Brevet FR2481399A1 — publié le 19811030

La présente invention se rapporte à une boite de vitesses pour véhicules à moteur, comprenant un arbre primaire ou d'entrée, avec un certain nombre de pignons calés solidaire- ment en rotation sur cet arbre, un premier arbre intermédiaire agencé parallèlement à l'arbre primaire, portant un certain nombre de pignons qui sont en prise avec les pignons de l'arbre primaire, sont montés pour tourner librement sur l'arbre intermédiaire et peuvent être accouples solidairement en rotation à cet arbre intermédiaire par des moyens d'accou- lO plement, et un pignon de sortie calé solidairement en rotation sur l'arbre intermédiaire, un deuxième arbre intermédiaire agencé parallèlement à l'arbre primaire et portant un certain nombre de pignons qui sont en prise avec des pignons de l'ar- bre primaire, sont montés pour tourner librement sur l'arbre intermédiaire et peuvent être couplés solidairement en rotation à cet arbre intermédiaire par des moyens d'accou- plement, et un arbre de sortie ou arbre secondaire calé soli- dairement en rotation sur l'arbre intermédiaire, -les deux pignons de sortie cales solidairement en rotation sur leurs arbres intermédiaires respectifs étant en prise avec un pignon commun. On utilise dans des véhicules à traction avant ainsi que dans les véhicules à moteur arrière des boîtes de vitesses dans lesquelles les pignons débrayables sont montés sur un arbre intermédiaire au lieu d'être montés sur l'arbre secondaire. Habituellement, le moteur et la boite de vitesses sont groupés en un groupe moteur qui comporte une boite de vitesses et un réducteur équipé d'un différentiel, dans un carter commun. Le pignon de sortie calé solidairement en rotation sur l'arbre intermédiaire est en prise avec la couronne du différentiel et sert de pignon d'attaque du. différentiel. Dans une telle construction, l'arbre intermédiaire sert donc également d'arbre secondaire. Ces boîtes de vitesses de type connu sont relati- vement longues, c'est-à-dire qu'elles possèdent une grande longueur dans la direction axiale et, elles ne sont donc pas particulièrement bien appropriées pour être utilisées dans des véhicules à moteur dans lesquels le moteur comporte plusieurs cylindres en ligne et est monté transversalement au véhicule, ceci en raison du problème de place disponible pour la boite de vitesses. Il est en outre connu de réaliser une boite de vitesses comprenant deux arbres intermédiaires dont chacun porte un pignon de sortie qui est en prise avec un pignon commun porté par l'arbre secondaire, dans un agencement clas- sique avec son axe de rotation confondu avec l'axe de rota- lO tion de l'arbre primaire. Dans ce type de boite de vitesses, tous les arbres sont disposés dans un même plan. Avec cet arrangement, il est possible d'augmenter le nombre de rapports d'engrenages dans une boite de vitesses pour une installation de moteur classique; par exemple, il est pos- sible de porter le nombre de rapports de quatre à six sans augmenter la longueur de la boite de vitesses. Toutefois, ce type de boîte de vitesses n'est pas bien approprié pour les véhicules automobiles ayant un moteur monté transversale- ment. Le but de l'invention est, d'une façon générale, de réaliser une boite de vitesses du type décrit ci-dessus, qui - soit particulièrement bien appropriée pour être utilisée dans les véhicules automobiles équipés d'un moteur transversal qui ne laisse qu'un espace très limité pour la boite de vitesses à l'extrémité du moteur. En particulier, le but est de réaliser une boite de vitesses à cinq rapports pour moteurs transversaux. Suivant l'invention, ce but est atteint lorsque lesdits pignons de sortie sont calés sur les extrémités des arbres qui sont dirigées vers l'extrémité d'entrée de l'arbre primaire, l'un des arbres intermédiaires étant disposé dans -un plan séparé du plan qui est commun à l'arbre primaire et à l'autre arbre intermédiaire et lesdits pignons de sortie étant en prise avec un 'Oignon comrUn Imnté -dans une Position exoen- trée par rapport à l'arbre primaire. Par exemple, une boite de vitesses à cinq rapports ainsi agencée n'a pas une longueur supérieure à celle d'une boite de vitesses à trois rapports. Par ailleurs, tous les rapports de marche avant sont obtenus avec deux étages d'en- grenages, ce qui permet d'obtenir un rendement relativement élevé et une boite de vitesses relativement silencieuse. En adoptant des rapports d'engrenages différents entre les pignons de sortie respectifs et le pignon commun (la couron- ne du différentiel) il est possible de réaliser des échelon- nements plus grands entre les rapports, ce qui donne la possibilité d'obtenir une meilleure économie de carburant et un meilleur rendement qu'avec une boite de vitesses clas- -sique. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés,. donnés uniquement à titre d'exemple, - la Fig. 1 est une vue schématique en bout d'une boite de vitesses à cinq rapports; - la Fig. 2 est une coupe longitudinale suivant la ligne II-II de la Fig. 1; la Fig. 3 est une vue schématique en bout d'une variante de réalisation d'une boîte de vitesses à cinq rap- ports suivant l'invention; - la Fig. 4 est une coupe longitudinale suivant la. ligne IV-IV de la Fig. 3. La boite de vitesses représentée sur les Fig. 1 et 2, comprend un carter 1 dans lequel tourillonnent un arbre primaire 2, un premier arbre intermédiaire 3 et un deuxième -25 arbre intermédiaire 4. Le carter 1 est réalisé solidaire d'un carter 5 qui contient le pont réducteur avec le différentiel 6. Chaque arbre intermédiaire 3, 4 porte un pignon, 7 ou 8 respectivement qui est calé en rotation et est en prise avec la couronne 9 du différentiel de sorte qu'il forme par conséquent le pignon d'attaque du différentiel. L'arbre, primaire 2 de la boite de vitesses est entraîné par le moteur (non représenté) par l'intermédiaire d'un embrayage à friction classique comportant un disque 10. Six pignons 11, 12, 13, 14, 15 et 16 sont calés en rotation sur l'arbre 2. Les pignons 11, 15 et 16 sont en prise avec des pignons 17, 18 et 19 qui sont montés librement rotatifs sur l'arbre intermédiaire 3 et portent des dents d'accouple- ments 20. Deux manchons d'accouplement 21, 22 sont calés solidairement en rotation mais libres en déplacelent axial sur l'arbre 3 de sorte que les pignons 17, 18 et 19 peuvent être sélective- ment accouplés à l'arbre 3 de façon classique. De même, les pignons 12, 14 de l'arbre primaire sont en prise avec des pignons 23, 24 (munis de dents d'accouplement et qui sont montés librement rotatifs sur le deuxième arbre intermédiaire 4. Les pignons 23, 24 peuvent être sélectivement accouplés à l'arbre intermédiaire 4 à l'aide d'un manchon d'accouple- ment 25 mobile en déplacement axial. L'accouplement des différents pignons par dépla- cement des manchons d'accouplement s'effectue de la façon habituelle, après avoir débrayé l'embrayage interposé entre le moteur et la botte de vitesses. On obtient ainsi les rapports de un à cinq en verrouillant les pignons 23, 24, 17 18 et 19 sur leurs arbres respectifs dans cet ordre de suc- cession. La botte de vitesses comporte un dispositif de marche arrière qui comprend un arbre intermédiaire séparé 26, lequel porte un pignon de marche arrière 27 qui peut se dé- placer axialement pour venir en prise ou hors de prise avec le pignon 13 de l'arbre primaire et avec une couronne 28 qui est elle-même calée solidairement en rotation sur le manchon d'accouplement 25. Ainsi, en rapport de marche arrière, le couple est transmis du pignon 13 à la couronne 28 par l'inter- médiaire du pignon de marche arrière 27, ce qui inverse le sens dle rotation de l'arbre intermédiaire 4. Dans la forme de réalisation représentée sur les Fig. 1 et 2, les pignons 7 et 8 montés respectivement sur les deux arbres intermédiaire sont de mêmes dimensions et, par conséquent, les rapports d'engrenages obtenus dans les dif- férents rapports sont déterminés par les rapports d'engrenages existants entre l'arbre primaire 2 et les arbres intermé- diaires 3, 4. Les Fig. 3 et 4 représentent une variante de réalisation d'une boite de vitesses à cinq rapports suivant l'invention dans laquelle il a été possible de réduire le nombre des pignons en munissant les arbres intermédiaires de pignons 30 et 31 d'attaque différentiel, qui ont des dimen- sions différentes. L'arbre primaire ne porte plus un pignon pour chacun des pignons des deux arbres intermédiaires; au contraire ses pignons 12 et 14 sont en prise avec des pignons de même dimension 32 et 33 portés par les arbres intermé- diaires. Par ailleurs, il n'y a pas de différence de cons- truction entre les deux formes de réalisation représentées, sauf que, dans la variante, la boite de vitesses est plus courte, en longueur axiale, ce qui constitue un avantage. R E V E N D I C A T I O N S 1. Boite de vitesses pour véhicules à moteur, comprenant un arbre primaire ou d'entrée, avec un certain nombre de pignons calés en rotation sur cet arbre, un premier arbre intermédiaire, agencé parallèlement à l'arbre primaire, avec un certain nombre de pignons qui sont en prise avec les pignons de l'arbre primaire, sont montés librement rotatifs sur l'arbre intermédiaire et peuvent être accouplés en rota- tion avec cet arbre intermédiaire par des moyens d'accouple- ment, et un pignon de sortie calé en rotation sur l'arbre intermédiaire, un deuxième arbre intermédiaire agencé paral- lèlement à l'arbre primaire et portanr un certain nombre de pignons qui sont en prise avec des pignons de l'arbre primaire, sont montés pour tourner librement sur l'arbre intermédiaire, et peuvent être accouplés solidairement en rotation avec cet arbre intermédiaire par des moyens d'ac- couplement, et un arbre de sortie ou arbre secondaire calé en rotation avec-l'arbre intermédiaire, les deux pignons de sortie calés en rotation sur leurs arbres intermédiaires respectifs étant en prise avec un pignon commun, cette boite de vitesses étant caractérisée en ce que lesdits pignons de sortie (7, 8; 30, 31) sont calés sur les extrémités de leurs arbres qui sont dirigées vers l'extrémité d'entrée de l'arbre primaire (2) , l'un des arbres intermédiaires (3) étant disposé dans un plan distinct du plan qui est commun à l'arbre primaire (2) et à l'autre arbre intermédiaire (4), et lesdits pignons de sortie étant en prise avec un pignon commun (9) monté dans une position excentrée par rapport à l'arbre primaire. 2. Boite de vitesses suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les pignons de sortie (7,8; 30, 31) et ledit pignon commun (9) forment respectivement des pignons d'attaque et la couronne dentée du réducteur final comportant un différentiel qui est incorporé à la boite de vitesses. 3. Botte de vitesses suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'arbre d'entrée ou primaire (2) porte des pignons séparés (11, 12, 14, 15, 16) correspondants respectivement à chacun des pignons (17,18, 19, 23, 24) qui sont montés librement rotatifs sur les arbres intermédiaires. 4. Boite de vitesses suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'arbre d'entrée ou primaire (2) porte des pignons (12, 14) qui sont en prise avec des pignons (32, 33) qui sont montés librement rotatifs sur les deux arbres intermédiaires. 5. Boîte de vitesses suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comprend cinq rapports de marche avant, le premier arbre intermédiaire (4) portant des pignons (23, 24) qui correspondent respective- ment au premier rapport et au deuxième rapport et le deuxième arbre intermédiaire (23) portant des pignons (17, 18, 19) qui correspondent respectivement au troisième, au quatrième et au cinquième rapport.