Brevet FR2704615A1 — publié le 19941104

-1- DISPOSITIF DE CHANGEMENT DE VITESSES AUTOMATIQUE A TRIPLE DESCENTE D'ENGRENAGES La présente invention se rapporte au domaine technique des transmissions 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, elle concerne une boîte de vitesses automatique pour groupe moto-propulseur transversal. Par la publication FR 2 677 422 de la demanderesse, on connaît un dispositif de changement de vitesses automatique de type transversal en bout présentant, à l'intérieur d'un carter, un axe primaire aligné sur l'axe de sortie du moteur. Cet axe primaire porte un convertisseur hydraulique qui entraîne, par l'intermédiaire d'engrenages cylindriques associés à plusieurs organes de commutation, un axe secondaire supportant le train épicycloidal de la transmission. Les figures 1 et 2 de ce document, mettent en évidence la présence de trois descentes d'engrenages distinctes, de l'axe -primaire sur l'axe secondaire, ainsi que le montage de trois embrayages El, E2, E3 sur l'arbre primaire. Cependant, la disposition des organes de commutation n'est pas identique selon les deux modes de réalisation proposés, puisque sur la figure 1 tous les organes de commutation sont disposés autour de l'arbre primaire, alors que sur la figure 2, un organe d'immobilisation, à savoir le frein F2, est "descendu" sur la ligne secondaire. L'adaptation de trois descentes d'engrenages sur l'arbre secondaire proposée dans cette publication, est très avantageuse, parce qu'elle procure une grande liberté dans le choix des rapports. Elle offre en effet six rapports de marche avant, ce qui permet de choisir parmi ceux- ci cinq rapports présentant l'étagement souhaité, en n'utilisant pas l'un des trois rapports supérieurs. Par ailleurs, la disposition des trois embrayages autour de l'arbre primaire dégage un espace -2- important autour de l'arbre secondaire. On peut donc envisager de réduire la longueur de l'arbre secondaire, et de modifier en conséquence la forme du carter pour limiter l'encombrement total de la boîte de vitesses. Toutefois ce type d'adaptation conduit à réaliser des boîtes de vitesses de forme particulière, dont le carter présente un décrochement incompatible avec certains compartiments moteur. La présente invention a pour but de réaliser un dispositif de changement de vitesses automatique à trois descentes d'engrenages, particulièrement compact, et présentant toutefois deux arbres de même longueur. Elle concerne un dispositif de changement de vitesses automatique comportant à l'intérieur d'un carter un arbre primaire aligné sur l'arbre de sortie du moteur et portant un convertisseur de couple hydrocinétique, l'arbre primaire transmettant le mouvement, par l'intermédiaire d'une triple descente d'engrenages et d'un train épicycloïdal associés à des organes de commutation, sur un arbre secondaire parallèle à celui-ci. Ce dispositif est caractérisé en ce que l'arbre secondaire porte le train épicycloidal et au moins deux organes de commutation. Selon un mode de réalisation de l'invention, le train épicycloidal présente deux planétaires P1, P2 pouvant respectivement être liés au premier et au second pignon de descente, par un premier et un second embrayage El, E2. Selon un mode de réalisation de l'invention, le train épicycloidal présente un porte-satellites PS, pouvant être relié à l'arbre primaire par l'intermédiaire d'un troisième pignon de descente et d'un troisième embrayage E3 Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif présente un premier moyen d'immobilisation F1 permettant d'immobiliser le porte-satellites PS par rapport au carter, et un second moyen -3 d'immobilisation F2, permettant d'immobiliser le second planétaire P2 par rapport au carter. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'arbre secondaire porte le premier embrayage El, le premier moyen d'immobilisation F1 ainsi qu'une roue libre RL, tandis que l'arbre primaire porte le second et le troisième embrayage E2, E3 ainsi que le second moyen d'immobilisation F2. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'arbre primaire est supporté par trois roulements disposés respectivement à chacune de ses extrémités et autour du premier pignon de descente. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'arbre secondaire est supporté par deux roulements d'extrémités, dont l'un est monté autour du pignon de descente sur le différentiel de la transmission. Selon un mode de réalisation de l'invention, une extrémité de l'arbre secondaire repose à l'intérieur du porte-satellites PS par l'intermédiaire d'un roulement à aiguilles, tandis que celui-ci repose lui-même à l'intérieur du pignon de sortie sur le différentiel par l'intermédiaire d'un roulement à aiguilles. Selon un mode de réalisation de l'invention, le premier pignon de descente est fixé sur l'arbre primaire et le premier pignon secondaire est monté autour du porte-satellites PS par l'intermédiaire d'un roulement. Selon un mode de réalisation de l'invention, le porte- satellites PS est maintenu vis-à-vis du carter par un roulement disposé entre un pignon de la ligne secondaire et la roue libre RL. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'arbre primaire et l'arbre secondaire ont sensiblement la même longueur. -4- L'invontion sera mi.ux comprise: à la loc.ture de la description suivante d'un mode da réalisation particulier d ceIllo-ci, cn liaison avec les dossins annllxds, sur le-squels: - la figure, 1 st tue COUe. ó:schématique du dispostif de l'inventlon, - la figure 2 reproduit un tableau do conamutation applicable à ce dispositif, et -la figure 3 illustre de. façont gralplique l'.tageninl des rapports de la transmission prloposée pal: l'invention. Sur la figure 1, on a ieprésent6 l'extrénité de l'arbre moteutr 1, entraînant de fa.çon classiquc un convortisseur do couple. hydrocin6tiquo 2, dont l'aibIO doe sortie 3 constitue l'arbro primaire du mn6canistme ci chiangeicnit do vitesses 4. I.'arbro primaire 3 porte trois pignons de descente 5, 6 et 7 sur l'arbre secondaire 8 du mécanilsmo 4. I.e- premier pignon dc deuscenittc 5, fixe SUI l'arbre prinaire 3, engrène avco un premic-ier pignon secondairc 9, mont6 par l'intlermn6diaire. d'un double roulement à lbiltls 10, autour du porte- satellites i I du train 16. 1 e secoend pignon do doscnte 6, reiosant par l'internlddiairc d'un roulemoent A aiguillos 12, autour de l'atire À:primaire 3, est cii prlise avec un sec-nd pignon secondaire 13, qui attaque Il second plantairec P2, 15 duci tiairt 16. e.nfln, le troisibmc pignon du descenti 7, monté sur des bagues 30, autour de l'arbre primaire 3, est on prisc avec le porte-satellites 11. Le tramin 6picycloïdal 16 comporte. des satcllites long,.q SI1 17, cn prise avec le lpromier planétairs]'1 14 ct dcos satcllte:s courts Sz 18, engrenant pour leur part avec Io second plandtaire. P2 15, alppartenant à l'arbre scondahire, etl avoc la courozicó ce sortic- 19. Cotto dcriliro est reliée, par une liaison flottante au pignon de sortie 20, attaquant Ia couronne 21, du diffdrentiol 22, dont on n'a lias reCprésenté le mncanlisme intérieu r. le. dispositif comporte cinq organes de commutation, E1, E2, E3, a Fi et c2. r6partis entre ses lignes lpiimaire el seeonclahr e.. e premier embrayage B1, 23, porté par l'arbrc. scondairo 8, permtci d'assure l'entrée du mouvement dans le train 16, par la première descente d'engrenages 5, 9 et le premier planétaire Pl, 14, en solidarisant ce dernier avec le premier pignon secondaire 9. Le serrage du second embrayage E2, 24, placé sur la ligne primaire, permet d'entraîner le second pignon de descente 6, et d'assurer ainsi l'entrée du mouvement dans le train 16, par le second planétaire P2, 15. Le troisième embrayage E3 25, également porté par la ligne primaire permet de solidariser le troisième pignon de descente 7 avec l'arbre primaire 3, de façon à assurer l'entrée du mouvement dans le train 16 par le porte-satellites 11. Le premier frein F1 26, disposé sur la ligne secondaire, permet d'immobiliser le porte-satellites PS, 11, vis à vis du carter 27, et le second frein F2, 28, monté sur la ligne primaire, permet d'immobiliser le second pignon de descente 6, vis- à-vis du carter 27. Enfin la roue libre RL, 29, montée autour de l'arbre secondaire 8, n'autorise la rotation du porte-satellites PS 11, que dans un seul sens autour de celui-ci. En se reportant à la figure 2, on voit que l'embrayage E1 est serré sur les quatre premiers rapports de marche avant et sur la première imposée, donc que la première descente d'engrenages 5, 9 est empruntée sur chacun de ces cinq rapports. Le premier rapport de marche avant est obtenu en ne serrant que le premier embrayage E1. Le porte-satellites PS est alors immobilisé par la roue libre RL, et le mouvement entre dans le train 16 par le premier planétaire Pl. Sur le second rapport de marche avant, l'entrée du mouvement dans le train, s'effectue par le premier planétaire (El serré), tandis que le second planétaire P2 est immobilisé par le second frein F2. Le troisième rapport de marche avant (El et E2 serrés) correspond à une rotation en bloc du train 16, puisque les deux planétaires P1 et P2 sont entraînés simultanément. Sur le quatrième rapport de marche avant, le premier et le troisième embrayage E1 et E3 sont serrés, si bien que le mouvement entre dans le tfain par le premier planétaire P1 et le porte- satellites PS. Enfin la marche arrière est assurée par l'immobilisation du porte-satellites PS par rapport au carter 27, et l'entraînement du second planétaire P2 (E2 et F1 serrés), et la -6- première imposée en immobilisant le porte-satellites et en empruntant le premier planétaire (E1 et F1 serrés). L'étagement des rapports illustré à titre d'exemple non limitatif par le graphique de RAVIGNEAUX de la figure 3 est particulièrement satisfaisant: MAR: 0,31 lère: 0,312 2ème: 0,571 3ème: 0,83 4ème: 1,04 ème: 1,4 -15 Ce graphique correspond à l'adoption d'un rapport de nombre de dents de 53/67 = 0,721 sur l'embrayage E1 et la première descente d'engrenages 5,9, de 58/63 =0,921 sur le second embrayage E2 et la seconde descente d'engrenages, et de 63/58 =1,283 sur le troisième embrayage et la troisième descente d'engrenages. Comme indiqué plus haut, ces valeurs sont purement indicatives, et on peut -;envisager l'utilisation de rapports de nombre de dents différents sur chaque descente d'engrenages, sans sortir du cadre de l'invention. Outre la disposition des organes de transfert du couple, et des organes de commutation, la figure 1 fait apparaître celle des organes de roulement nécessaires au fonctionnement du dispositif. La rotation et le maintien de l'arbre primaire 3 est assuré par un premier et un second roulements (31, 32), disposés respectivement autour du second pignon de descente 6 et sous le troisième embrayage E3 25. Le premier pignon de descente 5 est fixé sur l'arbre primaire 3, tandis que le second pignon de descente 6 tourne librement sur celui- ci grâce à un premier roulement à aiguilles 12 et que le troisième pignon de descente est monté sur deux bagues 30 autorisant sa libre rotation autour de l'arbre primaire 3. Enfin, la ligne primaire -7- présente un troisième roulement 34, -disposé entre le premier pignon de descente 5 et le carter 27. Le maintien et la rotation de la ligne secondaire, vis à vis du carter 27, sont assurés à l'aide d'un quatrième et d'un cinquième roulements 35, 36 disposés respectivement autour du second pignon secondaire 13, et du pignon de descente 20 sur le différentiel 22, et à l'aide d'un roulement 37 de porte-satellites, disposé entre le porte- satellites PS 11 et le carter. Par ailleurs, un double roulement à billes maintient le premier pignon secondaire 9 autour du porte- satellites PS 11. L'arbre secondaire 8 est engagé par une de ses extrémités sous le pignon de descente 20 attaquant la couronne 21 du différentiel 22. Plus précisément, cette extrémité repose à l'intérieur du porte-satellites PS 11 par l'intermédiaire d'un second roulement à aiguilles 38, tandis que celui-ci repose lui-même par l'intermédiaire d'un troisième roulement à aiguilles '33 par exemple un double roulement à aiguilles à l'intérieur du pignon de descente 20 sur le différentiel 22. En conclusion, l'invention permet de réaliser une boîte de vitesses :automatique à triple descente d'engrenages particulièrement compacte, et présentant deux arbres de même longueur, grâce à une disposition judicieuse des différents organes de commutation, à l'intérieur du carter. Par ailleurs, le maintien de l'arbre primaire dans sa partie centrale au moyen d'un roulement placé entre l'un des pignons de descente sur le secondaire, et le carter, le maintien d'un pignon secondaire autour du porte-satellites par l'intermédiaire d'un double roulement à billes, l'engagement d'une extrémité du porte- satellites à l'intérieur du pignon de descente sur le différentiel, et le maintien de celui-ci vis-à-vis du carter par un roulement d'extrémité, garantissent une bonne répartition des efforts entre les différents éléments de la chaîne cinématique et le carter. -8- REVENDICATIONS [1] Dispositif de changement de vitesses automatique comportant à l'intérieur d'un carter (27) un arbre primaire (3) aligné sur l'arbre de sortie du moteur (1) et portant un convertisseur de couple hydrocinétique (2), l'arbre primaire (3) transmettant le mouvement, par l'intermédiaire d'une triple descente d'engrenages (5, 9; 6, 13; 7, 11) et d'un train épicycloidal (16) associés à des organes de commutation (23, 24, 25, 26, 28) sur un arbre secondaire (8) parallèle à celui-ci, caractérisé en ce que l'arbre secondaire (8) porte le train épicycloidal (16) et au moins deux organes de commutation. [2] Dispositif de changement de vitesses selon la revendication 1, caractérisé en ce que le train épicycloidal (16) présente deux planétaires P1, P2 (14, 15) pouvant respectivement être liés au premier et au second pignon de descente (5, 6), par un premier et un second embrayage El, E2 (23, 24). [3] Dispositif de changement de vitesses selon la revendication 2, caractérisé en ce que le train épicycloïdal (16) présente un portesatellites PS (11) pouvant être relié à l'arbre primaire (3) par l'intermédiaire d'un troisième pignon de descente (7) et d'un troisième embrayage E3 (25). [4] Dispositif de changement de vitesses selon les revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il présente un premier moyen d'immobilisation F1 (26) permettant d'immobiliser le porte- satellites PS (11) par rapport au carter (27), et un second moyen d'immobilisation F2 (28), permettant d'immobiliser le second planétaire P2 (15) par rapport au carter (27). [5] Dispositif de changement de vitesses selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'arbre secondaire (8) porte le premier embrayage E1 (23), le premier moyen d'immobilisation F1 (26) 9 - ainsi qu'une roue libre RL (26), tandis que l'arbre primaire (3) porte le second et le troisième embrayage E2 E3 (24,, 25) ainsi que le second moyen d'immobilisation F2 (28). [6] Dispositif de changement de vitesses selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'arbre primaire (3) est supporté par trois roulements (31, 32, 34) disposés respectivement à chacune de ses extrémités et autour du premier pignon de descente (5). [7] Dispositif de changement de vitesses selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'arbre secondaire (8) est supporté par deux roulements d'extrémités (35, 36), dont l'un est monté autour du pignon de descente (20) sur le différentiel (22) de la transmission. [8] Dispositif de changement de vitesses selon la revendication 7, caractérisé en ce que une extrémité de I'arbre secondaire (8) repose à l'intérieur du porte-satellites PS (11) par l'intermédiaire d'un roulement à aiguilles (38), tandis que celui- ci repose lui-même à l'intérieur du pignon de sortie (20) sur le différentiel (22) par l'intermédiaire d'un roulement à aiguilles (33). [9] Dispositif de changement de vitesses selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier pignon de descente (5) est fixé sur l'arbre primaire (3) et en ce que le premier pignon secondaire (9) est monté autour du porte- satellites PS (11) par l'intermédiaire d'un roulement (10). [101 Dispositif de changement de vitesses selon l'une des revendications 3 à 9, caractérisé en ce que le porte-satellites PS (11) maintenu vis-à-vis du carter (27) par un roulement (37) disposé entre un pignon (13) de l'arbre secondaire (8) et la roue libre RL (29). - 10 - [11] Dispositif de changement de vitesses selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'arbre primaire (3) et l'arbre secondaire (8) ont sensiblement la même longueur.