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" SYSTEME DE TRANSMISSION DE MOUVEMENT POUR VEHICULES
A MOTEUR "
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La présente invention a pour objet des véhi- cules à moteur comportant un système de transmission du type dans lequel l'énergie du moteur est transmise non seulement à des roues porteuses arrière, mais aussi à, des roues porteuses avant, et dans. lequel'un diffé- rentiel est ,interposé entre les transmissions vers les roues porteuses avant, d'une part, et les roues por- teuses arrière, d'autre part.
Un système de transmission du type indiqué est quelquefois appelé système à quatre roues motrices Les véhicules à moteur comportant des systèmes de 'transmission de ce genre sont spécialement utiles pour les conditions rudes rencontrées par exemple dans le tous-terrains.
Dans un système de transmission du type in- diqué, le différentiel répartit le couple moteur entre les commandes des essieux avant et arrière. Cette dis position est idéale puisqu'il existe une action dif- férentielle libre ent;re toutes les roues porteuses com- mandées par le moteur; mais il introduit des inconvé- nients sérieux, notamment par le fait que, si l'une seulement des roues porteuses perd son appui sur le sol et patine, cette roue tourne dans le vide et qu'il y a une perte appréciable de traction sur l'ensemble des roues,.ce qui peut 'amener le véhicule à caler.
Le but de la présente invention est de four nir, dans un système de transmission du type indiqué, un mécanisme combiné de changement de vitesse et de différentiel, avec un moyen de limiter l'action diffé- rentielle dans une mesure telle que les roues porteu- ses avant (et/ou arrière) soient empêchées de tourner
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dans le vide, et que les roues porteuses arrière (et/ou avant) soient empêchées de se bloquer sous un effet de freinage prononcé.
Un autre but est d'utiliser un ou des disposi- tifs à roue libre comme moyens de limitation de diffé- rentiel.
Un autre but.encore est de fournir une combi- naison de mécanisme qui soit de construction relative- ment simple, et qui, pourtant, permette n'importe quel hombre désiré de rapports de transmission, joints à une action différentielle limitée.
L'invention est une combinaison de mécanisme dans ou pour un système de transmission du type indiqué pour véhicules à moteur; la combinaison comprenant un mécanisme de renversement et étant faite pour commander un élément primaire du différentiel, en marche avant ou arrière, et un dispositif à roue libre comprenant un or- gane d'entraînement relié à un élément secondaire du différentiel et un organe à dépassement commandé par un élément de la combinaison de mécanisme du côté primaire du mécanisme à renversement, de manière à ne pas être influencé par l'enclenchement de celui-ci, la disposi- tion étant telle qu'en marche avant comme en marche ar- rière l'organe à dépassement tourne, relativement à l'or.
gane d'entratnement, dans le sens de roue libre, et que, si l'organe d'entraînement est commandé de manière à rattrapper l'organe à dépassement, les deux organes coo- pèreront entre eux pour arrêter l'action de différen- tiel. '
L'invention concerne aussi une combinaison de mécanisme dans ou pour un système de transmission du ty pe indiqué pour véhicules à moteur, la combinaison com- prenant un ensemble d'engrenages moteur susceptibles
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d'être reliés sélectivement au moteur du véhicule pour donner suivant les cas divers rapports de transmission, un différentiel dont les éléments secondaires sont faits pour commander les roues porteuses avant et les roues porteuses arrière, respectivement, un jeu d'engrenages sur un autre élément du différentiel,
commandé par les premiers engrenages, les engrenages menants et menés constituant un changement de vitesse, et un dispositif à roue libre comprenant un organe d'entraînement relié à l'un des éléments secondaires et un organe à dépasse- ment susceptible d'être relié au moteur pour être com- mandé par lui, la disposition étant telleque si l'organe d'entraînement est commandé de manière à rattraper l'or- gane à'dépassement, les deux organes coopéreront entre eux pour arrêter l'action de différentiel.
La combinaison de mécanismes peut comporter deux dispositifs à roue libre, dont les organes d'entrai' nement sont relié respectivement aux éléments secondai- res avant et arrière du différentiel, et dont les orga- nes à dépassement peuvent tous deux être reliés au'mo- tour. pour être commandés par lui.
De préférence, l'organe à dépassement du dis- positif à roue libre, ou de chacun de ces dispositifs, est susceptible d'être relié au moteur de manière à être commandé par lui indépendamment du changement de vites- se. Par exemple, le ou les organes à dépassement sont, reliés mécaniquement au primaire du changement de vi- tosse.
La combinaison de mécanisme comprendra, comme de coutume, des engrenages à renversement, ctest-à-dire des engrenages qui coopèrent quand le véhicule est pro- pulsé en¯marche arrière, et l'organe à dépassement du dispositif à roue libre, ou de chacun de ces dispositifs,
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peut .être relié au moteur du côté primaire des engre- nages à renversement, de sorte que l'action de roue li- bre se produira durant la marche arrière.
On décrira maintenant l'invention 4 titre d'exemple en se référant au dessin ci-joint, sur lequel - la figure 1 est une coupe longitudinale ver- ticale de la combinaison, et .. la figure 2 est une coupe suivant la ligne
2-2 de la figure 1, montrant un détail., '
Dans l'exemple, la combinaison est appliquée à un système de transmission du type indiqué, dans le,- quel un convertisseur de couple hydraulique est incorpo- ré entre le moteur du véhicule et la combinaison de mé- canisme. Le convertisseur de couple n'a pas été repré- senté, étant donné quil peut être de toute construction appropriée.
L'arbre secondaire du convertisseur de cou- ple est indiqué en 10.' Cet arbre commande un engrenage 11, qui actionne toute la combinaison de mécanisme.
Le système de transmission comprend les arbres de propulsion usuels, 12F et 12R, qui commandent respec- tivement,les différentiels avant et arrière, différen- tiels qui sont interposés respectivement entre les demi. essieux de roues avant et les demi-essieux de roues ar- rière. Sur le dessin, ces différentiels et'essieux ne sont pas représentés. Les arbres 12F et 12R partent, vers l'avant et vers l'arrière, d'un carter 13, dans le. quel ils ont leurs paliers.
Le différentiel de la combinaison de mécanisme lequel est interposé entre les arbres de propulsion avant et arrière 12F et 12R, comprend deux planétaires secondaires coaxiaux 14F et 14R, un jeu de satellites 15, et un porte-satellites; dans le présent exemple, ce porte-satellites est fait de trois pièces coaxiales 16,
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17 et 18, à travers lesquelles passent les arbres de propulsion. Les planétaires 14F, 14F, sont des engre- nages coniques respectivement clavetés sur les arbres de propulsion 12F et 12R; les satellites 15 sont aussi des engrenages coniques qui ont leurs paliers sur un croi- sillon 19, qui est fixé à la pièce'porte-satellite 17.
Les. éléments du différentiel sont tous logés dans le carter 13.
Le changement de vitesse de la combinaison de mécanisme, dans l'exemple, prévoit trois rapports de transmission avant et un rapport arrière. Le mécanisme comprend un ensemble d'engrenages menants, logés dans le carter 13 et portés par l'arbre primaire 20 du méca- nisme. Ltarbre 20 a ses paliers dans le carter 13, il est parallèle aux arbres de propulsion 12F, 12R, et il est commandé par un engrenage 21 claveté dessus, et coopérant avec l'engrenage 11. L'engrenage 21 est un peu plus grand que l'engrenage 11.
Les engrenages'me- nants comprennent un engrenage de première vitesse ou petite vitesse, 22, un engrenage de deuxième vitesse ou vitesse intermédiaire 23, et un engrenage de troi- sième vitesse ou grande vitesse, 24. Ces engrenages menants forment respectivement-des couples réducteurs de vitesse avec des engrenages menés, 25, 26 et 27, ceux-ci faisant corps avec le porte-satellites 16, 17, 18. L'en- grenage de première vitesse 22 est claveté sur ltarbre 20, mais il peut coulisser, sous l'action d'un doigt de changement 28, pour engrener ou ne plus engrener avec l'engrenage 25 de la pièce de porte-satellite 16.
Les engrenages de deuxième et troisième vitesses, 23 et 24, peuvent coopérer alternativement avec l'arbre 20 grâce à un dispositif d'accouplement synchrone 29, qui peut coulisser sous l'action d'un autre doigt-de
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changement 30. Les doigts 28, 30 sont placés sur une coulisse 30A, obéissant à un levier à main de changement de vitesse 30B. Ainsi, en marche avant, on peut utili- ser, au choix, l'un des couples.d'engrenages 22-25, ou
23-26, ou 24-27 pour commander le porte-satellites 16-
18, et pour commander, par l'intermédiaire de celui-ci et des autres éléments de différentiel, les arbres de propulsion 12F, 12R.
Pour la marche arrière, un jeu de pignons fous qui ne sont pas représentés viennent s'interposer entre les engrenages de petite vitesse 22 et 25.
.La combinaison de mécanisme comprend aussi deux dispositifs à roue libre, qui sont associés respec- tivement aux arbres de propulsion avant et arrière,
12F et 12R.
Le dispositif à roue libre associé à l'arbre
12F est représenté, de façon- courante, comme constitué par un organe d'entrainement 31F, qui est claveté sur l'arbre de propulsion avant 12F pour tourner à l'unis- son avec l'élément secondaire 14F du différentiel, un organe à dépassement 32F qui a ses paliers sur l'organe .31F de manière à pouvoir tourner librement relativement à celui-ci, et un ,jeu d'organes'intermédiaires 33F, qui dans l'exemple, sont des rouleaux interposés entre les organes 31F et 32F. L'organe à dépassement 32F comprend un engrenage 34 qui coopère avec l'engrenage 21 et qui a la même grandeur que.celui-ci.
Le dispositif à .roue libre associé à l'arbre de propulsion arrière 12B comprend également un organe d'entraînement 31B claveté sur l'arbre 12B, un organe à dépassement 32R, et des organes intermédiaires consti- tués par des rouleaux 35F. L'organe 32R possède un en- grenage 35, qui coopère avec un engrenage 36 claveté
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sur l'arbre 20.
Comme le montre la figure 2, l'organe d'en- traînement 31R du dispositif à roue libre arrière, pré- sente, de façon cossue, une série de plats 37, qui sont inclinés pour former avec la surface intérieure cylin- drique de l'organe à dépassement 32R, une série de creux logeant les rouleaux 33R. De petits pistons poussés par ressorts, 38, peussent les rouleaux à s'adapter de façon serrée dans leurs creux. Il est évident que l'or- gane à dépassement 32R est libre de dépasser l'organe d'entraînement 31R dans le sens des aiguilles d'une mon- tre si l'on regarde la figure 2, tandis que si l'organe d'entraînement 31R rattrape l'organe 33R dans le sens des aiguilles d'une montre, les rouleaux 32R bloquent les deux organes ensemble, Le sens de rotation corres- pondant à celui des aiguilles d'une montre est le sens de propulsion avant.
Le dispositif de roue libré avant est simi- laire.
Si l'on considère le dispositif de roue-li- bre avant, on voit de suite que, tant qui l'engrenage 11 est commandé par l'arbre secondaire 10 du convertis- seur de couple, l'organe à dépassement 32 tourne'à une vitesse qui'est dans un rapport constant par rapport à l'arbre primaire 20. Par ailleurs, l'organe d'entrai- nement 31F tourne à l'unisson avec l'arbre de propul- sion avant 12F, et l'élément de différentiel 14F, de sorte que la vitesse de l'organe d'entraînement 31F dépend du couple d'engrenages de changement de vitesse qui est en service, et d'autres facteurs.
Les divers engrenages sont proportionnés de telle façon que, dans les conditions normales de marche avant, l'organe à dé- passement 32F tourne dans le même sens mais à une vites-
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se plus grande que l'organe d'entraînement 31F. Dans cet exemple, quand les engrenages de grande vitesse sont en coopération, et qu'il n'y a pas d'action différentiel. le, l'organe à dépassement 32F fera 105 tours pour 100 tours de l'organe d'entraînement 31F. La différence de vitesse augmentera proportionnellement de la grande vi- tesse à la petite vitesse. Dans ces conditions, la dif- férentiel partage également le couple moteur entre les arbres de propulsion avant et arrière. Le différentiel est libre de fonctionner de la manière normale.
Si, par contre, .les conditions s'écartent de la normale, par le jeu de l'action différentielle, à ce moment libre, entre l'engrenage secondaire avant 14F et le porte-satellites 16-18, de sorte que la vitesse de l'arbre de propulsion avant augmente dans une mesure telle que l'organe d'entraînement 31F rattrape et tend à dépasser l'organe 32F qui normalement le dépasse, les organes intermédiaires 33F bloquent les deux organes 31F, 32F ensemble, comme on l'a déjà expliqué à propos de la figure 2. Ainsi, une nouvelle augmentation de la vites- se relative de l'arbre de propulsion avant est empêchée par le bloquage du dispositif à roue libre, et l'action de différentiel est arrêtée aussi longtemps que cet de choses persiste.
On comprendra donc ce qui suit :
Si l'on suppose que les roues avant patinent sérieusement, ce qui provoque une accélération suffisan- te de l'arbre de propulsion avant 12F, pour bloquer le dispositif à roue libre 31F-33F, 1'action, différentielle est arrêtée et ainsiles roues porteuses avant sont empê- chées de tourner. Par contre, le dispositif à roue li- bre avant n'est pas influencé par l'accélération de l'arbre de propulsion arrière 14R, de sorte qu'il ne
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peut empêcher les roues arrière de tourner.
Si l'on suppose que les roues porteuses ar- rière sont fortement freinées et ont tendance à patiner le différentiel fonctionnera de,. manière à accélérer l'arbre de propulsion avant 14F jusqu'à atteindre le point où le dispositif à roue libre se bloque et arrête toute nouvelle action de différentiel, de sorte que les roues-arrières sont empêchées de se bloquer,'si ce n'est en même temps que les roues avant, sous la plus forte action de freinage. Par contre, le dispositif de roue libre avant ne peut empêcher le blocage des roues por- teuses avant quand elles sont fortement freinées.
Si l'on considère le dispositif à roue libre arrière, le rapport entre les engrenages 36 et 35 est tel que, dans le cas du dispositif avant 31F-33F, l'or- gane 32R dépasse l'organe 31R quand il n'y a aucune action différentielle. B'après la description du fonc- tionnement du dispositif à roue libre avant, on voit de suite que l'effet du dispositif arrière sera d'empê- cher la rotation des roues arrière ou le blocage des roues avant, sauf en même temps que les roues arrière, .lors dU freinage. Le rapport de dépassement du disposi- tif arrièrepeut être un peu inférieur à celui du dispo- sitif avant, qui, comme on l'a dit, est de 105 à 100 dans l'exemple.
Cela provient de ce que le dispositif avant doit avoir suffisamment d'avance pour permettre aux roues avant d'être en avance sur les roues arrière. quand on dirige le véhicule pour tourner.
Dans les conditions de vitesse intermédiaire, c'est-à-dire quand les engrenages 23, 26 sont en coopé- ration, il doit se produire, avant que l'action de dif- férentiel ne soit arrêtée, une accélération plus grande par suite de patinage des roues porteuses ou d'un fort
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freinage, que dans les conditions de grande vitesse ; et dans les conditions de petite vitesse, c'est-à-dire quand les engrenages 22,25 sont en coopération, l'accé- lération doit être plus grande, encore.
En pratique, cet différences par rapport aux conditions de grahde vitesse ne sont pas importantes lorsque le système comporte un convertisseur de coupler parce qu'avec un tel convertis* seur, en marche avant normale, le système est maintenu en grande vitesse.
Dans les conditions de marche arrière, si l'on considère.la figure 2, l'organe d'entraînement 31R (et 31F) tourne en sens inverse des aiguilles d'une montre, tandis que le sens de rotation de l'organe normalement en avance, 33R (et 33F) reste inchangé, c'est-à-dire dans
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le sens des"aiguilles d'une montre. Donc,.l'organe à dépassement 32F ou 32R tournera encore dans le même sens de dépassement relativement à l'organe d'entraîne- ment 31F ou 31R, de sorte que l'action de roue libre se produira toujours.
C'est là un important avantage du dispositif; l'avantage provient du fait que la com- mande des organes à dépassement 32F et 32R (par l'inter médiaire des paires d'engrenages 21, 34 et 36, 35), est située du coté primaire du mécanisme à renversement. Si par contre, la commande des organes à,dépassement était aussi renversée, les dispositifs à roue libre se,,bloque. raient alors, et il serait nécessaire de prévoir des moyens pour les mettre hors d'action afin de renverser la marche du véhicule.
Les dispositifs à roue libre servent à empê- cher une marche arrière fortuite du véhicule sur une pente lorsque la marche arrière n'est pas en prise.
Alors, les deux organes à dépassement 32F et 32R tendant à tourner en sens inverse plus rapidement que les orga-
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nes d'entraînement 31F et 31R, de sorte que les deux dis- positifs à roue libre et le différentiel se bloquent.
Les dispositifs à roue libre peuvent être de n'importe quelle construction appropriée.
Si on le désire, quand il' n'y a pas de conver- tisseur de couple dans le système de transmission, on peut interposer un accouplement à griffes entre l'engre- nage 11 et son arbre moteur 10. Un tel dispositif est utile pour le cas où il faut remorquer le véhicule, étant donné qu'alors les roues piteuses actionnent le moteur grâce au dispositif ou aux dispositifs à roue libre, alors bloqués, et à l'arbre 20. En ouvrant un tel accouplement à griffes, on isole le moteur des roues porteuses. Un tel accouplement n'est pas nécessaire lorsqu'il y a un convertisseur hydraulique de couple, car un tel convertisseur patine assez librement pour ne transmettre pratiquement aucun couple aux faibles vi- tesses.
On peut-adopter une variante qui n'empêche que partiellement la rotation des roues, et qui empêche le blocage de l'un seulement ds dispositifs à roue li- bre. Par exemple, on peut prévoir seulement le disposi tif à roue libre avant, et dans ce cas la rotation des roues arrière sera empêchée, et le blocage des roues avant au freinage sera empêchée, si ce n'est en même temps que les roues arrière.