Brevet FR2914719A1 — publié le 20081010

TRAIN D'ENGRENAGES EPICYCLOIDAL ET BOITE DE VITESSES EQUIPE D'UN TEL TRAIN La présente invention concerne un train d'engrenages épicycloïdal permettant de changer le rapport de transmission entre un mécanisme d'entraînement tel que par exemple un moteur, et un élément à entraîner en rotation. L'invention se rapport également à une boîte de vitesses, notamment io pour véhicule automobile, équipée d'au moins un tel train d'engrenages épicycloïdal. Un train d'engrenages épicycloïdal, tel que représenté en figure 1, comprend classiquement : 15 - un pignon planétaire 1, le plus souvent solidaire d'un arbre 10 ; - une couronne 2 formé de deux pièces 28, 29 solidaires l'une de l'autre, une première pièce 28 formant couronne dans laquelle est ménagée une denture interne 280, et une deuxième pièce 29 formant couronne sur la quelle est ménagée une denture externe 290 destinée à coopérer avec 20 des moyens aptes à immobiliser et/ou entraîner en rotation ladite couronne 2 ; ainsi que - au moins un pignon satellite 3 pivotant sur un porte satellite 4. Les moyens d'immobilisation et/ou d'entraînement de la couronne 2 25 comprennent au moins un organe engrenant avec la denture externe 290 de la deuxième pièce 29, ledit organe étant lié en rotation à un moteur d'entraînement. Le pignon planétaire 1, la couronne 2 et le porte satellite 4 peuvent 30 tourner autour d'un axe de rotation commun AX, correspondant à l'axe longitudinal de l'arbre 10, et chaque pignon satellite 3 engrène : - d'une part avec la couronne 2, et plus particulièrement avec la denture interne 280 de la première partie 28 de la couronne 2 ; et - d'autre part avec le pignon planétaire 1, chaque pignon satellite 3 étant apte à tourner autour de son propre axe de symétrie BX. Dans les trains d'engrenages épicycloïdaux, il existe de nombreuses causes de mauvaise répartition de la charge sur les différents pignons satellites 3 du fait de l'hyperstaticité du montage, comme par exemple : - une excentricité de la couronne 2 par rapport à l'axe de rotation AX du 10 train ; - une excentricité du pignon planétaire 1 par rapport à l'axe de rotation AX du train ; - une excentricité des pignons satellites 3 par rapport à l'axe de rotation AX du train ; 15 - une mauvaise équidistance des axes BX des pignons satellites 3 ; - des défauts dans les dentures des éléments du train d'engrenages épicycloïdal, en l'occurrence du pignon planétaire 1 et/ou de la première partie 28 de la couronne 2 et/ou des pignons satellites 3. 20 La première partie 28 de la couronne 2 qui engrène avec les pignons satellites 3, est uniquement libre en rotation autour de l'axe AX, du fait des moyens d'immobilisation et/ou d'entraînement coopérant avec la deuxième partie 29 de ladite couronne 2 qui est solidaire de ladite première partie 28. Ainsi, cette première partie 28 n'offre pas de degré de liberté suffisant pour 25 compenser les problèmes de mauvaise répartition de la charge sur les pignons satellites 3. En outre, la flexion des dents des éléments du train d'engrenages épicycloïdal n'est généralement pas suffisante pour assurer une portée sur tous 30 les pignons satellites 3 pris entre la couronne 2 et le pignon planétaire 1. La présente invention a notamment pour but de répondre à ces problèmes de répartition de la charge sur les pignons satellites du train d'engrenages épicycloïdal. Elle consiste ainsi en une solution de montage de la première partie de la couronne afin de la rendre flottante par rapport à l'axe de rotation du train, de sorte à assurer une répartition uniforme de la charge sur les différents pignons satellites du train. Un autre but de la présente invention est de fournir un tel montage flottant de cette première partie de couronne qui soit de réalisation simple, qui io soit fiable, robuste, économique, et d'encombrement réduit. Pour parvenir à ces buts, la présente invention propose un train d'engrenages épicycloïdal d'axe de rotation AX comprenant : - un pignon planétaire, 15 - une couronne dans laquelle est ménagée une denture interne et sur laquelle est ménagée une surface externe destinée notamment à coopérer avec des moyens d'entraînement ; et - au moins un pignon satellite en prise d'une part avec la denture interne et d'autre part avec le pignon planétaire. 20 Selon l'invention, la couronne est formée de deux pièces distinctes, liées en rotation selon l'axe de rotation AX du train et portant respectivement la denture interne et la surface externe, la première pièce étant montée avec un jeu prédéterminé à l'intérieur de la deuxième pièce. 25 Selon un mode préféré de réalisation, le train d'engrenages comprend des moyens de transmission du couple formés d'au moins un organe monté avec jeu dans un logement délimité par deux rainures formées dans respectivement la première et la deuxième pièces de la couronne. 30 Avantageusement, les moyens de transmission du couple comprennent plusieurs organes répartis régulièrement sur la périphérie de la première pièce de la couronne. 25 Conformément à d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention : - chaque organe est centré dans son logement avec un jeu sensiblement identique au jeu de montage de la première pièce à l'intérieur de la deuxième 5 pièce de la couronne ; - chaque organe est formé d'une goupille de forme générale cylindrique d'axe sensiblement parallèle à l'axe de rotation AX du train ; - chaque goupille est de longueur sensiblement inférieure ou égale à la largeur de la première pièce de la couronne ; io - la deuxième pièce présente un logement interne à l'intérieur duquel est monté avec jeu la première pièce de la couronne, ledit logement présentant un épaulement de sorte que la première pièce vienne en butée contre ledit épaulement. 15 Selon un mode particulier de réalisation, le train d'engrenages comprend des moyens formant butée axiale, selon l'axe de rotation AX du train, de la première pièce et de chaque goupille. Ces moyens formant butée axiale peuvent comprendre un couvercle destiné à être fixé sur la deuxième pièce de la couronne ; le couvercle étant par exemple fixé sur la deuxième pièce de la 20 couronne au moyen de vis de fixation. Avantageusement, la surface externe ménagée sur la couronne du train est formée par une denture externe, de sorte à coopérer avec au moins un organe d'engrenage. L'invention se rapporte également à une boîte de vitesses comportant au moins un train d'engrenages épicycloïdal comme décrit ci avant. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention 30 apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, d'un exemple de mise en oeuvre non limitatif, faite en référence aux figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 est une vue en perspective d'un train d'engrenages épicycloïdal classique, décrit ci-dessus ; - la figure 2 est une vue en perspective de la couronne du train d'engrenages épicycloïdal selon l'invention ; - la figure 3 représente un détail de la figure 2, en particulier une vue agrandie de sa zone III ; - la figure 4 est une vue similaire à celle de la figure 2, un couvercle étant adaptée sur la couronne du train selon l'invention ; - la figure 5 est une vue partielle éclatée en perspective de la couronne du io train selon l'invention ; et - la figure 6 est une vue en coupe transversale de la couronne et du couvercle fixé sur la couronne. En se reportant à la figure 2 notamment, un train d'engrenages épicycloïdal 15 selon l'invention comprend : - une couronne 2 dans laquelle est ménagée une denture interne 210 et sur laquelle est ménagée une surface externe 220 destinée notamment à coopérer avec des moyens d'entraînement, - un pignon planétaire (non représenté) et 20 - au moins un pignon satellite (non représenté) en prise d'une part avec la denture interne 210 et d'autre part avec le pignon planétaire. On entend par moyens d'entraînement tout moyen apte à immobiliser la couronne en rotation et/ou à entraîner la couronne la rotation et/ou à être 25 entraîner en rotation par ladite couronne. Sur les figures 2 et 4, on note que la surface externe 220 est préférentiellement formée d'une denture externe ; les moyens d'entraînement comprenant au moins un organe engrenant avec cette denture externe 220. 30 Selon l'invention, la couronne 2 est formée de deux pièces 21, 22 distinctes et liées en rotation selon l'axe de rotation AX du train. La première pièce 21 porte la denture interne 210 et la deuxième pièce 22 porte la surface externe 220, plus particulièrement la denture externe formée sur son pourtour. La première pièce 21 est avantageusement en forme générale de couronne cylindrique, présentant une série de dents sur sa surface interne de sorte à former la denture interne 210. La deuxième pièce 22 est avantageusement en forme générale de couronne cylindrique, et présente une série de dents sur au moins partiellement sa surface externe de sorte à former la denture externe 220. Comme représenté en figure 6, la première pièce 21 est montée avec un jeu J1 prédéterminé à l'intérieur de la deuxième pièce 22. Plus particulièrement, la deuxième pièce 22 présente un logement interne à l'intérieur duquel est monté avec jeu la première pièce 21 de la couronne 2. Le logement de la deuxième pièce 22 est de forme cylindrique, délimité par une paroi cylindrique 222 illustré en figure 5, avantageusement obtenu par un procédé d'alésage ou de fonderie. Afin de lier en rotation les deux pièces 21, 22 et comme représenté en figure 3, la couronne 2 comprend des moyens de transmission du couple de rotation formés d'au moins un organe 23 monté avec jeu dans un logement 24. Ce logement 24 est délimité d'une part par une rainure 211 formée sur la surface externe de la première pièce 21 et d'autre part par une rainure 221 formée sur la surface interne de la deuxième pièce 22. Comme représenté en figure 5, la rainure 221 est formée sur la paroi cylindrique 222 délimitant le logement de la deuxième pièce 22. Comme illustré en figure 3, les moyens de transmission du couple comprennent plusieurs organes 23 réparties régulièrement sur la périphérie (ou pourtour cylindrique) de la première pièce 21 de la couronne 2. Si lesdits moyens comprennent n organes 23, lesdits organes 23 sont espacés successivement d'un angle de 360 /n autour de l'axe de rotation AX du train, ceci afin d'assurer une meilleur transmission du couple d'une pièce à l'autre. Chaque organe 23 est centré dans son logement 24 avec un jeu J2 sensiblement identique au jeu J1 de montage de la première pièce 21 à l'intérieur de la deuxième pièce 22 de la couronne 2, ainsi qu'illustré en figure 6, afin d'avoir une liberté de mouvement prédéterminée de la première pièce 21 par rapport à la deuxième pièce 22. Io Selon un mode de réalisation préféré, chaque organe 23 est formé d'une goupille de forme générale cylindrique s'étendant selon un axe sensiblement parallèle à l'axe de rotation AX du train. Comme représenté en figure 5, chaque goupille 23 est de longueur L23 sensiblement inférieure ou égale à la largeur L21 de la première pièce 21 de la couronne 2. Le logement formé dans la 15 deuxième pièce 22 présente un épaulement 222 de sorte que la première pièce 21 vienne en butée contre ledit épaulement 222 lors de son montage à l'intérieur dudit logement. Comme représenté en figure 6, la largeur de la première pièce 21 est adaptée pour que ladite pièce 21 affleure à la surface latérale 224 de la deuxième pièce 22 une fois montée à l'intérieure de celle-ci et 20 en butée contre ledit épaulement 222. De même, la longueur des goupilles 23 est adaptée pour que lesdites goupilles affleurent à la surface latérale 224 de la deuxième pièce 22. En outre, le train d'engrenages épicycloïdal comprend des moyens 25 formant butée axiale, selon l'axe de rotation AX du train, de la première pièce 21 et de chaque goupille 23. Ces moyens assurent que la première pièce 21 et les goupilles 23 ne se déplacent pas en translation selon l'axe de rotation AX une fois montées à l'intérieur de la seconde pièce 22. 30 Selon un mode de réalisation préféré représenté aux figures 4 et 6, les moyens formant butée axiale comprennent un couvercle 5 destiné à être fixé sur la deuxième pièce 22, et plus particulièrement sur la surface latérale 224 de ladite deuxième pièce 22. Le couvercle 5 est par exemple fixé sur la surface latérale 224 de la deuxième pièce 22 au moyen de vis de fixation 50. Ce couvercle 5 est bien entendu fixé une fois le pignon planétaire et les pignons satellites montés à l'intérieur de la première pièce 21, et une fois ladite première pièce 21 montée à l'intérieur de la deuxième pièce 22. Le couvercle 5 présente avantageusement une percée centrale de sorte à laisser passer l'arbre d'axe AX, ledit arbre étant généralement solidaire du pignon planétaire du train d'engrenages. Avec une telle couronne 2 en deux pièces 21, 22 montées l'une dans l'autre avec un jeu prédéterminé, la première pièce 21 engrenant avec les pignons satellites est libre de se déplacer légèrement (dans la limite du jeu) selon une direction normale à l'axe AX et de tourner légèrement (également dans la limite du jeu) autour d'un axe normal à l'axe AX. L'invention permet ainsi d'introduire un certain degré de liberté dans la première pièce 21, de sorte qu'elle puisse se mettre en place automatiquement dans une position assurant une bonne répartition de la charge sur les pignons satellites. Lors de la rotation du train, la première pièce 21 intégrera en effet la position correspondant au meilleur équilibre des efforts dans le train. Le jeu est avantageusement calculé en fonction de la déformation axial de la première pièce 21 sous une charge maximale une fois le train monté. Le jeu doit être supérieur à la déformation maximale, le calcul de déformation étant par exemple réalisé par un procédé classique de maillage à éléments finis. L'invention est particulièrement avantageuse par sa simplicité de réalisation, en particulier avec l'emploi de goupilles destinés à transmettre les efforts de rotation d'une pièce à l'autre.30 L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans les boîtes de vitesses de véhicule automobile, et plus particulièrement les boîtes de vitesses automatiques. Bien entendu l'exemple de mise en oeuvre évoqué ci-dessus ne présente aucun caractère limitatif et d'autres détails et améliorations peuvent être apportés au train d'engrenages épicycloïdal selon l'invention, sans pour autant sortir du cadre de l'invention où d'autres types de montage avec jeu de la première pièce à l'intérieur de la deuxième pièce de la couronne peuvent être lo réalisées. REVENDICATIONS 1. Train d'engrenages épicycloïdal d'axe de rotation (AX) comprenant : -un pignon planétaire (1), - une couronne (2) dans laquelle est ménagée une denture interne (210) et sur laquelle est ménagée une surface externe (220) destinée notamment à coopérer avec des moyens d'entraînement ; et -au moins un pignon satellite (3) en prise d'une part avec la denture interne (210) et d'autre part avec le pignon planétaire (1), caractérisé en ce que la couronne (2) est formée de deux pièces (21, 22) distinctes, liées en rotation selon l'axe de rotation (AX) du train et portant respectivement la denture interne (210) et la surface externe (220), la première pièce (21) étant montée avec un jeu prédéterminé à l'intérieur de la deuxième pièce (22). 2. Train d'engrenages épicycloïdal selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de transmission du couple formés d'au moins un organe (23) monté avec jeu dans un logement (24) délimité par deux rainures (211, 221) formées dans respectivement la première (21) et la deuxième (22) pièces de la couronne (2). 3. Train d'engrenages épicycloïdal selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de transmission du couple comprennent plusieurs organes (23) répartis régulièrement sur la périphérie de la première pièce (21) de la couronne (2). 4. Train d'engrenages épicycloïdal selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que chaque organe (23) est centré dans son logement (24) avec un jeu (J2) sensiblement identique au jeu (J1) de montage de la première pièce (21) à l'intérieur de la deuxième pièce (22) de la couronne (2). 5 20 . Train d'engrenages épicycloïdal selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que chaque organe (23) est formé d'une goupille de forme générale cylindrique d'axe sensiblement parallèle à l'axe de rotation (AX) du train. 6. Train d'engrenages épicycloïdal selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque goupille (23) est de longueur (L23) sensiblement inférieure ou égale à la largeur (L21) de la première pièce (21) de la couronne (2). Io 7. Train d'engrenages épicycloïdal selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième pièce (22) présente un logement interne à l'intérieur duquel est monté avec jeu la première pièce (21) de la couronne (2), ledit logement présentant un épaulement (222) de sorte que la première pièce (21) vienne en butée contre ledit épaulement (222). 15 8. Train d'engrenages épicycloïdal selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens formant butée axiale, selon l'axe de rotation (AX) du train, de la première pièce (21) et de chaque goupille (23). 9. Train d'engrenages épicycloïdal selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens formant butée axiale comprennent un couvercle (5) destiné à être fixé sur la deuxième pièce (22) de la couronne (2). 25 10. Train d'engrenages épicycloïdal selon la revendication 9, caractérisé en ce que le couvercle (5) est fixé sur la deuxième pièce (22) de la couronne (2) au moyen de vis de fixation (50). 11. Train d'engrenages épicycloïdal selon l'une quelconque des revendications 30 précédentes, caractérisé en ce que la surface externe (220) est formée par une denture externe (220).12. Boîte de vitesses comportant au moins un train d'engrenages épicycloïdal, caractérisé en ce que ce dernier est conforme à l'une quelconque des revendications précédentes.5