Brevet FR2678339A1 — publié le 19921231

DISPOSITIF DE CHANGEMENT DE VESSES AUIUMATIQUE A ARBRES NON COAXIAUX La présente invention se rapporte au domaine technique des boîtes de vitesses automatiques comportant un convertisseur de couple entraîné directement par le moteur du véhicule et associé à un train épicycloidal commandé par des freins et des embrayages. Plus précisément, cette invention concerne un dispositif de changement de vitesses comportant un premier arbre ou arbre d'entrée et un second arbre ou arbre de sortie non coaxial au premier, et présentant une double liaison cinématique avec celui-ci. Ce tpe d'architecture, incIuant une liaison cinématique de "descente" du premier arbre sur le second et une liaison cinématique de "retour" vers le premier permet d'accoupler sélectivement le second arbre avec des organes entraînés par le premier arbre à des vitesses différentes. La publication US 3.673.890, qui décrit un mécanisme de transmission auxiliaire permettant d'augmenter le nombre de rapports offerts par une transmission principale, illustre diverses possibilités offertes par l'utilisation d'une liaison de "retour de mouvement" du second arbre sur le premier. Conformément aux différents modes de réalisation développés dans cette publication, la double liaison cinématique entre le premier arbre et le second arbre réalise une simple "dérivation" de la transmission puisque la sortie de mouvement vers les roues s'effectue dans tous les cas par l'arbre primaire. La présente invention a pour objet un dispositif de changement de vitesses tirant parti des possibilités d'obtenir des rapports supplémentaires mises en lumière par cette publication, pour proposer une boîte de vitesses automatique particulièrement compacte et performante, adaptable notamment en bout d'un moteur transversal avant. Elle concerne un dispositif de changement de vitesses automatique à rapports étagés pour véhicule automobile comportant, à l'intérieur d'un carter de transmission, d'une part un premier arbre ou arbre d'entrée recevant le couple moteur par l'intermédiaire d'un convertisseur de couple et supportant un train épicycloïdal dont il constitue une première entrée de mouvement, ce train épicycloïdal présentant un planétaire central pouvant entraîner un porte-satellite et/ou une couronne par l'intermédiaire d'un jeu de satellites sous la commande d'au moins un embrayage et d'au moins un moyen d'immobilisation selon le rapport impot par les conditions de conduite du véhicule, et d'autre part un second arbre ou arbre de sortie non coaxial au premier arbre assurant la transmission du couple entre le premier arbre et la réduction finale entraînant les roues, par l'intermédiaire d'un premier pignon et d'une première roue de descente. Ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comporte un second pignon et une seconde roue de descente reliant le second arbre et le train épicycloidal de façon à pouvoir constituer une seconde entrée de mouvement sur celui-ci. Selon un mode de réalisation de l'invention, le premier pignon de descente est solidaire du planétaire et le second pignon de descente est solidaire de la couronne. Selon un mode de réalisation de l'invention, la commande du train planétaire est assurée par un premier embrayage lié au planétaire et destiné à rendre celui-ci solidaire du premier arbre, par un second embrayage lié au premier arbre et destiné à rendre celui-ci solidaire du porte-satellite, par un troisième embrayage relié au second arbre et destiné à rendre celui-ci solidaire du planétaire, ainsi que par un premier et par un second moyen d'immobilisation. Selon un mode de réalisation de l'invention, le troisième embrayage est porté par le deuxième arbre. Selon un mode de réalisation de l'invention, le troisième embrayage est porté par le premier arbre. Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de changement de vitesses comporte un premier moyen d'immobilisation destiné à solidariser le second pignon de descente et le planétaire vis-à-vis du carter. Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de changement de vitesses comporte un second moyen d'immobilisation destiné à solidariser le porte-satellite vis-à-vis du carter. Selon un mode de réalisation de l'invention, le premier embrayage, le second embrayage et le second moyen d'immobilisation sont regroupés à l'extrémité du carter opposée au convertisseur du couple. Selon un mode de réalisation de l'invention, le second embrayage est actionné par un piston s'étendant pratiquement sur toute la hauteur du carter. Selon un mode de réalisation de l'invention, un ensemble comprenant les disques du premier et du second embrayage, la cloche de piston du second embrayage, les pistons du second et du premier embrayage, les ressorts du rappel de piston et le piston de compensation est assemblé au moyen d'un circlips de retenue unique. Selon un mode de réalisation de l'invention, le troisième embrayage est un embrayage à cônes. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'un mode de réalisation particulier de celle-ci en liaison avec les dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 représente un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une vue de détail du troisième embrayage se rapportant à un second mode de réalisation de l'invention, - la figure 3 est une vue de détail correspondant aux deux modes de réalisation de l'invention, et relative à la disposition particulière de certains récepteurs hydrauliques. Le dispositif de changement de vitesses représenté sur la figure I comporte un premier arbre 3 ou arbre d'entrée et un second arbre 28 ou arbre de sortie parallèle à celui-ci. Sur l'arbre d'entrée 3 sont disposés un convertisseur de couple 1 et un train épicycidtdal 42. De façon classique, le couple moteur est transmis au train épicycloïdal 42 par l'intermédiaire du convertisseur de couple 1. Le premier arbre 3 est relié au second arbre 28 par l'intermédiaire d'un premier et d'un second pignon de descente 8, 10 pouvant entraîner respectivement une première roue de descente 9 et une seconde roue de descente Il solidaires du second arbre 28. Le train épicycloïdal 42 comporte un planétaire 13 entraînant, par l'intermédiaire d'un jeu de satellites 15, un porte-satellite 14 et une couronne 12. La commande du train épicycloïdal 42 est assurée par un ensemble de récepteurs hydrauliques 4, 5, 6, 7, 16 dont l'alimentation sélective en fluide de pression détermine le rappo de transmission du dispositif, selon les consignes imposées par les conditions de conduite du véhicule. Cet ensemble de récepteurs est constitué par trois embrayages 7, 6, 16, et par deux moyens d'immobilisation 4, 5. Un premier embrayage E1, 7, lié au planétaire 13, permet de rendre celui-ci solidaire du premier arbre 3, tandis qu'un second embrayage E2, 6, lié au premier arbre 3, est destiné à rendre celui-ci solidaire du porte-satellite 14. Par ailleurs, un troisième embrayage E3, 16, lié au second arbre 28, permet de rendre celui-ci solidaire du planétaire 13, vis-à-vis du carter 41, tandis que le second moyen d'immobilisation F2, 5, permet d'immobiliser le porte-satellite 14 vis-à-vis du carter 41. Selon une première variante de l'invention, illustrée par la figure 1, le troisième embrayage E3, 16, est porté par le premier arbre 3, alors que selon une seconde variante de celle-ci, illustrée par la figure 2, le troisième embrayage E3, 16, est porté par le premier arbre 3. Dans tous les cas, le premier pignon de descente 8 est solidaire du planétaire 13, et le second pignon de descente 10 est solidaire de la couronne 12. Le serrage du troisième embrayage E3, 16, a donc pour effet d'imposer un rapport de vitesses de rotation relatif déterminé au planétaire et au porte-satellite 14.En d'autres termes, le serrage du troisième embrayage E3, 16, assure un "retour" du couple ou une "seconde entrée de mouvement" sur l'arbre d'entrée 3 par l'intermédiaire du planétaire 13, la première entrée de mouvement sur le premier arbre 3 étant, comme on l'aura compris, assurée par le convertisseur de couple 1. La figure 1 met en évidence une autre caractéristique essentielle de l'invention, à savoir le fait que le premier embrayage E1, 7, le second embrayage E2, 6, et le second moyen d'immobilisation F2, 5, sont regroupés à l'extrémité du carter 41 opposée au convertisseur de couple ; les avantages résultant de cette caractéristique seront explicités plus loin. Sur la figure 1, on a également représenté divers organes du dispositif de transmission faisant l'objet de l'invention, dont la pompe de servitude 2 assurant son alimentation en fluide de pression, les pistons respectifs 17, 19, 18 et 20 du premier moyen d'immobilisation, du second moyen d'immobilisation F2, 5, du premier, du second et du troisième embrayage E1, E2, E3, 7, 6, 16, ainsi que le piston de compensation hydraulique 33 du troisième embrayage E3, 16. Sur cette figure, apparaissent également les roulements 25, 26 de l'arbre d'entrée et les roulements 23, 24 de l'arbre de sortie 28 ainsi que le fût d'alimentation hydraulique 27 du dispositif. Apparaissent en outre, le différentiel 43 d'entraînement des roues ainsi que sa couronne 30 et la roue de parking 31. Enfin il faut noter l'emplacement du dispositif du lock-up hydraulique 32 du convertisseur 1. La figure 3 est une vue de détail de la figure 1 se rapportant au montage des second et troisième embrayages E2 et E3 6, 13. Sur cette figure, on a fait apparaître le second et le troisième embrayages E2, E3, 7, 16 ainsi que leurs pistons respectifs 18, 20, la cloche d'embrayage 34, et une rondelle d'appui d'embrayage 35. Une caractéristique importante de l'invention consiste en ce que le troisième embrayage E3 16 est un embrayage à cônes 44. L'utilisation d'un embrayage à cône dans le dispositif de changement de vitesses de l'invention est rendu possible par le fait que cet embrayage est engagé uniquement à l'arrêt, et en passage descendant donc jamais dans des conditions de dissipation significative d'énergie. Sur cette figure, on voit que le piston 18 du second embrayage E2 7 s'étend jusqu'à la poutre supérieure du carter 41. Cette disposition, autorisée par le regroupement du premier et du second embrayage E1, E2, 7, 6, ainsi que du second moyen de freinage F2, 5, en extrémité du train épicycloïdal 41, permet de réduire considérablement la pression de ligne appliquée au second embrayage. Cet embrayage qui n'a par ailleurs pas besoin d'être compensé hydrauliquement autorise une pression de commande réduite. Enfin, il faut noter que le regroupement des récepteurs 5, 6, 7 en bout du train épicycloïdal 41 conduit à des simplifications de montage dont l'intérêt est non négligeable. Ainsi, un ensemble regroupant 7, 6, la cloche 36, le piston 18 du second embrayage 6 et du premier embrayage 7, les ressorts de rappel 45 du piston 33 de compensation et les joints d'étanchéité 38, 39 peuvent être montés avec un circlips de retenue unique 37. Les avantages offerts par le dispositif qui vient d'être décrit sont nombreux. Outre ceux qui ont déjà été évoqués, il faut mentionner le montage extrêmement simplifié des disques du premier et du second embrayage 7, 6 : en effet ces derniers sont montés sur la cloche d'embrayage 34 puis l'ensemble est serti, la cloche 34 étant déformée derrière la rondelle d'appui 35. Par ailleurs le regroupement des embrayages et des moyens d'immobilisation en bout de boîte permet de simplifier leur circuit d'alimentation grâce au regroupement de l'ensemble des canaux sur une pièce unique constituée par le moyeu 27. ll faut noter également que les embrayages et les moyens d'immobilisation, qui sont les organes les plus sollicités du dispositif sont facilement accessibles. Enfin, le regroupement des récepteurs 4, 5, 6 en boüt de boîte permet de positionner la première roue de descente 9 dans la partie médiane du carter 41, donc dans la partie la plus large de celle-ci. On peut donc lui donner un diamètre relativement grand de façon à obtenir une démultiplication importante sur les rapports où interviennent le premier pignon 8 et la première roue 11 de descente. REVENDICATIONS 1 Dispositif de changement de vitesses automatique à rapports étagés pour véhicule automobile comportant, à l'intérieur d'un carter de transmission, d'une part un premier arbre (3) ou arbre d'entrée recevant le couple moteur par l'intermédiaire d'un convertisseur de couple (I) et supportant un train épicycloïdal (42) dont il constitue une première entrée de mouvement, ce train épicycloïdal (42) présentant un planétaire central (13) pouvant entraîner un porte-satellite (14) et/ou une couronne (12) par l'intermédiaire d'un jeu de satellites (15) sous la commande d'au moins un embrayage (6, 7, 16) et d'au moins un moyen d'immobilisation (4, 5) selon le rapport imposé par les conditions de conduite du véhicule, et d'autre part un second arbre (28) ou arbre de sortie non coaxial au premier arbre (3), assurant la transmission du couple entre le premier arbre (3) et le pont (43) entraînant les roues, par l'intermédiaire d'un premier pignon (8) et d'une première roue de descente (9), caractérisé en ce qu'il comporte un second pignon (10) et une seconde roue (11) de descente reliant le second arbre (28) et le train épicycloldal (42) de façon à pouvoir constituer une seconde entrée de mouvement sur celui-ci. [2] Dispositif de changement de vitesses automatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier pignon de descente (8) est solidaire du planétaire (13) et en ce que le second pignon de descente (10) est solidaire de la couronne (12). [3] Dispositif de changement de vitesses automatique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la commande du train planétaire (42) est assurée par un premier embrayage E1 (7) lié au planétaire (13) et destiné à rendre celui-ci solidaire du premier arbre (3), par un second embrayage E2 (6) lié au premier arbre (3) et destiné à rendre celui-ci solidaire du porte-satellite (14), par un troisième embrayage E3 (16) relié au second arbre (28) et destiné à rendre celui-ci solidaire du planétaire (13), ainsi que par un premier et par un second moyen d'immobilisation F1, F2 (4 5). [4] Dispositif de changement de vitesses automatique selon la"- revendication 3, caractérisé en ce que le troisième embrayage E3 (16) est porté par le deuxième arbre (28). 5 Dispositif de changement de vitesses automatique selon la revendication 3, caractérisé en ce que le troisième embrayage E3 (16) est porté par le premier arbre (3). [6] Dispositif de changement de vitesses automatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un premier moyen d'immobilisation F1 (4) destiné à immobiliser le second pignon de descente (10) et le planétaire (13) vis-à-vis du carter (41). [7] Dispositif de changement de vitesses automatique selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte un second moyen d'immobilisation F2 (5) destiné à immobiliser le porte-satellite (14) vis-à-vis du carter (41). [7] Dispositif de changement de vitesses automatique selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte un second moyen d'immobilisation F2 (5) destiné à immobiliser le porte-satellite (14) vis-à-vis du carter (41). [8] Dispositif de changement de vitesses automatique selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le premier embrayage E1 (7), le second embrayage E2 (6) et le second moyen d'immobilisation F2 (5) sont regroupés à l'extrémité du carter (41) opposé au convertisseur du couple (1). 9 Dispositif de changement de vitesses automatique selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que le second embrayage est actionné par un piston (18) s'étendant pratiquement sur toute la hauteur du carter (41). 10 Dispositif de changement de vitesses automatique selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce qu'un ensemble comprenant les disques du premier du second embrayage E1 E2 (6, 7), la cloche (36), le piston (18) du second embrayage E2 (6), les pistons (18, 19) du second et du premier embrayage E2 E1 (6, 7), le ressort du rappel de piston et le piston de compensation (33) hydraulique du premier embrayage E1 (7), est assemblé au moyen d'un circlips unique (37). [1Ij Dispositif de changement de vitesses automatique selon I'une quelconque des revendications 9 à 10, caractérisé en ce que le troisième embrayage E3 (16) est un embrayage à cônes (44).