FR2830065A1

FR2830065A1 - Boite de vitesses a fonctionnement continu du type a disposi tif d'entrainement a bielles et excentrique

Info

Publication number: FR2830065A1
Application number: FR0211880A
Authority: FR
Inventors: Oswald Friedmann
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Buehl Verwaltungs GmbH; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Priority date: 2001-09-26
Filing date: 2002-09-25
Publication date: 2003-03-28
Anticipated expiration: 2022-09-25
Also published as: US20050039572A1; JP2005502543A; DE10294333D2; DE10294361D2; DE10243535A1; WO2003026911A1; FR2830066A1; DE10243533A1; US7108626B2; WO2003027538A1; FR2830065B1; FR2830066B1

Abstract

L'invention concerne une boîte de vitesses à fonctionnement continu comportant un arbre d'entraînement (3) et un arbre entraîné (4), qui sont reliés entre eux selon une roue motrice, moyennant l'utilisation d'au moins un dispositif d'entraînement à excentrique (5, 8) prévu sur l'arbre (3), et un dispositif de roue libre (6) prévu sur l'arbre (4), ces dispositifs étant reliés entre eux par un élément de liaison (7), le dispositif d'entraînement à excentrique (5, 8) comportant une partie de guidage (11) disposée d'une manière excentrique par rapport à l'axe de rotation de l'arbre d'entraînement et sur laquelle est monté de manière à pouvoir tourner un composant d'excentrique (12), sur lequel est monté de manière à pouvoir tourner, l'élément de liaison (7).Application notamment aux voitures de tourisme.

Description

L'invention concerne une boîte de vitesses à fonctionnement continu comportant au moins un arbre d'entraînement et un arbre entraîné, qui sont reliés entre eux selon une roue motrice, moyennant l'utilisation d'au moins un dispositif d'entraînement à excentrique (5,8) prévu sur l'arbre d'entraînement, et un dispositif de roue libre prévu sur l'arbre entraîné, ces dispositifs étant reliés entre eux par l'intermédiaire d'un élément de liaison, tel qu'une bielle
La présente invention a pour but de créer une boîte de vitesses fonctionnant en continu, qui peut être fabriquée d'une manière particulièrement simple et rationnelle. En outre grâce à l'agencement constructif selon l'invention de la boîte de vitesses, il doit être possible de réaliser cette boîte de vitesses avec un agencement ramassé, tout en permettant la transmission de puissances élevées, de sorte qu'il est possible d'utiliser la boîte de vitesses dans la chaîne motrice d'un véhicule automobile.

L'agencement selon l'invention doit en outre garantir une cinématique et une dynamique de la boîte de vitesses, qui empêchent de façon simple des forces d'inertie libres ou des couples libres en raison du déplacement en va-et-vient de parties de la boîte de vitesses ou de pièces de machine. Une boîte de vitesses agencée conformément à l'invention doit en outre permettre un fonctionnement du véhicule automobile avec une économie d'énergie.

En particulier, ceci est garanti conformément à l'invention grâce au fait que le dispositif d'entraînement à excentrique comporte une partie de guidage, qui est disposée d'une manière excentrique par rapport à l'axe de rotation de l'arbre d'entraînement et sur laquelle est monté de manière à pouvoir tourner un composant d'excentrique, sur lequel est monté à son tour, de manière à pouvoir tourner, l'élément de liaison. Un tel agencement permet d'une manière particulièrement simple un réglage

progressif de l'excentricité du dispositif d'entraînement à excentrique, au moyen d'une rotation du composant d'excentrique par rapport à la zone de guidage également disposée d'une manière excentrique par rapport à l'axe de rotation de l'arbre d'entraînement. Il peut être particulièrement avantageux que le dispositif d'entraînement à excentrique comporte plusieurs unités d'excentrique, qui sont disposés côte-à-côte ou les unes derrière les autres, d'une manière rapportée à l'axe de rotation de l'arbre d'entraînement.

L'arbre d'entraînement, équipé des unités à excentrique, qui sont prévus sur cet arbre, agit par conséquent de la même manière qu'un vilebrequin, dont le rayon de manivelle est réglable progressivement, et ce entre un rayon de manivelle maximum et un rayon de manivelle minimum, qui peut prendre de préférence également la valeur zéro. Pour garantir ceci, les excentricités des parties de guidage et des composants d'excentrique montés sur ces parties sont accordées de façon correspondante par rapport à l'axe de rotation de l'arbre d'entraînement. Le réglage d'accord peut s'effectuer grâce au fait que, lors d'une rotation correspondante du composant d'excentrique par rapport à la partie de guidage associée, la ligne médiane ou l'axe du composant d'excentrique concorde avec l'axe de rotation de l'arbre d'entraînement, ce qui a pour effet que le rayon de manivelle mentionné précédemment devient nul et que par conséquent aucun déplacement n'est transmis à l'arbre entraîné ou au moins un dispositif de roue libre.

On obtient un agencement particulièrement compact de la boîte de vitesses lorsque l'arbre d'entraînement possède un évidement axial, dans lequel s'engage un arbre de réglage au moyen duquel le composant d'excentrique peut être entraîné en rotation sur la partie de guidage. L'évidement axial est de préférence disposé coaxialement par rapport à l'axe de rotation de l'arbre d'entraînement. En raison de l'imbrication de composants individuels, on

obtient un agencement d'encombrement réduit de la boîte de vitesses. Il est particulièrement approprié que le composant d'excentrique possède un évidement servant à loger la partie de guidage. Le composant d'excentrique peut être monté de manière à pouvoir tourner directement sur la partie de guidage associée de façon correspondante. Cependant il peut être également approprié de prévoir entre les deux composants un dispositif de support, comme par exemple un palier lisse.

Pour l'agencement de la boîte de vitesses, il peut être approprié qu'un composant d'excentrique comporte, dans la zone de son logement, une denture intérieure. Cette denture intérieure peut être agencée de telle sorte qu'elle permet un support du composant d'excentrique sur la partie de guidage associée, par l'intermédiaire des sections de denture limitant le cercle primitif de la denture.

En outre il peut être particulièrement approprié que l'arbre de réglage possède une denture extérieure, cette denture extérieure pouvant engrener avec la denture intérieure du composant d'excentrique. Un tel agencement du point de vue construction permet une rotation du composant d'excentrique sur la partie de guidage, au moyen d'une rotation de l'arbre de réglage.

Un agencement particulièrement simple de la boîte de vitesses peut être en outre garanti par le fait que l'arbre de réglage est centré ou monté au moyen des sections formant le cercle primitif de sa denture extérieure, dans l'évidement de l'arbre d'entraînement.

Il peut être particulièrement avantageux que l'élément de liaison, comme par exemple une bielle, soit logé de manière à pouvoir tourner sur le composant d'excentrique associé, au moyen d'un roulement. Mais dans de nombreux cas d'utilisation, on peut également utiliser un palier lisse, qui est lubrifié par autolubrification et/ou au moyen d'un circuit d'huile.

Une construction particulièrement ramassée de la boîte de vitesses peut être garantie par le fait qu'au moins deux éléments de liaison sont montés sur un composant d'excentrique commun. La distance de l'arbre d'entraînement et de l'arbre entraîné, qui sont parallèles entre eux, la distance entre les deux axes de pivotement d'un élément de liaison et les dispositifs de roue libre prévus sur l'arbre entraîné peuvent être raccordés entre eux de telle sorte que les éléments de liaison associés à un composant d'excentrique commun dans la boîte de vitesses sont orientés de telle sorte que la transmission d'un couple sollicite un élément de liaison en traction et sollicite l'autre élément de liaison en poussée.

Il peut être particulièrement avantageux qu'au moins un dispositif de roue libre, qui coopère avec l'élément de liaison et est prévu sur l'arbre entraîné, possède une bague extérieure, sur laquelle l'élément de liaison est articulé de manière à pouvoir pivoter. Il est approprié qu'un dispositif de roue libre propre soit associé à chaque élément de liaison.

Il peut être particulièrement avantageux que la distance entre l'arbre d'entraînement et l'arbre entraîné, qui sont parallèles entre eux, l'excentricité maximale réglable du dispositif d'entraînement à excentrique et le dispositif de roue libre associé à un élément de liaison, soient dimensionnés et accordés entre eux de telle sorte que l'angle maximum de pivotement pouvant être produit au moyen de l'élément de liaison dans le dispositif de roue libre, soit d'un ordre de grandeur compris entre 40 et 130 et de préférence d'un ordre de grandeur compris entre 40 et 900.

Il peut être particulièrement avantageux qu'un composant d'excentrique puisse tourner sur au moins 180 sur la partie de guidage associée. Avantageusement, la distance entre l'axe de rotation de l'arbre d'entraînement et

l'axe médian ou l'axe de la partie de guidage disposée de manière excentrée corresponde à la moitié de l'excentricité maximale réglable du dispositif d'entraînement à excentrique. Par conséquent, l'axe médian ou l'axe d'une partie de guidage peut posséder une excentricité par rapport à l'axe de rotation de l'arbre d'entraînement, qui correspond à l'excentricité qui est présente entre l'axe médian ou axe de la partie de guidage et l'axe médian ou l'axe du composant d'excentrique associé. Grâce à un tel dimensionnement, on peut régler le rayon efficace du dispositif d'entraînement à excentrique sur une valeur nulle, ce qui a pour effet qu'une transmission infinie est présente, ce qui à nouveau signifie qu'aucun déplacement n'est transmis à un élément de liaison. Grâce à une rotation correspondante de 180 d'un composant d'excentrique sur une partie de guidage, on peut régler le rayon maximum efficace du dispositif d'excentrique, ce qui correspond à la démultiplication la plus petite réglable de la boîte de vitesses, qui cependant fournit le déplacement le plus grand possible sur le au moins un élément de liaison.

En ce qui concerne l'agencement de la boîte de vitesses, il peut être avantageux que le composant d'excentrique soit formé de deux composants, qui sont disposés autour de la partie de guidage associée. Il est approprié de fabriquer tout d'abord un composant d'excentrique réalisé d'un seul tenant, que l'on divise ensuite en deux composants. Cette division peut être réalisée avantageusement par cassure, auquel cas lors de cette opération, le composant d'excentrique peut déjà être traité thermiquement, c'est-à-dire par exemple être durci. Ce procédé présente l'avantage consistant en ce qu'en raison des inégalités qui apparaissent au niveau des zones de rupture, un positionnement précis des composants est garanti. Les composants constituant le composant d'excentrique peuvent être retenus assemblés par l'intermédiaire d'au moins un composant

emmanché à force et/ou appliqué par frettage. Ce composant emmanché à force ou fixé par frettage peut être formé avantageusement par une bague intérieure d'au moins d'un roulement emmanché à force sur le composant d'excentrique.

La rotation de l'arbre de réglage par rapport à l'arbre d'entraînement peut être réalisée de façon simple à l'aide d'un servomoteur prévu dans la zone d'une extrémité de l'arbre d'entraînement. Avantageusement, ce servomoteur peut être prévu sur l'extrémité de l'arbre d'entraînement, qui est tournée à l'opposé du moteur d'entraînement relié à l'arbre d'entraînement. Avantageusement, le servomoteur peut être monté coaxialement à l'axe de rotation de l'arbre d'entraînement. Cependant des formes de réalisation, dans lesquelles le servomoteur est monté d'une manière décalée par rapport à l'arbre d'entraînement, sont possibles.

Le servomoteur, qui règle l'excentricité ou le rayon de manivelle d'un dispositif d'excentrique peut posséder avantageusement une liaison motrice aussi bien avec l'arbre d'entraînement qu'avec l'arbre de réglage. Il peut être approprié que le servomoteur tourne avec l'arbre d'entraînement. Afin de permettre le réglage désiré, il peut être approprié de prévoir entre au moins l'un des deux arbres, à savoir l'arbre d'entraînement et l'arbre de réglage, et le servomoteur une unité de démultiplication de la boîte de vitesses. Cette unité de démultiplication peut être réalisée de façon simple à l'aide d'un mécanisme planétaire ou d'un engrenage planétaire. Le moteur électrique peut être alimenté en courant par exemple par l'intermédiaire de bagues coulissantes. Pour le réglage de la démultiplication de la boîte de vitesses, il peut être approprié d'utiliser deux engrenages planétaires disposés en parallèle et qui coopèrent avec les arbres devant être entraînés entre eux. Pour réaliser le réglage désiré, on peut également utiliser une boîte de vitesses dite"Harmonicdrive", c'est-à-dire à commande harmonique.

Bien que l'arbre d'entraînement, qui agit à la manière d'un vilebrequin, puisse être réalisé d'un seul tenant, il est également possible de réaliser cet arbre sous la forme d'un arbre assemblé. On peut également réunir par exemple par vissage une multiplicité de parties de guidage.

Avantageusement, la denture d'un composant d'excentrique et/ou la denture de l'arbre de réglage peuvent être pourvues d'un revêtement et/ou d'un traitement de surface, pour améliorer les caractéristiques de glissement.

Ces dentures peuvent être agencées sous la forme de dentures obliques ou de dentures droites. Grâce à l'utilisation d'une denture oblique, on peut accroître le frottement dans le système de sorte que dans un cas extrême, un autoblocage est même possible. Dans le cas d'un autoblocage, aucune énergie ou seulement une faible énergie est nécessaire pour arrêter la démultiplication. La grandeur ou la participation à l'action de blocage des dentures, qui engrènent réciproquement, peut par conséquent être déterminée grâce à un choix correspondant de l'angle des dentures et être adapté par conséquent aux cas d'application respectifs.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 représente une coupe d'un dispositif d'entraînement agencé conformément à l'invention et comportant une boîte de vitesses et une machine électrique ; - la figure 2 représente une coupe partielle prise suivant la ligne II-II sur la figure 1 ; - la figure 3 est une vue d'un détail de la figure 1, représenté à plus grande échelle ; - la figure 4 représente une variante de

réalisation d'un mécanisme de réglage servant à régler la démultiplication de la boîte de vitesses ; - la figure 5 représente une autre disposition de différents composants d'un dispositif d'entraînement selon l'invention ; - la figure 6 montre une représentation à plus grande échelle d'une unité de roue libre ; - les figures 7 et 8 montrent respectivement une vue à plus grande échelle d'une partie de l'unité de roue libre représentée sur la figure 6 ; et - la figure 9 représente un diagramme avec différentes courbes.

Le dispositif d'entraînement représenté sur les figures 1 à 3 comprend une boîte de vitesses 1, qui est agencée sous la forme d'un mécanisme à vilebrequin ou à manivelles.

La boîte de vitesses 1 comporte un carter 2, qui peut être relié à un moteur d'entraînement, par exemple un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile.

La boîte de vitesses 1 du dispositif d'entraînement possède en outre un arbre d'entraînement 3, qui forme ici l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, ainsi qu'un arbre entraîné 4, qui constitue ici un arbre de sortie de la boîte de vitesses.

Les deux arbres 3 et 4 sont montés de manière à pouvoir tourner dans le carter 2 de la boîte de vitesses et sont parallèles entre eux.

Les deux arbres 3 et 4 sont reliés entre eux selon une liaison motrice. Cette liaison s'effectue à l'aide du dispositif d'entraînement à excentrique 5 qui est prévu sur l'arbre d'entraînement 3, et d'un dispositif de roue libre 6, qui est prévu sur l'arbre entraîné 4, ces dispositifs étant reliés entre eux selon une liaison motrice au moins par l'intermédiaire d'un élément de liaison 7, qui est agencé ici en forme de bielle.

Dans l'exemple de réalisation représenté, le dispositif d'entraînement à excentrique 5 est constitué par une multiplicité d'unités d'excentrique 8 disposées axialement côte-à-côte autour de l'arbre d'entraînement 3.

Le dispositif de roue libre 6 est constitué par une multiplicité d'unités de roue libre 9 qui sont disposées axialement les unes derrière les autres autour de l'arbre entraîné 4.

Pour former une unité d'excentrique 8, l'arbre d'entraînement 3 porte ou possède une partie de guidage 11, qui est disposée de manière excentrique par rapport à l'axe de rotation 10 de cet arbre d'entraînement 3 et sur la surface enveloppe duquel est monté de manière à pouvoir tourner ou pivotement un composant d'excentrique 12. Au moins un élément de liaison 7, qui est agencé ici sous la forme d'une tige de bielle, est monté de manière à pouvoir tourner ou pivoter sur le composant d'excentrique 12. Le support de la au moins une tige de bielle 7 s'effectue, dans le cas de l'exemple de réalisation représenté, au moyen d'un système de support à roulement 13, qui est formé ici par un roulement à billes à une seule piste.

Les composants d'excentrique, qui sont agencés avec une forme annulaire ou avec une forme de disque, sont constitués, comme cela est visible notamment sur la figure 1, de telle sorte qu'ils peuvent recevoir deux tiges de bielles 7 disposées axialement côte-à-côte, conjointement avec le système de support correspondant. L'orientation angulaire dans la boîte de vitesses et l'articulation sur le dispositif de roue libre respectivement associée 9 de deux tiges de bielles 7 de ce type sont visibles sur la figure 2.

En particulier on peut voir sur la figure 2 qu'un composant d'excentrique 12 possède un logement destiné à loger une partie de guidage 11. Le composant d'excentrique 12 possède une denture intérieure 14, qui est disposée

autour de l'évidement. La denture intérieure 14 est accordée par rapport à la surface enveloppe extérieure de la partie de guidage excentrique correspondante 11 de telle sorte que le composant d'excentrique 12 est centré au moyen des sections de la denture intérieure 14, qui délimitent le cercle de tête primitif de cette denture intérieure, sur la partie de guidage 12.

L'arbre d'entraînement 3 ou les parties de guidage 11 formant cet arbre possèdent un évidement 15, qui s'étend dans la direction de l'axe 10 et qui loge un arbre de réglage 16. Dans l'exemple de réalisation représenté, l'arbre de réglage 16 est monté de manière à pouvoir tourner dans l'évidement 15. Comme cela est visible notamment sur la figure 3, l'arbre de réglage 16 possède une denture extérieure 17, dont les dents engrènent avec les dents de la denture intérieure 14 du composant d'excentrique 12. L'arbre de réglage est centré ou supporté au moyen des sections de la denture extérieure 17, qui forment le cercle primitif de cette denture, dans l'évidement 15 de l'arbre d'entraînement 3.

Comme cela est visible également sur la figure 3, les parties de guidage 11, qui font partie de l'arbre d'entraînement 3 et sont disposées d'une manière excentrée par rapport à l'axe de rotation 10 de cet arbre 3, sont agencées de telle sorte que l'évidement 15 est ouvert sur une zone angulaire déterminée de sorte que dans cette zone, la denture 17 de l'arbre de réglage 16 peut faire saillie radialement par rapport à la surface enveloppe extérieure des parties de guidage 11, ce qui permet un engrènement avec la denture 14.

Dans le cas de la présence d'un nombre"n"de parties de guidage 11, ces dernières sont réparties de préférence autour de l'arbre de réglage 16 ou autour de l'axe de rotation 10 de telle sorte que le décalage angulaire entre deux parties de guidage 11, qui se

succèdent dans la direction circonférentielle, est égal à 3600 :"n". Sur la figure 1, on reconnaît par exemple 6 parties de guidage 11 de sorte que l'angle mentionné précédemment est égal à 3600 : 6, c'est-à-dire 600. Il n'est pas nécessaire que les parties de guidage 11, qui se succèdent respectivement autour de l'arbre 3, se suivent directement dans la direction axiale de l'arbre de réglage 16 ou de l'arbre d'entraînement 3, mais que la succession axiale des différentes parties de guidage 11 puisse être choisie conformément aux exigences concernant la solidité, la dynamique et d'autres paramètres.

Comme cela peut être tiré des figures 1 à 3, les deux arbres 3 et 16 sont disposés coaxialement par rapport à l'axe de rotation 10 de l'arbre d'entraînement 3. Cela signifie par conséquent que l'arbre d'entraînement 3 et l'arbre de réglage 16 peuvent tourner autour du même axe de rotation 10.

Sur la figure 3 on peut voir que les parties de guidage 11 réalisées en forme de disques possèdent, par rapport à leur surface enveloppe extérieure de formeannulaire ou cylindrique, un axe médian 18, qui est disposé d'une manière excentrée et ce de la distance 19, par rapport à l'axe de rotation 10. En outre, on peut voir sur la figure 3 que les composants d'excentrique 12 possèdent, d'une manière rapportée à leur surface enveloppe de forme annulaire 20, un axe médian 21 qui est situé d'une manière excentrée, et ce d'une distance 22, par rapport à l'axe médian 18 des parties de guidage 11. Les différents composants 16,3 et 12 sont accordés entre eux de telle sorte que la distance 19 correspond à la distance 22, de sorte que par conséquent l'excentricité de l'axe médian 21 par rapport à l'axe de rotation 10 est égale au double de l'excentricité de l'axe médian 18 par rapport à cet axe de rotation 10.

La position relative, représentée sur la figure

3, entre les différentes composants ou parties de composants 16,11 et 12 produit par conséquent la course maximale, qu'une unité d'excentrique 8 peut transmettre aux tiges de bielles 7 montées sur cette unité. Cette course correspond au double de la somme des distances 19 et 22.

Sous l'effet de la rotation de l'arbre 16 par rapport à l'arbre 3, on obtient une rotation ou un pivotement du composant d'excentrique 12 d'une unité d'excentrique 8 autour de la partie de guidage correspondante 11, par l'intermédiaire des dentures imbriquées 14,16. L'axe de rotation ou l'axe de pivotement correspond à l'axe médian 18. Sous l'effet de cette rotation de l'arbre 16, l'axe médian 21 se déplace le long d'un cercle possédant un centre 18 et un rayon correspondant à la distance 22 ou 19.

Ce déplacement circulaire de l'axe médian 21 est indiqué par la flèche 23 sur la figure 3.

Sur la figure 3 on voit qu'en raison d'un décalage, qui s'effectue conformément à la flèche 23, de l'axe médian 21 autour du centre ou de l'axe médian 18, on obtient une réduction de la distance entre l'axe médian 21 et l'axe de rotation 10. Cela signifie que l'excentricité du composant d'excentrique 12 par rapport à l'axe de rotation 10 est réduit et que par conséquent également la course de déplacement pouvant être transmise aux éléments de liaison ou aux tiges de bielles 7 est également réduite.

En raison du réglage de l'accord ici présent entre les deux distances 19 et 22, l'axe médian 21 peut être amené de manière à être coaxial à l'axe de rotation 10 sous l'effet d'une rotation de l'axe médian 21 autour de l'axe médian 18, sur un angle de 180 . Cela signifie que la surface enveloppe extérieure de forme annulaire 20 de la composante d'excentrique 12 possède en tant que centre ou axe médian l'axe de rotation 10 de l'arbre 3 de sorte qu'aucune excentricité n'est plus présente. Par conséquent, aucun déplacement de course ne peut être également transmis

aux éléments de liaison 7. Cela signifie par conséquent que, bien que l'arbre 3 soit entraîné, l'arbre entraîné 4 ou l'arbre de sortie de la boîte de vitesses 1 peut être fixe.

L'arbre d'entrée 3 de la boîte de vitesses 1, qui est réalisé à la manière d'un vilebrequin, possède un embout d'extrémité 24 pour établir la liaison avec un moteur d'entraînement. Sur la figure 1 cet embout d'extrémité 24 possède une denture extérieure et reçoit le moyeu d'un amortisseur de tension, qui est relié selon une liaison motrice à un volant d'inertie d'un moteur à combustion interne représenté de façon détaillée. Sur l'embout d'extrémité 24 ou sur le côté, tourné à l'opposé du moteur, de l'arbre d'entrée 3 de la boîte de vitesses est prévu un mécanisme de réglage 25, qui est ici indiqué seulement d'une manière schématique. L'arbre de réglage 16 peut être entraîné en rotation par l'intermédiaire du mécanisme de réglage 25, par rapport à l'arbre d'entrée 3 de la boîte de vitesses, ce qui a pour effet que le rapport de démultiplication de la boîte de vitesses 1 est modifié.

Comme cela est représenté sur la figure 1, le mécanisme de réglage peut être prévu concentriquement à l'axe de rotation 10 et peut être entraîné en rotation autour de cet axe 10. Le mécanisme de réglage 25 peut comporter par exemple un moteur électrique 26, qui est représenté seulement schématiquement. L'agencement du mécanisme de réglage est tel que le rotor est relié selon une liaison motrice à l'un des deux arbres 3,16 et que le stator est relié selon une liaison motrice à l'autre des deux arbres 16,3. Ces liaisons peuvent être réalisées à l'aide de roues dentées, qui peuvent former des dispositifs d'entraînement à engrenages planétaires. Sur la figure 1, les liaisons motrices mentionnées précédemment avec les arbres 3,16 sont réalisées à l'aide d'engrenages planétaires 27, 28 montés en parallèle. Dans l'exemple de réalisation

représenté, les ensembles d'engrenages planétaires 27,28 sont agencés et disposés de telle sorte qu'une roue planétaire est reliée en rotation à l'arbre 3 et que l'autre roue planétaire est reliée en rotation à l'arbre 16.

Le mécanisme de réglage 25 peut cependant comporter également un mécanisme dit"Harmonicdrive".

Dans le cas de l'exemple de réalisation représenté de la figure 1, l'arbre d'entrée 3 de la boîte de vitesses, qui est agencé à la manière d'un vilebrequin, est formé d'un seul tenant. Cependant, un tel arbre 3 pourrait être également constitué par plusieurs composants disposés axialement les uns derrière les autres et qui sont reliés entre eux rigidement. Ainsi par exemple on pourrait relier entre eux plusieurs parties de guidage 11 réalisées sous la forme de composants individuels, ce qui peut s'effectuer par exemple au moyen de liaisons vissées. En plus de ces liaisons vissées, on pourrait également prévoir des liaisons par formes complémentaires, qui peuvent être formées par des profils qui s'emboîtent réciproquement. On pourrait également utiliser une structure soudée également possible.

Dans le cas de l'utilisation d'un arbre d'entrée 3 de la boîte de vitesses d'un seul tenant, les composants d'excentrique 12 doivent être subdivisés dans au moins deux composants 29,30 (figure 3), afin que ces composants puissent être montés autour des parties de guidage 11. Ceci peut être obtenu par exemple par le fait que les différents composants d'excentrique 12 sont fabriqués tout d'abord d'un seul tenant et de préférence peuvent être également soumis à un traitement thermique et être divisés ensuite seulement par exemple par cassure, en deux composants. Les zones de fracture 30a produites par la cassure sont visibles sur la figure 3. Bien que l'on puisse prévoir des liaisons à vis et/ou des liaisons à broches pour le

maintien assemblé des deux composants 29,30, dans de nombreux cas d'utilisation il peut être suffisant que les composants réciproquement associés 29,30 soient maintenus assemblés par l'intermédiaire d'au moins un roulement disposé sur la surface enveloppe extérieure 20. A cet effet, par exemple dans le cas de l'exemple de réalisation représenté, les bagues intérieures, associées au composant d'excentrique 12, des deux roulements à billes à une seule piste 13 peuvent être emmanchés à force et/ou fixés par frettage sur le composant d'excentrique 12 constitué de deux composants 29,30. De même un positionnement précis des deux composants 29,30 est garanti en raison de la rugosité présente au niveau des zones de rupture 31.

Les dentures imbriquées 14,17 peuvent être également agencées sous la forme d'une denture droite ou sous la forme d'une denture oblique. Grâce à l'utilisation de dentures obliques, on peut augmenter le frottement dans le système ou entre les dentures imbriquées. Le frottement présent dans l'ensemble du système dépend de l'angle des dentures obliques. Les dentures obliques peuvent être agencées de telle sorte que dans l'ensemble du système du dispositif d'entraînement à excentrique 5 il apparaît pratiquement un autoblocage, de sorte que pratiquement aucune énergie n'est nécessaire pour maintenir la démultiplication réglée. Dans un tel agencement, une puissance ou une peut cependant être nécessaire pour le réglage du système ou du dispositif d'entraînement à excentrique 5. L'utilisation de dentures obliques permet par conséquent un agencement, adapté au cas d'application respectif, du degré de blocage dans le dispositif d'entraînement à excentrique 5.

Pour au moins réduire des forces dynamiques à l'intérieur de la boîte de vitesses 1, il peut être approprié de prévoir, sur chaque extrémité de l'arbre d'entrée 3 de la boîte de vitesses agencé sous la forme

d'un vilebrequin, des masses d'équilibrage, au moyen desquelles les couples libres éventuellement présents ou les forces libres éventuellement présentes peuvent être compensés. Ces masses supplémentaires peuvent être agencées de façon similaire et être disposées autour de l'axe de rotation 10 de l'arbre 3, comme les composants d'excentrique 12. Par conséquent de la même manière que les composants d'excentrique 12, on peut avoir une modification du rayon actif, c'est-à-dire de l'excentricité des masses supplémentaires par rapport à l'axe 10. De ce fait il est possible qu'au moins lors du réglage d'un rayon de manivelle nul ou d'une excentricité nulle, toutes les masses au moins sur l'arbre 3 soient équilibrées. Un rayon de manivelle nul signifie que l'axe médian 21 est situé dans une position, qui est coaxiale à l'axe de rotation 10.

Dans l'exemple de réalisation, représenté sur les figures, d'un dispositif d'entraînement, comme cela est visible notamment sur la figure 1, il est prévu une machine électrique 31 qui peut être conçue en tant que générateur et/ou moteur. Dans la mesure où la machine électrique 31 peut également fonctionner en tant que moteur, cette machine peut servir de démarreur pour le moteur à combustion interne couplé à l'embout d'arbre 24. En outre cette machine électrique 31 peut être utilisée alors en tant que système d'entraînement auxiliaire pour le véhicule automobile équipé d'une telle boîte de vitesses. A cet effet, des dispositifs de roue libre ou des accouplements correspondants sont prévus, ces dispositifs permettant éventuellement également un découplage par instants de la machine électrique 31 par rapport au moteur à combustion interne, de sorte que le moteur à combustion interne peut être éventuellement arrêté également pendant le déplacement du véhicule automobile. La machine électrique 31 peut permettre un fonctionnement hybride du véhicule.

Comme cela est visible sur la figure 1, dans

l'exemple de réalisation représenté, la machine électrique 31 est disposée coaxialement à l'axe de rotation 10 de l'arbre d'entrée 3 de la boîte de vitesses, le stator 32 étant logé dans une partie de carter 33, qui est reliée de façon fixe au carter 2 de la boîte de vitesses ou peut former un composant de ce carter 2 de la boîte de vitesses.

La boîte de vitesses mécanique, comprenant le dispositif à excentrique 5, est séparée de la machine électrique 31 par une paroi intercalaire 34. Le rotor 35 de la machine électrique 31 est monté ici de manière à pouvoir tourner dans le carter 2 ou dans la partie de carter 33 et peut être relié au choix par l'intermédiaire de ses embrayages, qui sont agencés ici sous la forme de dispositifs de roue libre 36,37, à l'arbre d'entrée 3 de la boîte de vitesses et/ou à une roue dentée 38 pouvant tourner par rapport à l'arbre 3. Le pignon 38 est relié selon une liaison motrice à l'arbre de sortie de la boîte de vitesses ou à l'arbre devant être entraîné 4, ce qui s'effectue dans l'exemple de réalisation représenté au moyen de deux pignons 39,40. Le pignon 40 est disposé de manière concentrique à l'arbre 4 et le pignon 39 est utilisé en tant qu'élément de liaison entre les deux pignons 38,40.

L'unité de démultiplication, qui inclut les pignons 38,39 et 40 et garantit une liaison motrice entre le rotor 35 de la machine électrique 31 et l'arbre 4, est agencée de préférence de telle sorte que dans le cas du fonctionnement en générateur de la machine électrique 31 en générateur, le rotor 35 tourne avec une vitesse de rotation qui est au moins égale ou supérieure à la vitesse de rotation du moteur, avec laquelle l'arbre 3 est entraîné.

Dans la mesure où le rotor 35 tourne avec une vitesse de rotation plus élevée que le moteur entraînant l'arbre 3, l'entraînement du rotor 35 peut s'effectuer en partant de l'arbre 3 et en passant par les éléments de liaison 7 jusqu'à l'arbre 4 et, de là au rotor 35 par l'intermédiaire

de l'unité de démultiplication comprenant les pignons 38, 39,40. Dans un tel dispositif d'entraînement du moteur de la machine électrique 31, les moyens d'accouplement, qui sont formés ici par les dispositifs de roue libre 36,37, sont branchés de telle sorte qu'aucun dispositif d'entraînement direct n'est présent entre l'arbre 3 et le rotor 35. De ce fait, on peut éviter un blocage de l'ensemble du système d'entraînement.

La liaison motrice entre le rotor 35 et l'arbre 4 peut s'effectuer également à l'aide d'un dispositif d'entraînement à chaîne ou à courroie. En outre il peut être approprié que la liaison motrice entre le rotor 35 et l'arbre 4 permette une transmission modifiable, cette modification pouvant s'effectuer par échelons ou continûment. Dans le cas d'une possibilité de modification continue du rapport de démultiplication de la liaison motrice existant entre le rapport 35 et l'arbre 4, on peut utiliser avantageusement ce qu'on appelle des boîtes de vitesses à poulies coniques et à enroulement. De telles boîtes de vitesses sont réglées ou commandées de façon ciblée en fonction de paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne ou du dispositif d'entraînement. Ceci peut être réalisé par exemple à l'aide de moyens hydrauliques et/ou électriques. Mais on peut également utiliser des transmissions à poulies coniques et enroulement, dans lesquelles la démultiplication est modifiée à l'aide de moyens qui dépendent de la force centrifuge.

Les moyens d'accouplement 36,37, qui garantissent d'une part une liaison motrice du rotor 35 avec l'arbre 3, c'est-à-dire pratiquement directement avec le moteur d'entraînement, et d'autre part avec le côté entraîné de la boîte de vitesses, dans le présent exemple de réalisation avec l'arbre 4, sont agencés de préférence de telle sorte qu'au moins lors du fonctionnement de la

machine électrique 31 en tant que générateur, le rotor 35 est entraîné par l'entraînement le plus rapide. Ceci garantit que, notamment dans le cas d'une démultiplication fixe entre le côté entraîné de la boîte de vitesses, à savoir ici entre l'arbre 4 et le rotor 35, dans le cas d'une rotation lente de l'arbre 4 ou dans le cas où même l'arbre 4 est arrêté, le rotor 35 peut être entraîné directement par l'intermédiaire du montage intercalé de l'arbre 3, par le moteur d'entraînement, c'est-à-dire par le moteur à combustion interne d'un véhicule automobile.

Dans la mesure où la machine électrique 31 fonctionne en tant que moteur, cette machine peut être utilisée également pour faire démarrer le moteur entraînant l'arbre 3. Dans le cas d'un tel mode de fonctionnement de la machine électrique 31, la liaison motrice avec le côté entraîné de la boîte de vitesses, c'est-à-dire avec l'arbre 4, est interrompue. Ceci peut être réalisé par exemple à l'aide d'une unité d'accouplement commutable 37.

Dans l'exemple de réalisation représenté conformément à la figure 1, un entraînement sans démultiplication du rotor 35 au moyen du moteur à combustion interne entraînant l'arbre 3 est possible.

Cependant il peut être également approprié de prévoir entre le rotor 35 et le moteur à combustion interne un dispositif de transmission qui permette une modification du rapport de démultiplication, qui est fonction de la vitesse de rotation, entre le moteur à combustion interne et le rotor 35. Ceci peut être réalisé par l'intermédiaire d'une transmission à pignons commutable qui possède au moins deux étages, ou à l'aide d'une transmission variable. Un tel dispositif de démultiplication ou une telle transmission peut être également prévu par exemple entre le rotor 35 et l'arbre 3.

Le mécanisme de réglage 25 pour le dispositif d'entraînement à excentrique 5 est disposé d'une manière

particulièrement peu encombrante à l'intérieur du rotor 35 agencé de manière à être au moins partiellement creux.

La machine électrique 31 peut comporter avantageusement une puissance d'un ordre de grandeur compris entre 2 et 15 kW, et pour de nombreux cas d'application, il est approprié que la puissance de la machine électrique 31 soit égale au moins à 5 kW. Dans le cas d'un dimensionnement suffisamment grand et performant de la machine électrique 31, cette dernière peut être également utilisée en tant que système d'assistance d'entraînement pour un véhicule automobile. En outre la machine électrique 31 peut être également utilisée en tant que frein pour le véhicule automobile. De ce fait il est possible, également dans le cas d'une descente en montagne ou dans le cas d'un fonctionnement en poussée du véhicule automobile, de garantir au moyen de la machine électrique 31 une action de freinage, qui ne peut pas être réalisée par la boîte de vitesses 1 en raison de l'agencement du point de vue construction de cette dernière. Dans le cas de l'utilisation de la machine électrique 31 en tant qu'organe de décélération, par conséquent en tant que frein, cette machine est entraînée par l'intermédiaire de la liaison motrice qui comprend les pignons 38,39, 40. Dans des états de fonctionnement, dans lesquels la machine électrique 31 est utilisée en tant que dispositif de décélération du véhicule automobile, le rotor 35 peut être couplé directement ou par l'intermédiaire de l'arbre 3 au moteur à combustion interne de sorte que le moteur à combustion interne peut alors également produire un couple de freinage. Par conséquent dans le cas d'un tel fonctionnement, les actions de freinage de la machine électrique 31 et du moteur ou du moteur à combustion interne s'additionnent. Le couple de freinage résultant est transmis au moyen de la liaison motrice qui comprend les pignons 38,39 et 40 et est situé entre le rotor 35 et

l'arbre 4.

Dans la mesure où le moteur, qui entraîne l'arbre 3, et la machine électrique 31 garantissent simultanément un entraînement du véhicule automobile, la puissance délivrée par la machine électrique 31 peut être transmise à l'arbre 4 par l'intermédiaire des pignons 38,39, 40 et la puissance délivrée par le moteur peut être transmise à cet arbre 4 au moyen du dispositif d'excentrique 5 et du dispositif de roue libre 6.

Le dispositif d'entraînement selon l'invention permet par conséquent une multiplicité de possibilités de liaison pour l'entraînement ou la décélération d'un véhicule automobile à l'aide de la machine électrique 31 et/ou du moteur à combustion interne du véhicule, les possibilités de liaison motrice décrites pouvant être également prévues seulement en partie.

Avantageusement, le dispositif de démultiplication, qui agit en parallèle avec la boîte de vitesses 1 et qui peut être formée par exemple par les pignons 38, 39,40, peut posséder un rapport de démultiplication de 2 à 6, et pour de nombreux cas d'utilisation il peut être particulièrement approprié que ce rapport de démultiplication soit égal à environ 4. Dans le cas d'un rapport de démultiplication égal à 4, le rotor de la machine électrique 35 peut par conséquent posséder une vitesse de rotation quatre fois supérieure à celle de l'arbre 3.

Comme cela est visible sur la figure 2, l'arbre devant être entraîné ou l'arbre de sortie 4 de la boîte de vitesses, qui est monté de manière à pouvoir tourner dans le carter 2, possède extérieurement du point de vue radial un profil polygonal, qui est ici hexagonal.

Les unités individuelles de roue libre 9 possèdent des corps de serrage 41, qui sont formés ici par des rouleaux. Les rouleaux sont disposés entre une bague intérieure 42, qui est ici formée par une partie de l'arbre

4, et une bague extérieure 43, les surfaces 44,45 de la bague extérieure et de la bague intérieure 43,42 étant accordées entre elles de telle sorte que les corps de serrage 41 peuvent bloquer cette rotation au moins dans une direction de rotation relative entre la bague intérieure 42 et la bague extérieure 43, de sorte qu'alors les deux bagues 42,43 tournent conjointement. Dans l'autre direction de rotation relative entre les deux bagues 42, 43, aucune action de blocage n'est produite par les corps de serrage 41. Les différents corps de serrage ou rouleaux 41 sont chargés de préférence dans le sens de blocage, ce qui peut s'effectuer à l'aide d'au moins un élément de ressort. En outre les corps de serrage 41 sont positionnés de préférence les uns par rapport aux autres dans la direction circonférentielle par l'intermédiaire d'au moins une cage.

Il peut être particulièrement avantageux que le dispositif de roue libre 6 ou différentes unités 9 puissent être commutés, c'est-à-dire que la direction de blocage des corps de blocage 41 par rapport aux deux bagues 42,43 pouvant tourner l'une par rapport à l'autre, puisse être commuté. Grâce à l'utilisation de telles unités de roue libre, on peut modifier avantageusement le sens de rotation de l'arbre 4 dans le cas de la boîte de vitesses 1 et par conséquent réaliser une marche arrière.

Comme cela peut être tiré notamment de la figure 2, la bague extérieure 43 d'une unité de roue libre 9 possède une zone d'articulation 46 qui est formée ici par une came saillante de la bague extérieure 43. L'extrémité 47 d'une tige de bielle 7 est montée de manière à pouvoir pivoter ou tourner autour de l'axe 46a par rapport à la zone d'articulation 46. Comme cela est en outre visible sur la figure 2, les deux tiges de bielles, associées au composant d'excentrique 12, sont disposées de telle sorte que les bras 49, qui s'étendent entre les bagues

extérieures 48 de roulement et les extrémités 47, sont disposées symétriquement par rapport à une droite 51 qui passe par l'axe de rotation 50 de l'arbre 4 et par la position instantanée de l'axe médian 21 du composant d'excentrique 12. Les supports ou extrémités 47 de deux tiges de bielles 7 associées l'une à l'autre, sont par conséquent également toujours dans une disposition symétrique par rapport à la droite 51.

Il peut être avantageux que l'accord entre les composants individuels soit réalisé de telle sorte que dans la position de rotation d'une unité d'excentrique 8, dans laquelle l'axe médian 21 du composant d'excentrique 12 est séparé de l'axe de rotation 50 par la distance la plus faible, les deux zones d'articulation 46 et les axes 46a des deux tiges de bielles 7 associées l'une à l'autre soient disposées au moins approximativement diamétralement à l'opposé l'une de l'autre par rapport à l'axe de rotation 50. L'angle, qui existe dans cette position de l'axe médian 21 par rapport à l'axe de rotation 50 et est rapporté à cet axe de rotation 50, entre les deux zones d'articulation 46 et les deux axes 48a peut cependant être également inférieur à 180 , et éventuellement dans de nombreux cas d'utilisation, il peut être également avantageux que cet angle soit supérieur à 180 .

Comme cela peut être en outre tiré de la figure 1, l'arbre 4 forme l'arbre d'entrée ou l'arbre d'entraînement pour un différentiel 52 qui peut être disposé latéralement ou au-dessous du moteur relié à l'arbre 3. Les deux arbres menés 53,54 sont disposés coaxialement à l'arbre 4, l'arbre 54 étant logé et également tourillonné à l'intérieur de l'arbre 4 agencé sous la forme d'un arbre creux.

Dans l'exemple de réalisation représenté, l'arbre 4 et la cage différentielle 55 sont représentés d'un seul tenant pour simplifier la figure 1. Mais dans la pratique,

il peut s'agir de plusieurs pièces reliées entre elles.

En outre, il est prévu une masse d'inertie 54, qui est reliée à l'arbre 4 et au moyen de laquelle on peut influer sur le comportement d'oscillations en rotation de la boîte de vitesses 2.

Pour le fonctionnement de la boîte de vitesses 2, il peut être particulièrement avantageux que le nombre des unités d'excentrique 8 soit pair. Dans l'exemple de réalisation représenté, six unités d'excentrique 8 et douze tiges de bielles 7 sont présentes.

Comme cela est visible sur la figure 1, les composants d'excentrique 1 sont agencés au moins partiellement sous la forme de corps creux, pour réduire le poids, ce qui fournit une coupe transversale en forme de I dans le cas des composants d'excentrique 12 représentés.

L'agencement selon l'invention, du point de vue construction, du dispositif d'entraînement à excentrique 5 et du dispositif de roue libre 6 permet la conception d'une boîte de vitesses, qui possède de faibles irrégularités de rotation pour une fréquence d'excitation simultanément élevée. Ceci fournit la possibilité de dimensionner d'une manière relativement plus petite ou légère la masse d'inertie ou masse oscillante 56, qui est reliée à l'arbre entraîné 4. Les avantages mentionnés précédemment sont obtenus grâce à la répartition de la puissance à transmettre entre une multiplicité d'unités d'excentrique 8 et d'unités de roue libre 9, agencées de manière à être relativement légères.

En raison de l'agencement de la boîte de vitesses 1, cette dernière produit, de la même manière qu'un moteur à combustion interne, un mouvement de rotation non uniforme, qui est imputable à la cinématique de la boîte de vitesses. Le mouvement de rotation non uniforme apparaît en raison de la superposition de vitesses de forme sinusoïdale de manivelle, qui sont produites par les unités d'excentri-

que 8 disposées côte-à-côte et qui agissent à la manière d'une manivelle. La non-uniformité mentionnée du mouvement de rotation dépend du nombre des unités d'excentrique 8. On prévoit un nombre élevé de telles unités d'excentrique 8 et plus ces unités sont disposées en étant réparties de préférence de façon uniforme entre elles par rapport à l'axe de rotation, plus le mouvement de rotation est uniforme.

Afin garantir l'utilisation de dispositifs d'entraînement de boîtes de vitesses selon l'invention, les oscillations, qui sont produites par des mouvements de rotation non uniformes, doivent être réduites à un niveau admissible. Ceci est nécessaire pour éviter des variations du couple, affectant le confort de déplacement, dans la chaîne motrice du véhicule automobile ou pour les réduire au moins à un niveau admissible. Une disposition particulièrement efficace à cet égard consiste à accoupler une masse d'inertie ou un volant d'inertie 56 à l'arbre entraîné 4 de la boîte de vitesses 1. La liaison entre la masse d'inertie 56 et le côté entraîné de la boîte de vitesses 1, qui est formée ici par l'arbre 4, peut s'effectuer directement. Par conséquent, comme cela est visible sur la figure 1, on peut par conséquent relier entre elles rigidement la masse d'inertie 56 et l'arbre 4.

A titre de simplification, sur la figure 1 on a représenté la masse d'inertie 56 et l'arbre 4 d'un seul tenant. Mais naturellement la masse d'inertie 56 peut être formée par au moins un composant séparé, qui est relié à l'arbre 4, de préférence par soudage, rivetage, vissage ou matage.

La masse d'inertie 56 peut être également réalisée sous la forme d'une masse oscillante ou d'un pendule. A cet effet la masse d'inertie 56 peut comporter par exemple des masses pendulaires. La masse d'inertie 56 peut également comporter des éléments de masse, qui sont reliés par l'intermédiaire de ressorts et/ou de dispositifs

à frottement, à un composant de support de la masse d'inertie 56.

Il peut être également avantageux que la masse d'inertie 56 possède un amortisseur d'oscillations de rotation, qui agit d'un point de vue fonctionnel entre l'arbre 4 et le différentiel 52 ou entre les arbres menés 53,54. Avantageusement, la masse d'inertie 58 peut être également agencée sous la forme de ce qu'on appelle un volant d'inertie à deux masses, une masse pouvant être reliée de façon fixe fonctionnellement à l'arbre 4 et l'autre masse pouvant être reliée de façon fixe fonctionnellement au différentiel 52 ou aux arbres menés 53,54.

Il est particulièrement approprié que la masse d'inertie 56 soit agencée ou dimensionnée de telle sorte que, dans le fonctionnement normal de conduite du véhicule automobile, la fréquence propre du"ressort résultant", qui apparaît en raison des possibilités de fléchissement dans la zone des unités de roue libre 9, des tiges de bielles 7 et des autres composants situés dans la voie de transmission du couple soit inférieure à la fréquence d'excitation de la boîte de vitesses 1. Pour la fréquence propre mentionnée précédemment du"ressort résultant", il faut tenir compte de l'effet de la masse d'inertie 56.

Dans la mesure où le"ressort résultant" mentionné précédemment possède une caractéristique souple ou faible et où la masse d'inertie 56 est dimensionnée avec une taille suffisamment importante, les irrégularités du moteur peuvent être également amorties au moins dans le cas de démultiplications élevées de la boîte de vitesses 1.

L'amortisseur situé entre le moteur et la boîte de vitesses peuvent alors être utilisés essentiellement uniquement pour la compensation du décalage central entre l'arbre entraîné du moteur et l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses. Les démultiplications élevées mentionnées précédemment sont

nécessaires lors du démarrage d'un moteur d'un véhicule automobile. La démultiplication, dont il est question ici, concerne le rapport entre la vitesse de rotation de l'arbre entraîné du moteur et la vitesse de rotation des arbres 53, 54 des roues motrices ou des roues elles-mêmes. Les démultiplications élevées mentionnées précédemment se situent dans un ordre de grandeur compris entre 12 : 1 et 15 : 1 dans des véhicules automobiles usuels.

Il peut être approprié de prévoir, en plus de la masse d'inertie 56, ce qu'on appelle un volant d'inertie à deux masses entre le moteur à combustion interne 270 et la boîte de vitesses 1,201 étant donné que ceci permet de compenser les irrégularités du moteur à combustion interne dans le cas de la présence de faibles démultiplications.

Sous l'expression faibles démultiplications, il faut comprendre qu'il s'agit de démultiplications d'un ordre de grandeur compris entre 4 : 1 et 2 : 1, et ici à nouveau il faut comprendre qu'il s'agit du rapport entre la vitesse de rotation de l'arbre entraîné du moteur et la vitesse de rotation au niveau des roues. Habituellement ce rapport de démultiplication se situe à un ordre de grandeur compris entre 2,8 et 3,5. Un tel volant d'inertie à deux masses n'a pas besoin d'être réalisé sous la forme d'un amortisseur de ralenti, ce qu'il suffit que le dispositif d'amortissement du volant d'inertie à deux masses soit accordé sur la gamme de charge du véhicule automobile.

Pour maintenir un couple d'inertie de masse élevé et actif même dans le cas de l'utilisation d'une masse relativement faible, il peut être approprié de supporter cette masse de manière qu'elle puisse tourner afin qu'elle puisse entraîner par l'intermédiaire d'un dispositif d'entraînement qui réalise une démultiplication rapide.

L'arbre entraînant un tel dispositif d'entraînement peut être par exemple l'arbre d'entrée 3 de la boîte de vitesses et l'arbre de sortie 4 de la boîte de vitesses.

Pour l'amortissement des oscillations côté entraîné, on peut également disposer directement sur l'arbre de renvoi associé à la roue motrice un dispositif à frottement ou un dispositif d'amortissement, qui agit par exemple lors de la rotation de l'arbre de renvoi.

De même, pour réduire ou supprimer des forces d'inertie du dispositif d'entraînement à manivelle côté boîte de vitesses, des arbres de compensation de masse peuvent être disposés sur ou dans la boîte de vitesses. De tels arbres de compensation de masse sont également utilisés dans des moteurs à combustion interne.

Entre le moteur à combustion interne et le dispositif d'entraînement à excentrique 5 on peut également prévoir une association angulaire fixe, qui permet de compenser au moins partiellement les défauts d'uniformité.

Cette association angulaire est choisie de préférence de telle sorte que le besoin de puissance, qui apparaît au niveau du dispositif d'entraînement à excentrique et sert à entraîner le véhicule automobile est toujours maximum lorsque le mouvement de rotation du vilebrequin est accéléré à partir de processus d'allumage et inversement. Le besoin de puissance, qui est présent au niveau du dispositif d'entraînement à excentrique 5 ou le besoin de puissance pouvant être prélevé sur le dispositif d'entraînement à excentrique 5 dépend de l'état d'engrènement des unités individuelles de roue libre 9 du dispositif de roue libre 6. Par conséquent il faut disposer également d'un couple élevé correspondant au niveau du vilebrequin du moteur à combustion interne, dans les états dans lesquels plusieurs unités de roue libre 9 engrènent entre elles et dans lesquels par conséquent un prélèvement de puissance élevée est possible au niveau de l'unité d'excentrique 5. Dans des états de fonctionnement dans lesquels cependant seules quelques unités de roue libre 9 agissent et dans lesquelles par conséquent en soi seule une faible puissance peut être

prélevée sur le dispositif d'entraînement à excentrique 5, il est approprié que le couple produit par les processus d'allumage au niveau du vilebrequin du moteur à combustion interne, est comparativement faible. Par rapport au cas extrême, dans lequel le moteur à combustion interne possède uniquement un piston et dans lequel la boîte de vitesses comporte seulement une unité d'excentrique 8, cela signifie que pendant un processus de combustion, l'unité de roue libre 9, qui est associée à l'unité d'excentrique correspondante 8, se bloque, c'est-à-dire transmet un couple alors que pendant un processus de compression, l'unité de roue libre correspondante 9 agit en tant que dispositif de roue libre.

La boîte de vitesses 1 peut en outre être agencée de façon très compacte étant donné que l'arbre 3 devant être entraîné peut être monté coaxialement au vilebrequin d'un moteur à combustion interne devant être relié à l'embout d'extrémité 24. L'arbre 3 peut tourner à la même vitesse de rotation que le vilebrequin du moteur à combustion interne. En outre l'arbre entraîné 4 de la boîte de vitesses 1 peut être relié pratiquement directement au différentiel 52 et par conséquent est disposé très près des arbres 53,54 qui entraînent les roues. Un tel agencement est particulièrement avantageux pour des véhicules comportant un moteur et un dispositif d'entraînement à traction avant, montés transversalement.

Dans le cas de la boîte de vitesses 101 représentée partiellement sur la figure 4, l'arbre d'entraînement 103 est constituée de plusieurs composants.

Ces composants comprennent une partie d'entraînement 103a, qui est située du côté du moteur et qui forme aussi bien l'embout d'extrémité 124 qu'une partie de guidage excentrique 111. Comme cela est visible sur la figure 4, la partie d'entraînement 124 est montée de manière à pouvoir tourner dans le carter 102. Les composants, qui forment

l'arbre 103, comprennent en outre une multiplicité de parties de guidage llla agencées en forme de disques, ainsi qu'une partie d'extrémité lllb, qui est montée également de manière à pouvoir tourner dans le carter 102 et forme une partie de guidage lllc disposée d'une manière excentrée par rapport à l'axe de rotation 110 de l'arbre 103. Les différents composants 103a, llla et lllb sont disposés axialement les uns derrière les autres et sont reliés entre eux, par exemple par l'intermédiaire de liaisons vissées 160.

Dans le cas d'exemples de réalisation représentés sur la figure 4, les composants d'excentrique 112 possèdent chacun un seul élément de liaison 107.

Pour la rotation de l'arbre de réglage 116 par rapport à l'arbre d'entrée 103, on a prévu deux ensembles d'engrenages planétaires 127,128 montés en parallèle.

L'ensemble d'engrenage planétaire 127 comporte une roue planétaire 161, qui est reliée solidairement en rotation à l'arbre 116. L'ensemble d'engrenage planétaire 118 possède une roue planétaire 162, qui est reliée solidairement en rotation à l'arbre 103. Les pignons satellites 163 de l'ensemble d'engrenage planétaire 127 engrènent avec une couronne à denture intérieure 164 qui est montée ou logée de manière à pouvoir tourner dans le carter 102. Les pignons satellites 165 de l'ensemble d'engrenage planétaire 128 coopèrent avec une couronne à denture intérieure 166 qui est bloquée en rotation par rapport au carter 102.

La couronne à denture intérieure 164 peut être entraînée en rotation par l'intermédiaire d'un dispositif d'entraînement à vis sans fin ou d'un mécanisme à vis sans fin 167. La couronne à denture intérieure 164 comporte à cet effet une denture correspondante. Dans un tel agencement, le moteur, qui est prévu pour le réglage de la démultiplication de la boîte de vitesses, comme par exemple un moteur électrique, peut être disposé d'une manière

décalée par rapport à l'axe de rotation 110. Dans l'exemple de réalisation représenté, le mécanisme à vis sans fin 167 est agencé de telle sorte que le moteur électrique, qui entraîne ce mécanisme à vis sans fin 167, est disposé transversalement par rapport à l'arbre 103. Dans le cas de l'exemple de réalisation représenté, les pignons satellites 163 et 165 possèdent un diamètre de denture identique, mais il peut être également approprié que les pignons satellites 163 comportent une denture qui possède un autre diamètre que celui de la denture des pignons satellites 165.

Les tiges de bielles 7,49 peuvent être dimensionnées de telle sorte qu'elles soient pratiquement rigides, c'est-à-dire ne présentent pratiquement aucune élasticité au moins dans la direction longitudinale, c'est- à-dire dans la direction d'une droite qui relie les deux axes médians ou axes 46a et 21, et par conséquent ne subissent aucune déformation ou seulement une déformation insignifiante dans le cas d'une transmission de force ou d'une transmission de couple.

Cependant il peut être également particulièrement avantageux que les éléments de liaison ou les bielles 7 soient agencés de manière à subir une certaine déformation élastique en fonction des forces transmises ou des couples transmis. Cette déformation augmente lorsque la force augmente ou lorsque le couple augmente.

Un tel agencement élastique des éléments de liaison 7,49 présente l'avantage consistant en ce que certaines tolérances de fabrication peuvent être de ce fait compensées. En outre une telle élasticité présente l'avantage qu'il est possible de garantir qu'une multiplicité d'unités de roue libre 9 sont situées dans un état bloqué, ce qui permet dans tous les cas le couple à transmettre peut être transmis à l'arbre 4 par l'intermédiaire d'une multiplicité d'éléments de liaison 7, 49. Par conséquent, pendant la transmission d'un couple,

les éléments de liaison 7, 49 sont dans un état tendu élastiquement. En raison de l'élasticité des éléments de liaison 7,49 et du blocage décalé latéralement, qui apparaît éventuellement, d'une multiplicité d'unités de roue libre 9 les forces ou couples, qui sont transmis par les éléments de liaison individuels 7, diffèrent les uns des autres.

En raison de l'état de tension élastique possible mentionné précédemment des éléments de liaison 7,49, les unités de roue libre 9 peuvent être encore situées dans un état tendu ou bloqué, bien que l'élément de liaison associé à une telle unité de roue libre 9, se déplace déjà dans le sens du déblocage de l'unité de roue libre correspondante 9. Cela signifie par conséquent qu'au moins en théorie une unité de roue libre 9 cesse d'assumer sa fonction de blocage uniquement lorsque l'élément de liaison correspondant est situé dans une position détendue.

Le fonctionnement mentionné précédemment peut être éventuellement garanti également par l'introduction d'une élasticité correspondante en un autre emplacement.

Une telle élasticité est obtenue par exemple au niveau des zones de coussinets de bielle, par exemple en 46. Une telle élasticité pourrait éventuellement être également prévue en plus de l'élasticité des éléments de liaison 7. Une telle élasticité pourrait être par exemple réalisée au moyen du montage, dans la zone du support pivotant 46, d'une bague en caoutchouc ou en matière plastique, qui assume l'action de support proprement dite.

Pour le fonctionnement de la boîte de vitesses, il peut être particulièrement avantageux que la distance entre les deux axes de pivotement ou de rotation 21,46a d'un élément de liaison 7 soit inférieure à la distance entre les deux axes de rotation 10, 50 de l'arbre d'entraînement 3 et de l'arbre entraîné 4.

En outre, pour l'agencement du dispositif

d'entraînement, il peut être particulièrement avantageux que l'axe de rotation de bielle 46a soit disposé, par rapport à l'axe de rotation 50 de l'arbre entraîné 4, à une distance qui correspond approximativement au double de la distance entre l'axe de rotation 10 de l'arbre d'entrée 3 et l'axe médian 21 d'un composant d'excentrique 12 pour une excentricité maximale réglée. Cette excentricité maximale est visible sur les figures 2 et 3.

Comme cela a été expliqué de façon plus détaillée notamment en référence à l'exemple de réalisation conforme aux figures 1 à 3, on prévoit sur l'arbre entraîné 4 de la boîte de vitesses 1 les dispositifs de roue libre ou unité de roue libre 9, auquel le couple d'entraînement devant être transmis est transmis à l'aide des éléments de liaison ou des bielles 7. Dans le cas de l'exemple de réalisation représenté sur la figure 1, le tourillonnage de l'arbre 4 s'effectue aux deux extrémités de l'arbre. Le couple est transmis par l'intermédiaire de surfaces 45 de l'arbre 4, disposées selon une configuration polygonale, directement à la cage de différentiel 55. En raison de la répartition des éléments de liaison ou des tiges de bielles 7 agissant en traction et des tiges de bielles 7 agissant en compression, les forces transversales, qui agissent sur l'arbre 4, peuvent être au moins en partie supprimées en raison de l'action simultanée de plusieurs dispositifs de roue libre, ce qui a pour effet que les forces, qui agissent sur les paliers de l'arbre 4, peuvent être au moins réduites.

Afin que soit garantie une possibilité de marche arrière dans le cas d'un véhicule qui est équipé d'une boîte de vitesses travaillant selon le principe décrit, il faut prévoir un étage correspondant de marche arrière entre le moteur d'entraînement du véhicule et les arbres d'entraînement 53,54 pour les roues. A cet effet, on peut prévoir par exemple un étage correspondant de pignons entre l'arbre 4 et les roues motrices. En outre, un étage

correspondant de pignons pourrait être prévu entre le moteur d'entraînement du véhicule ou l'arbre 3 et l'arbre entraîné 4, auquel cas alors l'action de blocage des unités de roue libre 9 doit être supprimée au moins pour les phases de fonctionnement, dans lesquelles un déplacement de recul du véhicule automobile est souhaité.

Comme cela a déjà été décrit, il est cependant possible de réaliser d'une manière particulièrement simple, à l'aide du dispositif de roue libre 6, une fonction de marche arrière, et ce par le fait que les unités de roue libre 9 sont pourvues d'un dispositif de blocage réversible. Une possibilité de réalisation d'un tel dispositif de roue libre est représentée sur les figures 6 à 8.

L'unité de roue libre 9 représentée partiellement sur les figures 6 à 8, a déjà été décrite, en ce qui concerne son agencement principal, en référence à la figure 2. Le profil de type polygonal 80, qui est présent sur la périphérie extérieure de l'arbre 4, est agencé de telle sorte que les surfaces 45, qui forment ce profil 80, sont agencées d'une manière symétrique en rapport avec la fonction de blocage ou la fonction de roue libre du dispositif de roue libre 9, qui est réalisé à l'aide des corps de serrage 41.

Pour la commutation de la fonction de blocage du dispositif de roue libre 9, il est prévu un dispositif de commutation 81, qui comporte plusieurs unités de commutation 82 qui sont disposées respectivement entre des corps de serrage voisins 41. Les unités de commutation 82 peuvent être actionnées d'une manière synchrone et possèdent des moyens de commutation, qui possèdent respectivement une partie rotative en forme de disque 83 ainsi qu'une partie profilée 84, qui est constituée de préférence par une tige profilée. Dans la zone profilée 84 il est prévu un ressort, qui est formé, dans le cas de

l'exemple de réalisation représenté, par un ressort à branches 85. Le ressort 85 peut être tendu entre la partie profilée 84 et un corps de serrage 41. A cet effet le ressort à branches 85 comporte une branche 86, qui peut charger un corps de serrage 41 dans la direction de blocage correspondante. L'élément de ressort 85 et les parties profilées 84 sont disposés d'une manière excentrée par rapport à l'axe de rotation de la partie en forme de disque 83, de sorte que dans le cas d'une rotation de la partie en forme de disque 83, il existe un décalage circonférentiel de l'élément de ressort 85 et des parties profilées 84. Sur les figures 7 et 8, on a représenté les deux positions extrêmes, dans la direction circonférentielle, de l'élément de ressort 85 et des parties profilées 84. Les parties en forme de disques 84 sont supportées dans une partie de support ou de carter, qui est de préférence bloquée en rotation sur l'arbre 4. Sur les figures 7 et 8 on peut voir que, sous l'effet d'une rotation des parties en forme de disques 83 sur environ 1800, la direction de tension ou la direction de force de l'élément de ressort 85 ou de la branche de ressort par rapport au corps de serrage 41 a changé. La position, représentée sur la figure 7, des composants individuels les uns par rapport aux autres peut correspondre par exemple au fonctionnement en traction d'un véhicule automobile de sorte que sur la figure 8, on a représenté la position relative des différents composants, qui est réglée pour une marche arrière du véhicule automobile. Avantageusement, les parties profilées 84 peuvent être agencées sous la forme de tiges comme cela a déjà été mentionné, ces tiges profilées 84 pouvant s'étendre axialement à travers toutes les unités de roue libre 9, de sorte que lors d'une rotation des tiges profilées 84, toutes les unités de roue libre 9 peuvent être commutées simultanément.

Le dispositif d'entraînement représenté

schématiquement sur la figure 5 diffère de celui représenté sur la figure 1 essentiellement par le fait que la machine électrique 231 est disposée axialement entre la boîte de vitesses 201 et le moteur à combustion interne 270, dont seule le vilebrequin est représenté schématiquement.

La boîte de vitesses 201 est agencée de la même manière que la boîte de vitesses 1 de la figure 1 et possède par conséquent également un dispositif d'entraînement à excentrique 205 ainsi qu'au moins un dispositif de roue libre 206, qui cependant sont représentés simplement de façon schématique. Le rotor 235 de la machine électrique 231 peut être relié d'une part par l'intermédiaire d'un embrayage à friction 236 avec l'arbre d'entrée 203 de la boîte de vitesses et le vilebrequin 271 du moteur à combustion interne 270 et d'autre part peut être accouplé au côté entraîné de la boîte de vitesses par l'intermédiaire d'un embrayage à friction 237. Entre le rotor 235 et l'embrayage à fiction 237 et le côté entraîné de la boîte de vitesses il est prévu un dispositif de démultiplication 272, qui peut être agencé de la même manière que celui qui a été décrit en référence à la figure 1. Le dispositif de démultiplication 272 représenté schématiquement sur la figure 5 est agencé sous la forme d'un mécanisme à pignons qui comporte, comme le dispositif de démultiplication de la figure 1, trois pignons et possède un rapport de démultiplication fixe, qui peut avoir un ordre de grandeur égal à quatre. Dans le cas de l'exemple de réalisation représenté, un pignon 240 est porté par une cage de différentiel 255.

Les embrayages à friction 236,237 sont ouverts et fermés en fonction des étages de fonctionnement existants du véhicule automobile de sorte que, comme cela est décrit en référence à la figure 1, la masse électrique 231 peut assumer différentes fonctions, à savoir par exemple une fonction de générateur, une fonction de

démarreur et/ou une fonction de freinage.

Dans le cas de l'exemple de réalisation représenté, un volant d'inertie 273 est prévu entre le moteur à combustion interne 270 et la machine électrique 231. Ce volant d'inertie 273 peut être agencé sous la forme d'un volant rigide ou bien peut former ce qu'on appelle un volant d'inertie à deux masses. Dans le cas de l'utilisation d'un volant d'inertie à deux masses il peut être avantageux que le rotor 235 puisse être relié à la masse d'inertie par l'intermédiaire de l'embrayage 236, qui est relié solidairement en rotation au moteur à combustion interne 270. La seconde masse d'inertie, qui est reliée à la première masse d'inertie par l'intermédiaire d'un second amortisseur d'oscillations de rotation, est alors relié à l'arbre d'entrée 203 de la boîte de vitesses.

Dans le cas de la représentation schématique du dispositif d'entraînement de la figure 5, on n'a pas représenté le mécanisme de réglage 25, représenté sur la figure 1, pour le dispositif d'entraînement à excentrique 205. Un tel mécanisme de réglage peut être disposé, dans la forme de réalisation de la figure 5, dans la zone de l'extrémité de l'arbre 203, qui est éloignée du moteur 270.

La commutation du type de fonctionnement du rotor 235, à savoir à partir du côté du moteur ou du côté du véhicule, peut être également exécutée de façon simple à l'aide de deux dispositifs de roue libre, qui sont agencés de telle sorte que le rotor 235 peut être entraîné par le côté d'entraînement respectivement le plus rapide.

L'utilisation, qui est rendue possible par l'agencement'd'un dispositif d'entraînement selon l'invention, d'une machine électrique 31 ou 231 en tant que frein permet une détente du système de freinage proprement dit d'un véhicule automobile, ce qui est particulièrement approprié par exemple dans le cas d'une descente en montagne.

Dans le cas du fonctionnement de la machine électrique en tant que générateur, comme cela a déjà été mentionné, cette machine peut être utilisée au moins pour assister l'installation normale de freinage. L'énergie produite peut alors être également utilisée pour le chauffage de l'eau de refroidissement du moteur, par le fait que par exemple un dispositif de chauffage électrique est monté dans le radiateur. De ce fait l'énergie cinétique du véhicule automobile est réduite de façon simple. La température du liquide de refroidissement peut être maintenue de façon simple à une température prédéterminée ou encore admissible, au moyen du branchement du ventilateur. Dans le cas où cela est nécessaire, dans de tels véhicules automobiles l'échangeur de chaleur constituant le radiateur peut être également dimensionné avec des dimensions plus grandes et on peut prévoir éventuellement un ventilateur plus fort ou un ventilateur supplémentaire. Par conséquent, par exemple dans le cas de basses températures extérieures-on peut utiliser au moins une partie de l'énergie de freinage produite, à l'aide de la machine électrique, pour chauffer plus rapidement le liquide de refroidissement du moteur et/ou l'habitacle du véhicule automobile.

Dans le cas où cela est nécessaire, pour annuler l'énergie électrique excessive qui apparaît, on peut également brancher en supplément un appareil supplémentaire d'utilisation de courant. Dans la mesure où un moteur de démarrage séparé est présent, ce dernier peut être branché en supplément et être éventuellement mis en marche de sorte que ce moteur de démarrage essaie de faire démarrer le moteur, c'est-à-dire l'entraîner conjointement, aucun carburant n'étant cependant envoyé. On peut également utiliser d'autres appareils d'utilisation pour annuler l'énergie, comme par exemple des bougies d'allumage, un ventilateur de radiateur, des dispositifs de chauffage des

vitres, un éclairage, etc.

Il peut être également approprié que, dans le cas d'un déplacement normal, l'état de charge de la batterie soit maintenu à un niveau qui permette une accumulation d'une quantité déterminée d'énergie. Cela signifie par conséquent que dans le cas d'un déplacement normal, l'état de charge de la batterie est commandé de telle sorte qu'en permanence une capacité résiduelle est toujours conservée à l'état libre disponible dans la batterie pour une énergie de freinage.

Comme cela peut être tiré de la description précédente, le dispositif d'entraînement selon l'invention ou la structure de boîte de vitesses décrite permet de faire démarrer le véhicule automobile à partir d'une démultiplication"infinie"de la boîte de vitesses.

Cependant en raison de la cinématique de la boîte de vitesses, aucun couple de poussée ne peut être transmis par l'intermédiaire des éléments de liaison 7 en forme de bielles. Comme cela a également déjà été décrit, des composants, qui transmettent à l'intérieur de la boîte de vitesses le couple appliqué, peuvent posséder une certaine élasticité. Ces composants comprennent notamment les éléments de liaison ou les tiges de bielles 7. En raison de ces élasticités, la boîte de vitesses 1 présente la caractéristique selon laquelle la démultiplication entre les arbres 3 et 4 pour une même excentricité au niveau des dispositifs d'entraînement à excentrique 5 dépend du couple transmis.

Pour permettre une utilisation parfaite de la boîte de vitesses, conformément à une autre idée de l'invention, on utilise une commande pour la chaîne motrice ou la boîte de vitesses, avec laquelle le couple actuellement transmis par la boîte de vitesses est déterminé à partir de la démultiplication qui existe effectivement dans la boîte de vitesses, et de

l'excentricité effective dans la zone du dispositif d'entraînement à excentrique 5. Cette excentricité effectivement présente est en effet une mesure de la démultiplication effective, présente théoriquement, c'est- à-dire la démultiplication qui serait présente si pratiquement aucun couple n'était transmis. Par conséquent le couple appliqué est déterminé également de façon indirecte par l'intermédiaire des déformations élastiques, qui se produisent, de composants de la boîte de vitesses, qui provoquent la variation mentionnée précédemment de la démultiplication. Les paramètres mentionnés précédemment ou les grandeurs mentionnées précédemment peuvent être mémorisés sous la forme d'un champ de caractéristiques ou d'une courbe caractéristique dans un appareil de commande, le signal représentant la démultiplication pouvant être également traitée dans l'appareil de commande. La démultiplication peut être formée à partir du rapport entre la vitesse de rotation présente sur le côté entrée de la boîte de vitesses, et la vitesse de rotation présente sur le côté sortie de la boîte de vitesses. Il est également possible d'effectuer une comparaison entre la vitesse de rotation du moteur et la vitesse de rotation des arbres menés ou des roues motrices du véhicule automobile.

Grâce à un tel mode opératoire, on peut déterminer en permanence le couple appliqué aux roues, même si le véhicule est à l'arrêt. Comme cela a déjà été mentionné, ceci devient possible par le fait qu'un couple correspondant peut être associé à chaque excentricité ou à chaque rayon de manivelle du dispositif d'entraînement à excentrique 5.

L'excentricité effectivement présente à l'instant considéré ou le rayon de manivelle instantané du dispositif d'entraînement à excentrique 5 peut être déterminé de façon simple par la différence des angles de rotation absolus entre l'arbre 3 et l'arbre de réglage 16-par rapport au

carter fixe 2 ou 33. Ceci peut s'effectuer par exemple par le fait que les impulsions de vitesse de rotation des deux arbres 3 et 16 peuvent être mesurées au moyen de transmetteurs incrémentaux et que la rotation relative et par conséquent la position angulaire entre les deux arbres 3 et 16 sont déterminées par formation de la différence. La roue de transmetteur du dispositif de mesure de la vitesse de rotation peut être prévue avantageusement directement sur le servomoteur 26. Ceci présente l'avantage consistant en ce que le dispositif de mesure de la vitesse de rotation est installé en amont de l'unité de démultiplication de la

boîte de vitesses, qui est présente entre le servomoteur 26 boîte de vitesses, qui est et les deux arbres 3,16, ce qui fournit une bonne résolution en ce qui concerne l'excentricité à déterminer, étant donné que le rotor du servomoteur 26 exécute une rotation importante par rapport à la rotation qui intervient effectivement entre les deux arbres 3 et 16. De ce fait, même dans le cas de l'utilisation d'une roue de transmetteur comportant un nombre relativement faible de dents, une mesure suffisamment précise de la position relative entre les deux composants est garantie.

Une autre possibilité pour déterminer le rayon de manivelle ou l'excentricité dans la zone du dispositif d'entraînement à excentrique 5, consiste à utiliser un dispositif de mesure de vitesse de rotation ou un dispositif de mesure de rotation, qui utilise un transmetteur de position, qui tourne avec le servomoteur 26 ou les arbres 3,16 et mesure directement l'angle de rotation entre les deux arbres 3,16 ou des composants, pouvant tourner l'un par rapport à l'autre, du moteur 26.

Le signal, qui représente la rotation correspondante, peut être transmis par radio ou au moyen d'une bague coulissante à l'appareil de commande qui traite ce signal.

La position, qui correspond à une excentricité "nulle", entre l'arbre de réglage 16 ou l'arbre d'entraîne-

ment 3 et les composants d'excentrique 12 peut être déterminée sur la base d'une butée de rotation entre l'arbre de réglage 16 et l'arbre d'entraînement 3. Cette détermination peut s'effectuer par le fait que le servomoteur 26 fait tourner les deux arbres 3 et 16 de telle sorte que cette butée devient active. Il peut être approprié que la variation de l'excentricité du rayon de manivelle soit déterminée simultanément. Avantageusement, la butée de rotation, qui agit entre les deux arbres 3 et 16, est ajustable.

Lors du démarrage du véhicule automobile, à partir d'une démultiplication"infinie"de la boîte de vitesses, il est avantageux que le couple présent au niveau des roues motrices soit réglé en fonction du souhait du conducteur au moyen de l'excentricité du dispositif d'entraînement de l'excentrique 5. Le moteur à combustion interne peut être tout d'abord étranglé par l'intermédiaire d'un dispositif de commande correspondant. Grâce à un tel mode opératoire il est possible que l'on puisse passer à une stratégie usuelle de réglage d'embrayages automatiques uniquement lorsqu'après le relâchement, le couple réel est inférieur au couple souhaité.

Pour garantir qu'une excentricité au moins approximativement constante au niveau du dispositif d'entraînement à excentrique 5 ou une démultiplication au moins approximativement constante de la boîte de vitesses subsiste, il peut être avantageux de commander le servomoteur 26 de façon impulsionnelle, ce qui permet d'éviter un réglage automatique indésirable.

Avantageusement la fréquence des impulsions peut être choisie suffisamment élevée pour que les faibles modifications de démultiplication, qui apparaissent éventuellement entre deux impulsions, ne soient pas décelées dans le véhicule. Grâce à un tel mode opératoire, on peut également réduire la charge du servomoteur 26

agencé sous la forme d'un moteur électrique. De même il est possible de faire fonctionner le moteur électrique avec un meilleur rendement.

Dans la mesure où il s'avérerait nécessaire de réduire le frottement entre les dentures 14 et 17, qui engrènent entre elles, ou d'influer sur ce frottement, ceci peut être réalisé à l'aide du servomoteur 26 par le fait que ce servomoteur est commandé de telle sorte qu'au moins les arbres 3 et 16 sont déplacés en va-et-vient l'un par rapport à l'autre, et ce de préférence d'une très faible distance de sorte qu'un rapport de démultiplication pratiquement constant peut être garanti. Ces déplacements en va-et-vient permettent également d'établir un film lubrifiant entre les parties de contact correspondantes.

Il peut être particulièrement avantageux que le véhicule automobile équipé d'un dispositif d'entraînement selon l'invention possède un frein, par exemple un frein de parcage électrique, qui, lorsque le véhicule est arrêté et que la pédale d'accélérateur n'est pas actionnée, est fermé de manière à éviter un bandage des dispositifs de roue libre 9.

En outre il peut être particulièrement avantageux que lors de la décélération du véhicule, la démultiplication de la boîte de vitesses soit réglée légèrement plus courte que la démultiplication qui serait obtenue à partir de la vitesse de rotation du moteur et de la vitesse de déplacement pour une charge"nulle". Cette démultiplication un peu plus courte est par conséquent adaptée d'une manière continue aux états de conduite déterminés par la vitesse de rotation du moteur et par la vitesse de déplacement. Sous le terme de décélération du véhicule on peut comprendre qu'il s'agit d'un roulement par inertie ou d'un freinage du véhicule. Grâce au réglage mentionné précédemment de la démultiplication de la boîte de vitesses, cette dernière peut être réglée

particulièrement aisément et possède la démultiplication correcte lors d'une nouvelle accélération, c'est-à-dire lors d'une remise des gaz, c'est-à-dire lors de l'accélération du véhicule. Dans la mesure où dans certains états de fonctionnement du véhicule, par exemple dans le cas d'une vitesse relativement grande du véhicule (supérieure à 80 km/h) et lorsque le moteur tourne à la vitesse de rotation de ralenti, le réglage mentionné précédemment de la démultiplication n'est pas possible, et il peut être particulièrement approprié de régler ou de commander la vitesse de rotation du moteur et/ou le couple moteur de telle sorte que lors du rétablissement d'un coulpe moteur, cet établissement de couple s'effectue en douceur. Une régulation ou une commande analogue est également appropriée lorsqu'on arrête le moteur pendant des phases de poussée du véhicule automobile.

Dans un véhicule automobile comportant un dispositif d'entraînement agencé selon l'invention, il est approprié que ce dispositif possède une unité de commande qui permette une stratégie de démarrage, comme cela sera décrit ci-après en référence à la figure 9.

Sur le diagramme de la figure 9, on a porté le temps en abscisses et on a porté la vitesse de rotation de roue ou la vitesse de rotation du moteur sur le côté gauche des ordonnées et on a représenté le couple de roue ou le couple moteur sur le côté droit des ordonnées.

La courbe caractéristique 380 représente la variation de la vitesse de rotation du moteur. La courbe caractéristique 280 représente la vitesse de rotation de roue du véhicule automobile, multipliée par 10. La courbe caractéristique 382 représente la variation du couple moteur nécessaire, et la courbe caractéristique 383 correspond à la variation du couple au niveau des roues motrices.

Sur la figure 9 on peut voir que le processus de

démarrage d'un véhicule automobile se compose de trois phases, à savoir une première phase 384, dans laquelle le couple de roue appliqué aux roues est commandé, une seconde phase 385, dans laquelle la vitesse de rotation du moteur est réglée, ainsi qu'une troisième phase dite de jonction 386, qui est prévue entre les première et seconde phases.

La phase de jonction 386 peut durer plus ou moins longtemps en fonction du cas d'application.

Dans la première partie 384, le couple 383 appliqué aux roues est prédéterminé en fonction du temps.

Les valeurs de consigne des couples sont mémorisées dans un champ de caractéristiques, la sélection s'effectuant à partir du champ de caractéristiques, conformément aux souhaits du conducteur. Le souhait instantané du conducteur peut être déterminé essentiellement par l'angle de la pédale d'accélérateur, c'est-à-dire dans la pratique pour la quantité désirée d'envoi de carburant et la vitesse d'actionnement de la pédale d'accélérateur. Un actionnement rapide correspondant de la pédale d'accélérateur est converti en l'établissement de couple adapté de façon correspondante et inversement. La vitesse d'établissement du couple, qui est présente ou possible dans la phase 384, est déterminée essentiellement par la vitesse de réglage maximal de la boite de vitesses 1.

Le couple de roue de consigne absolu, qui s'établit pendant un processus de démarrage, est dérivé de l'angle de la pédale d'accélérateur et ce de telle sorte qu'on obtient une variation harmonique du couple de roue lors de la jonction avec la seconde zone 385 du processus de démarrage.

En raison de la prédétermination du couple de roue en fonction du temps, le couple moteur nécessaire dépend encore seulement de la démultiplication réelle en fonction du temps. Par conséquent le couple moteur dépend également de la résistance de déplacement et doit être

réglé en fonction des besoins. Si par exemple la résistance de déplacement est très élevée et que le véhicule ne se déplace pas en dépit de l'application d'un couple de roue, la démultiplication reste infinie et le couple moteur nécessaire est très faible. Si la résistance de déplacement est très faible par exemple dans le cas d'un démarrage en côte, le couple, le couple moteur doit être établi très rapidement. Si des écarts apparaissent dans le couple de roue ou dans le couple moteur, seule une grandeur ou même deux grandeurs, à savoir le couple moteur et la démultiplication, peuvent être corrigés complémentairement.

La variation 380 de la vitesse de rotation du moteur se règle pendant un processus de démarrage, sur la vitesse de rotation de déplacement ultérieure. Cela signifie que lors du démarrage la vitesse de rotation du moteur n'indique aucune suroscillation, mais se rapproche de la vitesse de rotation de déplacement de consigne selon une fonction pouvant être choisie librement. Dans la mesure où déjà pendant la première phase 384 un accroissement de la vitesse de rotation est souhaité, on peut choisir le couple moteur de manière qu'il soit légèrement plus élevé de manière à obtenir une accélération propre du moteur.

Dans la seconde phase 385, la boîte de vitesses est réglée, pendant un processus de démarrage, conformément aux règles connues pour une boîte de vitesses fonctionnant en continu. La vitesse de rotation du moteur est réglée essentiellement par la démultiplication de la boîte de vitesses.

Pour obtenir une allure harmonique des couples et des vitesses de rotation, on peut réduire les composantes de commande dans la phase de jonction 386 et augmenter à une valeur élevée les composantes de régulation. Le milieu ou le centre de la zone de jonction 386 est situé à l'emplacement, au niveau duquel le couple moteur nécessaire est aussi élevé que le couple maximum délivré

instantanément par le moteur et qui dépend de la vitesse de rotation instantanée et du réglage instantané de l'angle de la pédale d'accélérateur.

Dans la mesure où le souhait d'un conducteur concernant le couple change pendant le processus de démarrage, on se rapproche directement d'un nouveau point de fonctionnement correspondant. La vitesse ou l'intervalle de temps, pendant lequel on se rapproche du nouveau point de fonctionnement, résulte notamment de la vitesse de variation de la pédale d'accélérateur.

La stratégie de démarrage mentionnée précédemment peut être utilisée notamment dans des véhicules automobiles, dont le moteur à combustion interne est activé au moyen de ce qu'on appelle une pédale d'accélérateur électronique ou au moyen d'une pédale d'accélérateur, qui est reliée au dispositif d'amenée de carburant par l'intermédiaire d'une unité électronique. En outre il est avantageux qu'il existe ce qu'on appelle une interface entre le moteur à combustion interne et la boîte de vitesses.

Dans le cas de ce qu'on appelle un démarrage à pleine charge, le couple de consigne appliqué à la roue ne devrait pas être situé nettement très au-dessus du couple provoqué par un patinage des roues. Avantageusement, la vitesse de rotation du moteur peut être amenée immédiatement ou très rapidement à sa valeur maximale afin qu'à partir du point d'équilibre des deux couples mentionnés précédemment, la puissance totale du moteur soit disponible.

Dans la stratégie de démarrage selon l'invention, on peut obtenir avantageusement, avec l'établissement du couple, immédiatement avec le déplacement de la pédale d'accélérateur.

Les revendications annexées à la présente demande sont des propositions de formulation, sans préjudice de

l'obtention d'une protection par brevet qui continue. La demanderesse se réserve le droit de revendiquer encore d'autres caractéristiques ou combinaisons de caractéristiques qui ne sont jusqu'ici exposées que dans la description et/ou les dessins.

Des références utilisées dans les sous-revendications concernent la poursuite du développement de l'objet de la revendication principale grâce aux caractéristiques des sous-revendications respectives ; il ne faut pas les considérer comme un renoncement à l'obtention d'une protection autonome de l'objet des caractéristiques ou combinaisons de caractéristiques des sous-revendications concernées.

Etant donné que les objets de ces revendications peuvent constituer, au regard de l'état technique à la date de priorité attachée à la présente demande, des inventions propres et indépendantes, la demanderesse se réserve le droit d'en faire l'objet d'autres revendications indépendantes ou de demandes divisionnaires. Ces objets peuvent également contenir des inventions indépendantes qui représentent une configuration indépendante des objets des sousrevendications précédentes.

Les exemples de réalisation ne doivent pas être considérés comme une limitation de l'invention. Au contraire de nombreux changements et modifications sont possibles dans le cadre de l'invention telle que présentement exposée, en particulier des variantes, éléments et combinaisons et/ou matières qui sont par exemple inventives par combinaison ou transformation des caractéristiques ou éléments ou étapes de procédé décrits dans la description générale et les modes de réalisation ainsi que les revendications et contenues dans les dessins et qui conduisent par des caractéristiques combinables à un nouvel objet ou à de nouvelles étapes de procédés ou de séquences d'étapes de procédé, dans la mesure où il concerne également des procé-

dés de fabrication, de vérification et d'usinage, et où il permettrait à l'homme de métier d'apporter une solution au problème à la base de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS

1. Boîte de vitesses à fonctionnement continu comportant au moins un arbre d'entraînement et un arbre entraîné, qui sont reliés entre eux selon une roue motrice, moyennant l'utilisation d'au moins un dispositif d'entraînement à excentrique (5,8) prévu sur l'arbre d'entraînement, et un dispositif de roue libre prévu sur l'arbre entraîné, ces dispositifs étant reliés entre eux par l'intermédiaire d'un élément de liaison, tel qu'une bielle, caractérisée en ce que le dispositif d'entraînement à excentrique (5,8) comporte une partie de guidage, qui est disposée d'une manière excentrique par rapport à l'axe de rotation de l'arbre d'entraînement et sur laquelle est monté de manière à pouvoir tourner un composant d'excentrique, sur lequel est monté à son tour, de manière à pouvoir tourner, l'élément de liaison.

2. Boîte de vitesses selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'arbre d'entraînement possède un évidement axial (15), dans lequel s'engage un arbre de réglage (16) au moyen duquel le composant d'excentrique (12) peut être entraîné en rotation sur la partie de guidage (11).

3. Boîte de vitesses selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le composant d'excentrique (12) comporte un évidement servant à loger la partie de guidage (11).

4. Boîte de vitesses selon la revendication 3, caractérisée en ce que le composant d'excentrique (14) possède, dans la zone de l'évidement, une denture intérieure (14).

5. Boîte de vitesses selon la revendication 4, caractérisée en ce que le composant d'excentrique est porté par la partie de guidage par l'intermédiaire des sections de la denture intérieure, qui délimitent le cercle primitif

de la denture (14).

6. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisée en ce que l'arbre de réglage (16) possède une denture extérieure (17).

7. Boîte de vitesses selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'arbre de réglage est centré ou monté au moyen des sections formant le cercle primitif de sa denture extérieure (17), dans l'évidement (15) de l'arbre d'entraînement.

8. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisée en ce que la denture intérieure (14) du composant d'excentrique engrène avec la denture extérieure (17) de l'arbre de réglage.

9. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que l'arbre de réglage (16) peut tourner par rapport à l'arbre d'entraînement (3) et qu'une telle rotation entraîne une rotation du composant d'excentrique (12) sur la partie de guidage (11).

10. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que l'élément de liaison (7) est logé de manière à pouvoir tourner sur le composant d'excentrique (12) par l'intermédiaire d'un roulement (13).

11. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce qu'au moins deux éléments de liaison (7) sont montés sur un composant d'excentrique commun (12).

12. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce qu'au moins deux dispositifs d'entraînement d'excentrique disposés l'un derrière l'autre sont prévus sur l'arbre d'entraînement (3).

13. Boîte de vitesses selon l'une ou l'autre des revendications 11 et 12, caractérisée en ce que les éléments de liaison (7), qui sont logés sur un composant

d'excentrique commun (12) sont agencés et sont disposés dans la boîte de vitesses (1) de telle sorte qu'un élément de liaison est sollicité en traction et l'autre élément de liaison est sollicité en poussée.

14. Boîte de vitesses selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le au moins un

dispositif de roue libre prevu sur l'arbre entraîné p- ( : ï-s-edë- une bague extérieure, sur laquelle est articulé de manière à pouvoir pivoter l'élément de liaison associé à ce dispositif de roue libre.

15. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des revendications 1à 14, caractérisée en ce qu'à chaque élément de liaison est associé undispositif de roue libre particulier.

16. Boîte de vitesses selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisée en ce que l'excentricité maximale réglable (19+22) d'un dispositif d'entraînement d'excentrique (5,8) est dimensionné de telle sorte que l'angle maximum de pivotement, qui peut être produit au moyen de l'élément de liaison (7) sur le dispositif de roue libre associé (9), est d'un ordre de grandeur compris entre 40 et 130 degrés et de préférence d'un ordre de grandeur compris entre 60 et 90 .

17. Boîte de vitesses selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisée en ce que le composant d'excentrique (12) peut tourner sur au moins 180 degrés sur la partie de guidage (11).

18. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisée en ce que la distance (19) entre l'axe de rotation (10) de l'arbre d'entraînement (3) et l'axe (18) de la partie de guidage (11) disposée d'une manière excentrique correspond à la moitié de l'excentricité maximale réglable du dispositif d'excentrique (5,8).

19. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des

revendications 1 à 18, caractérisée en ce que la distance radiale (19) entre l'axe de rotation (10) de l'arbre d'entraînement (3) et l'axe (18) de la zone de guidage disposée d'une manière excentrée correspond à la distance radiale (22) entre l'axe mentionné (18) de la partie de guidage (11) et l'axe médian (22) du composant d'excentrique (12).

20. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des revendications 1 à 19, caractérisée en ce que l'axe de rotation (10) de l'arbre de réglage (16) et l'axe de rotation (10) de l'arbre d'entraînement (3) sont concentriques.

21. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des revendications 1 à 20, caractérisée en ce qu'un composant d'excentrique (12) est constitué de deux composants, qui sont disposés autour de la partie de guidage (11).

22. Boîte de vitesses selon la revendication 20, caractérisée en ce que les deux composants sont constitués par séparation d'un composant d'excentrique (12) agencé tout d'abord d'un seul tenant.

23. Boîte de vitesses selon l'une ou l'autre des revendications 21 et 22, caractérisée en ce que les composants, qui forment un composant d'excentrique (12), sont maintenus assemblés par une bague intérieure d'au moins un roulement (13) emmanché à force sur le composant d'excentrique.

24. Boîte de vitesses selon l'une des revendications 1 à 23, caractérisée en ce que la rotation de l'arbre de réglage (16) par rapport à l'arbre d'entraînement (3) est réalisée à l'aide d'un servomoteur (25) prévu dans la zone d'une extrémité de l'arbre d'entraînement (3).

25. Boîte de vitesses selon la revendication 24, caractérisée en ce que l'arbre d'entraînement (3) peut être relié par l'intermédiaire d'une extrémité (24) d'un moteur

à combustion interne et que le servomoteur (25) est prévu dans la zone de l'autre extrémité.

26. Boîte de vitesses selon l'une ou l'autre des revendications 24 et 25, caractérisée en ce que le servomoteur (25) est disposé coaxialement par rapport à l'arbre d'entraînement (3).

27. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des revendications 24 à 26, caractérisée en ce que le servomoteur (25) est réuni selon une liaison motrice (28,27) aussi bien à l'arbre d'entraînement (3) qu'à l'arbre entraîné (16).

28. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des revendications 25 à 27, caractérisée en ce que le servomoteur (25) tourne avec l'arbre d'entraînement (3).

29. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des revendications 24 à 28, caractérisée en ce qu'une unité de démultiplication (27,28) de la boîte de vitesses est présente entre au moins l'un des deux arbres (3,16), à savoir l'arbre d'entraînement et l'arbre de réglage, et le servomoteur (25).

30. Boîte de vitesses selon la revendication 29, caractérisée en ce que l'unité de démultiplication, qui coopère avec le servomoteur, comporte au moins un engrenage planétaire (27,28).