Brevet FR2623869A1 — publié le 19890602

La présente invention concerne une transmis- sion, et en particulier une transmission multi-vitesses pour un véhicule industriel. Des véhicules industriels sont généralement équipés, d'une manière connue, d'une transmission comprenant un grand nombre de vitesses de marche avant ( par exemple huit, dix, douze ou seize) et au moins une vitesse de marche arrière. Les différentes vitesses sont obtenues en reliant en série une unité principale de transmission ou "I boite de vitesses de base ", comprenant de trois à six rapports de marche avant plus un rapport de marche arrière, un multiplicateur ou diviseur de rapports comprenant deux ou trois rapports de marche avant, et éventuellement un réducteur de gamme comprenant généralement deux rapports. Des transmissions connues du type décrit présentent certains inconvénients. L'incorporation du rapport de marche arrière plus un grand nombre de rapports de marche avant dans l'unité principale de transmission, qui est actionnée mécaniquement d'une manière connue au moyen d'un levier, signifie que l'agencement d'ensemble des positions d'actionnement du levier, ou la grille de commande, est assez compliqué et difficile à actionner. - En outre, la complexité de l'unité principale de transmission, c'est-àdire le nombre et la dispersion des valeurs des différents rapports de transmission qu'elle comprend, se traduit par un dimensionnement d'ensemble important des pignons et par conséquent de la transmission proprement dite et par un grand nombre de fourches de sélection. L'objet de la présente inven- tion est de créer une transmission, en particulier pour un véhicule industriel, qui ne présente pas les incon- vénients précités des transmissions de type connu. Ledit objet est réalisé conformément à la présente invention par une transmission pour véhicule, du type comprenant au moins une unité principale de transmission et une unité de division en combinaison mutuelle, caractérisée en ce que ladite unité principa- le de transmission définit plusieurs rapports de marche avant et ladite unité de division définit au moins deux rapports de marche avant et au moins un rapport de marche arrière. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe d'une première réali- sation d'une transmission pour véhicule industriel construite conformément à la présente invention; la figure 2 représente un levier de changement de vitesse pour la transmission de la figure 1, en montrant les positions relatives d'actionnement la figure 3 est une vue en coupe d'une seconde réalisa- tion de la présente invention. Sur la figure 1, la référence numérique 1 désigne dans son ensemble une transmission pour un véhicule industriel. La transmission 1 comprend une unité de division 2 qui est entraînée par un pignon placé à l'extrémité d'un vilebrequin 4, et une unité principale de transmission 5 reliée à la sortie de l'unité de division 2. L'unité de division 2 et l'unité principale de transmission 5 sont logées dans des parties respectives du carter de transmission 6. L'unité de division 2 comprend un arbre principal 7 supporté à une extrémité par un palier logé dans le pignon 3, et supporté à son autre extrémité, qui définit le pignon de sortie de l'unité de division 2, par un second palier 13 logé dans un siège correspon- dant 14 prévu dans le carter de transmission 6. Le pignon est en permanence en prise avec une roue dentée 15 clavetée sur un arbre auxiliaire ou arbre intermédiaire 16, qui est par conséquent entrainé par le pignon 3. Deux roues dentées 18, 19 sont montées sur l'arbre principal 7 au moyen d'un coussinet 17 et elles sont en permanence en prise respectivement avec une roue dentée 20 clavetée sur l'arbre intermédiaire 16 et avec une denture périphé- rique 21 prévue sur l'arbre intermédiaire 16. Il est également monté fou sur l'arbre principal 7, au moyen d'un roulement à rouleaux respectif 24, un autre pignon qui est accouplé angulairement, par un pignon inverseur non représenté, avec une seconde denture périphérique 26 de l'arbre intermédiaire 19. Finalement il est prévu sur l'arbre principal 7 deux manchons dentés 27, 28 fixés par clavetage et qui sont interpo- sés dans la direction axiale respectivement entre le pignon 3 et la roue dentée 18 ainsi qu'entre les roues dentées 19 et 25. D'une manière connue, l'un ou l'autre des manchons 27, 28 peut être accouplé rigidement avec une des roues dentées adjacentes par un manchon coulissant respectif 29, 30 de type classique et par des moyens de synchronisation respectifs de façon à former ainsi un accouplement angulaire établissant un rapport de transmission prédéterminé entre le vilebrequin 4 et l'arbre principal 7. En particulier, quand le manchon 29 est déplacé vers la gauche, en considérant le dessin, il bloque angulairement le pignon 3 sur l'arbre 7 de façon à établir un rapport de transmission égal à l'unité entre l'arbre 4 et l'arbre 7 ( prise directe). Au contraire, par accouplement de la roue dentée 18 ( manchon 29 vers la droite) o de la roue dentée 19 ( manchon 30 vers la gauche), on obtient deux autres rapports de transmission avec augmentation de la démultiplication dans la même direction ( rapport de marche avant). L'accouplement de la roue dentée 25 ( manchon vers la droite) fait en sorte que la transmission s'effectue dans la direction opposée ( rapport de marche arrière) du fait de l'utilisation dudit pignon inverseur. L'unité principale de transmission 5 comprend un ensemble réducteur 34 ayant deux rapports de transmission et un train réducteur épicyclique ayant deux rapports de transmission, ce qui donne au total quatre rapports de transmission. L'ensemble réducteur 34 comprend un arbre 36 coaxial à l'arbre principal de l'unité de division 2. Cet arbre 36 est supporté par le pignon 10 et par le carter 6 de la transmission par l'intermédiaire de paliers respectifs 37. Sur l'arbre 36 sont montés un pignon fou 38 et un manchon claveté 39 qui est interposé dans la direction axiale entre le pignon 10 et le pignon fou 38. Le pignon 10 entraîne une première partie dentée 40 d'un second arbre intermédiaire 43 dont une seconde partie dentée 44 est en prise avec le pignon fou 38. Un manchon coulissant 45 peut accoupler angulai- rement le pignon 39 avec le pignon 10 ou bien avec le pignon 38 de façon à obtenir dans le premier cas une prise directe entre l'arbre principal de l'unité de division 2 et l'arbre 36, et dans le second cas un rapport de transmission réduit au moyen des paires de pignons 10-40 et 44-38. - Le train réducteur épicyclique 35 comprend un pignon central 46 formé sur une partie extrême de l'arbre 36, une couronne externe à denture intérieure 47 coaxiale au pignon central 46 et trois ou plus de trois pignons satellites 48, dont un seulement est visible et est en prise avec le pignon central 46 et la couronne dentée 47 et tourne fou sur des tourillons respectifs 49 montés sur un porte-satellites 50 se composant d'un flasque terminal de l'arbre de sortie 51 du train réducteur épicyclique 35. La couronne à denture intérieure 47, qui a sensiblement une forme de cloche, comprend une partie tubulaire 54 montée sur l'arbre 51 au moyen d'un roulement à billes 55. Des pignons respectifs 56, 57 sont clavetés sur la partie tubulaire 54 de la couronne dentée 47 et sur l'arbre de sortie 51. Un autre manchon coulissant 58 peut accoupler les pignons précités 56, 57 l'un avec l'autre ( position vers la droite) de façon à relier rigidement ensemble le porte-satellites 50 avec la couronne dentée 47 et à obtenir ainsi une prise directe entre l'arbre 36 et l'arbre de sortie 51. A cet égard, dans cette configura- tion, les satellites 48 ne tournent pas autour de l'axe de leurs propres tourillons 49 mais ils sont soumis à un mouvement de révolution autour de l'axe du pignon central 46 de manière à bloquer angulairement ce pignon central 46 avec la couronne dentée 47. En variante, si le manchon est déplacé vers la gauche en considérant le dessin, il accouple le pignon 56 avec un manchon denté 59 solidaire du carter 6 de la transmission de-façon à bloquer la couronne dentée 47 et à obtenir une transmission de mouvement avec un rapport de réduction entre le pignon central 46 et le porte-satellites 50, c'est-à-dire entre l'arbre 36 et l'arbre de sortie 51. Enfin l'arbre de sortie 51 est pourvu d'un flasque extrême 60 éloigné du porte-satellites 50 et à l'aide duquel, quand il est en service, la trans- mission 1 est reliée aux éléments de transmission de mouvement aux roues du véhicule. L'unité principale de transmission 5 est commodément actionnée à l'aide d'un levier mécanique 64 d'un type classique comportant quatre positions. La figure 2 représente une réalisation de la grille de commande du levier, cette figure montrant les positions relatives correspondant aux différentes vitesses de marche avant. L'unité de division 2 est avantageusement amenée dans ses différentes positions à l'aide de dispositifs hydrauliques ou pneumatiques d'actionnement 61 qui sont commandés électriquement par des sélecteurs respectifs 65, 66 disposés sur le levier de changement de vitesse 64. Les dispositifs d'actionnement 61 sont du type à double plongeur et permettent un actionnement en trois positions ( gauche- neutre- droite) de tiges respectives 62 portant des fourches classiques respec- tives 63 pour déplacer les manchons 29, 30. Spécifique- ment, le sélecteur à trois positions 65 commande l'engagement des trois vitesses de marche avant de l'unité de division 2, ce qui peut être obtenu en faisant tourner un levier radial 66 jusque dans la position requise par rapport au levier de changement de vitesse 64. Le sélecteur à deux positions 66 commande l'engagement et le dégagement de la marche arrière, respectivement en faisant monter et descendre un bouton d'extrémité 68 prévu sur le levier 64. Le fonctionnement de la transmission 1 a été mis en évidence dans la description faite ci-dessus et ne sera par conséquent pas décrit en détail. Il est à noter que la transmission 1 est pourvue de douze vitesses de marche avant correspondant à la combinaison des trois rapports de marche avant de l'unité de divi- sion 2 avec les quatre rapports de l'unité principale de transmission 5, et également de quatre vitesses de marche arrière correspondant aux quatre vitesses de l'unité principal de transmission 5 quand la marche arrière a été engagée dans l'unité de division 2. Sur la figure 3, la référence numérique 74 désigne dans son- ensemble une transmission pour un véhicule industriel, comprenant une unité de division et une unité principal de transmission 76. L'unité principal de transmission 76 se compose d'un premier étage 77 associé à l'unité de division 75 et d'un second-étage se composant d'un train réducteur épicycli- que identique au train réducteur épicyclique 35 de la transmission 1, de sorte qu'on a utilisé les références numériques de la figure 1 sur la figure 3 et que la description ne sera pas répétée dans la suite. L'unité de division 75 comprend un arbre creux 78 qui est entraîné à une extrémité par un arbre d'entrée 80 par l'intermédiaire d'une liaison cannelée 79. L'arbre creux 78 définit à son autre extrémité un moyeu denté 84 et il est supporté auxdites extrémités respective- ment par le carter de transmission 85 et par l'arbre d'entrée 86 de l'unité principale de transmission 76 au moyen de roulement à rouleauc coniques 87. Sur l'arbre creux 78 sont clavetés deux pignons 88, 89 entre lesquels est interposé un organe d'espacement 90 tandis qu'un troisième pignon 94 est monté fou dans une position adjacente au moyeu denté 84. Deux pignons fous 95, 96 et un moyeu denté claveté interposé 97 sont montés sur l'arbre d'entrée 86 de l'unité principale de transmission 76. Le pignon 95 comprend une partie tubulaire 98 qui s'étend axialement en direction du moyeu denté 84 de l'arbre creux 78. Un premier manchon coulissant 99 d'un type classique est disposé de manière à coupler angulaire- ment le pignon 94 ou la partie tubulaire 98 du pignon avec le moyeu denté, c'est-à-dire avec l'arbre creux 78, à l'aide d'un moyen de synchronisation de type connu. De façon analogue, un second manchon coulissant peut relier rigidement le pignon 95 ou le pignon 96 avec le moyeu denté 97. La transmission 74 comprend un seul arbre intermédiaire 104 dont l'axe est parallèle aux axes des arbres 78 et 86. Sur l'arbre intermédiaire 104, supporté à ses extrémités par des roulements à rouleaux coniques 105, il est prévu un pignon fou 106 couplé angulairement avec le pignon 88 par un pignon inverseur, non représenté, et un pignon fixe 107 qui est en prise avec le pignon fou 94. Le pignon 107 comporte une partie tubulaire 108 qui s'étend dans une direction radiale vers le pignon 10.6. Sur la partie tubulaire 108 est monté fou un troisième pignon 109 en prise avec le pignon 89. Un moyeu denté est claveté sur l'arbre intermédiaire 104 dans une position située axialement entre le pignon 106 et la partie tubulaire 108 du pignon 107 et il peut être relié rigidement, à l'aide d'un manchon coulissant 114 et d'un moyen de synchronisation, avec le pignon 106 ou bien avec le pignon 109. Finalement, il est prévu deux pignons 115, 116 sur l'arbre intermédiaire 104, ces pignons étant respectivement en prise avec le pignon et le pignon 96. L'arbre d'entrée 86 de l'unité principale de transmission 76, également supporté par le carter de transmission 85 par l'intermédiaire de deux roulements à rouleaux 117, dont l'un est monté sur la partie tubulaire 98 du pignon 95, définit à une extrémité le pignon central 46 du train réducteur épicyclique 35. La transmission 74 fonctionne de la manière suivante. Lors d'un déplacement du manchon 114 vers la gauche, un mouvement est transmis par l'arbre creux 78 à l'arbre intermédiaire 104 au moyen de la paire de pignons 88, 106 et du pignon inverseur. La marche arrière est par conséquent engagée, avec quatre rapports possibles de l'unité principale de transmission 76 qui sont obtenus en combinant avec les positions du manchon 58 du train réducteur épicyclique les positions du manchon 100 qui, quand il est déplacé vers la gauche, établit une transmission de mouvement à l'arbre d'entrée 86 au moyen de la paire de pignons 115-95 alors que, quand il est déplacé vers la droite, il assure une transmission de mouvement au moyen de la paire de pignons 116-96. Lors d'un déplacement du-manchon 114 vers la droite jusque dans la position indiquée sur la figure, ou bien lors d'un déplacement du manchon 99 vers la gauche, on obtient deux rapports différents de marche avant de l'unité de division 75 qui, lorsqu'ils sont combinés avec les quatre rapports précités de l'unité principale de transmission 76, permettent d'obtenir huit vitesses de marche avant. Si le manchon est mainte- nu dans sa position folle et si le manchon 99 est déplacé vers la droite, on peut obtenir quatre autres rapports de marche avant par combinaison des positions des manchons 100 et 58. Spécifiquement, lorsque le manchon 100 est déplacé vers la gauche ou vers la droite, le mouvement est transmis de l'arbre creux 78 au pignon 95 et à l'arbre 86 de façon à établir une prise directe entre l'arbre creux 78 et l'arbre 86, ou bien respectivement l'arbre intermédiaire 104, et ensuite l'arbre 86 au moyen de la paire de pignons 116- 86. Le train réducteur épicyclique 35 opère comme décrit ci-dessus. La transmission 74 comporte par conséquent douze rapports de marche avant et quatre rapports de marche arrière de même que la transmission 1. A nouveau dans ce cas ( figure 2), l'actionnement est effectué à l'aide d'un levier mécanique 64 à quatre positions, qui commande l'unité principale de transmission 76, à l'aide d'un sélecteur 67 qui commande l'engagement des vitesses de marche avant dans l'unité de division 76, et à l'aide d'un sélecteur à deux positions 68 qui commande l'engagement de la marche arrière. Les avantages des transmissions 1, 74 cons- truites conformément à la présente invention ressortent d'un examen de leurs caractéristiques. En premier lieu, la grille de commande est plus simple et plus fonctionnelle du fait que le nombre de positions du levier de changement de vitesse est égal au nombre de vitesses ( de marche avant) de l'unité principale de transmission, tandis que l'engage- ment des vitesses de l'unité de division est obtenu à l'aide de moyens d'actionnement qui sont manoeuvrés par fluide. En outre, la division des rapports entre l'unité de division et l'unité principale de transmis- sion ainsi que la distribution des valeurs réelles des rapports permettent de réduire les dimensions des pignons et/ou des distances entre leurs axes et le nombre de fourches de sélection, avec pour conséquence une diminution des dimensions hors-tout de la transmis- sion. La transmission 74 comporte une paire de pignons de moins qu'une transmission classique ayant le même nombre de vitesses. Enfin il est évident que des modifications pourront'être apportées aux transmissions 1 et 74 sans sortir du cadre de la présente invention. En particu- lier, la transmission 1 ou 74 peut être du type à deux arbres intermédiaires. Le nombre de rapports de l'unité principale de transmission peut varier, ce nombre étant par exemple égal à deux, trois, cinq ou six, et également le nombre de rapports de l'unité de division peut varier et peut être égal par exemple à deux ou il quatre plus la marche arrière. De cette manière, les positions de sélection et la grille de commande varient mais on conserve encore tous les avantages indiqués ci-dessus, par comparaison aux constructions connues correspondantes. REVENDICATIONS 1. Transmission pour véhicule, du type compre- nant au moins une unité principale de transmission et une unité de division en combinaison mutuelle, caractérisée en ce que ladite unité principale de transmission (5, 76) définit plusieurs rapports de marche avant et ladite unité de division (2, 75) définit au moins deux rapports de marche avant et au moins un rapport de marche arrière. 2. Transmission selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite unité de division (2, 75) définit au moins trois rapports de marche avant. 3. Transmission selon une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que ladite unité de division (2, 75) est disposée en amont de ladite unité princi- pale de transmission (5, 76). 4. Transmission selon une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens d'actionnement (61) manoeuvrés par fluide pour engager des vitesses de ladite unité de division (2, 75). 5. Transmission selon une quelconque des reven- dications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comprend un levier mécanique d'actionnement (64) pour engager les vitesses de ladite unité principale de transmission (5, 76). 6. Transmission selon une des revendications 4 ou 5, caractérisée en ce que lesdits moyens d'action- nement manoeuvrés par fluide comprennent un premier sélecteur (65) agencé pour commander l'engagement sélectif des vitesses de marche avant de ladite unité de division (2, 75) et un second sélecteur (66) agencé pour commander l'engagement et le dégagement de la marche arrière dans ladite unité de division (2, 75). 7. Transmission selon la revendication 6, caractérisée en ce que lesdits sélecteurs (65, 66) sont disposés sur ledit levier d'actionnement mécani- que (64). 8. Transmission selon une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que ladite unité principale de transmission (5, 76) comprend au moins deux étages (34, 77, 35) placés en série. 9. Transmission selon la revendication 8, caractérisée en ce que ladite unité de division (2) et ledit premier étage (34) de ladite unité principale de transmission (76) sont séparés et placés en série. 10. Transmission selon la revendication 8, caractérisée en ce que ladite unité de division (75) et ledit premier étage (77) de ladite unité principale de transmission (76) sont associés intégralement et comprennent au moins un arbre intermédiaire commun (104). 11. Transmission selon la revendication 10, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (110, 114) pour accoupler au moins une paire de pignons (88, 106; 89, 109) avec ledit arbre intermédiaire (104).