Brevet FR2682444A1 — publié le 19930416

DISPOSITIF DE CHANGEMENT DE VITESSES AUTOMATIOUE A CONVERTISSEUR DE COUPLE ET TRAIN EPICYCLOIDAL NON COAXIAUX L'invention se rapporte au domaine technique des transmissions automatiques. Plus précisément, elle concerne un dispositif de changement de vitesses à rapports étagés, du type comportant à l'intérieur d'un carter deux arbres parallèles non coaxiaux, le premier arbre ou arbre d'entrée transmettant le mouvement au second arbre, ou arbre de sortie, par l'intermédiaire de plusieurs descentes d'engrenages. Le dispositif de changement de vitesses automatique auquel s'applique l'invention comporte de façon connue un convertisseur de couple porté par l'arbre d'entrée, et un train épicycloïdal porté par arbre de sortie. Ce type d'architecture fait notamment l'objet de la demande de brevet N" 91-06929 de la demanderesse, non publiée à ce jour. La figure 3 de cette demande se rapporte à un mode de réalisation particulière incluant deux descentes d'engrenages, dont la première permet de solidariser un premier ou un second planétaire du train épicycloïdal avec l'arbre d'entrée de la transmission, en serrant un premier ou un second embrayage, tandis que la seconde permet d'assurer la descente directe du mouvement de l'arbre d'entrée sur le porte-satellite selon un autre rapport de descente, en serrant un troisième embrayage. On sait par ailleurs que la transmission du mouvement dans un dispositif de changement de vitesses à train épicycloïdal s'effectue toujours avec des efforts de roulement et un bruit de fonctionnement réduits lorsque le train épicyclo-ldal tourne en bloc, c'est-à-dire lorsqu'il transmet le mouvement sans que ses éléments constitutifs (planétaires, satellites, couronne) soient en mouvement relatif. Or, selon l'architecture de la figure 3 de la demande de brevet N" 91-06929, le déplacement en bloc du train ne peut être obtenu qu'en immobilisant les deux planétaires, donc en serrant les deux embrayages associés à la première descente. Le fonctionnement du dispositif "train bloqué", n'est donc possible que sur un seul rapport. En revanche, dans sa demande de brevet N" 91-11139, également non publiée à cejour, la demanderesse propose un dispositif de changement de vitesses automatique à arbres parallèles et à double descente d'engrenages, présentant deux rapports de marche avant sur lesquels le train tourne en bloc. Les deux rapports concernés correspondent respectivement à une descente du mouvement en sortie du train par la première descente d'engrenages et à une descente du mouvement en sortie du train par la seconde descente. Toutefois, selon ce dispositif, le train épicycloïdal est porté, non pas par l'arbre de sortie, mais par l'arbre d'entrée. Le dispositif faisant l'objet de la figure 3 de la demande de brevet N" 91-06929 n'offrant que des possibilités réduites en matière de blocage du train, La présente invention propose de perfectionner ce dispositif, en augmentant notamment le nombre des rapports sur lesquels le train tourne en bloc. Elle concerne un dispositif de changement de vitesses automatique à rapports étagés comportant à l'intérieur d'un carter- un premier arbre, ou arbre d'entrée, qui reçoit le couple moteur et le transmet au moyen d'une première ou d'une seconde descente d'engrenages à un second arbre, ou arbre de sortie, supportant un train épicycloïdal muni d'un premier et d'un second planétaire reliés à une couronne de sortie de mouvement, sous la commande d'au moins un premier et un second embrayage et d'au moins un premier et un second moyen d'immobilisation. Ce dispositif est caractérisé en ce que le premier et le second embrayage permettent respectivement de solidariser l'arbre d'entrée, avec le premier planétaire par l'intermédiaire de la première descente d'engrenages, et avec le second planétaire, par l'intermédiaire de la seconde descente d'engrenages. Selon un mode de réalisation de l'invention, un troisième embrayage est disposé entre le premier et le second planétaire. Selon un mode de réalisation de l'invention, le serrage du troisième embrayage permet de rendre solidaires en rotation le premier et le second planétaire, si bien que le train épicycloidal tourne en bloc. Selon un mode de réalisation de l'invention, la première et la seconde descente d'engrenages sont constituées respectivement d'un premier pignon porté par le premier arbre, en prise avec une première couronne portée par le second arbre et d'un second pignon porté par le premier arbre, en prise avec une seconde couronne portée par le second arbre. Selon un mode de réalisation de l'invention, le premier moyen d'immobilisation permet d'immobiliser le porte-satellite vis à vis du carter. Selon un mode de réalisation de l'invention, le second moyen d'immobilisation permet d'immobiliser le second planétaire vis à vis du carter. Selon un mode de réalisation de l'invention, le premier rapport de marche avant est obtenu en serrant le premier embrayage et le premier moyen d 'immobilisation. Selon un mode de réalisation de l'invention, le second rapport de marche avant est obtenu en serrant le premier embrayage et le second moyen d'immobilisation. Selon un mode de réalisation de l'invention, le troisième rapport de marche avant est obtenu en serrant le premier et le troisième embrayage. Selon un mode de réalisation de l'invention, le quatrième rapport de marche avant est obtenu en serrant le premier et le second embrayage. Selon un mode de réalisation de l'invention, le cinquième rapport de marche avant est obtenu en serrant le second et le troisième embrayage. Selon un mode de réalisation de l'invention, la marche arrière est obtenue en serrant le second embrayage et le premier moyen d'immobilisation. 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 représente schématiquement l'architecture du dispositif de changement de vitesses de l'invention, - la figure 2 représente le diagramme de RAVIGNEAUX de ce dispositif, - la figure 3 indique les combinaisons fonctionnelles d'un dispositif de changement de vitesses automatique à cinq rapports de marche avant, conforme à l'invention. Sur la figure 1, on a représenté à l'intérieur du carter 1 de la transmission, le convertisseur de couple 3, disposé sur le premier arbre 2, ou arbre d'entrée du dispositif de changement de vitesses proprement dit. Cet arbre d'entrée 2 recevant donc le couple moteur (par l'intermédiaire ou non du convertisseur de couple), porte deux descentes d'engrenages 13, 14 et 15, 16 en direction du second arbre 4, ou arbre de sortie de la transmission. La première descente 13, 14 disposée à l'extrémité de l'arbre d'entrée 2 opposée au convertisseur 3 est constituée d'un premier pignon 13 solidaire de l'arbre d'entrée 2, en prise avec une première couronne 14 solidaire de l'arbre de sortie 4. La seconde descente 15, 16, disposée à l'autre extrémité de l'arbre d'entrée 2, est constituée d'un second pignon 15, solidaire de l'arbre d'entrée 2 et d'une seconde couronne 16, en prise avec le second pignon 15 et solidaire de l'arbre de sortie 4. Comme indiqué plus haut, L'arbre de sortie 4 porte le train épicycloidal 5. Ce dernier présente deux planétaires 6 et 7. Le premier planétaire (P1) 6 est en prise avec la couronne 18 du porte-satellite 8, par l'intermédiaire d'un premier jeu de satellites 19, 20, tandis que le second planétaire 7 est en prise avec la couronne 18 du porte satellite 8, par l'intermédiaire d'un second jeu de satellites 21. Dans, l'exemple représenté, le premier jeu de satellites 19, 20 est double, mais cette disposition ne présente bien entendu aucun caractère d'obligation. La couronne 18 du porte-satellite 8 entraîne de façon classique un pignon de sortie 22, lui-même en prise par l'intermédiaire d'une couronne 23 sur le différentiel 24 relié à l'essieu avant 25 et à l'essieu arrière 26 du véhicule. La descente du mouvement sur l'arbre de sortie 4 peut donc s'effectuer par la première ou par la seconde descente d'engrenages 13, 14 ou 15, 16. Un premier embrayage (E1) 9, porté par l'arbre d'entrée 2, permet à cet effet de solidariser celui-ci du premier pignon 13, en prise avec la première couronne 14. La première couronne 14 étant solidaire en rotation du premier planétaire 6, le serrage du premier embrayage (bai) 9 assure l'entrée du mouvement dans le train 5 par l'intermédiaire de la première descente 13, 14 et du premier planétaire 6. Un second embrayage (E2) 10, également porté par l'arbre d'entrée 2 permet de solidariser celui-ci du second pignon 15, en prise avec la seconde couronne 16. Cette dernière étant solidaire en rotation du second planétaire 7, le serrage du second embrayage 10 assure l'entrée du mouvement dans le train épicycloïdal 5 par l'intermédiaire de la seconde descente 15, 16 et du second planétaire 7. Un troisième embrayage (E3) 17 est disposé entre la première couronne 14 et la seconde couronne 16. Son serrage permet d'immobiliser en rotation relative le premier et le second planétaire 6, 7 par l'intermédiaire de celles-ci. Le train épicycloïdal 5 tourne alors en bloc. Enfin un premier et un second moyen d'immobilisation (fui) et (F2), 11, 12 permettent d'immobiliser respectivement le porte-satellite 8 ou le second pignon 15 vis à vis du carter 1. Le dispositif de changement de vitesses qui vient d'être décrit dispose d'au moins cinq rapports de marche avant et d'un rapport de marche arrière. Le premier rapport de marche avant est obtenu en serrant le premier embrayage (E1), 9 et le premier moyen d'immobilisation (F1), 11. Dans cette situation, le mouvement descend sur l'arbre de sortie 4 par la première descente, 13, 14, entre dans le train 5 par le premier planétaire 6, et en sort par la couronne 18, tandis que le porte-satellite 8 est immobilisé vis à vis du carter 1. Le second rapport de marche avant est obtenu en remplaçant le premier moyen d'immobilisation (fui) 11 par le second moyen d'immobilisation (F2) 12, si bien que le mouvement emprunte toujours la première descente, 13, 14, le premier planétaire 6 et la couronne 18 du portesatellite 8, tandis que le second planétaire 7 est immobilisé. Pour engager le troisième rapport de marche avant, on maintient le premier embrayage (E1) 9 serré, et on serre le troisième embrayage (E3) 17. Dans cette situation, le mouvement emprunte la première descente d'engrenages 13, 14, et traverse le train épicycloidal 5 qui tourne en bloc. Sur le quatrième rapport de marche avant, le premier et le second embrayage (E1) et (E2) 9, 10 sont serrés, si bien que le mouvement pénètre dans le train 5 par les deux descentes d'engrenages 13, 14 et 15, 16 et les deux planétaires 6, 7, le porte-satellite 8 étant libre. Enfin sur le cinquième rapport de marche avant, correspondant au serrage du second et du troisième embrayage (E2) et (E3) 10, 17 le train est bloqué, puisque le mouvement pénètre par l'intermédiaire de la seconde descente d'engrenages 15, 16 et du second planétaire 7 dans un train 5 dont l'ensemble des éléments sont immobilisés en rotation les uns vis-à-vis des autres. Un des avantages essentiels de l'invention est que ce dispositif de changement de vitesses présente deux rapports de marche avant sur lesquels le train épicycloidal tourne en bloc. Dans l'exemple de réalisation qui vient d'être décrit, ces deux rapports, sont respectivement, le troisième et le cinquième rapport de marche avant, sur lesquels le mouvement "descend" du premier sur le second arbre par l'une ou l'autre des deux descentes d'engrenages, tandis que l'ensemble des éléments portés par le second arbre est solidaire en rotation. Dans cette situation, le fonctionnement du dispositif se rapproche de celui d'une boîte de vitesses manuelle présentant de façon classique deux arbres parallèles pouvant être solidarisés en rotation par des pignons de vitesse différents selon le rapport engagé. La diminution du nombre de roulements mécaniques internes à la transmission obtenue grâce à l'immobilisation relative des planétaires des satellites et de la couronne, augmente sensiblement le rendement de la transmission et diminue des bruits de roulement sur les rapports correspondants. Ce résultat est extrêmement appréciable pour l'utilisateur. Enfin, il faut noter que conformément à l'invention, l'ensemble des passages montants du rapport n au rapport n + 1, et des passages descendants du rapport n au rapport n - 1 ou n - 2, s'effectue en ne modifiant qu'un seul récepteur hydraulique, embrayage ou moyen d'immobilisation. Ce dispositif de changement de vitesse satisfait ainsi à une condition indispensable au bon fonctionnement de son système hydraulique de commande. REVENDICATIONS 1) Dispositif de changement de vitesses automatique à rapports étagés comportant à l'intérieur d'un carter (1) un premier arbre ou arbre d'entrée (2) qui reçoit le couple moteur et le transmet au moyen d'une première ou d'une seconde descente d'engrenages (13, 14) ou (15, 16) à un second arbre ou arbre de sortie (4) supportant un train épicycloidal (5) muni d'un premier et d'un second planétaire (6, 7) reliés à une couronne de sortie de mouvement (18), sous la commande d'au moins un premier et un second embrayage (9, 10) et d'au moins un premier et un second moyen d'immobilisation (11, 12), caractérisé en ce que le premier et le second embrayage (9, 10) permettent respectivement de solidariser l'arbre d'entrée (2) avec le premier planétaire (6), par l'intermédiaire de la première descente d'engrenages (13, 14) ou avec le second planétaire (7), par l'intermédiaire de la seconde descente d'engrenages (15, 16). 2) Dispositif de changement de vitesses selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un troisième embrayage (17) est disposé entre le premier et le second planétaire (6, 7). 3) Dispositif de changement de vitesses selon la revendication 2, caractérisé en ce que le serrage du troisième embrayage (17) permet de rendre solidaires en rotation le premier et le second planétaire (6, 7), si bien que le train épicycloidal (5) tourne en bloc. 4) Dispositif de changement de vitesses selon les revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la première et la second descente d'engrenages (13, 14) et (15, 16) sont constituées respectivement d'un premier pignon (13) porté par le premier arbre (2), en prise avec une première couronne (14) portée par le second arbre (4), et d'un second pignon (15) porté par le premier arbre (2), en prise avec une seconde couronne (16) portée par le second arbre (4). 5) Dispositif de changement de vitesses selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier moyen d'immobilisation (11) permet d'immobiliser le porte-satellite (8) vis à-vis du carter (1). 6) Dispositif de changement de vitesses selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le second moyen d'immobilisation (12) permet d'immobiliser le second planétaire (7) vis-à-vis du carter (1). 7) Dispositif de changement de vitesses selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier rapport de marche avant est obtenu en serrant le premier embrayage (9) et le premier moyen d'immobilisation (11). 8) Dispositif de changement de vitesses selon la revendication 7, caractérisé en ce que le second rapport de marche avant est obtenu en serrant le premier embrayage (9) et le second moyen d'immobilisation (12). 9) Dispositif de changement de vitesses selon la revendication 8, caractérisé en ce que le troisième rapport de marche avant est obtenu en serrant le premier et le troisième embrayage (9, 17). 10) Dispositif de changement de vitesses selon la revendication 9, caractérisé en ce que le quatrième rapport de marche avant est obtenu en serrant le premier et le second embrayage (9, 10). 11) Dispositif de changement de vitesses selon la revendication 10, caractérisé en ce que le cinquième rapport de marche avant est obtenu en serrant le second et le troisième embrayage (10, 17). 12) Dispositif de changement de vitesses selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, caractérisé en ce que la marche arrière est obtenue en serrant le second embrayage (10) et le premier moyen d'immobilisation (11).