Brevet FR2771468A1 — publié le 19990528

La présente invention concerne une boite de vitesses, du type boîte de vitesses réglable en continu à enroulement sur roues coniques, qui possède deux paires de roues coniques, l'une sur son côté d'entrée et l'autre sur son côté de sortie, qui peuvent être sollicitées chacune en tension par au moins un actionneur pour mettre sous tension le moyen d'enroulement qui relie entre elles, pour l'entraînement, les deux paires de roues, dans laquelle les deux roues coniques respectives de chacun des paires de roues coniques sont reliées de façon fixe à un arbre, et qui inclut un dispositif de répartition d'un fluide sur les roues coniques d'au moins l'une des paires de roues coniques. Des unités d'entraînement à boite de vitesses à enroulement sur poulies coniques sont par exemple connues par les DE-OS 40 36 683, DE-OS 42 34 294, DE-OS 42 01 692, DE-PS 28 28 347 et DE-OS 35 38 884. Dans de telles boîtes de vitesses, il se révèle nécessaire d'appliquer sur les surfaces des roues coniques un fluide, par exemple de l'huile, pour refroidir les roues coniques au cours du fonctionnement de la boite de vitesses et atteindre des propriétés de friction définies entre le moyen d'enroulement et les roues coniques. Dans de telles boites de vitesses, le fluide est amené sur le moyen d'enroulement à travers les arbres des roues coniques. Mais ceci souffre de l'inconvénient que des surfaces latérales des roues coniques ne sont humectées par le fluide que de façon insuffisante. C'est le but de la présente invention que de garantir un humectage aussi uniforme que possible des surfaces des roues coniques des paires de roues coniques afin de permettre d'atteindre des propriétés de friction améliorées et un refroidissement amélioré. Ceci est atteint selon l'invention, dans une boîte de vitesses du type mentionné dans l'introduction, par le fait que le fluide peut être amené au moyen du dispositif sur au moins un arbre de l'une des paires de roues coniques entre les deux roues coniques. De façon avantageuse, le fluide peut être amené au moyen du dispositif sur les deux arbres des deux paires de roues coniques entre les deux roues coniques respectives de chaque paire. De façon avantageuse, le dispositif comporte au moins une ouverture, hors de laquelle le fluide sort à une vitesse préalablement définissable et parvient sur au moins un arbre. Dans ce cas, le dispositif peut comporter au moins, par paire de roues coniques, une ouverture hors de laquelle le fluide sort à une vitesse préalablement définissable et, en particulier, le dispositif peut comporter, par paire de roues coniques, une série d'ouvertures hors desquelles le fluide sort à une vitesse préalablement définissable. De façon avantageuse, le dispositif peut comporter, dans la zone de l'ouverture unique au moins, un obturateur dont la section transversale est réduite par rapport à la section transversale de l'ouverture, ou, en variante, le dispositif peut comporter, dans la zone de l'ouverture unique au moins, un adaptateur dont la section transversale est plus grande que la section transversale des ouvertures. Il peut être approprié de prévoir que le dispositif comporte au moins un tube d'éjection, dans lequel sont ménagées les ouvertures et qui comporte un canal qui est relié à une pompe de circulation de fluide. Les buts, particularités et avantages de la présente invention exposés ci-dessus ainsi que d'autres ressortiront davantage de la lecture de la description qui suit de modes de réalisation préférés, en conjonction avec les dessins dans lesquels les Figures représentent: la Figure 1, une vue schématique d'une boîte de vitesses; la Figure 2, une vue en coupe transversale d'une telle boîte de vitesses; la Figure 3, une vue en coupe transversale; les Figures 4a à 4d, chacune, des vues d'un exemple de tube d'éjection; et les Figures 5a à 5c, chacune, une vue en coupe transversale d'un exemple de tube d'éjection. La Figure 1 représente schématiquement une unité d'entraînement 1 qui comprend une boite de vitesses 2 à roues coniques, qui possède une paire de roues 3 sur le côté d'entrée et une paire de roues 4 sur le côté de sortie. Chaque paire de roues comporte une roue élémentaire mobile axialement 3a, 4a et une roue élémentaire fixe axialement 3b, 4b. Pour transmettre le couple, un moyen d'enroulement sous forme de chaîne est prévu entre les deux paires de roues. Les roues élémentaires, ou roues coniques 3a, 4a et 3b, 4b sont montées de façon fixe à rotation chacune sur un arbre respectif des roues coniques, la roue conique axialement fixe 3b, 4b, pouvant être reliée d'un seul tenant avec l'arbre correspondant. La paire de roues 3 peut être sollicitée axialement au moyen d'un actionneur 6 pour s'appuyer contre la chaîne 5 en la tendant, et il en est de même pour la paire de roues 4 au moyen d'un actionneur 7, actionneurs qui sont réalisés sous forme d'unités à piston/cylindre. Une unité additionnelle 9, 10 à piston/cylindre, qui sert à modifier la démultiplication de la boite de vitesses, est montée en parallèle, du point de vue fonctionnel, à chacune des unités 6, 7 à piston/cylindre. Un milieu sous pression peut, tour-à- tour, être admis dans les chambres de pression des unités 9, 10 à piston/cylindre ou en être évacué, en fonction du comportement de démultiplication souhaité. A cet effet, les conduites 11, 12 qui vont vers les chambres de pression 9, 10 peuvent être reliées par une unité de vanne 13, selon les besoins, soit avec la source de milieu sous pression constituée par une pompe 14, soit avec une conduite d'évacuation 15. La variation de la démultiplication de la boite de vitesses 2 à enroulement à roues coniques s'effectue par conséquent par un réglage d'une différence de pression entre les deux actionneurs 9 et 10. Un capteur 16 de couple qui est basé sur un principe hydromécanique est prévu pour qu'une pression qui dépend au moins du couple soit engendrée. Le capteur de couple 16 transfère à la paire 3 de roues coniques au moins une partie du couple communiqué par l'intermédiaire de l'arbre d'entraînement A et de l'unité d'accouplement 17. L'unité d'accouplement 17 possède au moins un accouplement 18 de démarrage ainsi qu'éventuellement une unité 19 d'inversion de sens de rotation, par exemple pour la marche arrière. L'unité d'inversion du sens de rotation possède, de façon connue en soi, un accouplement ou un frein 20 qui modifie le sens de rotation de l'arbre intermédiaire B, en intercalant un ensemble planétaire 21. Les accouplements 18 et 19 sont réalisés sous forme d'accouplements à manoeuvre hydraulique qui peuvent être fermés ou ouverts au choix, sous l'effet de la vanne 22 de commutation. En amont de la vanne 22 de commutation est montée une vanne de commande 23 au moyen de laquelle l'accouplement 18 ou 19 nécessaire pour l'état de fonctionnement actuellement en vigueur peut être manoeuvré ou commuté. L'accouplement, par exemple 18, relié par l'intermédiaire de la vanne de commutation 22 à la vanne de commande 23 peut donc être fermé ou ouvert au moyen de la vanne de commande 23. Au moins les vannes 13, 22 et 23 sont commandées par une unité électronique centrale 24 qui traite divers paramètres de fonctionnement d'un véhicule automobile ou du moteur et/ou de la boîte de vitesses. La commande hydraulique 25 peut être réunie en un bloc de vannes. Entre la pompe 14 et le capteur 16 de couple est prévue une soupape de pression 26 qui garantit l'existence d'une pression minimale dans la conduite 29 et/ou à partir des vannes 13, 23 lorsque la pression du capteur de couple est faible. L'espace de pression 27 du capteur 16 de couple est en liaison avec la pompe 14 par les conduites de liaison 28, 29. De la conduite 28 partent deux conduites de liaison ou canaux 30, 31 qui sont chacun en liaison avec la chambre de pression 6 ou 7 qui lui est associée. De cette manière, il règne dans les chambres de pression 6, 7 un niveau de pression qui dépend du niveau de pression délivré par le capteur 16 de couple. Le capteur 16 de couple réalisé sous forme de vanne commandée par le couple transfère à la paire 3 de roues le couple communiqué par l'arbre intermédiaire B. Le capteur 16 de couple possède de façon connue une came axialement fixe 32 et une came axialement mobile 33 qui possèdent chacune des rampes d'approche. Entre les rampes d'approche sont agencés des écarteurs en forme de billes 34. L'ouverture d'évacuation 35 du capteur 16 de couple est reliée à une pompe à jet 37 par une conduite ou un canal 36. L'ouverture d'évacuation 35 est modifiée en section transversale, par l'intermédiaire de la roue 33 intervenant comme piston de commande, en fonction du couple existant entre les deux roues 32, 33, une pression qui correspond au couple à transférer s'établissant dans l'espace de pression 27, dans les conduites 28, 30 et 31 et donc aussi dans les chambres de pression 6, 7. Le débit d'huile qui sort de l'ouverture d'évacuation est à une pression relativement élevée et possède donc de façon correspondante une énergie élevée. Cette énergie de pression est utilisée dans la pompe à jet 37 pour aspirer un milieu fluide, ou de l'huile, additionnel à partir d'un récipient de réserve 38 et l'utiliser à des fins de refroidissement et/ou de lubrification. L'huile introduite dans la pompe à jet 37 sur le côté d'admission sert donc aussi de moyen d'entraînement. Cette huile introduite dans la pompe à jet 37 par la conduite 36 atteint une vitesse accrue au débouché de la buse conique d'entraînement 39, de sorte que la pression est fortement réduite et que l'huile ou le milieu à transférer peut être aspiré par la conduite 40. Un échange de vitesse est effectué, dans la buse 41 à effet de collecteur, entre l'huile amenée par la conduite 36 et l'huile aspirée par la conduite 40. La pression souhaitée dans la conduite d'évacuation 43 est réglée dans le diffuseur 42. La conduite 43 débouche dans l'espace d'accouplement de l'accouplement 18, de sorte que le volume d'huile qui circule dans la conduite 43 peut être utilisé au moins, de façon connue, pour le refroidissement ou la lubrification de l'accouplement 18 de démarrage. Il peut être approprié de prévoir dans la conduite 43 une autre vanne 44 indiquée schématiquement qui est d'une structure semblable à celle de la vanne 22 et qui peut établir en alternance une liaison avec l'accouplement 18 de démarrage ou avec l'accouplement 19 nécessaire pour l'inversion du sens de rotation. La vanne 44 peut également être manoeuvrée par l'unité de commande électronique 24. Une partie de l'huile mise en circulation par la pompe à jet 37 peut aussi être prélevée pour la lubrification de la boite vitesses à enroulement 2. En outre il est possible de prévoir, dans la zone de la conduite 36 et/ou 43, des dérivations dans lesquelles est agencé un étranglement correspondant, de sorte que l'huile qui est évacuée par les dérivations peut également être utilisée à des fins de refroidissement et/ou de lubrification. Une soupape de retenue 45 qui s'ouvre dans la direction de l'aspiration est prévue dans la conduite d'aspiration 40 ou dans la pompe à jet 37. Cette soupape de retenue 45 garantit qu'aucune évacuation ne peut s'effectuer de la pompe à jet 37 par la conduite lorsque l'huile est froide et visqueuse. A basses températures, les pertes qui apparaissent dans la pompe 37 et dans les conduites ou les canaux peuvent être suffisamment élevées pour qu'aucune huile additionnelle ne puisse être aspirée par l'intermédiaire de la pompe à jet 37. De basses températures ou une huile très visqueuse peuvent de plus exercer un effet nuisible sur le fonctionnement de la pompe à jet 37. La présence de la soupape de retenue 45 garantit qu'au moins l'huile qui est amenée par la conduite 36 à la pompe à jet 37 parvient réellement dans la conduite d'évacuation 43. La Figure 1 représente en outre un dispositif 80 de répartition d'un fluide. Ce dispositif se compose essentiellement du tube d'éjection 70 relié à une pompe 14 et comportant des ouvertures de sortie 71 pour le fluide. A la conduite 29 est reliée la conduite 72 qui alimente le tube d'éjection 70 en fluide mis en circulation par la pompe 14. Le fluide parvient par le tube d'éjection 70 aux ouvertures 71 du tube d'éjection et sort du tube d'éjection 70, aux ouvertures 71, à une vitesse préalablement définissable et parvient sous forme de jet fluide sur les arbres 75, 76 des paires de roues coniques, entre les roues coniques. La Figure 2 représente ceci de façon plus détaillée, le dispositif de répartition de fluide étant constitué par le tube d'éjection 101 dans lequel sont ménagées des ouvertures 102. Le tube d'éjection est un tube creux comportant un canal qui est relié avec une pompe par une conduite. Entre la pompe et le tube d'éjection est éventuellement intercalée une vanne ou un clapet d'étranglement. Le tube d'éjection 101 est agencé d'une manière telle qu'un fluide, par exemple de l'huile, qui est mis en circulation, ou éjecté, sous forme de jet fluide 120 à partir des ouvertures 102 parvient sur les arbres 112, 115, qui portent les paires, 110, 111 et 113, 114 de roues coniques et qui tournent lors du fonctionnement de la boite de vitesses, et ce fluide est transporté ou parvient à partir de ces arbres vers l'extérieur en direction axiale le long des arbres 112, 115. A partir de là, l'huile parvient sur les faces latérales des roues coniques et se répartit sur les faces latérales des roues coniques 110, 111, 113 et 114 sous l'effet de la force d'inertie. C'est donc une répartition aussi homogène que possible du fluide sur les roues coniques qui est atteinte. La Figure 3 représente l'agencement du tube d'éjection 101 et des jets de fluide 120 par rapport aux paires 110, 111 et 113, 114 de roues coniques dont les roues coniques 110 et 114 sont seules représentées. Le tube d'éjection 101 peut être agencé en dehors de la ligne de liaison D des axes B, C, des paires de roues coniques, ou sur la ligne de liaison D des axes B, C. Les Figures 4a à 4d représentent des agencements, conformes à l'invention, de tubes d'éjection et d'orifices qui y sont ménagés. La Figure 4a représente un tube d'éjection 201 o sont ménagées trois ouvertures 202 à 204. Les ouvertures 202 et 204 sont agencées à une distance 206 de la ligne médiane 207, et l'ouverture 203 est agencée à une distance 205 de la ligne médiane 207. Les ouvertures 202 et 204 sont agencées au- dessus de la ligne médiane 207 et l'ouverture 203 est agencée au-dessous de cette dernière. La Figure 4b représente un tube d'éjection 210 o sont ménagées deux ouvertures 211 et 212. L'ouverture 211 est agencée sur la ligne médiane 214, et l'ouverture 212 est agencée à une distance 213 de la ligne médiane 214. L'ouverture 212 est agencée au- dessus de la ligne médiane 214. La Figure 4c représente un tube d'éjection 220 o sont ménagées deux ouvertures 221 et 222. Les ouvertures sont toutes deux agencées sur la ligne médiane 223. La distance est de façon avantageuse suffisante pour que les deux jets qui sortent des ouvertures se rencontrent sur l'arbre de la paire de roues coniques. La Figure 4d représente un tube d'éjection 230 o est ménagée une ouverture 231 qui est agencée sur la ligne médiane 232. D'autres configurations d'ouvertures sont également utilisables, le nombre des ouverture n'étant pas limité à trois. La Figure 5a représente en coupe transversale un tube d'éjection 240 et un adaptateur tubulaire 242, à ouverture 243, monté dans la zone de l'ouverture 241 de ce tube. La section transversale de l'ouverture 243 de l'adaptateur est supérieure à la section transversale de l'ouverture 241 dans le tube d'éjection. La Figure 5d représente en coupe transversale un tube d'éjection 250 et un adaptateur tubulaire 252, à ouverture 253, monté dans la zone de l'ouverture 251 de ce tube. La section transversale de l'ouverture 253 de l'adaptateur est inférieure à celle de l'ouverture 251 du tube d'éjection. La Figure 5c représente en coupe transversale un tube d'éjection 260 et un adaptateur tubulaire 262, à ouverture 263, monté dans la zone de l'ouverture 261 de ce tube. La section transversale de l'ouverture 263 de l'adaptateur est égale à la section transversale de l'ouverture 261 du tube d'éjection. Il est particulièrement avantageux que le fluide soit éjecté à partir du tube d'éjection unique au moins dans la direction de l'axe de l'arbre d'au moins l'une des paires de roues coniques. Il est de plus approprié que le fluide soit éjecté, selon un exemple de réalisation avantageux, sur un arbre au moins d'une paire de roues coniques et que le jet de fluide parvienne sur l'arbre sensiblement au milieu entre les roues coniques pour une démultiplication sensiblement moyenne de la transmission et une position correspondante de la roue conique axialement mobile par rapport à la roue mobile axialement fixe. L'utilisation de l'adaptateur offre l'avantage, conforme à l'invention, de guider le jet. L'adaptateur peut en outre provoquer une modification de la vitesse de sortie du fluide, par exemple une élévation ou une réduction, comme dans les exemples de réalisation des Figures Sa et 5b. La vitesse de sortie peut être prédéfinie par la pression qui est engendrée par la pompe. Les revendications annexées à la présente demande sont des propositions de formulation, sans préjudice de l'obtention d'une protection par brevet qui continue. La demanderesse se réserve le droit de revendiquer encore d'autres particularités qui ne sont jusqu'ici exposées que dans la description et/ou les dessins. Des références employées dans les sous- revendications concernent la poursuite du développement de l'objet de la revendication principale grâce aux particularités des sous- revendications respectives; il ne faut pas les considérer comme un renoncement à l'obtention d'une protection autonome de l'objet des particularités des sous-revendications concernées. Mais les objets de ces sous-revendications constituent aussi des inventions autonomes, qui représentent une configuration indépendante des objets des sous-revendications précédentes. L'invention n'est pas non plus limitée à l'exemple ou aux exemples de réalisation de la description. Bien plutôt, de nombreuses altérations et modifications sont possibles dans le cadre de l'invention, en particulier des variantes, éléments et combinaisons et/ou matières qui sont par exemple inventives par combinaison ou transformation des particularités ou éléments ou étapes de procédé décrits dans la description générale et les modes de réalisation ainsi que les revendications et contenus dans les dessins, et qui conduisent par des particularités combinables à un nouvel objet ou à de nouvelles étapes de procédé ou séquences d'étapes de procédé, dans la mesure aussi o ils concernent des procédés de fabrication, de vérification et d'usinage. RE VE N D I C A T I ON S 1 - Boîte de vitesses du type boîte de vitesses réglable en continu à enroulement sur roues coniques, qui possède deux paires de roues coniques, l'une sur son côté d'entrée et l'autre sur son côté de sortie, qui peuvent être sollicitées chacune en tension par au moins un actionneur pour mettre sous tension le moyen d'enroulement qui relie entre elles, pour l'entraînement, les deux paires de roues,10 dans laquelle les deux roues coniques respectives de chacun des paires de roues coniques sont reliées de facon fixe à un arbre, et qui inclut un dispositif de répartition d'un fluide sur les roues coniques d'au moins l'une des paires de roues coniques, caractérisée en ce que le fluide peut être amené au moyen du dispositif sur au moins un arbre de l'une des paires de roues coniques entre les deux roues coniques.20 2 - Boîte de vitesses selon la revendication 1, caractérisée en ce que le fluide peut être amené au moyen du dispositif sur les deux arbres des deux paires de roues coniques entre les deux roues coniques respectives de chaque paire. 3 - Boite de vitesses selon l'une au moins des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le dispositif comporte au moins une ouverture, de laquelle le fluide sort à une vitesse préalablement définissable et parvient sur au moins un arbre. 4 - Boîte de vitesses selon la revendication 3, caractérisée en ce que le dispositif comporte au moins, par paire de roues coniques, une ouverture de laquelle le fluide sort à une vitesse préalablement définissable. - Boîte de vitesses selon la revendication 4, caractérisée en ce que le dispositif comporte, par paire de roues coniques, une série d'ouvertures desquelles le fluide sort à une vitesse préalablement définissable. 6 Boite de vitesses selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le dispositif comporte, dans la zone de l'ouverture unique au moins, un obturateur dont la section transversale est réduite par rapport à la section transversale de l'ouverture.15 7 - Boite de vitesses selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le dispositif comporte, dans la zone de l'ouverture unique au moins, un adaptateur dont la section transversale est plus grande que la section20 transversale des ouvertures. 8 - Boite de vitesses selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le dispositif comporte au moins un tube d'éjection, dans lequel sont ménagées les ouvertures et qui est pourvu d'un canal qui est relié à une pompe de circulation de fluide.