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FR2817009A1 - Gearbox transmission device for motor vehicles - Google Patents

Gearbox transmission device for motor vehicles Download PDF

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FR2817009A1
FR2817009A1 FR0014839A FR0014839A FR2817009A1 FR 2817009 A1 FR2817009 A1 FR 2817009A1 FR 0014839 A FR0014839 A FR 0014839A FR 0014839 A FR0014839 A FR 0014839A FR 2817009 A1 FR2817009 A1 FR 2817009A1
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FR
France
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elements
coupling means
rotary
planetary
frame
Prior art date
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FR0014839A
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French (fr)
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FR2817009B1 (en
Inventor
Roumen Antonov
Frederic Morant
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Antonov Automotive Technologies BV
Antonov Automotive Europe BV
Original Assignee
Antonov Automotive Technologies BV
Antonov Automotive Europe BV
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Publication date
Priority to FR0014839A priority Critical patent/FR2817009B1/en
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Priority to MXPA02010721A priority patent/MXPA02010721A/en
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Priority to AU2002237222A priority patent/AU2002237222A1/en
Priority to CZ20022625A priority patent/CZ20022625A3/en
Priority to JP2002543186A priority patent/JP2004514104A/en
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Abstract

The differential mechanism transmission(1) has a casing(2) with an input shaft(3) and output shaft(4) and three elements(5,6,7) that are intermeshed and can rotate relative to the casing. Two friction clutches(9,10) connect these elements with a one-way clutch(8) preventing rotation in one direction between elements(2,5) and actuating means(114,116) are also provided. The first friction clutch(9) is mounted in parallel with the one-way clutch(8). The second clutch(10) is mounted between the first and third elements(5,2). The two friction clutches(9,10) are co-ordinated by an inverter control means(111) between two stable states with one clutch released and the other engaged and vice versa.

Description

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DESCRIPTION "Dispositif de transmission, notamment pour véhicule terrestre"
La présente invention concerne un dispositif de transmission pour véhicule terrestre et en particulier pour l'automobile.
DESCRIPTION "Transmission device, in particular for land vehicle"
The present invention relates to a transmission device for land vehicle and in particular for the automobile.

L'invention concerne plus particulièrement un dispositif de transmission capable d'être automatisé et/ou pouvant offrir de nombreux rapports de transmission avec une structure relativement simple.  The invention relates more particularly to a transmission device capable of being automated and / or capable of offering numerous transmission ratios with a relatively simple structure.

La quasi-totalité des dispositifs de transmission automatique utilisent des mécanismes différentiels et notamment des trains épicycloïdaux dans lesquels des moyens d'accouplement sélectif tels que des freins, des embrayages et/ou des roues libres permettent de changer le rapport de transmission fourni par chaque train élémentaire. D'une manière classique, un train épicycloïdal fournit l'un ou l'autre de deux rapports dont l'un est un rapport de prise directe obtenu au moyen d'un embrayage qui solidarise deux éléments rotatifs inter-engrenés du train. Il existe des trains épicycloïdaux fournissant plus de deux rapports mais ce sont alors, en général, des trains épicycloïdaux dits "complexes", c'est à dire comportant plus de trois éléments rotatifs inter-engrenés et qui sont en fait équivalents à au moins deux trains épicycloïdaux élémentaires.  Almost all automatic transmission devices use differential mechanisms and in particular planetary gear trains in which selective coupling means such as brakes, clutches and / or freewheels allow the transmission ratio provided by each train to be changed. elementary. In a conventional manner, a planetary gear provides one or the other of two ratios, one of which is a direct setting ratio obtained by means of a clutch which secures two inter-meshed rotary elements of the train. There are planetary trains providing more than two ratios but these are then, in general, so-called "complex" planetary trains, that is to say comprising more than three intermeshing rotary elements and which are in fact equivalent to at least two elementary epicyclic trains.

Avec la tendance actuelle consistant à réaliser des transmissions automatiques offrant un grand nombre de rapports de transmission différents, par exemple cinq ou même six, il devient courant de réaliser des transmissions automatiques comportant quatre ou même cinq trains épicycloïdaux. De tels dispositifs de transmission sont lourds, coûteux, encombrants, et peu performants en termes de rendement énergétique.  With the current trend of making automatic transmissions offering a large number of different transmission ratios, for example five or even six, it is becoming common to produce automatic transmissions comprising four or even five planetary gears. Such transmission devices are heavy, expensive, bulky, and not very efficient in terms of energy efficiency.

En outre, les nombreux trains épicycloïdaux rendent la commande automatique particulièrement complexe et coûteuse à réaliser.  In addition, the numerous planetary gear trains make automatic control particularly complex and costly to carry out.

On connaît d'après le EP-A-0 683 877 un dispositif de transmission automatique dans lequel la commande automatique  EP-A-0 683 877 discloses an automatic transmission device in which the automatic control

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est simplifiée grâce à l'exploitation de la poussée axiale des dentures hélicoïdales, à la fois comme une mesure du couple transmis et comme une force d'actionnement proportionnelle à ce couple. Cette force maintient ouvert un embrayage de prise directe entre l'élément d'entrée et l'élément de sortie du train épicycloïdal lorsque le train épicycloïdal fonctionne en réducteur. Pendant ce temps, le troisième élément du train est immobilisé par une roue libre lorsque le couple moteur est positif, et par un frein additionnel soumis à un actionnement hydraulique lorsque le couple moteur est négatif (fonctionnement en retenue). La fermeture de l'embrayage de prise directe intervient sous l'action de masselottes centrifuges lorsque la vitesse de rotation est suffisante pour leur permettre de surmonter la poussée axiale de denture. La force d'actionnement hydraulique est également utilisée pour influer sur le comportement automatique de la transmission, c'est à dire pour modifier l'équilibre"naturel"entre la poussée de denture et la force d'actionnement d'origine centrifuge.  is simplified by exploiting the axial thrust of the helical teeth, both as a measure of the transmitted torque and as an actuating force proportional to this torque. This force keeps open a direct engagement clutch between the input element and the output element of the planetary gear when the planetary gear operates as a reduction gear. During this time, the third element of the train is immobilized by a free wheel when the engine torque is positive, and by an additional brake subjected to hydraulic actuation when the engine torque is negative (restrained operation). The direct engagement clutch closes under the action of centrifugal weights when the speed of rotation is sufficient to allow them to overcome the axial toothing thrust. The hydraulic actuating force is also used to influence the automatic behavior of the transmission, ie to modify the "natural" balance between the toothing and the actuating force of centrifugal origin.

Avec ce dispositif connu, la commande est certes simplifiée et moins consommatrice d'énergie, mais là encore un train épicycloïdal simple ne fournit que deux rapports. En outre, de nombreuses butées axiales, sources de bruit et d'usure, sont nécessaires. Les déplacements axiaux nécessitent des cannelures fonctionnant sous charge qui ont tendance à "polluer"les signaux de couple et de vitesse fournis par la poussée de denture et les masselottes centrifuges respectivement.  With this known device, the control is certainly simplified and less energy consuming, but here again a simple planetary gear provides only two reports. In addition, many axial stops, sources of noise and wear, are required. Axial displacements require grooves operating under load which tend to "pollute" the torque and speed signals provided by the toothing and the centrifugal weights respectively.

Le changement d'état du train épicycloïdal connu entre l'un et l'autre de ses deux rapports de transmission affecte tous les éléments du train et nécessite une synchronisation relativement complexe entre organes d'actionnement. Bien qu'un train épicycloïdal puisse en théorie fournir d'assez nombreux rapports de transmission, il n'est pas pratiquement réalisable d'en obtenir plus de deux, compte-tenu de la complexité impliquée par le passage de l'un à l'autre de deux rapports.  The change of state of the known planetary gear train between one and the other of its two transmission ratios affects all the elements of the train and requires a relatively complex synchronization between actuating members. Although a planetary gear train can theoretically provide quite a few transmission ratios, it is not practically feasible to obtain more than two, given the complexity involved in switching from one to the other. another of two reports.

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Le but de la présente invention est de proposer un dispositif de transmission dans lequel les moyens nécessaires pour passer d'un rapport à l'autre dans un mécanisme différentiel sont considérablement simplifiés. The object of the present invention is to provide a transmission device in which the means necessary to switch from one gear to another in a differential mechanism are considerably simplified.

Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif de transmission dans lequel un mécanisme différentiel simple, c'est à dire à seulement trois éléments inter-engrenés, est capable de fournir plus de deux rapports de transmission.  Another object of the present invention is to provide a transmission device in which a simple differential mechanism, that is to say with only three inter-meshed elements, is capable of providing more than two transmission ratios.

Encore un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif de transmission permettant d'offrir de nombreux rapports avec une structure particulièrement simple et un rendement mécanique amélioré.  Yet another object of the present invention is to provide a transmission device making it possible to offer numerous reports with a particularly simple structure and improved mechanical efficiency.

Suivant l'invention, le dispositif de transmission dans lequel un mécanisme différentiel comprend : - un élément de bâti ;

Figure img00030001

- un élément de liaison rotative d'entrée et un élément de liaison rotative de sortie ; trois éléments rotatifs par rapport au bâti et mutuellement inter-engrenés ; deux moyens d'accouplement à friction entre les éléments ; une roue libre interdisant un sens de rotation relative d'un premier des éléments rotatifs par rapport à un deuxième desdits éléments ; des moyens d'actionnement pour les moyens d'accouplement ; est caractérisé en ce que - un premier des moyens d'accouplement sélectif est mécaniquement en parallèle avec la roue libre ; - un deuxième des moyens d'accouplement sélectif est monté fonctionnellement entre ledit premier élément et un troisième desdits éléments ; les deux moyens d'accouplement à friction sont coordonnés par un moyen de commande en bascule, entre deux états stables dans chacun desquels l'un des moyens According to the invention, the transmission device in which a differential mechanism comprises: - a frame element;
Figure img00030001

- an input rotary connection element and an output rotary connection element; three rotary elements relative to the frame and mutually inter-meshed; two friction coupling means between the elements; a free wheel preventing a relative direction of rotation of a first of the rotary elements with respect to a second of said elements; actuation means for the coupling means; is characterized in that - a first of the selective coupling means is mechanically in parallel with the freewheel; - a second of the selective coupling means is functionally mounted between said first element and a third of said elements; the two friction coupling means are coordinated by a rocker control means, between two stable states in each of which one of the means

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d'accouplement est serré et l'autre est desserré, respectivement.  coupling is tight and the other is loose, respectively.

Avec ce dispositif, le premier élément rotatif du mécanisme différentiel est concerné par tous les changements de couplage nécessaires pour le changement de rapport de transmission. Le premier élément rotatif est i) ou bien solidarisé avec le deuxième élément (qui est par exemple le bâti) par le premier moyen d'accouplement sélectif et, pour l'un des sens du couple, par la roue libre montée en parallèle avec ce premier moyen d'accouplement, ii) ou bien solidarisé avec le troisième élément (qui est par exemple un des éléments de liaison rotative et, dans une exemple encore plus précis, l'élément de liaison rotative d'entrée) par le deuxième moyen d'accouplement sélectif.  With this device, the first rotary element of the differential mechanism is affected by all the coupling changes necessary for the change of transmission ratio. The first rotary element is i) or secured to the second element (which is for example the frame) by the first selective coupling means and, for one of the directions of the torque, by the freewheel mounted in parallel with this first coupling means, ii) or secured to the third element (which is for example one of the rotary connecting elements and, in an even more precise example, the rotary input connecting element) by the second means d '' selective coupling.

Les autres éléments constituant le dispositif de transmission sont donc largement simplifiés. Les moyens d'accouplement à friction peuvent être regroupés spatialement d'une manière particulièrement avantageuse. Les moyens d'actionnement sont simplifiés puisque chaque moyen d'accouplement à friction possède une partie solidaire du premier élément rotatif et il n'y a donc plus besoin de transmettre des forces entre éléments tournant à des vitesses différentes.  The other elements constituting the transmission device are therefore greatly simplified. The friction coupling means can be grouped spatially in a particularly advantageous manner. The actuation means are simplified since each friction coupling means has a part integral with the first rotary element and there is therefore no longer any need to transmit forces between elements rotating at different speeds.

Le moyen de commande en bascule, qui est typiquement solidaire en rotation du premier élément rotatif, peut, entre ses deux états stables, passer par une position de "flottement"où les deux moyens d'accouplement à friction sont tous les deux desserrés. Ceci est sans inconvénient car la roue libre réalise pendant ce temps la situation correspondant au serrage du premier moyen d'accouplement sélectif. A cet effet, la roue libre est installée en parallèle avec le moyen d'accouplement qui est serré pour le fonctionnement selon le plus bas des deux rapports de transmission, et son sens de blocage est celui qui empêche le rapport de transmission de devenir encore plus bas.  The tilting control means, which is typically integral in rotation with the first rotary element, can, between its two stable states, pass through a "floating" position where the two friction coupling means are both loosened. This is without disadvantage because the freewheel realizes during this time the situation corresponding to the tightening of the first selective coupling means. For this purpose, the freewheel is installed in parallel with the coupling means which is tightened for operation according to the lower of the two transmission ratios, and its locking direction is that which prevents the transmission ratio from becoming even more low.

Il est particulièrement avantageux que le premier élément rotatif du mécanisme différentiel soit solidaire du  It is particularly advantageous that the first rotary element of the differential mechanism is integral with the

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moyen de commande en bascule et contribue à l'actionnement du moyen de commande en bascule par la poussée des dentures, réalisées hélicoïdales.  tilting control means and contributes to the actuation of the tilting control means by the thrust of the teeth, made helically.

De cette façon, la structure est simple et robuste et la poussée de denture est transmise sans altération au moyen de commande en bascule. Ce dernier est de préférence réalisé sous la forme d'un simple organe presseur à deux faces opposées dont l'une est capable de serrer le premier moyen d'accouplement à friction et l'autre le deuxième moyen d'accouplement à friction.  In this way, the structure is simple and robust and the teeth thrust is transmitted without alteration by means of rocker control. The latter is preferably made in the form of a simple pressing member with two opposite faces, one of which is capable of clamping the first friction coupling means and the other the second friction coupling means.

En règle générale, les roues libres du commerce n'autorisent pas de déplacement axial relatif. Pour que le premier élément rotatif puisse se déplacer axialement, malgré la présence de la roue libre entre ledit premier élément et le deuxième élément, il est de préférence prévu, mécaniquement en série avec la roue libre entre le premier élément rotatif et le deuxième élément, un moyen de couplage en rotation avec possibilité de déplacement axial.  As a general rule, commercial freewheels do not allow relative axial movement. So that the first rotary element can move axially, despite the presence of the free wheel between said first element and the second element, it is preferably provided, mechanically in series with the free wheel between the first rotary element and the second element, a coupling means in rotation with the possibility of axial displacement.

Le moyen de couplage en rotation précité est de préférence monté fonctionnellement entre l'un des premier et deuxième élément et un support de roue libre, et il est prévu, mécaniquement en parallèle avec la roue libre un palier à immobilisation axiale entre le support de roue libre et l'autre desdits premier et deuxième éléments. Ainsi, la roue libre est parfaitement protégée de toute contrainte axiale.  The aforementioned rotation coupling means is preferably functionally mounted between one of the first and second elements and a freewheel support, and there is provided, mechanically in parallel with the freewheel, an axially immobilized bearing between the wheel support free and the other of said first and second elements. Thus, the freewheel is perfectly protected from any axial stress.

Par ailleurs, pour éviter des frottements anormaux dans le moyen de couplage en rotation avec possibilité de translation axiale, il est préféré que le premier élément rotatif soit guidé en coulissement axial indépendamment du moyen de couplage en rotation avec possibilité de déplacement axial.  Furthermore, to avoid abnormal friction in the rotary coupling means with the possibility of axial translation, it is preferred that the first rotary element be guided in axial sliding independently of the rotary coupling means with the possibility of axial displacement.

Le moyen de couplage en rotation peut être installé entre le premier élément et le support de roue libre. Le support tourne par conséquent à la même vitesse que le premier élément rotatif tout en étant immobilisé axialement par rapport au deuxième élément, qui est typiquement le bâti. Le support peut alors servir de point d'appui pour un autre moyen  The rotary coupling means can be installed between the first element and the freewheel support. The support therefore rotates at the same speed as the first rotary element while being immobilized axially relative to the second element, which is typically the frame. The support can then serve as a fulcrum for another means

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d'actionnement, tel qu'un ressort, qui peut ainsi solliciter axialement le premier élément rotatif sans interposition de butée axiale.  actuation, such as a spring, which can thus axially stress the first rotary element without interposing an axial stop.

Encore un autre moyen d'actionnement peut être constitué par un poussoir hydraulique solidaire du premier élément rotatif, coaxial avec celui-ci et pouvant en même temps contribuer au guidage coulissant du premier élément rotatif.  Yet another actuation means can be constituted by a hydraulic pusher integral with the first rotary element, coaxial with the latter and which can at the same time contribute to the sliding guide of the first rotary element.

Par conséquent, tous les actionnements nécessaires aux changements de rapports sont réalisables uniquement par des déplacements du premier élément rotatif et du moyen de commande en bascule qui en est solidaire, sous l'action de multiples forces de commande, et sans transmission des forces de commande par l'intermédiaire de butées axiales.  Consequently, all the actuations necessary for gear changes can be achieved only by displacements of the first rotary element and of the tilting control means which is integral therewith, under the action of multiple control forces, and without transmission of the control forces. by means of axial stops.

On vient ainsi de décrire pour la sélection entre deux rapports de transmission dans un train épicycloïdal une structure élémentaire d'accouplement et de commande qui est essentiellement regroupée sur l'un des éléments rotatifs du mécanisme différentiel. Il entre dans le cadre de l'invention de prévoir une autre telle structure élémentaire sur un autre des éléments rotatifs du mécanisme différentiel. Le troisième élément rotatif du mécanisme différentiel peut par exemple être relié de manière permanente à l'un des éléments de liaison rotative d'entrée et de sortie, par exemple l'élément de sortie. On réalise ainsi un train épicycloïdal capable de quatre états de fonctionnement différents.  We have just described for the selection between two transmission ratios in a planetary gear train an elementary coupling and control structure which is essentially grouped on one of the rotary elements of the differential mechanism. It is within the scope of the invention to provide another such elementary structure on another of the rotary elements of the differential mechanism. The third rotary element of the differential mechanism can for example be permanently connected to one of the rotary input and output connecting elements, for example the output element. An epicyclic train capable of four different operating states is thus produced.

Si l'on fait en sorte qu'un même élément de liaison rotative, par exemple l'élément d'entrée, soit associé aux deux moyens d'accouplement à friction qui ne sont pas en parallèle avec une roue libre, l'un des quatre états de fonctionnement, correspondant au cas où les deux moyens d'accouplement à friction précités sont ouverts, est un point mort utilisable par exemple pour maintenir le véhicule à l'arrêt lorsque l'arbre du moteur du véhicule tourne. Si les deux autres moyens d'accouplement sélectif sont des freins immobilisant le mécanisme différentiel et avec lui l'élément  If the same rotary connection element, for example the input element, is associated with the two friction coupling means which are not in parallel with a free wheel, one of the four operating states, corresponding to the case where the two aforementioned friction coupling means are open, is a neutral position which can be used, for example, to keep the vehicle stationary when the vehicle engine shaft is running. If the other two selective coupling means are brakes immobilizing the differential mechanism and with it the element

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de liaison de sortie, on réalise en même temps une fonction de frein de parcage.  output link, a parking brake function is performed at the same time.

Pour passer de ce point mort à l'un des trois autres états correspondant à un rapport de transmission, il suffit de changer d'état l'un des deux moyens de commande en bascule et cela peut se faire avec une progressivité suffisante pour assurer un démarrage progressif du véhicule. Ainsi, on réalise avec un seul train épicycloïdal simple un dispositif de transmission offrant à la fois trois rapports de transmission, un point mort, et un dispositif de démarrage progressif capable de rendre inutile l'embrayage ou le convertisseur de couple traditionnellement prévu entre le moteur et le dispositif de transmission dans une automobile.  To pass from this neutral position to one of the three other states corresponding to a transmission ratio, it suffices to change the state of one of the two control means toggle and this can be done with sufficient progressiveness to ensure a soft start of the vehicle. Thus, with a single simple planetary gear train, a transmission device is produced which offers both three transmission ratios, a neutral position, and a soft start device capable of rendering the clutch or the torque converter traditionally provided between the engine useless. and the transmission device in an automobile.

Suivant un autre aspect de l'invention, il est possible d'utiliser dans le dispositif de transmission deux mécanismes différentiels commandés de la manière qui vient d'être exposée. L'un des états de l'un des mécanismes différentiels peut être un rapport avec inversion de mouvement, constituant pour le véhicule un rapport de marche arrière. De préférence, le rapport de marche arrière est réalisé dans le mécanisme différentiel situé le plus loin en aval.  According to another aspect of the invention, it is possible to use in the transmission device two differential mechanisms controlled in the manner just described. One of the states of one of the differential mechanisms can be a reverse gear, constituting a reverse gear for the vehicle. Preferably, the reverse gear is produced in the differential mechanism located furthest downstream.

Même avec un seul mécanisme différentiel simple, il est possible, comme on le verra, de réaliser plusieurs rapports de marche avant et une marche arrière.  Even with a single simple differential mechanism, it is possible, as will be seen, to make several forward and one reverse reports.

D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront encore de la description ci-après, relative à des exemples non limitatifs.  Other features and advantages of the invention will emerge from the description below, relating to nonlimiting examples.

Aux dessins annexés : - les figures 1 et 2 sont deux demi-vues schématiques en coupe axiale correspondant à un premier et un deuxième mode de réalisation d'un dispositif de transmission selon l'invention ; - la figure 3 est une demi-vue en coupe axiale, un peu plus détaillée, correspondant à un troisième mode de réalisation d'un dispositif de transmission selon l'invention ; - la figure 4 est une vue en coupe passant par les deux axes parallèles d'un dispositif de transmission selon  In the accompanying drawings: - Figures 1 and 2 are two schematic half-views in axial section corresponding to a first and a second embodiment of a transmission device according to the invention; - Figure 3 is a half-view in axial section, a little more detailed, corresponding to a third embodiment of a transmission device according to the invention; - Figure 4 is a sectional view passing through the two parallel axes of a transmission device according

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l'invention, sous forme de demi-vues par rapport à chaque axe et avec arrachement ; et - la figure 5 est une vue analogue à la figure 2 mais partielle et montrant une variante.  the invention, in the form of half-views with respect to each axis and with cutaway; and - Figure 5 is a view similar to Figure 2 but partial and showing a variant.

Dans l'exemple représenté à la figure 1, le dispositif de transmission est essentiellement composé d'un mécanisme différentiel 1 comprenant : - un élément de bâti 2, qui n'est que partiellement représenté et comprend en particulier un arbre statorique 21, immobile en translation et en rotation, s'étendant suivant l'axe général X du mécanisme ; - un élément de liaison rotative d'entrée 3, immobilisé en translation par rapport à l'élément de bâti 2 et comprenant un arbre d'entrée 31 s'étendant suivant l'axe général X audelà d'une extrémité de l'arbre statorique 21, l'arbre d'entrée 31 étant destiné à être relié directement ou indirectement à l'arbre d'un moteur d'entraînement d'un véhicule ; - un élément de liaison rotative de sortie 4 destiné à être relié au moins indirectement aux roues du véhicule, et comprenant un arbre tubulaire 41 disposé suivant l'axe X avec une possibilité de rotation relative autour de l'arbre statorique 21 ; - un élément rotatif planétaire 5 agencé suivant l'axe X autour de l'arbre statorique 21 et pouvant tourner par rapport à celui-ci autour de l'axe X ; - un élément rotatif formant couronne 6 monté rotatif autour de l'axe X et agencé autour de l'élément planétaire 5 et de l'arbre statorique 21, l'élément de liaison d'entrée 3 possédant une cloche 32 par laquelle la couronne 6 est rendue solidaire de l'arbre d'entrée 31 ; un élément rotatif formant porte-satellites 7 solidaire de l'arbre de sortie 41 et portant, régulièrement répartis autour de l'axe X, des tourillons 71 excentrés par rapport à l'axe général X, sur lesquels tournent librement des satellites 72 qui engrènent à la fois avec l'élément  In the example shown in Figure 1, the transmission device is essentially composed of a differential mechanism 1 comprising: - a frame element 2, which is only partially shown and in particular comprises a stator shaft 21, stationary in translation and rotation, extending along the general axis X of the mechanism; - a rotary input connecting element 3, immobilized in translation relative to the frame element 2 and comprising an input shaft 31 extending along the general axis X beyond one end of the stator shaft 21, the input shaft 31 being intended to be connected directly or indirectly to the shaft of a vehicle drive motor; - A rotary output connecting element 4 intended to be connected at least indirectly to the wheels of the vehicle, and comprising a tubular shaft 41 arranged along the axis X with a possibility of relative rotation around the stator shaft 21; - A planetary rotary element 5 arranged along the axis X around the stator shaft 21 and able to rotate relative to the latter around the axis X; a rotary element forming a crown 6 rotatably mounted around the axis X and arranged around the planetary element 5 and the stator shaft 21, the input connecting element 3 having a bell 32 by which the crown 6 is secured to the input shaft 31; a rotary element forming planet carrier 7 secured to the output shaft 41 and carrying, regularly distributed around the axis X, pins 71 eccentric with respect to the general axis X, on which satellites 72 which mesh freely rotate both with the element

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planétaire 5 et la couronne 6, de façon à former avec ceux-ci un train épicycloïdal ; une roue libre 8, qui n'est que symboliquement représentée, et qui interdit à l'élément planétaire 5 de tourner en sens inverse de celui de l'arbre d'entrée 31 par rapport à l'élément de bâti 2.  planetary 5 and the crown 6, so as to form therewith an epicyclic train; a freewheel 8, which is only symbolically represented, and which prevents the planetary element 5 from rotating in the opposite direction to that of the input shaft 31 relative to the frame element 2.

Si le dispositif de transmission se limitait à ce qui vient d'en être décrit, il ne fonctionnerait qu'en réducteur et seulement à condition que le couple appliqué à l'arbre d'entrée 31 soit moteur. Dans ce cas, la charge subie par le porte-satellites 7 de la part de l'arbre de sortie 41 tend à immobiliser les tourillons 71 de sorte que le couple moteur appliqué à la couronne 6 tend à faire tourner l'élément planétaire 5 en inverse. Mais cela est empêché par la roue libre 8 de sorte que l'élément planétaire 5 est immobilisé et le porte-satellites 7 tourne à une vitesse intermédiaire entre la vitesse nulle de l'élément planétaire 5 et la vitesse de la couronne 6 correspondant à celle de l'arbre d'entrée 31.  If the transmission device was limited to what has just been described, it would only operate as a reduction gear and only on condition that the torque applied to the input shaft 31 is motor. In this case, the load undergone by the planet carrier 7 on the part of the output shaft 41 tends to immobilize the pins 71 so that the driving torque applied to the crown 6 tends to rotate the planetary element 5 by reverse. But this is prevented by the free wheel 8 so that the planetary element 5 is immobilized and the planet carrier 7 rotates at an intermediate speed between the zero speed of the planetary element 5 and the speed of the crown 6 corresponding to that input shaft 31.

Si le couple appliqué à l'arbre moteur 31 est négatif, c'est à dire lorsque le moteur du véhicule fonctionne en retenue, les roues du véhicule, par l'intermédiaire de l'arbre de sortie 4, tendent à faire tourner le porte-satellites 7 plus vite que la couronne 6 reliée à l'arbre d'entrée 31, et cela tend à faire tourner la roue planétaire 5 encore plus vite que le porte-satellites 7, ce qui n'est pas empêché par la roue libre 8. Il faut éviter ce dysfonctionnement qui aboutirait à ce que le moteur revienne au ralenti sans freiner le véhicule. Pour cela, il est prévu entre l'élément planétaire 5 et l'élément de bâti 2 un premier moyen d'accouplement à friction-ou frein-9 mécaniquement en parallèle avec la roue libre 8. Lorsqu'il est serré, le frein 9 immobilise la roue planétaire 5 relativement à l'élément de bâti 2 et permet ainsi au dispositif de transmission de fonctionner en réducteur lorsque le couple appliqué à l'arbre d'entrée 31 est négatif, de la même manière que lorsque ce couple est positif. Le frein 9 peut être dimensionné de façon juste suffisante pour le fonctionnement en retenue, qui met en  If the torque applied to the motor shaft 31 is negative, that is to say when the vehicle engine is operating in restraint, the vehicle wheels, by means of the output shaft 4, tend to rotate the door -satellites 7 faster than the crown 6 connected to the input shaft 31, and this tends to rotate the planetary wheel 5 even faster than the planet carrier 7, which is not prevented by the freewheel 8. Avoid this malfunction which would cause the engine to idle without braking the vehicle. For this, there is provided between the planetary element 5 and the frame element 2 a first friction-or brake-coupling means 9 mechanically in parallel with the freewheel 8. When it is applied, the brake 9 immobilizes the planetary wheel 5 relative to the frame element 2 and thus allows the transmission device to operate as a reduction gear when the torque applied to the input shaft 31 is negative, in the same way as when this torque is positive. The brake 9 can be dimensioned just sufficient for the restrained operation, which puts in

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jeu des couples de rotation beaucoup plus faibles que le couple moteur maximum.  play of the torques much lower than the maximum engine torque.

Le dispositif de transmission permet encore de réaliser un rapport de prise directe grâce à un deuxième moyen d'accouplement à friction-ou embrayage-10 capable de solidariser sélectivement en rotation deux des trois éléments rotatifs 5,6, 7 du train épicycloïdal de façon que l'ensemble du train épicycloïdal tourne d'une seule pièce autour de l'axe X. Cela est automatiquement permis par la roue libre 8 mais nécessite par contre de desserrer le frein 9.  The transmission device also makes it possible to produce a direct engagement ratio by means of a second friction-or clutch-coupling means 10 capable of selectively securing in rotation two of the three rotary elements 5, 6, 7 of the planetary gear so that the whole planetary gear train rotates in one piece around the axis X. This is automatically allowed by the freewheel 8 but on the other hand requires the brake 9 to be released.

Selon une particularité importante de l'invention, le deuxième moyen d'accouplement à friction 10 est associé au même élément rotatif, c'est à dire dans l'exemple représenté l'élément planétaire 5, que les autres organes d'accouplement déjà décrits, à savoir la roue libre 8 et le premier moyen d'accouplement à friction 9.  According to an important feature of the invention, the second friction coupling means 10 is associated with the same rotary element, that is to say in the example shown the planetary element 5, as the other coupling members already described. , namely the freewheel 8 and the first friction coupling means 9.

Plus particulièrement, dans l'exemple représenté, le deuxième moyen d'accouplement à friction est monté fonctionnellement entre l'élément planétaire 5 et l'élément de liaison d'entrée 3.  More particularly, in the example shown, the second friction coupling means is functionally mounted between the planetary element 5 and the input connecting element 3.

On a exposé précédemment que le serrage du deuxième moyen d'accouplement à friction 10 nécessite de desserrer le premier moyen d'accouplement à friction 9. Inversement, le serrage du frein 9 nécessite de desserrer l'embrayage 10.  It has been stated above that the tightening of the second friction coupling means 10 requires loosening the first friction coupling means 9. Conversely, the tightening of the brake 9 requires loosening the clutch 10.

Dans ce but, et suivant une autre particularité importante de l'invention, un seul organe de commande 111 fonctionne en bascule entre deux états stables dans chacun desquels l'un respectif des moyens d'accouplement à friction 9,10 est serré et l'autre respectivement desserré. Dans l'exemple représenté le moyen de commande en bascule 111 est un organe presseur mobile axialement. Lorsqu'il est poussé vers la droite de la figure 1, l'organe presseur 111 serre le frein 9 et desserre l'embrayage 10. Lorsqu'il est poussé vers la gauche, de la figure 1, l'organe presseur 111 desserre le frein 9 et serre l'embrayage 10. le passage de l'un à l'autre des ces deux états stables s'effectue par un mouvement de translation axiale.  For this purpose, and according to another important feature of the invention, a single control member 111 operates in toggle between two stable states in each of which a respective one of the friction coupling means 9,10 is tight and the other respectively loose. In the example shown, the rocker control means 111 is an axially movable pressing member. When pushed to the right of Figure 1, the pressing member 111 applies the brake 9 and releases the clutch 10. When pushed to the left, of Figure 1, the pressing member 111 releases the brake 9 and tightens the clutch 10. the passage from one to the other of these two stable states is effected by an axial translational movement.

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L'organe presseur 111 est rigidement solidaire de l'élément planétaire 5 et tourne donc à la même vitesse de rotation que ce dernier. Comme les deux moyens d'accouplement à friction 9 et 10 ont tout deux pour fonction de relier sélectivement l'élément planétaire 5 avec un autre élément respectif du mécanisme 1, la solidarisation de l'organe presseur 111 avec l'élément planétaire 5 permet de réaliser l'organe presseur 111 sous la forme d'un presseur commun ayant deux faces de pressage opposées, à savoir une face de pressage 112 pour l'empilement de disques du frein 9 et une face de pressage 113 pour l'empilement de disques de l'embrayage 10.  The pressing member 111 is rigidly secured to the planetary element 5 and therefore rotates at the same speed of rotation as the latter. As the two friction coupling means 9 and 10 both have the function of selectively connecting the planetary element 5 with another respective element of the mechanism 1, the joining of the pressing member 111 with the planetary element 5 makes it possible to producing the pressing member 111 in the form of a common presser having two opposite pressing faces, namely a pressing face 112 for stacking brake discs 9 and a pressing face 113 for stacking brake discs clutch 10.

En règle générale, les roues libres du commerce doivent nécessairement être installées entre deux organes qui sont fixes axialement l'un par rapport à l'autre. Ainsi, comptetenu de la mobilité axiale de l'élément planétaire 5, la roue libre 8 ne peut pas être installée directement entre l'élément planétaire 5 et l'élément de bâti 2. Pour cette raison, il est prévu un support 51 qui possède sur sa périphérie extérieure des cannelures axiales 52 inter-engagées avec des cannelures axiales correspondantes 53 de l'élément planétaire 5 de façon que l'élément planétaire 5 puisse coulisser par rapport au support 51 tout en étant couplé en rotation avec ce dernier. Le support 51 est immobilisé axialement par rapport à l'élément de bâti 2 au moyen d'un palier à immobilisation axiale 54 monté entre le support 51 et l'arbre statorique 21. La roue libre 8 est également montée entre le support 51 et l'arbre statorique 21 en parallèle avec le palier 54.  As a general rule, commercial freewheels must necessarily be installed between two members which are axially fixed relative to each other. Thus, taking account of the axial mobility of the planetary element 5, the freewheel 8 cannot be installed directly between the planetary element 5 and the frame element 2. For this reason, a support 51 is provided which has on its outer periphery of the axial grooves 52 interengaged with corresponding axial grooves 53 of the planetary element 5 so that the planetary element 5 can slide relative to the support 51 while being coupled in rotation with the latter. The support 51 is immobilized axially with respect to the frame element 2 by means of an axial immobilization bearing 54 mounted between the support 51 and the stator shaft 21. The free wheel 8 is also mounted between the support 51 and the stator shaft 21 in parallel with the bearing 54.

Pour la commande en bascule des deux moyens d'accouplement à friction 9 et 10, le moyen de commande en bascule 111 est soumis à l'action conjuguée de trois moyens d'actionnement : un premier moyen d'actionnement réside dans la solidarisation déjà décrite entre le moyen de commande en bascule 111 et l'élément planétaire 5. En raison de cette solidarisation, le moyen de commande en bascule 111 est soumis à la poussée axiale prenant naissance dans l'élément planétaire 5 en raison de la forme hélicoïdale des dentures.  For rocker control of the two friction coupling means 9 and 10, the rocker control means 111 is subjected to the combined action of three actuation means: a first actuation means resides in the connection already described between the rocker control means 111 and the planetary element 5. Due to this connection, the rocker control means 111 is subjected to the axial thrust arising in the planetary element 5 due to the helical shape of the teeth .

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Cette poussée est une mesure du couple transmis par la denture ; - un deuxième moyen d'actionnement comprend un ressort 114 interposé entre le support 51 axialement fixe et l'élément planétaire 5 ; - le troisième moyen d'actionnement est un actionneur hydraulique 116 comprenant une chambre annulaire 22 formée dans l'élément de bâti 2 et un piston 117 solidaire du moyen de commande en bascule 111 et présentant une forme annulaire autour de l'axe XX. Le piston 117 est donc rotatif autour de l'axe X dans la chambre 22 solidaire de l'élément de bâti 2.  This thrust is a measure of the torque transmitted by the teeth; - A second actuation means comprises a spring 114 interposed between the support 51 axially fixed and the planetary element 5; - The third actuation means is a hydraulic actuator 116 comprising an annular chamber 22 formed in the frame element 2 and a piston 117 secured to the rocker control means 111 and having an annular shape around the axis XX. The piston 117 is therefore rotatable around the axis X in the chamber 22 integral with the frame element 2.

A la figure 1 on a représenté par les flèches FI et F2 les deux sens possibles pour la poussée de denture subie par l'élément planétaire 5. Pour un sens d'inclinaison donné des dentures, la force axiale s'exerce dans un sens donné correspondant lorsque le couple appliqué à l'arbre d'entrée 31 est moteur, et dans le sens contraire lorsque le couple appliqué à l'arbre d'entrée 31 est résistant (fonctionnement en retenue).  In FIG. 1, the arrows FI and F2 show the two possible directions for the toothing thrust experienced by the planetary element 5. For a given direction of inclination of the teeth, the axial force is exerted in a given direction corresponding when the torque applied to the input shaft 31 is motor, and in the opposite direction when the torque applied to the input shaft 31 is resistant (restraint operation).

En supposant que la poussée de denture est dirigée vers la droite (flèche FI) lorsque le couple est moteur, le fonctionnement est le suivant : - au démarrage, les ressorts 114 maintiennent le frein 9 serré et l'embrayage 10 ouvert : le dispositif de transmission fonctionne en réducteur. Lors de la transmission d'un couple moteur, la force axiale de denture Fi renforce le serrage du frein 9 en venant s'ajouter à la force des ressorts 114 ; - pour le passage au rapport supérieur, une pression

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hydraulique appropriée est appliquée dans l'actionneur 116 pour vaincre la force des ressorts 114 et la force éventuelle Fi ; - pour faire revenir le dispositif du rapport de prise directe au fonctionnement en réducteur, il suffit de relâcher, avec la progressivité désirée, la pression dans la chambre 22 de l'actionneur 116. Assuming that the toothing is directed to the right (arrow FI) when the torque is driving, the operation is as follows: - at start-up, the springs 114 keep the brake 9 applied and the clutch 10 open: the transmission works as a reducer. During the transmission of a driving torque, the axial toothing force Fi reinforces the application of the brake 9 by adding to the force of the springs 114; - for shifting up a gear
Figure img00120001

appropriate hydraulic is applied in the actuator 116 to overcome the force of the springs 114 and the possible force Fi; - to return the device from the direct setting ratio to the reduction gear operation, it suffices to release, with the desired progressiveness, the pressure in the chamber 22 of the actuator 116.

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Lors du fonctionnement en retenue, la poussée de denture s'inverse en prenant une valeur relativement faible insuffisante pour surmonter la force des ressorts 114. Le dispositif fonctionne donc normalement en réducteur sauf si une pression hydraulique appropriée est appliquée dans la chambre 22. When operating in restraint, the tooth thrust reverses, taking a relatively low value insufficient to overcome the force of the springs 114. The device therefore operates normally as a reduction gear unless an appropriate hydraulic pressure is applied in the chamber 22.

Lors de la transition entre les deux états de fonctionnement, c'est à dire entre les deux états stables du moyen de commande 111, il y a un état intermédiaire où aucun des deux moyens d'accouplement à friction n'est serré. En supposant que le couple appliqué à l'arbre d'entrée 31 est moteur, la situation de desserrage simultané des deux moyens d'accouplement 9 et 10 n'est pas gênante car l'élément planétaire 5 demeure immobilisé par la roue libre 8 de sorte que le fonctionnement s'effectue en réducteur. Si au contraire le couple appliqué à la roue d'entrée 31 est résistant, il y a un risque théorique d'accélération de la vitesse de rotation de l'élément planétaire 5, de réduction de la vitesse de l'arbre d'entrée 31 et d'accélération de l'arbre de sortie 41.  During the transition between the two operating states, that is to say between the two stable states of the control means 111, there is an intermediate state where neither of the two friction coupling means is tightened. Assuming that the torque applied to the input shaft 31 is motor, the situation of simultaneous loosening of the two coupling means 9 and 10 is not a problem since the planetary element 5 remains immobilized by the free wheel 8 of so that the operation is carried out as a reducer. If, on the contrary, the torque applied to the input wheel 31 is resistant, there is a theoretical risk of acceleration of the speed of rotation of the planetary element 5, of reduction of the speed of the input shaft 31 and acceleration of the output shaft 41.

Mais en pratique cet effet est minime compte-tenu de l'inertie de la charge appliquée à l'arbre 41 (la masse du véhicule) et de la faible valeur du couple résistant appliqué à l'arbre 31. But in practice this effect is minimal taking into account the inertia of the load applied to the shaft 41 (the mass of the vehicle) and the low value of the resistive torque applied to the shaft 31.

Il est également possible de choisir l'angle d'hélice des dentures de façon que la poussée de denture s'exerce dans le sens F2 lorsque le couple appliqué à l'arbre d'entrée 31 est moteur. Dans ce cas, les ressorts 114 doivent être suffisamment puissants pour maintenir le dispositif en fonctionnement réducteur dans toutes les situations où cela peut être souhaitable en pratique, à l'encontre de la poussée de denture F2. Pour cela, il n'y a pas besoin que les ressorts fournissent un grand excédent de force, il suffit de libérer l'embrayage 10, même si le frein 9 n'est que faiblement serré, puisque l'immobilisation de l'élément planétaire 5 est assurée par la roue libre 8. Lors du fonctionnement en retenue, le frein 9 est plus vigoureusement serré puisque la poussée de denture s'inverse et prend la direction Fl.  It is also possible to choose the helix angle of the teeth so that the tooth thrust is exerted in the direction F2 when the torque applied to the input shaft 31 is driving. In this case, the springs 114 must be powerful enough to keep the device in reduction operation in all situations where this may be desirable in practice, against the toothing thrust F2. For this, there is no need for the springs to provide a large excess of force, it suffices to release the clutch 10, even if the brake 9 is only slightly applied, since the immobilization of the planetary element 5 is ensured by the freewheel 8. When operating in restraint, the brake 9 is more vigorously applied since the toothing thrust reverses and takes the direction F1.

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Pour le fonctionnement en prise directe, la chambre 22 est alimentée avec une pression suffisante pour serrer suffisamment l'embrayage 10.  For direct drive operation, the chamber 22 is supplied with sufficient pressure to sufficiently tighten the clutch 10.

Comme représenté en traits mixtes à la figure 1, il est possible de remplacer les ressorts 114 par des ressorts 118 montés entre le support 51 et le moyen de commande en bascule 111 de façon à agir non plus en sens contraire de l'actionneur 116, mais dans le même sens que ce dernier. Dans ce cas, il est obligatoire de choisir la poussée de denture dans le sens FI lorsque le couple appliqué à l'arbre d'entrée 31 est moteur. Le fonctionnement a lieu en réducteur lorsque la poussée de denture surmonte la poussée contraire du ressort 118 et de l'éventuelle pression régnant dans l'actionneur 116.  As shown in phantom in FIG. 1, it is possible to replace the springs 114 by springs 118 mounted between the support 51 and the rocker control means 111 so as to no longer act in the opposite direction to the actuator 116, but in the same sense as the latter. In this case, it is mandatory to choose the toothing thrust in the direction FI when the torque applied to the input shaft 31 is motor. The operation takes place in a reduction gear when the toothing thrust overcomes the opposite thrust of the spring 118 and of the possible pressure prevailing in the actuator 116.

Le passage au fonctionnement en prise directe s'effectue lorsque la poussée de denture F1 diminue suffisamment et/ou lorsqu'une pression ou une surpression suffisante est appliquée dans la chambre de l'actionneur 116. Le fonctionnement en retenue s'effectue obligatoirement en prise directe puisque toutes les forces d'actionnement sont alors dirigées vers la gauche de la figure 1.  The transition to direct drive operation takes place when the toothing F1 decreases sufficiently and / or when sufficient pressure or overpressure is applied in the chamber of the actuator 116. The retained operation is necessarily carried out in engagement direct since all the actuating forces are then directed to the left of FIG. 1.

D'autres combinaisons sont encore possibles, par exemple en faisant fonctionner l'actionneur en sens contraire des ressorts 118. Dans ce cas, les ressorts 118 tendent à promouvoir le fonctionnement en prise directe et l'actionneur peut être activé pour promouvoir le fonctionnement en retenue.  Other combinations are also possible, for example by operating the actuator in the opposite direction to the springs 118. In this case, the springs 118 tend to promote direct drive operation and the actuator can be activated to promote operation in detention.

Il est alors préférable de choisir le sens F1 pour la poussée de denture lorsque le couple appliqué à l'arbre d'entrée 31 est moteur. Pour le fonctionnement en retenue, la poussée de denture s'inverse et favorise le fonctionnement en prise directe mais cela peut être sélectivement contré par une pression hydraulique appropriée. It is then preferable to choose the direction F1 for the toothing thrust when the torque applied to the input shaft 31 is motor. For restrained operation, the toothing reverses and favors direct engagement operation, but this can be selectively countered by appropriate hydraulic pressure.

L'exemple de la figure 2 ne sera décrit que pour ses différences par rapport à celui de la figure 1.  The example of Figure 2 will only be described for its differences from that of Figure 1.

La figure 1 a montré la réalisation d'une structure de commande dite"groupée"qui regroupe très fortement tous les organes d'accouplement et de commande pratiquement sur un seul des éléments rotatifs du train planétaire, à savoir l'élément  FIG. 1 shows the production of a so-called "grouped" control structure which very strongly groups together all of the coupling and control members on practically only one of the rotary elements of the planetary gear, namely the element

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planétaire 5. Ceci offre la possibilité d'effectuer d'autres commandes et d'autres accouplements sélectifs sur au moins un autre élément rotatif du train planétaire, pour réaliser d'autres rapports de transmission. Dans l'exemple de la figure 2, une deuxième structure de commande et d'actionnement est regroupée sur la couronne 6 du train planétaire 5, 6, 7.  5. This offers the possibility of carrying out other commands and other selective couplings on at least one other rotary element of the planetary gear, in order to produce other transmission ratios. In the example of FIG. 2, a second control and actuation structure is grouped on the ring gear 6 of the planetary gear 5, 6, 7.

Dans ce mode de réalisation, en plus de l'élément planétaire 5 qui peut être sélectivement relié avec l'élément de liaison d'entrée 3 ou avec l'élément de bâti 2, la couronne 6 peut être sélectivement reliée avec l'élément de liaison d'entrée 3 et avec l'élément de bâti 2, dont une autre partie 23 est maintenant représentée. La structure groupée d'accouplement et de commande pour la couronne 6 est tout à fait similaire à celle décrite pour l'élément planétaire 5.  In this embodiment, in addition to the planetary element 5 which can be selectively connected with the input connecting element 3 or with the frame element 2, the crown 6 can be selectively connected with the element input link 3 and with the frame element 2, of which another part 23 is now shown. The grouped coupling and control structure for the crown 6 is quite similar to that described for the planetary element 5.

Plus particulièrement, un organe de commande en bascule 211 est solidaire de la couronne 6 et déplaçable axialement avec celle-ci. L'organe 211 comprend une face presseuse 212 pour serrer sélectivement un frein 209 monté fonctionnellement entre la couronne 6 et la partie 23 du bâti, et une face presseuse opposée 213 pour serrer sélectivement un embrayage 210 monté fonctionnellement entre la couronne 6 et l'élément de liaison d'entrée 3. La partie 23 de l'élément de bâti 2 définit une chambre 24 d'actionneur hydraulique 216, dans laquelle coulisse un piston 217 solidaire de la couronne 6. Un support 251 est couplé en rotation mais axialement coulissant par rapport à la couronne 6 grâce à des cannelures 252,253. Il y a entre le support 251 et la partie 23 de l'élément de bâti un palier d'immobilisation axiale 254 en parallèle avec une roue libre 208 interdisant à la couronne 6 de tourner par rapport à l'élément de bâti 2 en sens contraire du sens normal de rotation de l'arbre d'entrée 31. Des ressorts 214 interposés axialement entre le support 251 et le piston 217 sollicitent axialement la couronne 6 en sens contraire de la pression hydraulique pouvant régner dans la chambre 24. More particularly, a rocker control member 211 is integral with the crown 6 and axially displaceable therewith. The member 211 comprises a pressing face 212 for selectively applying a brake 209 functionally mounted between the crown 6 and the part 23 of the frame, and an opposite pressing face 213 for selectively applying a clutch 210 functionally mounted between the crown 6 and the element of entry link 3. The part 23 of the frame element 2 defines a chamber 24 of hydraulic actuator 216, in which slides a piston 217 integral with the crown 6. A support 251 is coupled in rotation but axially sliding by relative to the crown 6 by means of grooves 252,253. There is between the support 251 and the part 23 of the frame element an axial immobilization bearing 254 in parallel with a free wheel 208 preventing the crown 6 from rotating relative to the frame element 2 in opposite directions the normal direction of rotation of the input shaft 31. Springs 214 interposed axially between the support 251 and the piston 217 axially bias the crown 6 in the opposite direction to the hydraulic pressure which may prevail in the chamber 24.

Le dispositif de transmission de la figure 2 est capable de quatre états de fonctionnement principaux,  The transmission device of FIG. 2 is capable of four main operating states,

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correspondant aux quatre combinaisons possibles d'états stables des organes de commande en bascule 111 et 211 : - si l'organe 111 est dans son état stable vers la droite de la figure 2 et que l'organe 211 est dans son état stable vers la gauche de la figure 2, les deux embrayages 10 et 210 sont desserrés. Il en résulte une situation de point mort car l'organe de liaison d'entrée 3 est découplé de tous les éléments rotatifs du train planétaire ; - à partir de cette situation de point mort, un premier rapport de transmission est réalisé en faisant passer l'organe de commande 111 dans son autre état stable, la couronne 6 demeurant immobilisée par le frein 209 et/ou par la roue libre 208. Un premier rapport de réduction, correspondant à une faible vitesse de rotation de l'arbre de sortie 41 par rapport à l'arbre d'entrée 31, est réalisé ; - on réalise un deuxième rapport de transmission en changeant de façon simultanée ou quasi-simultanée les états stables des deux organes de commande en bascule 111,211 de façon que le frein 9 et l'embrayage 210 soient serrés, et que l'embrayage 10 et le frein 209 soient desserrés. On reconstitue ainsi le fonctionnement en réducteur de la figure 1, qui correspond à une vitesse de l'arbre de sortie 41 qui est toujours inférieure à celle de l'arbre d'entrée 31, mais avec une démultiplication moins forte que dans la situation de premier rapport de transmission qui vient d'être décrite à propos de la figure 2 ; - le quatrième état est un état de prise directe obtenu en maintenant l'organe de commande 211 de la couronne 6 dans l'état provoquant le serrage de l'embrayage 210 et en faisant passer l'organe de commande 111 dans l'état provoquant le serrage de l'embrayage 10. L'organe de liaison d'entrée 3 se trouve donc simultanément solidaire de l'élément planétaire 5 et de la couronne 6, ce qui réalise la prise directe dans le dispositif de transmission.  corresponding to the four possible combinations of stable states of the tilting control members 111 and 211: - if the member 111 is in its stable state to the right of FIG. 2 and that the member 211 is in its stable state towards the left of Figure 2, the two clutches 10 and 210 are loose. This results in a neutral position because the input link member 3 is decoupled from all the rotary elements of the planetary gear; from this neutral position, a first transmission report is produced by passing the control member 111 into its other stable state, the crown 6 remaining immobilized by the brake 209 and / or by the free wheel 208. A first reduction ratio, corresponding to a low speed of rotation of the output shaft 41 relative to the input shaft 31, is produced; a second transmission ratio is produced by simultaneously or almost simultaneously changing the stable states of the two rocker control members 111, 211 so that the brake 9 and the clutch 210 are applied, and that the clutch 10 and the brake 209 are released. The operation in reducer of FIG. 1 is thus reconstituted, which corresponds to a speed of the output shaft 41 which is always lower than that of the input shaft 31, but with a less significant reduction than in the situation of first transmission ratio which has just been described in connection with FIG. 2; - The fourth state is a direct setting state obtained by maintaining the control member 211 of the crown 6 in the state causing the clutch 210 to be tightened and by passing the control member 111 into the causing state tightening the clutch 10. The input connecting member 3 is therefore simultaneously secured to the planetary element 5 and the ring gear 6, which achieves direct engagement in the transmission device.

L'élément planétaire 5 étant à denture hélicoïdale, la couronne 6 est également elle-même à denture hélicoïdale et par conséquent, la structure groupée d'accouplement et de  The planetary element 5 being of helical teeth, the crown 6 is also itself of helical teeth and therefore, the grouped structure of coupling and

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commande associée à la couronne 6 est elle aussi soumise à l'action conjuguée de trois forces comprenant une poussée de denture, une force élastique et une force sélectivement appliquée par voie hydraulique.  control associated with the crown 6 is also subjected to the combined action of three forces comprising a toothing, an elastic force and a force selectively applied hydraulically.

Là encore différentes combinaisons de sens de ces trois forces sont possibles comme exposé en référence à la figure 1.  Here again, different combinations of directions of these three forces are possible, as explained with reference to FIG. 1.

Dans l'exemple représenté à la figure 2, la structure groupée d'actionnement et de commande associée à la couronne 6 a été inversée par rapport à celle associée à l'élément planétaire 5 car en fonctionnement les poussées de denture dans la couronne 6 et l'élément planétaire 5 sont toujours égales et opposées. Par conséquent, dans cet exemple non-limitatif, la combinaison de sens des différentes forces d'actionnement est la même dans les deux structures groupées. In the example shown in FIG. 2, the grouped actuation and control structure associated with the crown 6 has been reversed with respect to that associated with the planetary element 5 because in operation the toothing thrusts in the crown 6 and the planetary element 5 are always equal and opposite. Consequently, in this nonlimiting example, the combination of directions of the different actuation forces is the same in the two grouped structures.

Il est remarquable de noter que malgré la réalisation de quatre états de fonctionnement dans un seul train épicycloïdal simple, aucune commande ni aucun accouplement n'affecte par exemple le porte-satellites 7 et l'arbre de sortie 41, et aucune butée axiale n'est nécessaire pour transmettre des poussées entre organes rotatifs ayant des vitesses différentes.  It is remarkable to note that despite the achievement of four operating states in a single simple planetary gear, no control or no coupling affects for example the planet carrier 7 and the output shaft 41, and no axial stop does is necessary to transmit thrusts between rotary members having different speeds.

Comme dans l'exemple de la figure 1, les pistons hydrauliques sont placés à relativement grande distance des éléments rotatifs associés dont ils sont solidaires et servent en même temps à guider axialement les éléments rotatifs associés du train planétaire. Ainsi, les cannelures 52,53 et 252,253 n'ont pas de fonction de guidage et n'introduisent donc pas de frottement significatif ayant tendance à altérer le signal de couple fourni par les poussées de denture.  As in the example in FIG. 1, the hydraulic pistons are placed at a relatively long distance from the associated rotary elements of which they are integral and serve at the same time to axially guide the associated rotary elements of the planetary gear. Thus, the grooves 52, 53 and 252, 253 do not have a guiding function and therefore do not introduce any significant friction which tends to alter the torque signal provided by the teeth thrusts.

Un choix judicieux dans le sens des forces d'actionnement, en particulier parmi les quatre combinaisons possibles décrites dans l'exemple de la structure groupée de la figure 1, permet de minimiser l'énergie nécessaire pour l'actionnement hydraulique et par conséquent la consommation de puissance intrinsèquement nécessaire au fonctionnement du dispositif de transmission.  A judicious choice in the direction of the actuation forces, in particular among the four possible combinations described in the example of the grouped structure of FIG. 1, makes it possible to minimize the energy necessary for the hydraulic actuation and consequently the consumption. of power intrinsically necessary for the operation of the transmission device.

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Lors de la transition entre le premier et le deuxième rapport de réduction de la figure 2, il existe un risque d'apparition d'une situation transitoire de point mort ou au contraire de prise directe. Ceci peut être évité en synchronisant convenablement les mouvements des deux organes de commande 111 et 211 par une commande appropriée de la pression hydraulique dans chacune des chambres 22 et 24. Par exemple, pour le passage du premier ou deuxième rapport, on peut commencer par serrer l'embrayage 210 pour mettre progressivement en rotation la couronne 6 jusqu'à ce que le rapport de vitesse entre l'arbre de sortie 41 et l'arbre d'entrée 31 corresponde au deuxième rapport de réduction, et seulement à partir de ce moment-là commencer à relâcher l'embrayage 10 tout en continuant à augmenter le serrage de l'embrayage 210 de manière que, les deux actions se compensant, le rapport de transmission reste sensiblement constant, égal au deuxième rapport de réduction, jusqu'à la fin du processus de changement de rapport. On constate donc que l'invention permet, de manière relativement simple, de synchroniser les changements d'états quasi-simultanés de quatre moyens d'accouplement à friction.  During the transition between the first and the second reduction ratio in FIG. 2, there is a risk of the appearance of a transient neutral position situation or, on the contrary, of direct setting. This can be avoided by suitably synchronizing the movements of the two control members 111 and 211 by appropriate control of the hydraulic pressure in each of the chambers 22 and 24. For example, for the passage of the first or second gear, one can start by tightening the clutch 210 for gradually rotating the crown 6 until the speed ratio between the output shaft 41 and the input shaft 31 corresponds to the second reduction ratio, and only from this moment -then start to release the clutch 10 while continuing to increase the tightening of the clutch 210 so that, the two actions compensating each other, the transmission ratio remains substantially constant, equal to the second reduction ratio, until the end of the gear change process. It can therefore be seen that the invention makes it possible, relatively simply, to synchronize the quasi-simultaneous changes of states of four friction coupling means.

A l'état de point mort, les ressorts 114 et 214 maintiennent les freins 9 et 209 à l'état serré de sorte que l'ensemble du train épicycloïdal et avec lui l'arbre de sortie 41 sont immobilisés en rotation, ce qui constitue un frein de parcage. Dans cet état, il est possible de mettre en mouvement l'arbre d'entrée 31, par exemple par démarrage du moteur du véhicule, puis de faire démarrer progressivement le véhicule en appliquant progressivement une pression hydraulique dans la chambre 22 pour serrer progressivement l'embrayage 10 et produire un démarrage progressif du véhicule. Par conséquent, le dispositif de transmission de la figure 2 permet de supprimer l'embrayage ou le convertisseur de couple qui est classiquement interposé entre le moteur et la boîte de vitesses d'un véhicule.  In the neutral state, the springs 114 and 214 maintain the brakes 9 and 209 in the applied state so that the whole planetary gear train and with it the output shaft 41 are immobilized in rotation, which constitutes a parking brake. In this state, it is possible to set the input shaft 31 in motion, for example by starting the vehicle engine, then to start the vehicle gradually by gradually applying hydraulic pressure in the chamber 22 to gradually tighten the clutch 10 and produce a gradual start of the vehicle. Consequently, the transmission device in FIG. 2 eliminates the clutch or the torque converter which is conventionally interposed between the engine and the gearbox of a vehicle.

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Le dispositif de transmission de la figure 3 ne sera décrit que pour ses différences par rapport à celui de la figure 2. The transmission device of FIG. 3 will only be described for its differences from that of FIG. 2.

Dans l'exemple de la figure 3, le dispositif de transmission comprend deux mécanismes différentiels montés en série, à savoir, dans l'ordre en allant de l'élément de liaison d'entrée 3 à l'élément de liaison de sortie 4, un premier mécanisme 301 essentiellement semblable à celui de la figure 2 et un deuxième mécanisme différentiel 302 que l'on décrira plus en détail plus loin.  In the example of FIG. 3, the transmission device comprises two differential mechanisms connected in series, namely, in order going from the input connection element 3 to the output connection element 4, a first mechanism 301 essentially similar to that of FIG. 2 and a second differential mechanism 302 which will be described in more detail below.

Le mécanisme 301 se distingue de celui de la figure 2 en ce que l'arbre statorique 21 est tubulaire et entoure l'arbre d'entrée 31, le moteur du véhicule étant supposé situé à la gauche de la figure 3 et non plus à la droite de la figure (cas de la figure 2).  The mechanism 301 differs from that of FIG. 2 in that the stator shaft 21 is tubular and surrounds the input shaft 31, the vehicle engine being assumed to be located to the left of FIG. 3 and no longer at the right of the figure (case of Figure 2).

Les différents composants du mécanisme 301 sont reconnaissables d'après leurs références identiques à celles de la figure 2. Cependant, le piston 217 solidaire de la couronne 6 est remplacé par un piston 27 solidaire de l'élément de bâti 2 et c'est l'élément 6 formant couronne qui définit la chambre hydraulique correspondante désignée par la référence 64. Les ressorts 214 ne s'appuient plus sur le piston mais sont installés autour de tiges de guidage 61 solidaires de l'élément 6 formant couronne, qui traversent de façon coulissante le support 251 muni d'alésages appropriés. Les ressorts 214 sont installés entre une face arrière du support et une collerette 62 des tiges 61. Pour un meilleur guidage en coulissement, l'élément 6 formant couronne présente sur un alésage intérieur une bague de coulissement 63 sur la surface périphérique extérieure de l'arbre tubulaire 41 qui constitue maintenant non seulement l'arbre de sortie du premier mécanisme 301 mais également l'arbre d'entrée du deuxième mécanisme 302. L'arbre 41 est ainsi solidaire d'un élément de liaison d'entrée 330 du mécanisme 302.  The various components of the mechanism 301 are recognizable from their references identical to those of FIG. 2. However, the piston 217 secured to the crown 6 is replaced by a piston 27 secured to the frame element 2 and it is the element 6 forming a crown which defines the corresponding hydraulic chamber designated by the reference 64. The springs 214 are no longer supported on the piston but are installed around guide rods 61 integral with the element 6 forming a crown, which pass through sliding support 251 provided with suitable bores. The springs 214 are installed between a rear face of the support and a flange 62 of the rods 61. For better sliding guidance, the element 6 forming a crown has, on an inner bore, a sliding ring 63 on the outer peripheral surface of the tubular shaft 41 which now constitutes not only the output shaft of the first mechanism 301 but also the input shaft of the second mechanism 302. The shaft 41 is thus secured to an input connecting element 330 of the mechanism 302 .

Le mécanisme 302 comprend un train épicycloïdal simple essentiellement formé d'un élément planétaire 350, d'un élément 360 formant couronne, et d'un porte-satellites 370. La  The mechanism 302 comprises a simple planetary gear train essentially formed by a planetary element 350, a crown-forming element 360, and a planet carrier 370. The

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couronne 360 est rigidement solidaire de l'élément de sortie 4, et immobilisée axialement au moyen de paliers 365 par rapport à un manchon 26 appartenant à l'élément de bâti 2.  crown 360 is rigidly secured to the outlet element 4, and immobilized axially by means of bearings 365 relative to a sleeve 26 belonging to the frame element 2.

L'élément de sortie 4 comporte une denture 42 ayant pour axe l'axe général X. La denture 42 est destinée à engrener avec un pignon, non représenté, supporté suivant un axe parallèle à l'axe X. L'élément porte-satellites 370 porte des tourillons excentrés 371 sur lesquels tourillonnent des satellites 372 engrenant à la fois avec la denture de l'élément planétaire 350 et avec la denture de l'élément formant couronne 360. The output element 4 has a toothing 42 having as axis the general axis X. The toothing 42 is intended to mesh with a pinion, not shown, supported along an axis parallel to the axis X. The planet carrier element 370 carries eccentric pins 371 on which satellites 372 rotate, meshing both with the teeth of the planetary element 350 and with the teeth of the element forming the crown 360.

L'élément planétaire 350 est associé à une structure groupée de commande et d'accouplement comprenant un frein 309 pour relier sélectivement l'élément planétaire 350 avec l'élément de bâti 2, un embrayage 310 pour relier sélectivement l'élément planétaire 350 avec l'élément de liaison d'entrée 330, un organe de commande en bascule 311 constitué par un organe presseur solidaire de l'élément planétaire 350 et comportant une face d'appui 312 pour serrer le frein 309 dans un état stable et une face d'appui 313 orientée en sens opposé pour serrer l'embrayage 310 dans l'autre état stable. L'élément planétaire 350 définit avec l'élément de bâti 2 une chambre 322 d'actionneur hydraulique 316 disposé pour solliciter l'élément planétaire 350 vers l'état stable correspondant au serrage de l'embrayage 310 et à la libération du frein 309 lorsqu'elle est alimentée.  The planetary element 350 is associated with a grouped control and coupling structure comprising a brake 309 for selectively connecting the planetary element 350 with the frame element 2, a clutch 310 for selectively connecting the planetary element 350 with the input connecting element 330, a tilting control member 311 constituted by a pressing member integral with the planetary element 350 and comprising a bearing face 312 for applying the brake 309 in a stable state and a face of support 313 oriented in the opposite direction to tighten the clutch 310 in the other stable state. The planetary element 350 defines with the frame element 2 a chamber 322 of hydraulic actuator 316 arranged to urge the planetary element 350 towards the stable state corresponding to the tightening of the clutch 310 and the release of the brake 309 when 'she is fed.

A la différence de la structure groupée associée à l'élément planétaire 5 du mécanisme 301, la roue libre 308 est montée en parallèle avec l'embrayage 310 et non pas en parallèle avec le frein 309. La roue libre 308 interdit à l'élément planétaire 350 de tourner plus vite que l'élément de liaison d'entrée 330. Le montage proprement dit de la roue libre est par contre semblable à celui déjà décrit : la roue libre 308 est montée en parallèle avec un palier d'immobilisation axiale 354 entre l'élément de liaison d'entrée 330 et un support 351. L'élément de liaison d'entrée est lui-même immobilisé axialement relativement à l'élément de bâti 2 par un palier schématisé en 333. Le support 351 est  Unlike the grouped structure associated with the planetary element 5 of the mechanism 301, the free wheel 308 is mounted in parallel with the clutch 310 and not in parallel with the brake 309. The free wheel 308 prohibits the element planetary 350 to rotate faster than the input connecting element 330. The actual mounting of the freewheel is on the other hand similar to that already described: the freewheel 308 is mounted in parallel with an axial immobilization bearing 354 between the input connection element 330 and a support 351. The input connection element is itself immobilized axially relative to the frame element 2 by a bearing shown diagrammatically at 333. The support 351 is

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couplé en rotation avec l'élément planétaire 350 au moyen de cannelures 352, 353. Des ressorts 314 sont montés entre le support 351 et l'élément planétaire 350 pour solliciter l'élément planétaire 350 dans le sens opposé à celui permis par la pression dans la chambre hydraulique 322. Les dentures du train épicycloïdal sont hélicoïdales et par conséquent, comme dans les structures groupées précédemment décrites, l'élément planétaire 350 est soumis à une combinaison de trois forces comprenant la poussée de denture, la force élastique des ressorts 314 et la force pressante hydraulique dans la chambre 322.  coupled in rotation with the planetary element 350 by means of grooves 352, 353. Springs 314 are mounted between the support 351 and the planetary element 350 to urge the planetary element 350 in the opposite direction to that allowed by the pressure in the hydraulic chamber 322. The teeth of the planetary gear are helical and therefore, as in the grouped structures described above, the planetary element 350 is subjected to a combination of three forces including the toothing thrust, the elastic force of the springs 314 and the hydraulic pressing force in chamber 322.

Le mécanisme 302 comprend en outre un système de crabotage 373 comprenant un organe de commande 374 portant une denture d'accouplement 376. L'organe de commande 374 est mobile entre la position neutre"N"représentée, une position de marche avant"D"dans laquelle le porte-satellites 370 est couplé en rotation avec l'élément de liaison d'entrée 330 du second mécanisme 302, et une position de marche arrière"R" dans laquelle le porte-satellites 370 est découplé de l'élément de liaison d'entrée 330, et couplé avec le manchon 26 solidaire de l'élément de bâti. L'organe de commande 374 est un tube inséré de façon mobile entre l'arbre statorique 21 et le manchon statorique 26.  The mechanism 302 further comprises a dog clutch system 373 comprising a control member 374 carrying a coupling toothing 376. The control member 374 is movable between the neutral position "N" shown, a forward position "D" in which the planet carrier 370 is rotatably coupled with the input link member 330 of the second mechanism 302, and a reverse position "R" in which the planet carrier 370 is decoupled from the link member inlet 330, and coupled with the sleeve 26 secured to the frame element. The control member 374 is a tube movably inserted between the stator shaft 21 and the stator sleeve 26.

On va maintenant décrire le fonctionnement du second mécanisme 302 lorsque le crabot est dans la position D permettant deux rapports différents de marche avant.  We will now describe the operation of the second mechanism 302 when the dog clutch is in position D allowing two different forward gears.

Lorsque l'embrayage 310 est serré, l'élément de liaison d'entrée 330 est lié en rotation à la fois à l'élément planétaire 350 par l'embrayage 310 et au porte-satellites 372 par la denture d'accouplement 376 du crabot 373. Le mécanisme 302 fonctionne donc en prise directe.  When the clutch 310 is tightened, the input link element 330 is linked in rotation both to the planetary element 350 by the clutch 310 and to the planet carrier 372 by the coupling teeth 376 of the dog clutch 373. The mechanism 302 therefore operates in direct drive.

Lorsque l'embrayage 310 est relâché et le frein 309 serré, l'élément planétaire 350 est solidaire de l'élément de bâti 2 et l'élément de liaison d'entrée 330 entraîne uniquement le porte-satellites 370. Par conséquent les satellites 370 roulent autour de la denture de l'élément planétaire 350 et provoquent pour la couronne 360 une vitesse  When the clutch 310 is released and the brake 309 applied, the planetary element 350 is integral with the frame element 2 and the input link element 330 only drives the planet carrier 370. Consequently the satellites 370 roll around the teeth of the planetary element 350 and cause a speed for the crown 360

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de rotation plus grande que celle du porte-satellites 370. Le mécanisme 302 fonctionne alors en surmultiplicateur.  greater rotation than that of the planet carrier 370. The mechanism 302 then operates as an overdrive.

Pendant la transition entre les deux états stables, la couronne 360 tend à être ralentie par la charge appliquée à l'élément de sortie 4 et par conséquent l'élément planétaire 350 tend à tourner plus vite que l'ensemble formé par le porte-satellites 370 et l'élément de liaison d'entrée 330.  During the transition between the two stable states, the crown 360 tends to be slowed down by the load applied to the output element 4 and consequently the planetary element 350 tends to rotate faster than the assembly formed by the planet carrier 370 and the input link element 330.

Mais cela est empêché par la roue libre 308. But this is prevented by the freewheel 308.

Lorsque le dispositif de crabotage 373 est dans la position"R", le porte-satellites 370 est immobilisé en rotation et par conséquent les satellites 372 jouent le rôle d'inverseurs de mouvement entre la roue planétaire 350 et la couronne 360. Dans ce cas, l'embrayage 310 doit être serré par une pression hydraulique appropriée dans la chambre 322 à l'encontre des ressorts 314 de façon que le mouvement entrant par l'élément de liaison d'entrée 330 soit transmis à l'élément planétaire 350. L'inversion de mouvement se fait avec réduction de vitesse puisque le diamètre de la couronne 360 est supérieur à celui de la denture de l'élément planétaire 350.  When the dog clutch device 373 is in the "R" position, the planet carrier 370 is immobilized in rotation and consequently the satellites 372 play the role of motion reversers between the planetary wheel 350 and the crown 360. In this case , the clutch 310 must be tightened by an appropriate hydraulic pressure in the chamber 322 against the springs 314 so that the movement entering through the input connecting element 330 is transmitted to the planetary element 350. L reversal of movement is done with speed reduction since the diameter of the crown 360 is greater than that of the teeth of the planetary element 350.

Par un choix approprié des différents diamètres de denture, choix dont la figure 3 donne une idée approximative, le dispositif de transmission de la figure 3 fournit six rapports de marche avant convenablement étagés lorsque le dispositif de crabotage 373 est en position"D".  By an appropriate choice of the different teeth diameters, a choice of which FIG. 3 gives an approximate idea, the transmission device of FIG. 3 provides six forward ratios suitably stepped when the clutch device 373 is in position "D".

Ces six rapports sont les suivants : - pour le premier rapport global, le mécanisme 301 fonctionne selon son premier rapport de réduction (le plus démultiplicateur) et le second mécanisme 302 fonctionne en prise directe ; - pour le deuxième rapport global, le mécanisme 302 passe à l'état surmultiplicateur, le mécanisme 301 continuant de fonctionner en démultiplication forte ; - pour le troisième rapport global, le mécanisme 301 fonctionne sur son deuxième rapport (démultiplication modérée) et le mécanisme 302 fonctionne en prise directe ;  These six reports are as follows: - for the first overall report, the mechanism 301 operates according to its first reduction ratio (the most reduction gear) and the second mechanism 302 operates in direct drive; - for the second global report, the mechanism 302 goes to the overdrive state, the mechanism 301 continuing to operate in high gear; - for the third global gear, the mechanism 301 operates on its second gear (moderate reduction) and the mechanism 302 operates in direct drive;

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le quatrième rapport est une prise directe dans l'ensemble de la transmission ; - le cinquième rapport est obtenu lorsque le mécanisme 301 fonctionne sur son deuxième rapport (démultiplication modérée) et le mécanisme 302 en surmultiplicateur, et - pour le sixième rapport, le mécanisme 301 fonctionne en prise directe et le mécanisme 302 en surmultiplicateur ; pour la marche arrière, le crabot 374 étant en position"R", un rapport convenable est obtenu en faisant fonctionner le mécanisme 301 selon son deuxième rapport (démultiplication modérée).  the fourth gear is a direct drive across the entire transmission; - the fifth gear is obtained when the mechanism 301 operates on its second gear (moderate reduction) and the mechanism 302 in overdrive, and - for the sixth gear, the mechanism 301 operates in direct drive and the mechanism 302 in overdrive; for reverse gear, the dog clutch 374 being in the "R" position, a suitable gear is obtained by operating the mechanism 301 according to its second gear (moderate reduction).

La position"N"du crabot 373 a pour effet de libérer l'élément de sortie 4, ce qui peut être utile par exemple pour pousser le véhicule à la main.  The "N" position of the dog clutch 373 has the effect of releasing the output element 4, which can be useful for example for pushing the vehicle by hand.

Le dispositif de transmission de la figure 3 est remarquable en ce qu'il réalise six rapports et une marche arrière avec seulement deux trains épicycloïdaux simples, seulement trois pistons hydrauliques et six moyens d'accouplement à friction. En plus, les actionneurs hydrauliques ne fournissent qu'une force d'appoint et leur consommation d'énergie est par conséquent réduite. Sur les six accouplements à friction il y en a en permanence trois qui sont serrés et qui ne génèrent donc aucune friction résiduelle dans la transmission.  The transmission device of Figure 3 is remarkable in that it performs six reports and a reverse with only two simple planetary gear trains, only three hydraulic pistons and six friction coupling means. In addition, the hydraulic actuators only provide an additional force and their energy consumption is therefore reduced. Out of the six friction couplings, there are permanently three which are tight and which therefore generate no residual friction in the transmission.

L'exemple de la figure 4 ne sera décrit que pour ses différences par rapport à celui de la figure 3.  The example of FIG. 4 will only be described for its differences from that of FIG. 3.

Dans l'exemple de la figure 4, les mécanismes 301 et 302 essentiellement identiques à ceux de la figure 3 sont disposés selon des axes Xl et X2 parallèles et écartés l'un de l'autre. L'élément de sortie 41 du mécanisme 301 porte un engrenage de sortie 43 qui engrène avec un engrenage d'entrée 334 du mécanisme 302, solidaire de l'élément de liaison d'entrée 330. Dans le mécanisme 302 il n'y a plus le long de l'axe ni l'arbre d'entrée 31 ni l'arbre statorique 21 et par conséquent l'élément de liaison d'entrée 330 occupe la place centrale avec un arbre 336 portant l'engrenage 334 et entouré par le manchon 374 du crabot.  In the example of Figure 4, the mechanisms 301 and 302 essentially identical to those of Figure 3 are arranged along axes Xl and X2 parallel and spaced from each other. The output element 41 of the mechanism 301 carries an output gear 43 which meshes with an input gear 334 of the mechanism 302, integral with the input link element 330. In the mechanism 302 there is no longer along the axis neither the input shaft 31 nor the stator shaft 21 and therefore the input connecting element 330 occupies the central place with a shaft 336 carrying the gear 334 and surrounded by the sleeve Dog of the dog.

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La disposition biaxiale de la figure 4, rendue simple à réaliser par le fait que les deux mécanismes 301, 302 ne sont reliés que par une seule liaison tournante (de l'arbre de sortie 41 du premier mécanisme avec l'élément de liaison d'entrée 330 du second mécanisme) permet une réalisation particulièrement courte. On peut ainsi envisager, par exemple, un moteur à six cylindres en ligne disposés transversalement dans le véhicule et associé à une transmission automatique à six rapports. Le faible encombrement axial est encore renforcé par la possibilité de ne pas intercaler d'embrayage ou de convertisseur de couple entre le moteur et le dispositif de transmission proprement dit. The biaxial arrangement of FIG. 4, made simple to realize by the fact that the two mechanisms 301, 302 are connected only by a single rotary connection (of the output shaft 41 of the first mechanism with the connection element of entry 330 of the second mechanism) allows a particularly short realization. We can thus consider, for example, a six-cylinder in-line engine arranged transversely in the vehicle and associated with a six-speed automatic transmission. The small axial size is further reinforced by the possibility of not interposing a clutch or torque converter between the engine and the transmission device itself.

L'exemple de la figure 5 ne sera décrit que pour ses différences avec celui de la figure 2.  The example of FIG. 5 will only be described for its differences from that of FIG. 2.

Le porte-satellites 7 n'est plus relié rigidement à l'arbre de sortie 41. Il est ajouté dans le mécanisme un dispositif de crabotage 73 comprenant : - un crabot 44 solidaire en rotation de l'arbre de sortie 41 et mobile axialement entre une position neutre (représentée), une position D (marche avant) réalisant un accouplement en rotation entre le porte-satellites 7 et l'arbre de sortie 41, et une position R (marche arrière) réalisant un accouplement entre le support 251 (tournant à la vitesse de la couronne 6 mais axialement fixe) et l'arbre de sortie 41 ; et un crabot 28 immobilisé en rotation sur l'arbre statorique 21 et solidaire en translation du crabot 44. Lorsque le crabot 44 est en position R, le crabot 28 vient solidariser le porte-satellites 7 avec l'arbre statorique 21, et par conséquent avec le bâti 2. Le crabot 28 est relié à un organe d'actionnement 29.  The planet carrier 7 is no longer rigidly connected to the output shaft 41. A clutch device 73 is added to the mechanism comprising: - a dog clutch 44 integral in rotation with the output shaft 41 and axially movable between a neutral position (shown), a position D (forward) making a rotational coupling between the planet carrier 7 and the output shaft 41, and a position R (reverse) making a coupling between the support 251 (rotating at the speed of the crown 6 but axially fixed) and the output shaft 41; and a dog clutch 28 immobilized in rotation on the stator shaft 21 and secured in translation with the dog clutch 44. When the dog clutch 44 is in position R, the dog clutch 28 comes to secure the planet carrier 7 with the stator shaft 21, and consequently with the frame 2. The dog clutch 28 is connected to an actuating member 29.

En marche avant, le fonctionnement est le même qu'à la figure 2. Pour la marche arrière, le frein 709 et l'embrayage 10 (figure 2) étant serrés, les tourillons 71 sont immobilisés et les satellites 72 font inverseurs de mouvement entre l'élément planétaire 5 relié à l'entrée et la couronne 6 reliée à la sortie, avec la forte démultiplication souhaitée.  In forward operation, the operation is the same as in FIG. 2. For reverse, the brake 709 and the clutch 10 (FIG. 2) being applied, the pins 71 are immobilized and the satellites 72 make movement reversers between the planetary element 5 connected to the inlet and the crown 6 connected to the outlet, with the desired high gear ratio.

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On réalise ainsi avec un seul train épicycloïdal simple l'ensemble d'une transmission automatique pour véhicule avec trois rapports de marche avant, une marche arrière, un point mort et un dispositif de démarrage progressif. Pour le passage de la marche avant à la marche arrière un système à crabot est suffisant puisqu'en principe un tel changement s'effectue à l'arrêt du véhicule, les pièces concernées par le crabotage étant alors toutes immobiles même si le moteur fait tourner l'arbre d'entrée 31.  Thus, with a single simple planetary gear train, an automatic transmission for a vehicle is produced with three forward gears, reverse gear, neutral and a soft start device. For switching from forward to reverse gear, a dog clutch system is sufficient since, in principle, such a change is made when the vehicle is stopped, the parts concerned by dog clutching then being all stationary even if the engine is running. the input shaft 31.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés.  Of course, the invention is not limited to the examples described and shown.

D'autres forces d'actionnement que celles représentées peuvent être mises en oeuvre, par exemple des forces générées par des masselottes centrifuges favorisant le fonctionnement suivant le rapport le plus élevé lorsque la vitesse de rotation augmente, ou encore une seconde force hydraulique en sens contraire de la première pour pouvoir influencer positivement dans un sens ou dans l'autre l'état d'une structure groupée d'actionnement et de commande.  Actuating forces other than those shown can be used, for example forces generated by centrifugal weights promoting operation at the highest ratio when the speed of rotation increases, or a second hydraulic force in the opposite direction. of the first to be able to positively influence in one direction or the other the state of a grouped actuation and control structure.

Dans l'exemple de la figure 2, on a vu que même avec deux structures groupées de commande et d'accouplement sur un seul train simple, l'un des éléments rotatifs du mécanisme différentiel (dans l'exemple le porte-satellites) reste totalement libre. On pourrait donc envisager une troisième structure groupée sur le porte-satellites.  In the example of FIG. 2, it has been seen that even with two grouped control and coupling structures on a single single train, one of the rotary elements of the differential mechanism (in the example the planet carrier) remains totally free. We could therefore consider a third structure grouped on the planet carrier.

L'invention est compatible avec des mécanismes différentiels complexes, comportant au moins quatre éléments rotatifs. Il est alors possible d'augmenter le nombre de structures groupées d'accouplement et de commande.  The invention is compatible with complex differential mechanisms, comprising at least four rotary elements. It is then possible to increase the number of grouped coupling and control structures.

Le système de marche arrière de la figure 5 est adaptable à la réalisation de la figure 1 en faisant le crabotage de marche arrière du crabot 44 directement avec la couronne 6. The reverse gear system of FIG. 5 is adaptable to the embodiment of FIG. 1 by making the reverse gear dog clutch of the dog clutch 44 directly with the crown 6.

Claims (33)

REVENDICATIONS 1-Dispositif de transmission dans lequel un mécanisme différentiel (1, 301,302) comprend : - un élément de bâti (2) ; - un élément de liaison rotative d'entrée (3,330) et un élément de liaison rotative de sortie (4) ; - trois éléments rotatifs (5,6, 7 ; 350,360, 370) par rapport au bâti (2) et mutuellement inter-engrenés ; - deux moyens d'accouplement à friction (9,10 ; 209, 210 ; 309,310) entre les éléments ; - une roue libre (8 ; 208 ; 308) interdisant un sens de rotation relative d'un premier (5,350) des éléments rotatifs par rapport à un deuxième (2,330) desdits éléments ; - des moyens d'actionnement (114,116 ; 214,216 ; 314, 316) pour les moyens d'accouplement ; caractérisé en ce que - un premier (9 ; 209 ; 310) des moyens d'accouplement sélectif est mécaniquement en parallèle avec la roue libre (8 ; 208 ; 308) ; - un deuxième (10 ; 210 ; 309) des moyens d'accouplement sélectif est monté fonctionnellement entre ledit premier élément (5 ; 350) et un troisième desdits éléments (3 ; 2) ; les deux moyens d'accouplement à friction sont coordonnés par un moyen de commande en bascule (11 ; 211,311), entre deux états stables dans chacun desquels l'un des moyens d'accouplement est serré et l'autre est desserré, respectivement.  CLAIMS 1-Transmission device in which a differential mechanism (1, 301, 302) comprises: - a frame element (2); - an input rotary connection element (3,330) and an output rotary connection element (4); - three rotary elements (5,6, 7; 350,360, 370) relative to the frame (2) and mutually inter-meshed; - two friction coupling means (9,10; 209, 210; 309,310) between the elements; - a free wheel (8; 208; 308) prohibiting a direction of relative rotation of a first (5,350) of the rotary elements with respect to a second (2,330) of said elements; - actuation means (114,116; 214,216; 314, 316) for the coupling means; characterized in that - a first (9; 209; 310) of the selective coupling means is mechanically in parallel with the freewheel (8; 208; 308); - a second (10; 210; 309) of the selective coupling means is functionally mounted between said first element (5; 350) and a third of said elements (3; 2); the two friction coupling means are coordinated by a rocker control means (11; 211,311), between two stable states in each of which one of the coupling means is tightened and the other is loose, respectively. 2-Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de commande en bascule est un organe presseur commun (11 ; 211 ; 311) mobile entre deux positions extrêmes correspondant chacune à l'un des états stables, et sur lequel agissent les moyens d'actionnement.  2-Device according to claim 1, characterized in that the tilting control means is a common pressing member (11; 211; 311) movable between two extreme positions each corresponding to one of the stable states, and on which act the actuation means. 3-Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le moyen de commande en bascule est solidaire du premier élément (5 ; 6 ; 350).  3-Device according to claim 1 or 2, characterized in that the tilting control means is integral with the first element (5; 6; 350). 4-Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend, mécaniquement en série avec  4-Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises, mechanically in series with <Desc/Clms Page number 27><Desc / Clms Page number 27> la roue libre (8 ; 208 ; 308) entre le premier élément rotatif (5 ; 350) et le deuxième élément (2 ; 330), un moyen de couplage en rotation avec possibilité de déplacement axial (52,53 ; 252,253 ; 352,353).  the free wheel (8; 208; 308) between the first rotary element (5; 350) and the second element (2; 330), a coupling means in rotation with possibility of axial displacement (52,53; 252,253; 352,353) . 5-Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le premier élément rotatif (5 ; 350) est guidé en coulissement axial indépendamment du moyen de couplage en rotation (52,53 ; 252,253 ; 352,353).  5-Device according to claim 4, characterized in that the first rotary element (5; 350) is guided in axial sliding independently of the coupling means in rotation (52,53; 252,253; 352,353). 6-Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le moyen de couplage en rotation (52, 53 ; 252,253 ; 352,353) est monté fonctionnellement entre l'un des premier et deuxième éléments et un support (51 ; 251 ; 351) de roue libre, et en ce qu'il est prévu, mécaniquement en parallèle avec la roue libre (8 ; 208 ; 308), un palier à immobilisation axiale (54 ; 254 ; 354), entre le support de roue libre et l'autre desdits premier et deuxième éléments 6-Device according to claim 4 or 5, characterized in that the rotating coupling means (52, 53; 252,253; 352,353) is functionally mounted between one of the first and second elements and a support (51; 251; 351 ) freewheel, and in that it is provided, mechanically in parallel with the freewheel (8; 208; 308), an axially immobilized bearing (54; 254; 354), between the freewheel support and the other of said first and second elements 7-Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens d'actionnement comprennent une mobilité axiale du premier élément (5 ; 6 ; 350) sous l'action d'une poussée de réaction de denture (FI, F2). 7-Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the actuating means comprise an axial mobility of the first element (5; 6; 350) under the action of a toothing reaction thrust (FI , F2). 8-Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens d'actionnement comprennent deux actionneurs antagonistes (114,116 ; 214,216 ; 314,316) dont l'un est capable d'agir dans le même sens que la poussée de denture.  8-Device according to claim 7, characterized in that the actuating means comprise two antagonistic actuators (114,116; 214,216; 314,316) one of which is capable of acting in the same direction as the toothing thrust. 9-Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'un des actionneurs antagonistes est au moins un ressort (114 ; 214 ; 314).  9-Device according to claim 8, characterized in that one of the opposing actuators is at least one spring (114; 214; 314). 10-Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'au moins un ressort agit en sens contraire de la poussée de denture.  10-Device according to claim 9, characterized in that the at least one spring acts in the opposite direction of the teeth thrust. 11-Dispositif selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que l'actionneur antagoniste capable d'agir dans le même sens que la poussée de denture est un actionneur hydraulique (116 ; 216 ; 316).  11-Device according to one of claims 8 to 10, characterized in that the opposing actuator capable of acting in the same direction as the teeth thrust is a hydraulic actuator (116; 216; 316). 12-Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le premier élément est une roue planétaire (5 ; 350) du mécanisme différentiel (1 ; 302).  12-Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the first element is a planetary wheel (5; 350) of the differential mechanism (1; 302). <Desc/Clms Page number 28> <Desc / Clms Page number 28> 13-Dispositif selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le deuxième élément est l'élément de bâti (2).  13-Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the second element is the frame element (2). 14-Dispositif selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le premier élément (5 ; 350) est traversé axialement par un arbre statorique (21) appartenant à l'élément de bâti (2), constituant le deuxième élément.  14-Device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the first element (5; 350) is crossed axially by a stator shaft (21) belonging to the frame element (2), constituting the second element . 15-Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'arbre statorique (21) est tubulaire et entoure un arbre (31) solidaire du troisième élément (3).  15-Device according to claim 14, characterized in that the stator shaft (21) is tubular and surrounds a shaft (31) integral with the third element (3). 16-Dispositif selon la revendications 14 ou 15, caractérisé en ce que l'arbre statorique (21) est entouré par un tube (41) solidaire de l'autre élément de liaison (4).  16-Device according to claims 14 or 15, characterized in that the stator shaft (21) is surrounded by a tube (41) integral with the other connecting element (4). 17-Dispositif selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que le troisième élément est un des éléments de liaison (3 ; 330).  17-Device according to one of claims 1 to 15, characterized in that the third element is one of the connecting elements (3; 330). 18-Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que par un troisième moyen d'accouplement à friction (210 ; 10) par lequel le troisième élément (3) est sélectivement relié à un quatrième des éléments constitué par un des éléments rotatifs (6 ; 5) autre que le premier élément (5 ; 6).  18-Device according to claim 17, characterized in that by a third friction coupling means (210; 10) by which the third element (3) is selectively connected to a fourth of the elements consisting of one of the rotary elements (6 ; 5) other than the first element (5; 6). 19-Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'il comprend : - entre ledit quatrième élément (6 ; 5) et un autre (2) des éléments, un quatrième moyen d'accouplement à friction (209 ; 9) en parallèle avec une deuxième roue libre (208 ; 8) ; et - un deuxième moyen de commande en bascule (211 ; 11) qui coordonne le troisième et le quatrième moyen d'accouplement entre deux états stables dans chacun desquels l'un des troisième et quatrième moyen d'accouplement est serré et l'autre desserré, respectivement.  19-Device according to claim 18, characterized in that it comprises: - between said fourth element (6; 5) and another (2) of the elements, a fourth friction coupling means (209; 9) in parallel with a second freewheel (208; 8); and - a second rocker control means (211; 11) which coordinates the third and the fourth coupling means between two stable states in each of which one of the third and fourth coupling means is tightened and the other loosened , respectively. 20-Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce que le deuxième moyen de commande (211 ; 11) est soumis à une poussée de réaction de denture dudit quatrième élément (6 ; 5), monté déplaçable sous l'action de cette poussée.  20-Device according to claim 19, characterized in that the second control means (211; 11) is subjected to a toothing reaction thrust of said fourth element (6; 5), mounted movable under the action of this thrust. <Desc/Clms Page number 29> <Desc / Clms Page number 29> 21-Dispositif selon l'une des revendications 18 à 20, caractérisé en ce que ledit autre élément auquel ledit quatrième élément peut être relié en rotation par le quatrième moyen d'accouplement est ledit deuxième élément (2).  21-Device according to one of claims 18 to 20, characterized in that said other element to which said fourth element can be connected in rotation by the fourth coupling means is said second element (2). 22-Dispositif selon l'une des revendications 18 à 21, caractérisé en ce que l'un des éléments de liaison (3) est couplable avec un arbre moteur, sans interposition d'un embrayage de démarrage.  22-Device according to one of claims 18 to 21, characterized in that one of the connecting elements (3) is couplable with a drive shaft, without interposition of a starting clutch. 23-Dispositif selon l'une des revendications 1 à 22, caractérisé en ce que l'un des éléments de liaison (41) est raccordé à un mécanisme (302) à au moins deux rapports.  23-Device according to one of claims 1 to 22, characterized in that one of the connecting elements (41) is connected to a mechanism (302) with at least two reports. 24-Dispositif selon la revendication 23, caractérisé en ce que le mécanisme à au moins deux rapports (302) permet en outre de réaliser sélectivement un rapport de marche arrière.  24-Device according to claim 23, characterized in that the mechanism with at least two reports (302) further allows to selectively carry out a reverse gear. 25-Dispositif selon la revendication 23 ou 24, caractérisé en ce que le mécanisme à au moins deux rapports et le mécanisme différentiel sont agencés selon deux axes parallèles distincts (Xl, X2).  25-Device according to claim 23 or 24, characterized in that the mechanism with at least two reports and the differential mechanism are arranged along two separate parallel axes (Xl, X2). 26-Dispositif selon l'une des revendications 23 à 25, caractérisé en ce que le mécanisme à deux rapports (302) est un second mécanisme différentiel conforme à l'une des revendications 1 à 9.  26-Device according to one of claims 23 to 25, characterized in that the two-gear mechanism (302) is a second differential mechanism according to one of claims 1 to 9. 27-Dispositif selon la revendication 26, caractérisé en ce que, dans le second mécanisme le deuxième élément (330) est un élément de liaison qui est en outre raccordable à un autre des éléments rotatifs (370), et le troisième élément est le bâti (2), le dernier (360) des trois éléments rotatifs du second mécanisme différentiel (302) étant relié à l'autre élément de liaison (4).  27-Device according to claim 26, characterized in that, in the second mechanism the second element (330) is a connecting element which is further connectable to another of the rotary elements (370), and the third element is the frame (2), the last (360) of the three rotary elements of the second differential mechanism (302) being connected to the other connecting element (4). 28-Dispositif selon la revendication 27, caractérisé en ce que ledit deuxième élément du second mécanisme est l'élément de liaison d'entrée (330) pour le second mécanisme (302) et l'élément de liaison de sortie pour le premier mécanisme (301).  28-Device according to claim 27, characterized in that said second element of the second mechanism is the input connecting element (330) for the second mechanism (302) and the output connecting element for the first mechanism ( 301). 29-Dispositif selon la revendication 27 ou 28, caractérisé en ce que ledit autre élément rotatif (370) du  29-Device according to claim 27 or 28, characterized in that said other rotary element (370) of <Desc/Clms Page number 30><Desc / Clms Page number 30> deuxième mécanisme (302) est raccordable sélectivement à l'élément de liaison (330) pour réaliser au choix un rapport de prise directe et un rapport différent, ou à l'élément de bâti (2) pour réaliser un rapport de marche arrière.  second mechanism (302) is selectively connectable to the connecting element (330) to choose between a direct engagement ratio and a different ratio, or to the frame element (2) to achieve a reverse ratio. 30-Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le deuxième élément est un élément de liaison (330) qui est en outre raccordable à un autre (370) des éléments rotatifs, et le troisième élément est le bâti (2), le dernier desdits trois éléments rotatif (360) étant relié à l'autre élément de liaison (4).  30-Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the second element is a connecting element (330) which is further connectable to another (370) of the rotating elements, and the third element is the frame (2), the last of said three rotary elements (360) being connected to the other connecting element (4). 31-Dispositif selon la revendication 30, caractérisé en ce que ledit deuxième élément est l'élément de liaison d'entrée (330).  31-Device according to claim 30, characterized in that said second element is the input connecting element (330). 32-Dispositif selon la revendication 30 ou 31, caractérisé en ce que ledit autre élément rotatif (370) est raccordable sélectivement à l'élément de liaison (330) pour réaliser au choix un rapport de prise directe et un rapport différent, ou à l'élément de bâti (2) pour réaliser un rapport de marche arrière.  32-Device according to claim 30 or 31, characterized in that said other rotary element (370) is selectively connectable to the connecting element (330) to achieve a choice of a direct setting ratio and a different ratio, or to the frame element (2) for producing a reverse gear. 33-Dispositif selon l'une des revendications 27 à 32, caractérisé en ce que ledit rapport différent est un rapport de surmultiplication. 33-Device according to one of claims 27 to 32, characterized in that said different ratio is an overdrive ratio.
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