Brevet FR2703123A1 — publié le 19940930

DISPOSITIF DE CHANGEMENT DE VITESSES AUTOMATIOUE A DOUBLE DESCENTE D'ENGRENAGES La présente invention se rapporte au domaine technique des transmissions automatiques comportant un convertisseur de couple entravé 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, et portant un convertisseur hydraulique qui entraîne, par l'intermédiaire d'engrenages cylindriques associés à plusieurs organes de commutation, un axe secondaire parallèle à l'arbre primaire. Selon la figure 3 de ce document, la descente de mouvement de l'arbre primaire sur l'arbre secondaire peut s'effectuer par l'une ou l'autre de deux descentes d'engrenages. Les organes de commutation correspondants sont disposés pour une part sur l'arbre primaire, et pour une autre part sur l'arbre secondaire. Cette disposition permet d'obtenir cinq ou six rapports de marche avant. Dans la pratique, certaines architectures de véhicule imposent, pour des raisons d'encombrement à l'intérieur du compartiment moteur, une réduction de la longueur de l'arbre primaire par rapport à celle de l'arbre secondaire. Selon la disposition illustrée par la figure 3 de la publication FR 2 677 422, la réduction souhaitée est limitée par la présence de la roue libre, d'un embrayage et d'un frein sur l'arbre primaire. Par ailleurs, il faut noter que le pignon de sortie de l'axe secondaire sur le différentiel est situé entre les deux descentes de mouvement de l'arbre primaire sur L'arbre secondaire. La présente invention a pour but d'obtenir un dispositif de changement de vitesses automatique transversal présentant au moins cinq rapports de marche avant, et adapté à la plupart des architectures de véhicules. La disposition proposée par l'invention, vise la réalisation d'un ensemble de transmission particulièrement compact et rigide. 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 qui peut entraîner par l'intermédiaire de deux descentes d'engrenages et d'un train épicycloïdal associés à plusieurs organes de commutation, un arbre secondaire parallèle à L'arbre primaire. Ce dispositif est caractérisé en ce que l'arbre secondaire supporte le train épicycloidal et au moins deux embrayages et deux moyens d'immobilisation. Selon un mode de réalisation de l'invention, le train épicycloidal présente deux planétaires P1, P2, pouvant être respectivement reliés à un premier pignon de descente par un premier et par un second embrayage E1 et E2. Selon un mode de réalisation de l'invention, le train épicycloidal présente un porte-sateIlite PS pouvant être relié à 1' arbre primaire par l'intermédiaire d'un troisième embrayage E3, et d'un second pignon de descente. Selon un mode de réalisation de l'invention, un premier moyen d'immobilisation F1 permet d'immobiliser le porte-satellite PS par rapport au carter. Selon un mode de réalisation de l'invention, un second moyen d'immobilisation F2 permet d'immobiliser le second planétaire P2 par rapport au carter. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'arbre primaire est supporté par un double roulement conique disposé entre le premier et le second pignon de descente. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'arbre secondaire est supporté par deux roulements d'extrémité, dont l'un est monté autour du pignon de descente sur le différentiel de la transmission. Selon un mode de réalisation de l'invention, le pignon de descente sur le différentiel repose sur l'arbre secondaire, par l'intermédiaire d'un double roulement conique. Selon un mode de réalisation de l'invention, le pignon de l'arbre secondaire est monté autour du porte-satellite par l'intermédiaire d'un double roulement, disposé entre ces deux éléments. Selon un mode de réalisation de l'invention, le porte-satellite est en appui contre le carter par l'intermédiaire d'un double roulement d'appui. Selon un mode de réalisation de l'invention, le double roulement conique de l'arbre primaire est sensiblement à l'aplomb du double roulement d'appui du porte-satellite sur le carter. Selon un mode de réalisation de l'invention, la roue libre est disposée entre les deux éléments du roulement d'appui du portesatellite. 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 un schéma d'architecture du dispositif de changement de vitesses de l'invention, - la figure 2 est un tableau de commutation applicable à cette architecture. - la figure 3 illustre sous forme graphique l'étagement des rapports de la transmission, et - la figure 4 est une coupe simplifiée du dispositif. Sur la figure 1, on a représenté l'extrémité de l'arbre moteur 1 entraînant de façon classique un convertisseur de couple hydrocinétique 2, dont l'arbre de sortie 3 constitue l'arbre primaire du mécanisme de changement de vitesses 4. L'arbre primaire 3 porte deux pignons de descente 5 et 6 sur l'arbre secondaire 38 du mécanisme 4. Le premier pignon de descente 5 de l'arbre primaire 3 engrène avec le pignon 9 de l'arbre secondaire 7, 8, tandis que le second pignon 6 de l'arbre primaire 3 engrène avec le porte-satellite 14 du train épicycloidal 11 porté par l'arbre secondaire 7, 8 et présentant deux planétaires P1 et P2 12, 13, coaxiaux, un portesatellite PS, 14, des satellites longs S1 15, et des satellites courts S2, 16 ainsi qu'une couronne de sortie 17.La première descente d'engrenages 5, 9 peut être reliée d'une part au premier planétaire P1, 12 par un premier embrayage E1, 18 et d'autre part au second planétaire P2, 13 par un second embrayage E2, 19 portés par l'arbre secondaire 7, 8 tandis que le second pignon de descente 6 peut être relié au porte-satellite 14 par un troisième embrayage E3 20, porté par l'arbre primaire 3. Les satellites courts S2, 16, sont en prise avec le second planétaire P2, 13 avec la couronne de sortie 17 et avec les satellites longs S1 15, engrenant pour leur part avec le premier planétaire P1, 12. La couronne de sortie 17 du train f1 est reliée au pignon de sortie du mouvement 21 sur le différentiel 22. Outre les trois embrayages (E1, E2, E3) 18, 19, 20, le système de commutation du dispositif de changement de vitesses 4 comporte deux freins F1, F2 23, 24, portés par l'arbre secondaire 7, 8 et permettant respectivement d'immobiliser le porte-satellite 14, et le pignon 9 de l'arbre secondaire 7, 8, ainsi qu'une roue libre RL, 25 à l'intérieur de laquelle est montée le porte-satellite 14. En se reportant à la figure 2, on voit que la première descente d'engrenages 5, 9 est empruntée sur tous les rapports, puisque l'un au moins des deux premiers embrayages E1 ou E2 est toujours serré. Le premier rapport de marche avant est obtenu en serrant le premier embrayage E1, 18, le porte satellite PS, 14 étant alors immobilisé par la roue libre RL 25, et le mouvement entrant dans le train 11 par le premier planétaire P1, 12. Sur le second rapport de marche avant, l'entrée du mouvement dans le train 11 s'effectue par le premier planétaire P1, 12 (F1 serré), tandis que le second planétaire P2, est immobilisé par le second frein F2, 24.Le troisième rapport de marche avant (E1 et E2 serrés) correspond à une rotation "en bloc" du train 11 puisque les deux planétaires P1 et P2 sont solidaires de la première descente 5, 9. Sur le quatrième rapport de marche avant, le premier et le troisième embrayage E1, E3 sont serrés, si bien que le mouvement entre dans le train 1 1 par le premier planétaire P1, 12 et le porte-satellite PS 14 qui sont donc solidaires en rotation, alors que sur le cinquième rapport de marche avant (E2 et E3 serrés), le second planétaire P2 , 13 est immobilisé par rapport au porte-satellite PS, 14.Enfin, la marche arrière est assurée par l'immobilisation du porte-satellite PS, par rapport au carter et l'entraînement du second planétaire P2, 13 (E2 et E1 serrés), tandis que la première imposée est obtenue par l'immobilisation du porte-satellite PS vis-à-vis du carter 10 et l'entraînement du premier planétaire P1, (E1 F1 serrés). L'étagement des rapports illustrés par le graphique de RAVIGNEAUX de la figure 3 est particulièrement satisfaisant. MAR : -0,264 Ière : 0,312 2ème : 0,571 3ème : 0,791 4ème : 1,078 Sème : 1,422 Ce graphique correspond à l'adoption d'un rapport de dents inverse par exemple 53/67 et 67/53 entre les pignons de chaque descente d'engrenages (5,9 et 6, 14). Bien entendu, ces valeurs numériques sont indiquées à titre d'exemple non limitatif. Sur la figure 4, on reconnaît l'ensemble des éléments d'entraînement de la figure I, mais les organes de commutation n'ont pas été représentés pour ne pas surcharger le schéma. Cette figure met en évidence la réalisation d'un certain nombre de dispositions, telles que le montage du porte-satellite 14 autour de l'arbre secondaire, 7, 8, la liaison, et la liaison "flottante" entre la couronne de sortie 17 du train li et le pignon de descente 21 sur le différentiel 22. Outre les éléments mentionnés plus haut, la figure 4 fait apparaître les moyens de support et de roulement des arbres 3 primaire et secondaire 7, 8 et des principaux éléments d'entraînement, vis-à-vis du carter 10. L'arbre primaire 3 est supporté, d'une part par un double roulement conique 26 disposé entre les deux pignons de descente 5, 6, et d'autre part par une bague d'extrémité 27 à proximité du convertisseur 2. L'arbre secondaire 7, 8 est supporté à ses extrémités par deux roulements d'extrémité 28, 29. Le roulement de gauche 28 est directement un appui contre l'arbre secondaire 8, tandis que le roulement de droite 29 supporte l'arbre secondaire 8, par l'intermédiaire du pignon de descente 21 sur le différentiel 22 et d'un double roulement conique 30 disposé en dessous de celui-ci, c'est-à-dire entre l'arbre secondaire 8 et le pignon 21. Par ailleurs, la rigidité du dispositif est renforcée de façon très efficace par une superposition de renforcements 31 du carter 10 sur lesquels sont en appui le double roulement conique 26 de l'arbre primaire 3 et le double roulement 32, 33 qui assure l'appui du portesatellite 14 sur le carter 10. La figure 4 fait également apparaître le double roulement à billes 34 autorisant la rotation du pignon 9 de l'arbre secondaire 7, 8 autour du porte-satellite 14. Enfin, on remarquera que le pignon de descente 21 sur le différentiel 22 est situé à l'extérieur des pignons de descente 5, 6, à l'extrémité droite de l'arbre secondaire 8 et que la roue libre 25 est disposée entre les deux éléments 32, 33 du double roulement supportant le portesatellite 14 vis-à-vis du carter 10. En conclusion, le dispositif de changement de vitesses qui vient d'être décrit comporte de nombreux avantages, parmi lesquels on peut citer: - sa structure très compacte, - la réduction importante de la longueur de l'arbre primaire par rapport à l'arbre secondaire, autorisée par le transfert de la roue libre de deux embrayages sur trois, et des deux freins sur l'axe secondaire. - le déport du pignon de descente sur le différentiel à l'extrémité de l'arbre secondaire. REVENDICATIONS CII Dispositif de changement de vitesses automatique comportant à l'intérieur d'un carter (10) un arbre primaire (3) aligné sur l'arbre de sortie du moteur (1), et portant un convertisseur (2) qui peut entraîner par l'intermédiaire de deux descentes d'engrenages (5,9) et (6, 14) et d'un train épicycloïdal (11) associés à plusieurs organes de commutation (18, 19, 20, 23, 24), un arbre secondaire (7, 8) parallèle à l'arbre primaire (3), caractérisé en ce que l'arbre secondaire (7, 8) supporte le train épicycloidal (11) et au moins deux embrayages (18, 19) et deux moyens d'immobilisation (23, 24). [2J Dispositif de changement de vitesses automatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le train épicycloidal (11) présente deux planétaires P1, P2, (12, 13) pouvant être respectivement reliés à un premier pignon de descente (5) par un premier et second embrayage E1, E2 (18, 19). [3J Dispositif de changement de vitesses automatique selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le train épicycloidal (11) présente un porte-satellite PS (14) pouvant être relié à l'arbre primaire (3) par l'intermédiaire d'un troisième embrayage E3 (20), et d'un second pignon de descente (7). [4J Dispositif de changement de vitesses automatique selon les revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le premier moyen d'immobilisation F1 (23) permet d'immobiliser le porte-satellite PS (14) par rapport au carter (10). 5 Dispositif de changement de vitesses automatique selon l'une quelconque des revendications 1, à 4, caractérisé en ce que le second moyen d'immobilisation F2 (24) permet d'immobiliser le second planétaire P2 (13) par rapport au carter (10). 6 Dispositif de changement de vitesses automatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'arbre primaire (3) est supporté par un double roulement conique (26) disposé entre le premier et le second pignon de descente (5 et 6). [7] Dispositif de changement de vitesses automatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'arbre secondaire (7, 8) est supporté par deux roulements d'extrémité (28, 29), dont I'un est monté autour du pignon de descente (21) sur le différentiel (22) de la transmission. 8 Dispositif de changement de vitesses automatique selon la revendication 7, caractérisé en ce que le pignon de descente (21) sur le différentiel (22) repose sur arbre secondaire (8), par l'intermédiaire d'un double roulement conique (30). [9] Dispositif de changement de vitesses automatique selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que le pignon (9) de l'arbre secondaire (7, 8) est monté autour du porte-satellite (14) par l'intermédiaire d'un double roulement, (34) disposé entre ces deux éléments. 101 Dispositif de changement de vitesses automatique selon l'une quelconque des revendications 3 à 9, caractérisé en ce que le porte-satellite (14) est en appui contre le carter (10) par l'intermédiaire d'un double roulement d'appui (32, 33). [11] Dispositif de changement de vitesses automatique selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que le double roulement conique (26) de l'arbre primaire (3) est sensiblement à l'aplomb du double roulement d'appui (32, 33) du porte-satellite (14) sur le carter (10). 12 Dispositif de changement de vitesses automatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une roue libre (25) disposée entre les deux éléments (33, 34) du roulement d'appui du porte-satellite. (14).