Brevet FR2741129A1 — publié le 19970516

MECANISME DE CHANGEMENT DE VITESSES AUTOMATIQUE A RAPPORTS ETAGES La présente invention se rapporte au domaine technique des transmissions automatiques. Plus précisément, elle concerne un mécanisme de changement de vitesses automatique à rapports étagés constitué d'un train épicycloidal du type à quatre arbres associés à deux embrayages et trois freins, permettant d'obtenir quatre rapports de marche avant et un rapport de marche arrière. Son but est de réaliser un mécanisme de changement de vitesses du type précité, particulièrement compact, et d'un rendement élevé. Elle concerne un mécanisme de changement de vitesses automatique à rapports étagés, muni d'un train épicycloidal du type à quatre arbres associés à deux embrayages et trois freins de façon à obtenir quatre rapports de marche avant et un rapport de marche arrière. Ce mécanisme est caractérisé en ce que lesdits freins sont respectivement un frein à disque et deux freins à bande. De préférence, un premier frein à bande entoure complètement le train épicycloidal, et immobilise, lorsqu'il est serré, un premier tambour solidaire d'un premier élément du train épicycloïdal. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, un second frein à bande entoure le palier principal de support du mécanisme, et immobilise, lorsqu'il est serré, un second tambour, solidaire d'un second élément du train épicycloïdal. 49301 1e -2- D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation particulier de celle-ci, en se reportant aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est un diagramme de RAVIGNEAUX illustrant, sans aucun caractère limitatif quant à l'étagement des rapports suggéré, le fonctionnement du mécanisme proposé, - la figure 2 reproduit le tableau de commutation correspondant à ce diagramme, et - la figure 3 est une coupe longitudinale simplifiée du mécanisme en question. Les figures 1 et 2 font apparaître de manière conventionnelle que les quatre rapports de marche avant et le rapport de marche arrière du mécanisme de changement de vitesses faisant l'objet de l'invention sont respectivement obtenus en serrant: - le premier embrayage E1 et le troisième frein F3, - le second embrayage E2 et le troisième frein F3, - le premier et le second embrayage, El et E2, - le second embrayage E2 et le premier frein F1, - le premier embrayage El et le second frein F2. En se reportant à la figure 3, on voit que le mécanisme de changement de vitesses 1 en question, dont l'arbre d'entrée ou arbre de turbine 2 reçoit le couple d'un convertisseur hydrocinétique de couple non 439 1 167 -3 - représenté, et dont la couronne de sortie 3 descend sur un mécanisme différentiel également non représenté, regroupe à l'intérieur d'un carter 4, un train épicycloidal 6 et les organes de commutations suivants: - un premier embrayage 7 (El), un second embrayage 8 (E2), et, un premier frein 9 (FI) situés immédiatement à côté du train épicycloïdal 6, du côté opposé au convertisseur, - un second frein 11 (F2) entourant complètement le train épicycloïdal 6, et - un troisième frein 12 (F3) entourant le palier principal de support 13 du mécanisme 1. Sur la figure 3, on voit que le premier embrayage 7 (El) entoure le second embrayage 8 (E2), la moitié des disques de chacun d'eux étant entraînés en rotation par une cloche 14 située dans l'espace annulaire entre lesdits embrayages 7,8. La cloche 14 est liée en rotation à une excroissance 15 en forme de tulipe, de l'arbre de turbine 2. Elle est immobilisée axialement sur l'arbre 2 entre un épaulement 16 de l'excroissance 15 et un circlips 17, une première étanchéité 18 étant prévue entre l'épaulement 16 et la cloche 14. Le premier embrayage 7 (El) comporte un premier piston 19 et un premier contre-piston 21 montés à l'extérieur de la cloche 14, et délimitant une première chambre d'équilibrage centrifuge 22. La chambre 22 comporte une série de ressorts 23 dont le tarage est tel qu'il équilibre la poussée du premier piston 19 sous une pression 49398 1 16 -4- sensiblement égale à 1 bar. De plus, l'excroissance en forme de tulipe de l'arbre turbine 2 comporte une extension axiale 24 ayant une première partie cylindrique 25 formant surface de fermeture pour le premier piston 19 et une deuxième partie cylindrique 26 crantée, formant cible pour le capteur de vitesse 27, donnant la vitesse turbine. Le second embrayage 8 (E2) comporte un second piston 28 et un second contre-piston 29, délimitant une seconde chambre d'équilibrage 31 comportant une seconde série de ressorts 32 dont le tarage est tel qu'ils équilibrent la poussée du second piston 28, sous une pression sensiblement égale à 1 bar. Conformément à l'invention, la mise à la pression atmosphérique de la seconde chambre d'équilibrage 31 est effectuée par un siphon 33 usiné dans l'arbre de turbine 2, ce siphon débouchant dans la partie de faible diamètre dudit arbre. L'efficacité de ce siphon est garantie par la présence d'une seconde étanchéité 34 entre l'excroissance 15 de l'arbre de turbine et le second contre-piston 29, telle qu'une bague caoutchouteuse adhérant sur le second contre-piston 29, et serrée autour de l'excroissance 15. Par ailleurs, le premier frein 7 (FI) est concentrique au second embrayage 8 (E2) et de diamètre sensiblement égal à celui du premier embrayage 7 (El), réalisant ainsi une disposition particulièrement compacte. Le premier frein 9 est serré par un troisième piston 35 logé dans le couvercle arrière 36, ce piston transmettant sa poussée par un tube 37 entourant le premier embrayage 7 (El). 49À11 t61 -5 - On remarque également que la sortie du premier embrayage 7 (El), qui est reliée à un élément 38 du mécanisme épicycloidal est dégauchie en rotation par une bague élastique 39 jointive à une butée à aiguilles 41 pour assurer une rotation régulière, lorsque ni le premier embrayage 7 (El), ni le premier frein 9 (F1) ne sont serrés, ce qui est impératif pour l'engrènement correct de l'élément 38. L'invention prévoit par ailleurs, que le second et le troisième frein 11, 12 (F2, F3) ne soient pas des freins à disque, comme le premier frein 9 (Fl) mais des freins à bande ayant l'avantage de présenter une traînée pratiquement nulle lorsqu'ils ne sont pas serrés. Comme indiqué ci-dessus, le second frein 11 (F2) entoure complètement le train épicycloïdal 6. Cette disposition lui permet d'immobiliser un premier tambour 42, solidaire d'un élément 43 du train épicycloïdal 6. Le troisième frein 12 (F3) entoure pour sa part le palier principal 13 mentionné plus haut, qui est monté sur une partie conique 44 du carter 4. Lorsqu'il est serré F3 immobilise un second tambour 46, solidaire d'un élément 47 du train épicycloidal 6. L'ensemble des dispositions architecturales proposées par l'invention permet d'obtenir un mécanisme de changement de vitesses particulièrement compact. En particulier, l'utilisation de deux freins à bande parmi les trois freins du mécanisme et leur implantation autour d'éléments du train épicycloidal permet de réduire considérablement l'encombrement du mécanisme proposé par rapport aux mécanismes connus, une telle implantation étant considérablement facilitée par la 490 16 -6- partie conique du carter autorisant la disposition d'un tambour à l'extérieur de celui-ci. 49- * *ir, - 7- REVENDICATIONS [1] Mécanisme de changement de vitesses automatique à rapports étagés (1), muni d'un train épicycloïdal (6) du type à quatre arbres associés à deux embrayages (7, 8) et trois freins (9, 11, 12) de façon à obtenir quatre rapports de marche avant et un rapport de marche arrière, caractérisé en ce que lesdits freins (9, 11, 12) sont respectivement un frein à disque (9) et deux freins àbande(11, 12). [2] Mécanisme de changement de vitesses selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un premier frein à bande (11) entoure complètement le train épicycloïdal (6), et immobilise, lorsqu'il est serré, un premier tambour (42) solidaire d'un premier élément (43) du train épicycloïdal. [3] Mécanisme de changement de vitesses selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un second frein à bande (12) entoure le palier principal de rapport du mécanisme (1) et immobilise lorsqu'il est serré un second tambour (46), solidaire d'un second élément (47) du train épicycloidal (6). [4] Mécanisme de changement de vitesses selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que les deux embrayages (7, 8) sont situés à proximité immédiate du train épicycloidal (6) du côté opposé au convertisseur de couple transmettant le mouvement à celui-ci. 49391 161 -8- [5] Mécanisme de changement de vitesses selon la revendication 5, caractérisé en ce que le second embrayage (8) entoure le premier embrayage (7), la moitié des disques de chaque embrayage étant entraîné par une cloche (14) située entre ces derniers et liée en rotation à l'arbre de turbine (2) du mécanisme. [6] Mécanisme de changement de vitesses selon la revendication 5, caractérisé en ce que le premier embrayage (7) comporte un premier piston (19) et un premier contre- piston (21) montés à l'extérieur de la cloche (14), de façon à délimiter une première chambre d'équilibrage centrifuge (22) renfermant une série de ressorts (23). [7] Mécanisme de changement de vitesses selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que la cloche (14) est liée à une excroissance (15) de l'arbre turbine comportant une première partie cylindrique (25) formant surface de fermeture pour le premier piston (19), et une deuxième partie cylindrique crantée (26) formant cible pour le capteur de vitesses de l'arbre turbine (2). [8] Mécanisme de changement de vitesses selon la revendication 5, 6 ou 7, caractérisé en ce que le second embrayage (8) comporte un second piston (28) et un second contre-piston (29), montés à l'intérieur de la cloche (14) de façon à délimiter une seconde chambre d'équilibrage (31) centrifuge renfermant une série de ressorts (32). 493U t 1e -9- [9] Mécanisme de changement de vitesses selon la revendication 8, caractérisé en ce que la mise à la pression atmosphérique de la seconde chambre d'équilibrage (31) est effectuée par un siphon (33) usiné dans l'arbre de turbine (2). [10] Mécanisme de changement de vitesses selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le frein à disques (9) est concentrique au second embrayage (8) et de diamètre sensiblement égal au premier embrayage (7). [11] Mécanisme de changement de vitesses selon la revendication 10, caractérisé en ce que le frein à disques (9) est serré par un piston (33) logé dans un couvercle (36) du carter de mécanisme (4). [12] Mécanisme de changement de vitesses selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la sortie du premier embrayage (7), reliée à un troisième élément (38) du train épicycloïdal (6), est guidée en rotation par une bague élastique (39) jointive à une butée à aiguilles (41), en vue de conserver une rotation régulière lorsque ni le premier embrayage (7), ni le frein à disques (9) ne sont serrés. [13] Mécanisme de changement de vitesses selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le second tambour (46) est disposé à l'extérieur d'une partie conique (44) du carter (4).