Mécanisme d'embrayage et de changement de vitesse. La présente invention a pour objet un mécanisme d'embrayage et de changement de vitesse, en particulier pour automobiles, cons titué par des trains planétaires disposés l'un à la suite de l'autre et dont le fonctionnement de chacun est contrôlé par deux électro- aimants.
Dans le mécanisme suivant l'invention, un dispositif de renversement de marche est in tercalé entre l'arbre moteur et le dispositif de changement de vitesse afin de permettre de changer le sens de rotation du dispositif de changement de vitesse par rapport à l'arbre moteur de façon à obtenir les mêmes vitesses dans les deux sens de rotation, le dispositif de renversement de marche comportant encore une position, neutre, dans laquelle toute transmission de mouvement est supprimée entre l'arbre moteur et le dispositif de chan gement de vitesse.
Grâce à cette disposition, on peut réaliser un mécanisme d'embrayage et de changement de vitesse robuste, homogène, d'un fonction nement certain, silencieux, de bon rendement, bien lubrifié et facilement adaptable sur tout type de véhicule.
Plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exem ples, au dessin annexé.
La fig. 1 représente, en coupe longitudi nale, une boîte à quatre vitesses avant à com mande électrique, avec marche arrière à com mande mécanique; Les fig. la, 2a, 5a et 6a représentent cha cune, en coupe, un dispositif pour immobiliser l'arbre récepteur;
La fig. 2 représente une variante de la boîte représentée à la fig. 1 prévue pour ac tionner en prise directe des roues ou moyens propulseurs situés entre l'organe moteur et la boîte de vitesses; Les fig. 3 et 4 montrent, de face et de profil, une variante de la boîte représentée à la fig. 2;
La fig. 5 représente une boîte à deux vi tesses avant et marche arrière à commandes électriques; La fig. 6 représente une variante de la fig. 5, également prévue pour actionner les roues ou moyens propulseurs situés entre l'or gane moteur et la boîte de vitesses; La fig. '7 représente une coupe longitudi nale d'un mécanisme donnant huit vitesses en marche avant et en marche arrière égales, le renversement de marche étant à commande électrique avec point mort; La fig. 8 représente un détail du méca nisme de la fig. 7;
La fig. 9 montre une modification du dis positif de renversement de marche, lorsque celui-ci est à commande mécanique; La fig. 10 est une coupe de la pompe de lubrification suivant la ligne 10-10 de la fig. 1.
Le mécanisme représenté à la fig. 1 se compose de deux trains cycloïdaux contrôlés par des électro-aimants 1, 2, 3, 4.
L'électro tournant 1 est solidaire du pla nétaire moteur 5.
L'électro tournant 4 est solidaire de l'ar bre récepteur 6 qui se prolonge au centre jus qu'au palier avant 7 de la boîte.
L'électro fixe 2 et l'électro fixe 3 sont solidaires du carter 8.
Une armature 9, solidaire du pignon pla nétaire fou 10, peut s'accoupler soit à l'électro tournant 1, soit à l'électro fige 2.
Une autre armature 11, solidaire du pi gnon planétaire 12, peut s'accoupler soit à l'électro fixe 3, soit à l'électro tournant 4.
Le porte-satellite 13 du premier train d'en grenages est solidaire du planétaire 14 du se cond train. Sur ce porte-satellites 13 sont montés rotativement les satellites 21 et 22 ayant des diamètres différents, mais soli daires entre eux, et engrenant respectivement avec le planétaire 23 solidaire du planétaire 5 et avec le planétaire 10.
Le porte-satellites 15 du second train est solidaire de l'arbre récepteur 6, et il porte les satellites 24 engrenant avec les plané taires 12 et 14.
Le planétaire moteur 5 reçoit le mouve ment,de l'arbre moteur 16 par l'intermédiaire d'un train auxiliaire se trouvant en avant dans le carter; le porte-satellites 17 de ce train peut être déplacé suivant son axe de rotation au moyen de la fourchette 18 du le vier 19.-La flèche f 1 correspond au fonction nement en marche avant. La flèche f2 corres pond au fonctionnement en marche arrière.
La position intermédiaire représentée par le dessin correspond à la position neutre ou point mort. Le porte satellites 17 porte les satellites 25 engrenant avec le planétaire 5 et avec le planétaire 2.6 solidaire -de l'arbre moteur 16.
La fourchette 18 étant poussée suivant la flèche f1 de façon à engager la denture 20 du porte-satellites 17 dans la denture du pla nétaire 5 pour rendre ainsi ce planétaire 5 solidaire de l'arbre moteur 16, on obtient les diverses vitesses avant suivantes: <I>Première</I> vitesse. - On excite les élec- tros 2 et 3, les planétaires 10 et 12 sont immobilisés. On obtient ainsi deux démulti- plications successives, une dans chaque train.
Deuxième <I>vitesse.</I> - On excite les élec- tros 2 et 4, on obtient la démultiplication dans le premier train et le second train est en prise directe.
<I>Troisième vitesse.</I> - On excite les élec- tros 1 et .3, le premier train est en prise di recte, le second train donne la démultipli cation.
Quatrième .vitesse. - On excite les élec- tros 1 et 4, les deux trains sont en prise di recte.
Soit par l'utilisation de satellites étagés \?1 et 22, ainsi que le montre le dessin, soit par tout autre moyen (dimensions des engre nages, etc.), la démultiplication du premier train en jeu dans la deuxième vitesse est plus grande que celle du second train en jeu dans la troisième vitesse. On obtient ainsi une gamme de quatre vitesses judicieusement éta gées et dont la quatrième est en prise directe.
<I>Marche arrière.</I> - Pour obtenir la marche arrière, le porte satellites 17 est poussé sui vant la flèche f2 et sa denture 20 pénètre à l'intérieur de la couronne dentée fixe 27, où il se trouve immobilisé, L'arbre moteur 16, attaquant par son pi gnon 26 les satellites 25 du porte-satellites 17, ces satellites, dont les axes son fixes, poussent en sens inverse le planétaire 5.
On obtient ainsi sur ce planétaire 5 une marche arrit-re réduite, qui peut encore au besoin être diminuée à volonté par la mise en jeu des éléments magnétiques 1, 2, 3 et 4 don nant l'une quelconque des vitesses intermé diaires.
La fia. 2, ainsi qu'il est dit plus haut, représente un mécanisme analogue à celui de la fig. 1, mais dans lequel le petit planétaire \Z3' est solidaire de l'armature 9, le grand planétaire 10' étant rendu solidaire du pla nétaire moteur 5; en outre, l'arbre moteur 16' traverse tout l'ensemble et peut ainsi être entraîné par le moteur du côté de la sortie de l'arbre récepteur 6'. Dans ce cas, l'arbre récepteur 6' peut attaquer directement par vis, pignons ou autres moyens, les organes à mouvoir, tels que l'arbre 2,8. Dans la fia. 2, l'axe de la boîte est perpendiculaire à l'axe de rotaton des organes à. mouvoir.
Dans les fia. 3 et 4, l'axe de la boîte de vitesse représentée par son carter 8 est pa rallèle à l'axe de rotation 28 -des organes attaqués, le moteur étant représenté schéma tiquement en 29.
On conçoit, d'autre part, qu'il est possible de transmettre le mouvement entre les axes 16' et 28 situés dans -des plans différents, même s'ils font entre eux un angle quel conque.
La fia. 5 représente un mécanisme où se retrouvent les mêmes caractéristiques que dans la première figure, mais dans lequel on n'a prévu que deux vitesses avant et où on obtient électriquement le passage en marche arrière et en marche avant.
Le fonctionnement est le suivant: <I>Marche avant en première vitesse.</I> - On excite l'électro tournant 31, solidaire de l'ar bre moteur 30 et l'électro fixe 33 solidaire du carter 35. Le porte-satellites 36 solidaire de l'armature 3 7 est ainsi entraîné à la vi tesse de l'arbre moteur 30 et, par les satel lites 38, le planétaire 39 et par suite le pla- nétaire 40 tournent aussi à la vitesse de l'arbre moteur 30.
D'autre part, le planétaire 41, solidaire de l'armature 42, est immobi lisé, et on obtient, sur le porte-satellites 43 et par suite sur l'arbre récepteur 44 (qui va prendre appui vers le palier avant 45 de la boîte), une vitesse réduite.
<I>Marche avant en deuxième vitesse.</I> - On excite l'é1ectro tournant 31 solidaire de l'ar bre moteur 30 et l'électro tournant 34 soli daire de l'arbre récepteur 44, sur lequel on obtient ainsi la commande en prise directe.
<I>Marche arrière.</I> - La marche arrière s'obtient en excitant l'électro fixe 32. Le porte-satellites 3,6 est immobilisé. L'arbre moteur 30 attaquant par son pignon 46 les satellites 38 du porte-satellites 36 immobilisé, ces derniers poussent en sens inverse le pla nétaire 39. On obtient ainsi sur ce plané taire une marche arrière réduite qui peut être transmise soit directement, soit après nou velle réduction, à l'arbre récepteur 44.
La fia. 6 représente un mécanisme ana logue à celui de la fia. 5, mais dans lequel l'arbre moteur 30' et l'arbre récepteur 44' sont disposés comme dans la fia. 2 pour permettre de commander directement un or gane 28' disposé entre le moteur et la boîte de . vitesse.
La fig. 7 représente un mécanisme à huit vitesses, et renversement .de marche pouvant donner des vitesses avant et arrière de même valeur.
L'ensemble se compose d'un train cycloï dal auxiliaire situé vers la gauche de la figure, utilisé pour le renversement de mar che, suivi de trois trains cycloïdaux permet tant d'obtenir les diverses vitesses.
Tous ces trains sont contrôlés par des électro-aimants 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57 et 58.
Les é lectros tournants 51 et 53 sont res pectivement solidaires de l'arbre moteur 47 et des planétaires 48 et 49. L'électro tour nant 56 est solidaire du porte-satellites 50; l'électro 57 est solidaire,du porte-satellites 50 et du grand planétaire 59, Les électron fixes 52, 54, 55 et 58 sont solidaires du carter 60.
Entre ces électron .se trouvent les arma tures 61, 62, 63 et 64 respectivement soli daires du porte-satellites 65, du grand pla nétaire 66, .du petit planétaire 67, du petit planétaire 68.
Le plateau-support 69 des satellites 70 engagés entre les planétaires 49 et 66 est solidaire du grand planétaire 71.
Le plateau-support 50 des satellites à double étage 72 engagés entre les planétaires 67 et 71 est, comme dit plus haut, solidaire des électron tournants 56 et 57. " Le plateau-support 73 des satellites 74 engagés entre les planétaires 59 et 68 est solidaire de l'arbre récepteur 75.
Le planétaire 48 reçoit le mouvement de l'arbre moteur 4.7 par l'intermédiaire du train auxiliaire.
Le porte-satellites 65 de ce train est rendu solidaire en rotation de l'armature 61, à l'aide de clavettes, telles que 76 par exemple, réparties à cheval sur le cylindre de centrage entre le porte-satellites 65 et l'armature 61.
Ces clavettes laissent l'armature 61 libre de se déplacer latéralement à droite ou à gauche de sa position moyenne indiquée sur la fig. 7, mais des lames élastiques situées de part et d'autre, telles que 77, 77', rappellent et main tiennent dans cette position moyenne cette armature, lorsqu'aucun des électron 51 et 52 n'est excité. Cette position correspond au point mort:
dans ce cas, l'armature 61 est libre de tourner folle, aucun mouvement n'est transmis par l'arbre moteur aux planétaires 48 et 49. La fig. 8 montre le fléchissement des languettes 77' lorsque l'électro 52 excité attire l'armature 61.
Fonctionnement <I>des vitesses avant. -</I> Pour les vitesses avant, l'électro 51 est excité, attire l'armature 61 qui, venant s'appliquer, prend une position symétrique @à celle indi quée dans la fig. 8. L'ensemble du train auxiliaire tourne en bloc à la vitesse du mo teur, en entraînant les planétaires 48 et 49.
<I>Première vitesse.</I> - Les éleétros fixes 54, 55 et 58 sont excités. On obtient ainsi trois démultiplications successives, une dans chaque train.
<I>Deuxième vitesse.</I> - Les électron fixes 54, 55 et l'électro tournant 57 sont excités: on obtient les deux démultiplications des deux premiers trains et la prise directe dans le troisième train.
<I>Troisième vitesse.</I> - Les électron figes 54, 58 et l'électro tournant 56 sont excités: le premier et le troisième trains sont en dé multiplication, le deuxième train est en prise directe.
Quatrième <I>vitesse.</I> = L'électro fixe 54 et les électron tournants 56 et 57 sont excités: le premier train est en démultiplication, le deuxième et le troisième sont en prise di recte.
Cinquième vitesse. - L'éleetro tournant .53 et les électron fixes 55 et 58 sont excités: le premier train est en prise directe, le deuxième et le troisième sont en démultipli cation.
<I>Sixième vitesse.</I> - Les éleetros tournants 53, 57 et l'électro fixe 55 sont excités: le premier et le troisième trains sont en prise directe, le deuxième est en d Démultiplication. <I>.</I> Septième <I>vitesse.</I> - Les électron tour nants 53, 56 et l'électro fixe 58 sont excités: le premier et le deuxième trains sont en prise directe, le troisième train est en démul tiplication.
Huitième <I>vitesse.</I> - Les électron tour nants M, 56, 57 sont excités: les trois trains sont en prise directe, l'arbre récepteur 75 tourne à la même vitesse que l'arbre mo teur 47.
On conçoit que pour obtenir huit vitesses convenablement graduées il faut, .dans ce dis positif, que la démultiplication donnée par le premier train soit supérieure au produit des démultiplications du deuxième et du troi sième train et que la démultiplication du deuxième train soit elle-mâme supérieure à celle du troisième.
Fonctionnement <I>des vitesses arrière. -</I> Pour les vitesses arrière, l'électro fixe 52 est excité, attire l'armature 61 qui, venant s'ap- pliquer sur l'électro 52, prend la position indiquée dans la fig. 8.
Le porte-satellites 65 est ainsi immobilisé et les satellites à double étage, dont la den ture 78 est en prise avec le planétaire 80 fixé à l'arbre moteur 47 et la denture 79 est en prise avec le grand planétaire 48, tour nent sur eux-mêmes et entraînent en sens in verse le grand planétaire 48 à la même vi tesse angulaire que celle de l'arbre moteur 47, car les rapports des dentures des engre nages 78 sur 79 et 80 sur 48 sont égaux.
Le planétaire 48 entraînant avec lui le planétaire 49, les huit vitesses arrière sont obtenues de la même façon que les huit vi tesses avant.
La fig. 9 représente une variante à com mande mécanique du renversement de mar che que l'on pourrait appliquer à toutes les boîtes de vitesses décrites ci-dessus. Le des sin correspond à la position "point mort'\. Une fourchette 81, commandée par le levier 82, peut déplacer le manchon denté 83 sui vant l'axe de révolution. Ce manchon coulisse à l'intérieur de rainures telles que 90, mé nagées dans le porte-satellites 84, dont ce manchon est ainsi solidaire en rotation.
Poussé suivant la flèche f1, qui corres pond à la mise en marche avant, le manchon denté 83 s'engage dans la denture 85 des satellites<B>-à</B> double étage 85, 86 et bloque ainsi ces derniers qui, ne pouvant tourner sur leurs axes, solidarisent le grand plané taire 87 avec l'arbre moteur 88 dont il reçoit dès lors directement le mouvement.
Poussé suivant la flèche f2, qui corres pond à la mise en marche arrière, le man chon denté 83 se dégage de la denture 85 et s'engage dans la denture d'un disque fixe 89, tout en restant en prise dans la rainure 90 du porte-satellites 84 qui se trouve ainsi immobilisé en rotation. Dès lors, la marche arrière s'opère ainsi qu'il a été dit ci-dessus.
Comme décrit plus haut, on peut également, si on le désire, obtenir un renversement de marche donnant les mêmes vitesses angu laires qu'en marche avant par la détermina- tion judicieuse des rapports de dentures 85 à 86 et 91 à 87.
Afin d'empêcher le manchon denté 83 d'entraîner le porte-satellites 84, un disque 92 solidaire du planétaire 91 s'engage entre les deux étages 85 et 86 des satellites qu'il maintient dans le même plan normal et im mobilise ainsi latéralement . le porte-satel- lites 84.
On pourrait employer un manchon denté semblable dans l'exemple de la fig. 7, en réunissant ce manchon à l'armature 61.
Ces mécanismes divers décrits ci-dessus sont munis d'une pompe centripète fonction nant avec l'arbre moteur. Elle refoule l'huile au centre des arbres et assure le graissage dès que l'arbre moteur est mis en route, l'ar bre récepteur étant ou non entraîné. Cette pompe, représentée en coupe à la fig. 10, n'est représentée dans son application qu'à la fig. 1, mais elle peut évidemment être adjointe aux autres exemples décrits ci-dessus.
Cette pompe, d'un modèle connu, est princi palement constituée par un corps fixe 93 por tant une gorge excentrée 94 dans laquelle se meut une palette 95 traversant diamétra lement l'arbre moteur 16 qui l'entraîne. Cette palette ferme et découvre des canaux 96 se dirigeant vers l'intérieur de l'arbre 16, de telle façon que la rotation de l'arbre 16 et le mouvement alternatif imprimé à la pa lette 95 par la gorge excentrée lui permet de refouler vers le centre l'huile arrivant dans la gorge centrée par un orifice appro prié 97.
Ces mécanismes sont également munis d'un dispositif permettant d'immobiliser l'ar bre récepteur indépendamment de toute éner gie électrique, pour empêcher par exemple (en dehors de tous autres moyens de frei nage) un véhicule d'être entraîné par une dé clivité de terrain.
Comme le montrent les fig. 1, 2, 5 et 6, pour mettre en jeu ce dis positif, de l'extérieur du carter, un doigt 98, maintenu normalement relevé par la goupille 99 s'appuyant sur le carter, peut être orienté de façon que la goupille 99 s'engage dans une rainure 100 du carter, de sorte que ce doigt 98 poussé par le ressort 101 pénètre dans un logement 102 de l'électro 4 ou 34 solidaire de l'arbre récepteur 6 ou 44, comme le montrent les fig. la, 2a, 5a et 6a.
Naturellement, l'invention n'est nulle ment limitée aux modes d'exécution décrits ci-dessus, qui sont susceptibles de nombreuses modifications. Ainsi, dans les divers exem ples, on peut modifier la manière de combi ner l'un. à l'autre deux systèmes planétaires successifs.
A titre d'exemple, dans le cas de la fig. 1, au lieu -de solidariser le porte- satellites 13 avec la roue planétaire 14, on pourrait solidariser le porte-satellites 13 avec la roue planétaire 12, la roue planétaire 14 devenant alors solidaire de l'armature 11. D'autre part, on conçoit que, -dans le méca nisme de la fig. 2, on pourrait monter le dis positif de renversement de marche sur l'ar bre moteur 16', mais du côté opposé où il se trouve ,dans cette figure, c'est-à-dire à droite de l'extrémité droite de l'arbre récepteur 6'.
Dans ce cas, l'arbre entraîné par le dispositif de renversement de marche est directement solidaire de l'électro tournant 1 et du pla nétaire 10'.