Brevet FR2628039A1 — publié le 19890908

L'invention concerne un dispositif d'essieu motopropulseur de véhicule automobile, du type comprenant un moteur hydraulique pour l'entraInement d'un train de roues. Dans un essieu moteur de véhicule automobile connu de ce type, par exemple par le brevet US 3 058 197, le moteur hydraulique est accouplé à un pont mécanique comprenant un couple conique d'engrenage. Le moteur attaque la couronne du différentiel. Ce système appelé plus communément pont hydromécanique présente l'inconvénient majeur d'être encombrant et lourd au détriment du volume habitable et de la masse du véhicule. On connaît aussi un dispositif d'essieu qui prévoit pour chaque roue motrice un moteur hydraulique distinct. Ce dispositif ne comporte pas de différentiel. Cependant celui-ci est onéreux puisqu'il faut deux moteurs par essieu, et de plus il pénalise les masses non suspendues du véhicule au détriment de son confort. Enfin la régulation entre les deux moteurs est difficile. Il existe également des dispositifs d'essieu à moteur hydraulique à disposition transversale mais sans différentiel dans lequel le stator et le rotor sont respectivement accouplés à l'une et l'autre roues de l'essieu, mais avec adjonction nécessaire d'un inverseur. Un tel dispositif est décrit dans le brevet français No. 2 258 281. Ce dispositif essieu motopropulseur présente une structure complexe et encombrante. La présente invention a pour but de proposer un dispositif essieu motopropulseur qui ne présente pas les inconvénients des dispositifs connus et est d'une structure simple et compacte. Pour atteindre ce but, un dispositif essieu selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte un différentiel axialement juxtaposé au moteur hydraulique, que ce moteur comprend un arbre de sortie qui est creux et coaxial aux arbres de transmission et en ce que l'arbre de transmission destiné à l'entratnement de la roue située du côté du moteur qui est opposé au différentiel traverse coaxialement l'arbre moteur creux. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le moteur hydraulique et le différentiel sont portés par un même bottier fixé à la structure du véhicule. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le différentiel est du type plat et contenu dans une partie extrême du bottier, fixé à la culasse du moteur et à la structure du véhicule. Selon encore une autre caractéristique avantageuse de l'invention, l'arbre d'entrée du différentiel est réalisé sous forme d'un arbre tubulaire et s'étend coaxialement à l'arbre moteur entre celui-ci et l'arbre de transmission traversant cet arbre moteur. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, elle comprend un dispositif de crabotage susceptible alternativement d'immobiliser l'arbre moteur ou de l'accoupler à l'arbre d'entrée du différentiel. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparattront plus clairement au cours de la description explicative qui a suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant deux modes de réalisation de l'invention, et dans lesquels: - la figure 1 est une vue én coupe axiale selon la ligne I-I de la figure 3 d'un dispositif essieu moteur selon la présente invention - la figure 2 est une vue en coupe axiale selon la ligne II-II de la figure 4 d'un deuxième mode de la réalisation de l'invention ; - la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne III-III de la figure 1 - la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 2 ; et - la figure 5 montre sous forme d'un schéma le système de transmission hydrostatique dont fait partie le moteur hydraulique du dispositif essieu selon l'invention. En se reportant à la figure 1 qui représente un essieu moteur à roues indépendantes, on constate qu'il comporte un moteur H dont l'arbre de sortie est réalisé sous forme d'un arbre tubulaire 1 accouplé à l'arbre d'entrée 2 également tubulaire d'un différentiel 3 des roues motrices, par l'intermédiaire d'un dispositif de crabotage 4. Le différentiel 3 entraîne les arbres de transmission homocinétique 5 et 6 qui sont axialement alignés et reliés respectivement aux deux roues opposées de l'essieu. L'arbre moteur 1 entoure coaxialement l'arbre d'entrée de différentiel 2 qui de son côté est traversé axialement par l'arbre de transmission 5 relié à la roue située du cté du moteur hydraulique H, qui est opposé au différentiel 3. Le dispositif de crabotage 4 comporte deux fourreaux, un fourreau primaire coulissant 7 et un fourreau secondaire 8. Le fourreau primaire est adapté et disposé pour être susceptible d'entraîner à l'aide des crabots 7a et à la demande le fourreau secondaire 8 destiné à entraîner l'arbre tubulaire 2 du différentiel 3. L'entraSnement des fourreaux et des arbres se fait par cannelures et crabots. Le moteur hydraulique se compose de quatre corps 10, 11, 12 et 13. Le corps 10 du moteur H comprend les fourreaux 7 et 8, un manchon 14 à crabot 14a solidaire du corps 10, qui permet l'arrêt complet en rotation de l'arbre moteur 1 lorsque l'on positionne le fourreau coulissant 7 complétement à gauche. Dans cette position le fourreau 7 est décraboté du fourreau 8 et bloqué par l'engagement de ses crabots 7a avec les crabots 14a du manchon 14. Le moteur est dès lors hors service. Le corps 10 comprend en outre un palier 16 d'arbre moteur 1, un palier P2 d'arbre de différentiel 2 et divers joints d'étanchéité. Il possède des pattes 18 qui servent à la fixation gauche de.l'essieu sous un longeron 19 par des vis 20. Le corps 10 est fixé au corps 11 du moteur H par un certain nombre de goujons 21 répartis régulièrement autour du corps 8, au niveau de sa périphérie, comme cela ressort clairement de la figure 3. Le corps 11 comporte le moteur haute pression de structure classique, pourvu de pistons 22 disposés avec leurs axes parallèles dans un barillet 23 solidaire en rotation de l'arbre moteur 1 et d'un dispositif de patins hydrostatique à deux sens de rotation, schématiquement indiqué en 24 et coopérant avec un plateau incliné 25. L'inclinaison de ce dernier est commandée par des pistons de pilotage 26 coulissant dans des cylindres 27 disposé dans le carter du corps 11. Les orifices d'alimentation des cylindres 27 sont indiqués en 28. Les pistons de pilotage 26 permettent la variation de la cylindrée du moteur, par variation de l'inclinaison du plateau 25 relié à cette fin par des bras d'articulation 29 aux pistons 26. Le corps fixe 12-, ou culasse du moteur, comprend la glace de distribution 30, les orifices d'alimentation et de refoulement 31, 32 pour l'actionnement des pistons 22, un palier 33 de l'arbre moteur 1, un palier 34 de l'arbre d'entrée du différentiel 3 et divers joints. Ce corps 12 est réalisé en fonte. Le corps 13 comprend le différentiel 3 des roues motrices. Le différentiel représenté sur la figure 1 est du type plat dans le but de limiter la longueur hors tout des quatre corps. Mais il peut être du type sphérique classique si la distance entre les deux joints intérieurs de transmission 5a et 6a le permet. Il comprend aussi un palier P3 de l'arbre de transmission 6. Ce corps 13 sert également de fixation droite de l'ensemble sous un longeron 35 et comprend à cette fin des pattes 36 et des vis 37. Les pattes 18 et 36 peuvent être identiaues ou différentes suivant l'architecture du soubassement sous lequel l'essieu moteur est accosté. Le corps 13 est en alliage léger et est fixé sur les corps 12 et 11 par des goujons 38, visible plus particulièrement sur les figures 2 et 4. la figure 2 représente un essieu moteur rigide avec trompette et moyeu suivant la coupe II-II de la figure 4. Le moteur hydrostatique H se trouve aux mêmes lieu et place que dans le cas de la figure 1 et présente la même structure. Les corps axialement externes 39 et 40 correspondent aux corps 10 et 13 selon la figure 1, mais possèdent des emboîtements 41 et 42 et des goujons 43 et 38 nécessaires pour l'assemblage des trompettes 44 et 45. Les arbres de transmission 46 et 47 se prolongent jusqu'aux moyeux 48 et 49 des roues motrices. Sur la figure 4, on aperçoit les orifices d'alimentation et de refoulement 49 et 50 ainsi que les orifices de pilotage 51 et 52, correspondant respectivement aux orifices 31, 32 et 28 de la figure 1. La figure 5 montre que le moteur H fait partie d'un dispositif de transmission hydrostatique comprenant des valves de protection anti-couple 53 et 54 qui assurent une protection du moteur lors du blocage des roues motrices. Lorsque le circuit hydraulique est à deux sens d'alimentation, il faut deux valves comme il est représenté sur le schéma. Pour compléter la figure, on a représenté en 55 et 56 le circuit d'alimentation hydraulique du moteur H. En 57 on a représenté schématiquement le circuit d'alimentation et de retour de fluide du dispositif de pilotage des pistons 26, tandis que la référence 59 désigne les roues de l'essieu. On constate que le moteur hydraulique H est intégré à l'essieu, ce qui permet d'obtenir une construction très compacte. D'autres principes de moteur peuvent être envisagés, mais celui qui est représenté, par sa robustesse et sa puissance massique, sa facilité d'implantation et sa distribution par glace, présente un intérêt particulier en raison de la simplicité de sa structure. Dans le cas d'un essieu moteur directeur, il n'y a aucune incompatibilité de construction et un tel essieu peut comporter en son sein un moteur hydrostatique. Les essieux moteurs qui viennent d'être décrits et représentés aux figures peuvent être modifiés de diverses manières, sans sortir du cadre de l'invention, qui concerne l'implantation du moteur hydraulique haute pression et l'entratnement des roues motrices. L'invention est applicable à tous les véhicules roulant à deux ou plusieurs essieux et quel que soit l'endroit occupé par ces essieux dans les véhicules. Le moteur hydraulique est réalisé sous forme d'une unité séparée, ce qui lui assure une grande souplesse d'incorporation dans l'essieu et une maintenance aisée. On constate que l'essieu moteur selon l'invention ne possède pas de pont hydromécanique, lequel en règle générale occupe une place importante sous un soubassement de véhicule, ce qui rend superflu l'utilisation de cales de réaction et entraîne un gain de masse et une construction simplifiée. Etant donné l'absence du pont hydromécanique et d'un couple conique identique à celui que l'on trouve dans un pont traditionnel, le couple de cabrage dans le système selon l'invention n'existe pas. Il en est de même pour le couple de boîte de vitesse qui également n'existe pas puisqu'il n'y a pas de transmission mécanique entre le groupe motopropulseur et l'essieu moteur. L'accostage de l'essieu moteur sous le véhicule s'en trouve simplifié et des cales de réaction n'existant plus, le désagrément des à-coups n'apparat plus et la conduite du véhicule devient plus souple. Les efforts restent internes à la transmission hydrostatique et disparatssent par le jeu des valves et des composants prévus à cet effet. Seule la poussée subsiste. L'ensemble est de construction compacte grâce à l'embottement les uns dans les autres des arbres creux, et au différentiel plat. Sa masse et son volume sont inférieurs à ceux d'un ensemble moteur-pont hydromécanisue. L'ensemble étant moins volumineux, il est d'autant plus logeable sous un plancher ou dans une structure avant de véhicule. Le moteur hydraulique comprend un mécanisme décrabotable qui le solidarise ou non des roues de l'essieu, de telle sorte que celui-ci est alternativement moteur ou neutre. On trouve cette configuration dans un véhicule 4x4 à transmission hydrostatique. Le fait de décraboter également la pompe d'alimentation du moteur hydraulique rend le système hors service et le véhicule devient 4x2. REVENDICATIONS 1. Dispositif essieu motopropulseur de véhicule automobile, du type comprenant. un moteur hydraulique à disposition transversale et entraînant coaxialement deux arbres de transmission reliés respectivement aux deux roues de l'essieu, caractérisé en ce qu'il comporte un différentiel (3) axialement juxtaposé au moteur hydraulique (H), que ce moteur comprend un arbre de sortie (1) qui est creux et coaxial aux arbres de transmission (5, 6), et en ce que l'arbre de transmission (5) destiné à l'entraTnement de la roue située du côté du moteur qui est opposé au différentiel (3) traverse coaxialement l'arbre moteur creux (1). 2. Dispositif essieu selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moteur hydraulique (H) et le différentiel (3) sont portés par un meme boîtier (10-13) fixé à la structure du véhicule. 3. Dispositif essieu selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque arbre de transmission (5, 6) comporte à sa sortie du boîtier un joint articulé (5a, 6a). 4. Dispositif essieu selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le différentiel (3) est du type plat et contenu dans une partie extrême (13) du boTtier fixé à la culasse du moteur et à la structure du véhicule. 5. Dispositif essieu selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'arbre d'entrée (2) du différentiel (3) est creux et s'étend coaxialement entre l'arbre moteur (1) et l'arbre de transmission (5) traversant l'arbre moteur (1). 6. Dispositif essieu selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de crabotage (4) susceptible alternativement d'immobiliser l'arbre moteur (1) ou de l'accoupler à l'arbre d'entrée (2) du différentiel (3). 7. Dispositif essieu selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif de crabotage (4) comprend un premier fourreau coulissant (7) coaxial à l'axe de l'essieu et solidaire en rotation de l'arbre moteur (1? et un second fourreau (8) d'entraInement de l'arbre d'entrée (2) du différentiel (3), le fourreau (7) étant mobile entre une position en engagement avec le fourreau (8) et une autre position en engagement avec un manchon fixe de blocage (14). 8. Dispositif essieu selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moteur hydraulique (H) est du type à piston (22) disposé en barillet à axes parallèles, à patins hydrostatiques (24) et à plateau fixe incliné (25) dont l'inclinaison est avantageusement variable à l'aide de pistons (26) de cylindres hydrauliques (27), la distribution aux pistons (22) se faisant par glace (30). 9. Dispositif essieu selon la revendication 8, caractérisé en ce que le moteur hydraulique (H) se compose de quatre corps (10-13) axialement juxtaposés, les corps axialement extérieurs (10,13) logent respectivement notamment le dispositif de crabotage (4) et le différentiel (3) tandis que les éléments nécessaires au fonctionnement du moteur sont disposés dans les corps axialement internes (11, 12).