Brevet FR2682647A1 — publié le 19930423

DISPOSITIF D ENTRAINEMENT DEBRAYABLE POUR ROUES NON MOTRICES DE VéHICULE AUTOMOBILE La présente invention se rapporte au domaine technique des transmissions. Plus précisément, elle concerne un dispositif d'entraînement débrayable des roues non motrices d'un véhicule automobile par des moteurs auxiliaires, permettant de transformer instantanément ce véhicule en véhicule à quatre roues motrices, grâce à la mise en action d'un moteur auxiliaire associé à chaque roue non motrice. L'adaptation de moteurs auxiliaires débrayables, hydrauliques ou électriques, sur les roues non motrices d'un véhicule à deux roues motrices est une disposition très avantageuse. La demande de brevet n" 9104885 de la demanderesse, non publiée à ce jour, décrit à ce sujet un dispositif d'entraînement des roues arrière d'un véhicule au moyen de galets actionnés par un moteur hydraulique : ce système comprend notamment un galet principal, solidaire en rotation de l'arbre de sortie du moteur hydraulique, et au moins un galet secondaire, entraîné par le galet principal; l'entraînement de la roue est réalisé par friction entre la roue et les galets. La présente invention constitue un perfectionnement à un dispositif d' entraînement de roue non motrice par plusieurs galets, de ce type. Ce perfectionnement vise à réduire les efforts de contact entre les différents galets et les surfaces réceptrices de la roue. Elle concerne un dispositif d'entraînement d'une roue non motrice d'un véhicule automobile par l'intermédiaire d'un galet principal solidaire de l'arbre de sortie d'un moteur auxiliaire et de deux galets secondaires, libres en rotation sur leur axe. Ce dispositif est caractérisé en ce que l'entraînement de la roue est assuré simultanément par le galet principal en prise avec une première surface de réception de la roue et avec un galet secondaire, et par le galet secondaire entraîné par le galet principal, le galet secondaire entrainé étant en prise avec une seconde surface de réception de la roue concentrique à la première surface de réception et solidaire en rotation de celle-ci. Selon un mode de réalisation de l'invention, les galets secondaires sont montés sur un support commun, mobile en translation entre les deux surfaces de réception, sous l'action d'un vérin hydraulique, de part et d'autre d'une position médiane, dans laquelle le dispositif est débrayé. Selon un mode de réalisation de l'invention, le déplacement du support à partir de sa position médiane, dans une première direction permet de placer un des galets secondaires en appui contre la surface de réception extérieure, et son déplacement dans la direction opposée de placer l'autre galet secondaire en appui contre celle-ci. Selon un mode de réalisation de l'invention, les axes des deux galets secondaires peuvent se déplacer librement dans deux fentes perpendiculaires à l'axe de translation du support. Selon un mode de réalisation de l'invention, le galet principal est en permanence repoussé élastiquement en direction radiale vers lrextérieur de la roue, de façon à être dégagé de la surface de réception intérieure en position débrayée. Selon un mode de réalisation de l'invention, le galet secondaire mis en appui contre la surface de réception extérieure par le vérin en position embrayée est repoussé par cette surface au travers de la fente correspondante, de façon à porter contre le galet principal et à coincer celui-ci contre la surface de réception intérieure. Selon un mode de réalisation de l'invention, le galet principal est constitué de deux cylindres latéraux de rayon rl disposés de part et d'autre d'un cylindre central de rayon R1 plus grand que ri. Selon un mode de réalisation de l'invention, en position embrayée, le cylindre central est en prise avecun galet secondaire, tandis que les cylindres latéraux sont en prise avec la surface de réception intérieure. Selon un mode de réalisation de l'invention, les valeurs des rayons rl et Ri sont déterminées par les valeurs des rayons r2 et r6 des surfaces de réception intérieure et extérieure et par le rapport de réduction K souhaité entre la vitesse de rotation du moteur, et la vitesse de rotation de la roue. Selon un mode de réalisation de I'invention le rayon r3 des galets secondaires est choisi de façon à réduire au maximum la résultante des forces de réaction exercées par les surfaces de réception sur les galets, et supportées par l'arbre du moteur. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation particulier de celle-ci, en liaison avec les dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une coupe partielle d'une roue de véhicule entraînée par plusieurs galets, - la figure 2 représente schématiquement le dispositif de l'invention en position débrayée, - la figure 3 représente schématiquement ce même dispositif en position embrayée, - la figure 4 une coupe partielle de la roue. La roue de véhicule 8 représentée sur la figure 1, comportant notamment une cloche 2', solidaire du moyeu 2", et une jante 6', est munie d'un dispositif d'entraînement conforme à l'invention. Le moteur auxiliaire 7 d'entraînement de la roue 8 peut être un moteur électrique ou un moteur hydraulique (aIimenté dans ce cas par une pompe non représentée). Le moteur 7 est supporté par un flasque 9 articulé à l'extrémité d'un vérin 17, dont l'autre extrémité est elle même montée pivotante sur le bras de suspension de la roue 8, non représenté. Le galet principal 1 est monté sur l'arbre de sortie 7' du moteur 7. Ce galet est immobilisé en rotation sur l'arbre 7' au moyen de la vis 19. Le vérin 17 exerce en permanence une force de poussée élastique sur le fiasque 9, tendant à dégager le galet principal I d'une première surface de révolution ou surface de réception intérieure 2, portée par la cloche 2'. La figure 1, correspondant à la position embrayée du dispositif, montre en outre que le galet principal 1, est en contact avec un galet secondaire 3, 4, lui même en appui contre une seconde surface de révolution ou surface de réception extérieure 6 portée par la jante 6' de la roue 8. Les surfaces de réception 2 et 6, portées respectivement par la cloche 2' et la jante 6', sont donc solidaires en rotation. Sur les figures 2 et 3 on voit que le dispositif comporte deux galets secondaires identiques 3 et 4, montés sur un support commun 5. Leurs axes de rotation respectifs 3' et 4', peuvent coulisser librement à l'intérieur de glissières 10 et 1 1 ménagées sur le support 5. Le galet principal 1 est disposé entre les deux galets secondaires 3 et 4, selon une disposition triangulaire. En position embrayée (figure 3), le galet principal 1 est en appui contre la surface de réception intérieure 2, tandis que le galet secondaire de droite 3 est en appui d'une part contre le galet principal 1, et d'autre part contre la surface de réception extérieure 6. Le vérin hydraulique 12, dont la tige 13 est fixée par son extrémité sur le support, 5, est un vérin à double effet, présentant deux chambres de pression 14, 14', munies de conduites d'alimentation respectives 15 et 15' et d'un ressort d'équilibrage 16. Sur la figure 3, on a choisi arbitrairement de placer le galet secondaire de droite 3, en appui contre la surface de réception extérieure 6 et le galet principal 1, mais le déplacement de la tige 13 du vérin 12 vers la droite, permet de déplacer le support 5 entre les surfaces de réception 2, 6, de façon à dégager le galet secondaire de droite 3, et à engager le galet secondaire de gauche 4 entre la surface de réception extérieure 6 et le galet principal 1, dans une position symétrique à celle de la figure 3. La figure 4, reproduit en coupe la cloche 2', la surface de réception intérieure 2, le galet principal 1, un galet secondaire 3,4 la surface de réception extérieure 6 et la jante 6'. Le galet principal est constitué de deux cylindres latéraux 20, de rayon rl, disposés de part et d'autre d'un cylindre central 21, de rayon R1, plus grand que rl. Le fonctionnement du dispositif de l'invention est le suivant. En position débrayée (figure 2), aucun galet n'est en contact avec les surfaces de réception intérieure 2 et extérieure 6. Les galets 1 et 3 ou 3', ne sont donc pas en contact I1 n'y a pas de transmission de puissance entre le moteur 7 et la roue 8. Lorsque la tige 13 du vérin 12 se déplace vers la gauche ou vers la droite à partir de sa position médiane, un galet secondaire 3 ou 4, vient se coincer entre la surface de réception extérieure 6 et le galet principal 1. Ce dernier, soumis à la poussée radiale exercée sur lui par le galet secondaire 3 ou 4 en direction du centre 8' de la roue 8, est repoussé contre la surface de réception intérieure 2. En position embrayée (figure 3), le galet principal 1, un des galets secondaires 3 ou 4, ainsi que les deux surfaces de réception 2 et 6, sont donc solidaires en rotation Le galet secondaire 3 ou 4 sollicité, reste engagé entre le galet principal 1 et la surface de réception extérieure 6, sous l'effet de son propre mouvement de rotation, tandis qu'il repousse en permanence le galet principal 1 contre la surface de réception intérieure 2. L'effort exercé par le vérin 12 une fois les galets en prise, peut ainsi être très réduit. Le dispositif de l'invention a donc l'avantage d'être auto-coinceur Par ailleurs, pour inverser l'entraînement de la roue 8, il suffit de dégager le galet secondaire 3 ou 4 engagé et de solliciter l'autre galet secondaire à l'aide du vérin 12, après avoir inversé le sens de rotation du moteur 7. Chaque galet secondaire 3, 4 est donc associé à un sens de déplacement du véhicule, l'un étant engagé en marche avant et l'autre en marche arrière. Enfin, il faut noter que le dégagement du premier galet secondaire 3 ou 4, est facilité par le changement de sens de rotation du galet principal I : de même que les galets ont tendance à rester engagés sans effort d'appoint, ils sont capables de se dégager très facilement Comme indiqué plus haut, du fait que les surfaces de réception intérieure 2 et extérieure 6, sont solidaires en rotation, le dispositif ne peut fonctionner que si le galet principal 1 et les galets secondaires 3 ou 4, entraînent simultanément les deux surfaces de réception 2 et 6, à la même vitesse de rotation. La solution proposée par l'invention pour assurer le fonctionnement du dispositif consiste à doter de rayons différents, Rl et rl, les cylindres latéraux 20 et le cylindre central 21 du galet principal 1. Etant donné que le galet principal 1 , tournant à la vitesse est en prise, d'une part avec la surface de réception intérieure de réception 2 de rayon r2, et d'autre part avec la surface de réception extérieure 6, de rayon r6, et que les deux surfaces de réception 2 et 6 tournent toutes les deux à la même vitesse , les rayons R1 et rl doivent obéir aux relations suivantes, K étant le rapport de réduction entre la vitesse de rotation du galet principal 1 et celle de la roue 8. Les rayons r2 et r6 des surfaces de réception 2 et 6, étant imposées par la structure de la roue 8, la valeur des rayons R1 et rl dépend donc du rapport de réduction K souhaité. L'invention permet donc une transmission simultanée de puissance sur deux surfaces de réception concentriques 2, 6, et solidaires, portées par la roue 8. Etant donné que les galets 1 et 3 ou 4, se maintiennent mutuellement en appui vis des deux surfaces de réception, les efforts nécessaires à la friction des galets sur la roue sont considérablement réduits par rapport à un système à galet unique, selon lequel l'arbre moteur doit supporter seul la réaction de la roue sur le galet. Sur la figure 3, on a représenté les forces de réaction F2 et F6 exercées respectivement par les surfaces de réception intérieure 2 et extérieure 6 sur les galets 1 et 3. Cette figure met en évidence que la résultante de ces deux forces radiales, orientées respectivement vers l'extérieur, et vers le centre de la roue 8, sera d'autant plus faible que l'angle existant entre le centre 1' du galet principal 1 et les axes de rotation 3' ou 4' (selon que le galet secondaire 3 ou 4 set engagé), est petit. Cette résultante serait même nulle si l'angle était lui-même nul, c'est-à-dire si les centres de rotation 1' et 3' ou 4' étaient alignés avec le centre 8' de la roue 8, en position embrayée. Dans la pratique cette disposition est incompatible avec le fonctionnement du dispositif. On adoptera toutefois un angle aussi petit que possible : étant donné que la valeur des rayons r2 et r6 est imposée par la structure de la roue 8, et que la valeur des rayons rl et R1 est déterminée par le rapport de réduction K souhaité, il suffit de choisir convenablement la valeur du rayon r3 des galets secondaires 3 et 4 pour obtenir l'angle souhaité. Comme indiqué plus haut, l'invention trouve une application privilégiée sur un véhicule à deux roues motrices, qu'elle permet de transformer de façon temporaire,à la demande du conducteur, en un véhicule à quatre roues motrices, dont chaque roue arrière est entraînée par un moteur hydraulique auxiliaire avec une efficacité sans précédent. REVENDICATIONS 1) Dispositif d'entraînement d'une roue non motrice d'un véhicule automobile par l'intermédiaire d'un galet principal (1) solidaire de l'arbre de sortie (7') d'un moteur auxiliaire (7) et de deux galets secondaires(3, 4) libres en rotation sur leur axe (3', 4'), caractérisé en ce que l'entraînement de la roue (8) est assuré simultanément par le galet principal (1) en prise avec une première surface-de réception (2) de la roue (8) et avec un galet secondaire (3) ou (4), et par le galet secondaire (3) ou (4) entraîné par le galet principal (1), le galet secondaire entrainé (3) ou(4) étant en prise avec une seconde surface de réception (6) de la roue (8) concentrique à la première surface de réception (2), et solidaire en rotation de celle-ci. 2) Dispositif d'entraînement selon la revendication 1 caractérisé en ce que les galets secondaires (3, 4) sont montés sur un support commun (5) mobile en translation entre les deux surfaces de réception (2, 6), sous l'action d'un vérin hydraulique (12), de part et d'autre d'une position médiane dans laquelle le dispositif est débrayé. 3) Dispositif d'entraînement selon la revendication 2, caractérisé en ce que le déplacement du support (5) à partir de sa position médiane, dans une première direction permet de placer un des galets secondaires (3) en appui contre la surface de réception extérieure (6), et en ce que son déplacement dans la direction opposée permet de placer l'autre galet secondaire (4) en appui contre celle-ci. 4) Dispositif d' entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les axes (3', 4') des deux galets secondaires (3, 4) peuvent se déplacer librement dans deux fentes (10, 11) perpendiculaires à l'axe de translation du support (5). 5) Dispositif d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le galet principal (1) est en permanence repoussé élastiquement en direction radiale vers l'extérieur de la roue (8), de façon à être dégagé de la surface de réception intérieure (2) en position débrayée. 6) Dispositif d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le galet secondaire (3, 4) mis en appui contre la surface de réception extérieure (6) par le vérin (12) en position embrayée, est repoussé par cette surface (6) au travers de la fente (10, 11) correspondante de façon à porter contre le galet principal (1) et à coincer celui-ci contre la surface de réception intérieure (2). 7) Dispositif d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le galet principal est constitué de deux cylindres latéraux (20) de rayon rl disposés de part et d'autre d'un cylindre central (21) de rayon R1 plus grand que r 1. 8) Dispositif d'entraînement selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu'en position embrayée, le cylindre central (21) est en prise avec un galet secondaire, tandis que les cylindres latéraux (20) sont en prise avec la surface de réception intérieure (2). 9) Dispositif d'entraînement selon les revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que les valeurs des rayons rl et RI sont déterminés par les valeurs des rayons r2 et r6 des surfaces de réception intérieure (21) et extérieure (6) et par le rapport de cylindres latéraux (20) sont en prise avec la surface de réception intérieure (2). 9) Dispositif d'entraînement selon les revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que les valeurs des rayons rl et R1 sont déterminés par les valeurs des rayons r2 et r6 des surfaces de réception intérieure (21) et extérieure (6) et par le rapport de réduction K souhaité entre la vitesse de rotation du moteur (7), et la vitesse de rotation de la roue (8). 10) Dispositif d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rayon r3 des galets secondaires (3, 4) est choisi de façon à réduire au maximum la résultante des forces de réaction exercées par les surfaces de réception (2, 6) sur les galets (1, 3, 4) et supportées par l'arbre (7') du moteur (7).