Brevet FR2628810A1 — publié le 19890922

La présente invention concerne, d'une manière générale, un dispositif d'entraînement par un organe moteur, par exemple le moteur d'un véhicule automobile, d'un organe récepteur tel qu'un alternateur, du genre comportant une boîte de vitesses afin d'-entraîner l'organe récepteur avec un rapport variable. Cette disposition avec boîte de vitesses, est rendue nécessaire par l'augmentation continuelle des besoins électriques des véhicules automobiles du fait de la multiplication des accessoires. Les alternateurs de type connu ne délivrent une puissance élevée qu'à haut régime, c'est pourquoi il a déjà été proposé d'utiliser un train épicycloïdal afin d'entraîner l'alternateur, soit à la vitesse de l'organe moteur modulée par le rapport de la poulie nécessairement utilisée, soit à une vitesse surmultipliée. Dans les dispositifs de ce'genre, l'organe d'entrée est le porte-satellites comportant une poulie pour le lier à l'organe moteur par une courroie, l'organe de sortie est le pignon solaire et l'organe de réaction est la couronne. La couronne est contrôlée par un frein afin de définir les deux rapports de vitesse ; lorsque la couronne est immobilisée, le train épicycloïdal est multiplicateur alors que lorsque la couronne est libre, le train fonctionne en prise directe. Pour permettre le fonctionnement en prise directe, une roue libre est nécessairement utilisée. Dans les dispositifs connus, cette roue libre est toujours située entre la couronne et le pignon solaire. L'évolution actuelle des équipements automobiles amenant à devoir disposer d'une puissance de l'ordre de 4 à 5 Kw il devient nécessaire, pour obtenir cette puissance lorsque le moteur tourne à bas régime, d'entraîner l'alternateur avec un grand rapport de vitesse. C'est ainsi que l'alternateur est amené à tourner à une vitesse d'environ 15 000 tours par minute avant que ne soit effectué le changement de vitesse diminuant.le rapport d'entraînement lorsque le régime du moteur augmente. Lorsque la roue libre est située entre la couronne et le pignon solaire, elle est soumise à une vitesse de glissement pouvant également atteindre 15 000 tours par minute ce que les roues libres existantes et de prix raisonnable ne peuvent supporter. La présente invention a pour but de résoudre le problème de l'entraînement d'un alternateur avec un très grand rapport d'entraînement en proposant un dispositif restant toujours fiable. A cet effet, la présente invention propose un dispositif d'entraînement, par un organe moteur, d'un organe récepteur du genre comportant une boîte de vitesses formée par un train épicycloïdal dont le porte-satellites est l'organe d'entrée, le pignon solaire est l'organe de sortie, la couronne est l'organe de réaction, caractérisé en ce que une roue libre est montée entre le porte-satellites et la couronne. Une telle disposition peu naturelle à priori permet de faire travailler la roue libre dans de bien meilleures conditions car la vitesse maximale de glissement à laquelle elle est alors soumise n'est que de l'ordre de 5 500 tours par minute. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description du dessin annexé représentant un mode de réalisation préféré d'un tel dispositif d'entraînement. Sur la figure, on voit en 1 l'alternateur muni de son ventilateur 11, et en 2 le dispositif d'entraînement objet de l'invention entourant l'arbre 12 du rotor de l'alternateur. Sur cet arbre 12 est monté, lié en rotation par des cannelures 13, le pignon solaire 30 du train épicycloïdal 3 autour duquel est placé un porte-satellites 40. Ce porte-satellites 40 est lié en rotation à la poulie 41 à laquelle est transmis le mouvement de rotation du moteur du véhicule automobile par une courroie 42. Le porte-satellites 40 est, ici, prévu en deux parties : la partie 41 conformée en poulie et une partie 43 qui lui est liée. Les satellites 44 présentent des prolongements axiaux par lesquels ils sont montés dans des ouvertures des parties 41 et 43 du porte-satellites 40 avec interposition de roulements à aiguilles 45. Le train épicycloïdal 3 comporte de plus une couronne 50 présentant de chaque côté de sa zone conformée en pignon, des prolongements radiaux par lesquels elle forme une enveloppe 51 cylindrique entourant le porte-satellites 40 et le pignon solaire 30. L'enveloppe 51 est fermée du côté opposé à l'alternateur par un flasque 52 transversal qui est rapporté par exemple par vissage. La couronne 50 est également conformée avec un flasque transversal 53 s'étendant à l'opposé de l'axe par lequel elle est apte à être freinée par un frein 54 monté dans un carter. 6 rapporté sur un flasque 14 que présente l'alternateur. Le frein 54 est ici représenté sous la forme d'un frein électro-magnétique dont on voit la bobine 55 mais pourrait bien entendu être de tout autre type. Le carter 6 est formé d'un flasque transversal 61 en direction de l'axe 13 et d'une portion cylindrique 62 en direction du flasque transversal 53 de la couronne, ladite portion cylindrique 62 portant ledit frein 54. Comme il ressort de la description qui volent d'être faite des divers éléments : l'organe d'entrée du train épicycloïdal 3 est le porte-satellites 40 lié au moteur par la poulie 41-et la courroie 42, l'organe de sortie est le pignon solaire 30 lié à l'arbre 12 du rotor et l'organe de réaction est-la couronne 50. Ce train épicycloïdal 3 permet, de manière connue en soi, d'obtenir deux rapports de vitesse qui sont une prise directe lorsque la couronne 50 est libre et une vitesse surmultipliée lorsque le frein 54 immobilise la couronne. A titre indicatif, si les nombres de dents des pignons utilisés sont respectivement : 39 pour le pignon solaire, 15 pour les satellites et 69 pour la couronne, le rapport de transmission sera de 2,77. En utilisant une poulie assurant une multiplication de 2,17 par rapport à la vitesse du moteur, on entraîne alors l'alternateur en petite vitesse avec un rapport de 2,17 et en grande vitesse avec un rapport de 6. La grande vitesse sera utilisée tant que la vitesse du moteur sera inférieure à 2 500 tours par minute, ce qui assurera une vitesse de rotation maximale de 15 000 tours par minute de l'alternateur, puis le changement de vitesse dans le dispositif d'entraînement sera assuré afin d'entraîner l'alternateur en petite vitesse. Ledit changement de vitesse est assuré par exemple par un microprocesseur relié à des capteurs donnant la valeur de différents paramètres du véhicule par exemple la vitesse du moteur. Ce type d'entraînement d'un alternateur permet d'obtenir la puissance de 4 à 5 Kw, nécessaire pour entraîner les nouveaux équipements automobiles, à toutes les vitesses moteur. Lors du fonctionnement du train épicycloïdal 3 en petite vitesse, c'est-à-dire en prise directe, la couronne 50 est libre en rotation, elle aura alors tendance à tourner plus vite que le pignon solaire si celui-ci est soumis à un couple résistant. C'est pourquoi il est connu d'utiliser une roue libre afin d'être sûr que les différents éléments tournent toujours à la même vitesse. Une telle roue libre est actuellement toujours positionnée entre la couronne et le pignon solaire. Cette disposition soumet la roue libre, lors du fonctionnement à grande vitesse, à une vitesse de glissement atteignant 15 000 tours par minute, ce qui n'est pas supporté par les roues libres classiques du marché. En effet, à moins d'utiliser des roues libres de conception spéciale et donc très chères, les roues libres capables de transmettre le couple nécessaire dans un tel dispositif ne supportent pas des vitesses de glissement élevées. C'est pourquoi, selon l'invention, il est proposé de positionner la roue libre 7 entre la couronne 50 et le porte-satellites 40. Une telle position permet d'avoir en grande vitesse une vitesse de glissement limitée à environ 5.500 tours par minute, ce qui rend possible l'utilisation d'une roue libre courante du commerce. Comme visible sur la figure, le flasque transversal 52 lié à la couronne 50 présente un prolongement axial 56 autour duquel est montée la roue libre 7, elle est ainsi entre la partie 43 du porte-satellites 40 et ledit prolongement 56. La roue libre est montée de telle façon qu'elle se bloque lorsque la couronne 50 tourne plus vite que le porte-satellites 40. Lorsque ceci se produit, en petite vitesse, les vitesses de la couronne et du porte-satellites sont ainsi rendues égales, les satellites 44 sont alors immobilisés et le mouvement du porte-satellites 40 est directement transmis au pignon solaire 30. Le dispositif représenté sur la figure présente une seconde disposition particulièrement intéressante en ce qui concerne la mise en place de la poulie 41; Dans les dispositifs d'entraînement d'un alternateur, la poulie est toujours guidée directement sur l'axe du rotor avec interposition d'un roulement à billes, ce qui présente l'inconvénient de soumettre celui-ci directement à la tension de la courroie et peut provoquer sa déformation. Suivant la réalisation proposée, le flasque 61 du carter 6 présente un prolongement axial 63 en direction du train épicycloïdal sur lequel est guidée la poulie 41. Les efforts de tension de la courroie sont ainsi transmis à un carter fixe et ne risquent pas de nuire au bon fonctionnement du dispositif. On remarquera que la poulie 41, et ainsi le porte-satellites 40, est parfaitement guidée sur le carter 6 par des roulements 46 montés en opposition. La couronne 50 et le pignon solaire 30 sont à leur tour guidés par rapport au porte-satellites 40 par des roulements 57 et 31 placés à chacune de leurs extrémités axiales. Un autre avantage du dispositif vient de la présence de l'enveloppe cylindrique 51 de la couronne 50, sa présence permet en effet de créer un volume fermé étanche en prévoyant trois joints 47, 58 et 32, le premier entre la couronne et le porte-satellites, et le second entre le porte-satellites et le pignon solaire. Dans ce volume étanche il est alors possible de prévoir une lubrification du train épicycloïdal 3 par barbotage. I1 va de soi que l'invention ne se limite pas à la seule forme de réalisation qui a été décrite ci-dessus, à titre d'exemple, elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes respectant les mêmes caractéristiques. REVENDICATIONS 1) Dispositif d'entraînement par un organe moteur d'un organe récepteur (1) du genre comportant une boîte de vitesses formée par un train épicycloïdal (3) dont le porte-satellites (40) est l'organe d'entrée, le pignon solaire (30) est l'organe de sortie, la couronne (50) est l'organe de réaction, caractérisé en ce que une roue libre (7) est montée entre le porte-satellites (40) et la couronne (50). 2) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la roue libre (7) est montée sur un prolongement axial (56) que présente un flasque transversal (52) lié à la couronne. 3) Dispositif suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le porte-satellites (40) présente une partie (41) conformée en poulie à laquelle est transmis le mouvement de rotation de l'organe moteur et une partie (43) qui lui est liée. 4) Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la poulie (41) est guidée sur un prolongement axial (63) d'un carter fixe par des roulements (46). 5) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la couronne (50) et le pignon solaire (30) sont guidés par rapport au porte-satellites par des roulements (57) et (31). 6) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe récepteur est un alternateur. 7) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que, pour des vitesses de rotation du moteur inférieures à 2 500 tours par minute, l'alternateur est entraîné avec un rapport de vitesse de 6 et que, pour des vitesses de rotation du moteur supérieures, le rapport de vitesse est 2,17.