Brevet FR2681015A1 — publié le 19930312

MECANISME DE TRANSMISSION A RAPPORTES ETAGES POUR VéHICULE A OUATRE ROUES MOTRICES L'invention se rapporte au domaine technique des transmissions. Plus précisément, elle a pour objet un mécanisme de transmission à rapports étagés pour véhicules à quatre roues motrices. La plupart des véhicules à quatre roues motrices actuellement en circulation, sont équipés d'un groupe motopropulseur transversal avant. La répartition du couple entre les essieux avant et arrière est assurée par un "différentiel central", implanté entre le pont avant et le pont arrière. Selon cette disposition, le différentiel central est toujours soumis à des efforts importants, car le pont avant exerce, en amont de celui-ci, une fonction de multiplicateur de couple. Pour supporter ces efforts importants, le différentiel utilisé doit avoir des dimensions importantes. Par ailleurs, compte tenu de la disposition du moteur par rapport à l'essieu avant, ce différentiel entre obligatoirement dans l'empilage constitué par le moteur et la boîte de vitesses. La publication FR 2.611.613 décrit à ce sujet un dispositif de transmission à quatre roues motrices s'adaptant sur un ensemble moteur et boîte de vitesses disposé transversalement dans un véhicule. I1 résulte d'une telle disposition une augmentation globale de l'encombrement du groupe moto-propulseur. Cette augmentation d'encombrement présente des inconvénients certains, dont un inévitable élargissement de la voie du véhicule, des problèmes de style, une réduction du rayon de braquage, etc. Au regard de l'ensemble des problèmes qui vierment d'être évoqués, l'invention propose une solution cohérente, constituée par un mécanisme de transmission adaptable sur un moteur transversal. Le premier intérêt de ce mécanisme est d'être extrêmement compact. L'invention concerne un mécanisme de transmission à rapports étagés pour véhicules à quatre roues motrices comportant à l'intérieur d'un carter de transmission, un arbre d'entrée recevant le couple moteur par l'intermédiaire d'un embrayage, un arbre intermédiaire parallèle à l'arbre d'entrée pouvant recevoir le couple transmis par celui-ci, et un arbre de sortie, pouvant recevoir le couple transmis par l'arbre d'entrée et/ou par l'arbre intermédiaire. Ce mécanisme est caractérisé en ce que l'arbre de sortie supporte un différentiel central intégré au carter de transmission, qui assure la répartition du couple entre les roues avant et les roues arrière du véhicule. Selon un mode de réalisation de l'invention, le différentiel central est constitué par un train épicycloïdal présentant une couronne solidaire de l'arbre de sortie ainsi qu'un porte-satellite et un planétaire assurant la transmission du couple aux roues avant et arrière, et qu'un viscocoupleur disposé entre le porte-satellite et le planétaire assurant la répartition du couple entre les roues arrière et les roues avant. Selon un mode de réalisation de l'invention, là transmission du couple du différentiel central vers les roues avant s'effectue par le porte-satellite, et la transmission du couple du différentiel central vers les roues arrière s'effectue par le planétaire. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'arbre intermédiaire porte plusieurs pignons fous, de vitesse, engrenant avec des pignons correspondants solidaires de l'arbre primaire. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'arbre de sortie porte plusieurs pignons fous, de vitesse, engrenant avec des pignons correspondants solidaires de l'arbre primaire. Selon un mode de réalisation de l'invention, la transmission du couple entre l'arbre intermédiaire et l'arbre de sortie s'effectue à partir d'un pignon de renvoi monté à l'extrêmité de l'arbre intermédiaire, sur un pignon de réception solidaire de la couronne du différentiel, par l'intermédiaire d'un pignon de renvoi d'extrémité, monté fou sur L'arbre d'entrée. Selon un mode de réalisation de l'invention, les pignons de vitesse montés fous sur les arbres intermédiaire et de sortie peuvent être crabotés sur ceux-ci par l'intermédiaire de dispositifs de synchronisation correspondants. Selon un mode de réalisation de l'invention, les pignons de vitesse montés fous sur l'arbre intermédiaire sont respectivement le pignon de marche arrière, le pignon du cinquième rapport de marche avant, le pignon du second rapport de marche avant, et le pignon du premier rapport de marche avant. Selon un mode de réalisation de l'invention, les pignons de vitesse montés fous sur l'arbre de sortie sont respectivement le pignon du troisième rapport de marche avant et le pignon du quatrième rapport de marche avant. 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 transversale du mécanisme de l'invention, - la figure 2 est une vue longitudinale de ce mécanisme, correspondant à la ligne de coupe brisée A-A mentionnée sur la figure 1. Sur la figure 1 on voit apparaître à l'intérieur du carter de transmission 1 les sections respectives de l'arbre d'entrée 2, de l'arbre intermédiaire 4 et de l'arbre de sortie de mouvement 5, de la transmission. Pour des raisons de clarté, on a rapporté en pointillés dans le plan de la coupe un certain nombre d'éléments situés en réalité à des profondeurs différentes. Parmi ceux-ci, on relèvera le pignon 16 solidaire de l'arbre d'entrée 2, et en prise avec le pignon de marche arrière 12 monté fou sur l'arbre intermédiaire 4, par l'intermédaire d'un pignon d'inversion 28, ces trois pignons constituant Ie triangle de marche arrière. Coaxial au pignon fou de marche arrière 12, on a fait apparaître le pignon de renvoi 23 monté à l'extrémité de l'arbre d'entrée 2 opposée au moteur, qui assure la transmission du couple entre l'arbre secondaire 4 et le pignon 24 solidaire de l'arbre de sortie, par l'intermédiaire du pignon de renvoi 25 monté fou à l'extrémité de l'arbre d'entrée 2. Autour de l'arbre de sortie de mouvement 5 apparaissent en traits pleins1 le planétaire 10, la couronne 8 et les satellites 29 du train épicycloïdal 7 du différentiel 6, ainsi que le pignon d'attaque 30 en prise avec la couronne 31 du différentiel avant 32. Ont été également représentés sur ce schéma deux pignons de renvoi de transmission coniques, 34, 35, vers les roues arrière. La figure 2 fait apparaître en outre l'embrayage 3 transmettant le couple moteur à l'arbre d'entrée 2. En s'écartant de l'embrayage 2, on trouve successivement cinq pignons 16, 22, 17, 18, 19 solidaires de l'arbre d'entrée 2, ainsi que le pignon d'extrémité 25, monté fou sur celui-ci. Le premier pignon 16 est en prise avec le pignon de marche arrière 12 monté fou sur l'arbre intermédiaire 4, par l'intermédiaire du pignon 28 mentionné sur la figure 1, mais n'apparaissant pas sur la figure 2, le second pignon 22 est en prise avec un pignon fou 21 de quatrième rapport de marche avant, monté sur l'arbre de sortie de mouvement 5 le troisième pignon 17 est en prise d'une part avec un pignon de troisième rapport de marche avant 20 également monté fou sur l'arbre de sortie 5, et d'autre part avec un pignon 13 de cinquième rapport de marche avant, monté fou sur l'arbre intermédiaire 4. Viennent ensuite deux pignons 18, 19, en prise respectivement avec les pignons fous 14, 15 du second et du premier rapport de marche avant, portés par l'arbre intermédiaire 4. Les pignons de vitesse 12, 13 et 14, 15 peuvent être crabotés sur l'arbre 4 au moyen des dispositifs de synchronisation correspondants, 26 et 26', portés par l'arbre intermédiaire, 4. Autour de l'arbre de sortie 5 on reconnaît donc, dans cet ordre en partant de la gauche sur la figure 2, le pignon 24 recevant le mouvement de l'arbre secondaire 4 par I'intermédiaire du renvoi 25, le viscocoupleur 11, le train épicycloïdal 7 du différentiel central 6, les pignons fous du troisième et du quatrième rapport de marche avant 20 et 21, ainsi que les pignons d'attaque 30 et 33, conduisant respectivement aux roues avant et arrière. La couronne 8 du différentiel central 7 est solidaire de l'arbre de sortie 5. Les pignons de troisième et de quatrième rapport de marche avant 20 et 21, peuvent être solidarisés de l'arbre de sortie 5 au moyen d'un troisième synchroniseur 27. Le porte-satellite 9 est solidaire du pignon d'attaque des roues avant 30. Le pignon 30 est Iui-même en prise sur la couronne 31 du différentiel 32 répartissant le couple entre les roues avant tandis que le planétaire 10 est solidaire du pignon d'attaque arrière 33 de la couronne 36 montée folle sur le boîtier 32 du différentiel avant 37, et reliée au système de renvoi sur les roues arrières 38, 39, 34 35. Ce système de renvoi est constitué du pignon 38 en prise sur la couronne 36 et entraînant le couple de pignons de renvoi coniques 34, 35. Le viscocoupleur 11, monté au niveau du différentiel central 6 entre le porte-satellite 9 et le planétaire 10 permet, de façon classique, de freiner les roues avant ou les roues arrière, et de leur redonner du couple en cas de patinage. Comme on l'aura compris, le couple moteur, transmis à l'arbre d'entrée 2 par l'intermédiaire de l'embrayage 3 peut être transmis à l'arbre intermédiaire 4 lorsque les pignons fous de marche arrière, du cinquième rapport de marche avant ou du premier rapport de marche avant 12, 13, 14, 15 sont solidarisés de celui-ci par les dispositifs de synchronisation 26 ou 26'. Dans ce cas, le mouvement est transmis à la couronne 8 du différentiel central 6 par l'intermédiaire du pignon et l'extrémité 23 de l'arbre intermédiaire 4, du pignon fou 25 de l'arbre d'entrée 2 et du pignon d'extrémité 24 de l'arbre de sortie 5. En revanche, sur Ie troisième et le quatrième rapport de marche avant, le couple est transmis directement de l'arbre d'entrée 2 à L'arbre de sortie 5. Sur tous les rapports, le différentiel central 6 et le viscocoupleur il assurent la répartition du couple souhaitée entre l'essieu avant et l'essieu arrière. Le mécanisme de transmission faisant l'objet de l'invention permet donc d'obtenir une transmission quatre roues motrices dans un encombrement comparable à celui d'une transmission classique à deux roues motrices. Son application est possible aussi bien sur des véhicules à transmission intégrale permanente que sur des véhicules à transmission crabotable, le dispositif viscocoupleur pouvant être suppléé ou remplacé par un système à verrouillage mécanique. Enfin il faut noter que conformément à l'invention, le différentiel n'est plus situé, en aval, mais en amont du pont avant. li en résulte que les efforts supportés par le différentiel sont moindres que selon les architectures classiques. Cet avantage permet de réduire considérablement la taille des organes mécaniques du différentiel. REVENDICATIONS [1] Mécanisme de transmission à rapports étagés pour véhicules à quatre roues motrices comportant à l'intérieur d'un carter (1) de transmission un arbre d'entrée (2) recevant le couple moteur par l'intermédiaire d'un embrayage (3), un arbre intermédiaire (4) parallèle à l'arbre d'entrée, pouvant recevoir le couple transmis par celui-ci, et un arbre de sortie (5), pouvant recevoir le couple transmis par l'arbre d'entrée (2) et/ou par l'arbre intermédiaire (4), caractérisé en ce que l'arbre de sortie (5) supporte un différentiel central (6) intégré au carter de transmission (1), qui assure la répartition du couple entre les roues avant et les roues arrière du véhicule. [2] Mécanisme de transmission selon la revendication 1, caractérisé en ce que le différentiel central (6) est constitué par un train épicycloïdal (7) présentant une couronne (8) solidaire de l'arbre de sortie (5) ainsi qu'un porte-satellite (9) et un planétaire (10) assurant la transmission du couple aux roues avant et arrière, et qu'un viscocoupleur (11) disposé entre le porte-satellite (9) et le planétaire (10), assurant la répartition du couple entre les roues arrière et les roues avant. [3] Mécanisme de transmission selon la revendication 2, caractérisé en ce que la transmission du couple du différentiel central (6) vers les roues avant (37, 37') s'effectue par le porte-satellite (9), et en ce que la transmission du couple du différentiel central (6) vers les roues arrière s'effectue par le planétaire (10). [4] Mécanisme de transmission selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que l'arbre intermédiaire (4) porte plusieurs pignons fous de vitesse (12, 13, 14, 15) engrenant avec des pignons correspondants (16, 17, 18, 19) solidaires de l'arbre primaire (2). [5] Mécanisme de transmission selon la revendication 1, 2, ou 3, caractérisé en ce que l'arbre de sortie (5) porte plusieurs pignons fous de vitesse (20, 21) engrenant avec des pignons correspondants (17, 22) solidaires de l'arbre primaire (2). [6] Mécanisme de transmission selon la revendication 5, caractérisé en ce que la transmission du couple entre l'arbre intermédiaire (4) et l'arbre de sortie (5) s'effectue à partir d'un pignon de renvoi (23) monté à l'extrémité de l'arbre intermédiaire, sur un pignon de réception (24) solidaire de la couronne du différentiel, par l'intermédiaire d'un pignon de renvoi d'extrémité (25) monté fou sur l'arbre d'entrée (1). C71 Mécanisme de transmission selon la revendication 5, caractérisé en ce que les pignons (12, 13, 14, 15) et (20, 21) de vitesse montés fous sur les arbres intermédiaire (4) et de sortie (5) peuvent être crabotés sur ceux-ci par l'intermédiaire de dispositifs de synchronisation correspondants (26, 26' et 27). [8] Mécanisme de transmission selon la revendication 5, 6 ou 7, caractérisé en ce que les pignons de vitesse (12, 13, 14, 15) montés fous sur l'arbre intermédiaire (4) sont respectivement le pignon de marche arrière (12), le pignon (13) du cinquième rapport de marche avant, le pignon (14) second rapport de marche avant, et le pignon (15) du premier rapport de marche avant. [9] Mécanisme de transmission selon l'une queIconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que les pignons de vitesse (20, 21) montés fous sur l'arbre de sortie (5) sont respectivement le pignon (20) du troisième rapport de marche avant et le pignon (21) du quatrième rapport de marche avant.