entraîné 3 d'un côté et avec l'engrenage de prise de puissance 4 de l'autre côté. L'engrenage entraîné 3 est disposé près de l'engrenage d'accélération 2, coaxialement à celui-ci, et il comporte une denture prévue pour engrener avec les pignons auxiliaires 6. L'engrenage de prise de puissance 4 est disposé de l'autre côté de l'engrenage d'accélération 2, coaxialement à celui-ci, et il com- porte une denture prévue pour engrener avec les pignons auxiliaires 6. Dans le cas d'une automobile, l'engrenage de prise de puissance 4 est accouplé à un arbre de pro- pulsion 8 pour l'entraînement des roues. Par l'intermié- 258 i727 diaire des pignons auxiliaires 6 montés sur l'engrenage d'accélération 2, l'engrenage entraîné 3 tourne en sens inverse du sens dans lequel tourne l'engrenage de prise de puissance 4. On se reporte à nouveau aux figures 1 et 2. Les moyens de transmission de puissance comprennent un convertisseur de couple 13 relié à l'engrenage entraîné 3 et à l'engrenage de prise de puissance 4 par l'inter- médiaire de pignons 9, 10, 11, 12 et 16. L'arbre d'en- trée 14 du convertisseur de couple 13 est relié à l'en- grenage entraîné 3, par l'intermédiaire des pignons 9 et 10, tandis que son arbre de sortie 15 est relié à l'engrenage de prise de puissance 4 par l'intermédiaire des pignons 11, 16 et 12. Le rapport de la vitesse de rotation de l'arbre de propulsion à celle de l'engrenage d'accélération 2 peut être déterminé par la différence entre la vitesse d'entrée et la vitesse de sortie du convertisseur de couple 13. L'engrenage entraîné 3 tourne à une vitesse de rotation double de celle de l'engrenage d'accéléra- tion 2. L'engrenage de prise de puissance 4 reste immobi- le tant que l'engrenage entraîné 3 tourne à une vitesse qui est à l'intérieur de la plage de différence mention- née plus haut. L'engrenage de prise de puissance 4 com- mence à tourner lorsque l'engrenage entraîné 3 tourne à une vitesse qui dépasse la différence ci-dessus. L'engre- nage entraîné 3 et l'engrenage de prise de puissance 4 agissent alors l'un sur l'autre de plus en plus, de sorte que la vitesse de rotation de chacun d'eux augmente, com- me déjà décrit. Par conséquent, la vitesse de rotation de l'engrenage de prise de puissance 4 augmente par rapport à celle de l'engrenage d'accélération 2. Dans le cas d'un véhicule automobile, les rap- ports de vitesse sont généralement de 6:1 pour la pre- mière vitesse et de 0,8:1 pour la vitesse maximale. Par conséquent, le mécanisme conforme à la présente invention permet également une accélération régulière si la vitesse de rotation de l'engrenage de prise de puissance 4 lors de l'accélération est inférieure à un sixième de celle du moteur. Dans le cas d'une automobile usuelle à l'arrêt, le moteur tourne au ralenti à une vitesse de 800 t/mn. P-ar conséquent, l'engrenage d'accélération 2 tourne à une vitesse de 80 t/mn si la vitesse de ralenti ci-dessus lui est transmise avec un rapport de réduction de 10:1. La vitesse de 80 t/mn est transmise à l'engrenage entraîné 3 qui tourne donc à une vitesse de 160 t/mn et cependant l'automobile ne bouge pas puisque cette vitesse est à l'intérieur de la plage de différence entre la vitesse d'entrée et la vitesse de sortie du convertisseur de couple 13. Pour mettre l'automobile en mouvement, il faut que l'engrenage entraîné 3 tourne à une vitesse de 300 t/mn environ, c'est-à-dire que la vitesse du moteur doit être augmentée à 1500 t/mn. Lorsque la vitesse du moteur a été portée à 1500 t/mn, l'engrenage de prise de puissance 4 tourne à une vitesse de 100 t/mn. Le rapport de la vites- se de rotation de l'engrenage 5 à celle de l'engrenage de prise de puissance 4 est alors de 15:1. Ainsi, le couple disponible pour l'accéléra- tion est plus grand que dans le cas des mécanismes usuels. Aussi longtemps que le moteur fonctionne à une vitesse de 1500 t/mn, l'engrenage de prise de puissance 4, et par suite l'arbre de propulsion, continue à prendre de la vitesse. Simultanément, le rapport de la vitesse de rota- tion de l'engrenage 5 à celle de l'engrenage de prise de puissance 4 diminue progressivement, car l'engrenage entraîné 3 et l'engrenage de prise de puissance 4 agis- sent l'un sur l'autre de façon constamment croissante, de sorte que la vitesse de rotation de chacun d'eux augmente. Lorsque l'engrenage de prise de puissance 4 a atteint une 258 1727 vitesse désirée, on réduit la vitesse du moteur à une valeur qui est suffisante pour appliquer à l'engrenage de prise de puissance 4 un couple minimal requis pour lui permettre de continuer à tourner à une vitesse constante. Cette diminution de la vitesse du moteur entraîne une nouvelle diminution du rapport indiqué plus haut. Ainsi, on peut économiser du combustible puisqu'il n'est pas nécessaire de maintenir le fonction- nement du moteur à une vitesse élevée. En outre, alors qu'on ressent un choc lors du changement de vitesse suivant l'art antérieur, cet in- convénient est maintenant évité par la présente inven- tion. Au lieu de relier l'engrenage de prise de puis- sance 4 à l'arbre de propulsion d'une automobile, l'en- grenage entraîné 3 ou l'arbre de sortie 15 peuvent être reliés à l'arbre de propulsion. Dans ce cas, la section de sortie de puissance de la transmission dans son ensem- ble comprend l'engrenage entraîné 3 ou l'arbre de sor- tie 15. On peut utiliser des engrenages coniques héli- coidaux pour l'engrenage entraîné 3, l'engrenage de prise de puissance 4 et les pignons auxiliaires 6. L'engrenage de prise de puissance 4 peut ne pas être relié à l'arbre de sortie 15 du convertisseur de couple 13, à condition que la structure soit telle que l'engrenage 4 prenne de la vitesse en proportion de l'augmentation de vitesse de rotation de l'arbre 15. Comme exemple d'une telle structure, l'arbre de sortie du convertisseur de couple 13 peut être relié aux roues arrière comme arbre d'entrainement de ces roues, l'engrenage 4 de prise de puissance étant relié aux roues avant. Dans ce cas, l'engrenage de prise de puis- sance 4 est relié indirectement à l'arbre de sortie 15 du convertisseur de couple 13, par l'intermédiaire des roues avant et arrière et du sol, de manière à être entraîné en rotation de cette façon. On peut utiliser tout autre type de moyens de transmission de puissance, au lieu d'un convertis- seur de couple, à condition qu'il engendre une diffé- rence entre la vitesse d'entrée et la vitesse de sortie. Dans l'exemple représenté sur les figures 7 et 8, les pignons auxiliaires 6 sont montés sur la péri- phérie extérieure d'un arbre 17 de l'engrenage d'accé- lération 2 et non directement sur l'engrenage 2. Dans ce cas, la force d'entraînement fournie par la source de puissance est appliquée à l, 'arbre 17 de l'engrenage d'accélération 2. 258 1727 REVENDICATIONS 1. Transmission non étagée, caractérisée en ce qu'elle comprend: un engrenage d'accélération (2), entraîné par une source de puissance (1); des pignons auxiliaires (6), supportés de façon tournante sur cet engrenage d'accélération et dont les axes sont alignés avec les rayons de l'engrenage d'accélération et les dentures font saillie de part et d'autre de l'engrenage d'accélération; un engrenage entrainé (3) disposé coa- xialement à l'engrenage d'accélération, d'un côté de celui-ci et en prise avec les pignons auxiliaires; un engrenage de prise de puissance (4) disposé coaxiale- ment à l'engrenage d'accélération, de l'autre côté de celui-ci et en prise avec les pignons auxiliaires; des moyens de transmission de puissance (9-16) reliés à l'engrenage entraîné, pour transmettre la rotation de celui-ci à l'engrenage de prise de puissance; et un arbre entraîné 8 accouplé à l'engrenage de prise de puissance 4. 2. Transmission suivant la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens de transmission de puissance comprennent un convertisseur de couple (13).