Brevet FR2531515A1 — publié le 19840210

Boite de vitesses à doubleur de gamme intégré. L'invention concerne les boîtes de vitesses des véhicules. Dans le but d'économiser le carburant, on utilise de plus en plus sur les véhicules des boîtes de vitesses à cinq rapports dont la cinquieme est surmultipliée, ce qui oblige le conducteur à changer fréquemment de rapport. Une solution plus perfectionnée consiste à utiliser des doubleurs de gamme à commande indépendante de celle de la boîte principale, ce qui facilite largement la conduite. Il slagit cependant d'organes encombrant, lourds et onéreux que leon rajoute aux boites de vitesses existantes. Le but de l'invention est de réaliser une boite à quatre rapports avec un doubleur de gamme utilisant le même nombre d'engrenages et de coupleurs qu'une boîte à cinq rapports à arbres parallèles afin de bénéficier des avantages d'un doubleur de gamme, notamment de l'agrément de conduite, tout en restant pratiquement dans les mêmes normes deencombrementR de poids et de prix que la boite à cinq rapports. L'invention consiste essentiellement, à partir d'une bote S cinq rapports à arbres parallèles, à disposer coaxialement à l'arbre primaire un porte-pignons fixes comportant au moins plusieurs des cinq pignons correspondant aux quatre rapports les plus bas et à la marche arrière, en disposant sur ce même arbre primaire un sixième pignon occupant l'emplace- ment du pignon de cinquième, et à disposer sur l'arbre secon daire, en plus des pignons libres habituels et de leur moyen de crabotage et de synchronisation pour lesdits rapports les plus bas, un porte pignons libres comportant à la fois deux engrenages engrenant respectivement avec les deux plus grands pignons de l'arbore primaire, à disposer d'autre part une roue libre d'accouplement entre l'arbre primaire et ledit porte-p- gnons fixes, et enfin à interposer un moyen d'accouplement commande dans la chaine cinématique allant de l'arbre primaire au cinquième pignon de l'arbre primaire (ou pignon de quatrième) en passant par les deux engrenages portes par le porte-pignons libres. D'autres particularités de l'invention apparaîtront dans la description qui va suivre de divers modes de réalisation pris comme exemples et représentés sur le dessin annexé, sur lequel la fig. 1 représente un premier mode de réalisation avec coupleur sur l'arbre primaire; et la fig. 2 représente un autre mode de réalisation avec coupleur sur l'arbre secondaire. Sur la fig. 1 on reconnaît l'étagement classique des couples de pignons d'une boîte à cinq rapports et marche arrière, c'est- -dire - dune part le pignon 0 de marche arriere et les pignons 1, 2, 3, 4 et 5 correspondant respectivement aux cinq rapportsde marche avant et coaxiaux à l'arbre primaire 6, et - d'autre part les pignons libres correspondant référencés respectivement 10 à 15 et coaxiaux à l'arbre secondaire 7. Il ne s'agit cependant pas dans le cas de l'invention d'une boîte à cinq rapports, mais d'une boîte à doubleur de gamme intégré grâce à la disposition particulière des couplages. Tout d'abord les pignons 0 à 4, au lieu d'être solidaires de l'arbre primaire 6, sont portés par un porte-pignons fixes 8 qui n'est accouplé avec l'arbre primaire 6 que par une roue libre 9, agissant naturellement dans le sens du couple moteur, tandis que le pignon 5 peut être accouplé à l'arbre primaire 6 par un dispositif d'accouplement commandé 16. D'autre part, sur l'arbre secondaire 7, on retrouve les deux baladeurs classiques 17 avec leur moyen de crabotage et de synchronisation agissant respectivement sur les pignons libres 11, 12 d'une part et 13, 14 d'autre part. En outre, le baladeur 17 comporte le pignon 10 de marche arrière, laquelle est obtenue d'une manière classique en intercalant un pignon inverseur 19 entre les pignons 0 et 10. Toutefois, le portepignons libre 20, qui porte le pignon 14 et son moyen de crabotage sur le baladeur 18, comporte également le pignon 15 qui engrène avec 5. En manoeuvrant de façon classique les deux baladeurs 17 et 18 et l'inverseur 19, on obtient normalement les quatre rapports inférieurs habituels et la marche arrière, la puissance étant transmise par l'intermédiaire de la roue libre 9, le coupleur 16 étant désaccouplé Si maintenant on engage le coupleur 16, et que simultanement, ou auparavant, on enclenche le baladeur 18 du côté gauche de la figure, cFest-à-dire avec la prise directe 14, onobtient une cinquième vitesse dont le rapport correspond au rapport du couple 5-15 Il est facile de voir que dans ce cas, le pignon 4, et par conséquent le porte-pignons fixe 8, tournent à une vitesse plus grande que l'arbre primaire 6, ce qui est autorisé par la roue libre 9, cette augmentation de vitesse étant dans le rapport du rapport de cinquième au rapport de quatrième il est alors possible, tout en maintenant le coupleur 16 enclenché, de manoeuvrer les baladeurs 17 et 18 et le pignon inverseur 19 pour obtenir à nouveau une gamme de quatre vitesses et marche arrière, tous les rapports étant cette fois amplifiés par le rapport de surmultipliée, ceest -dire le rapport entre les rapports de quatrième et de cinquième On obtient ainsi non pas cinq vitesses avant et une marche arrière, mais huit vitesses avant et deux marches arrière, correspondant respectivement aux gammes haute et basse. Il est bon toutefois de remarquer que pour toutes les vitesses de la gamme basse, la transmission se faisant par l'intermédiaire de la roue libre 9, on ne dispose pas de frein moteur.Il est donc nécessaire, chaque fois que l'on a besoin d'un frein moteur, de manoeuvrer 15accouplement 16, par une commande manuelle ou automatique, eee accouplement 16 pouvant être réalise sous la forme de tout moyen d'accouplement approprié, tel qu'un embrayage a sec, un embrayage à disques fonctionnant dans l'huile ou un baladeur de crabotage il ressort de ce qui précède que ce coupleur 16 na pour fonction que d'accroître dans le rapport de surmultipliee la vitesse de rotation du porte-pignons fixe 8 par rapport à l'arbre primaire 6 et ceci en passant par la chaîne cinématique comprenant sucessivement les pignons 5, 15, 14 et 4. il est donc clair que ce dispositif d'accouplement 16 peut être disposé n'importe où à I'intérieur de cette chaîne cinématique. A titre d'exemple dans la variante représentée sur la fig. 2, le coupleur 16 est interposé entre le porte-pignons libre 20 précédent, solidaire du pignon 14, et le pignon 15 qui est alors libre autour de ce porte-pignons libre 20. Cette nouvelle disposition est d'un fonctionnement identique à celui de la disposition selon la fig. 1, avec les mêmes avantages et la même remarque concernant le frein moteur. Dans la pratique on a rarement besoin de huit vitesses avant et deux marches arrière, le doubleur de gamme étant surtout utile pour les rapports eleves. On peut alors, comme dans l'exemple représente sur la fig. 2, ne monter sur le porte-pignons fixes 8 que certains des pignons O à 4, par exemple les pignons 4 et 3, les autres, O, 1 et 2 étant couplés directement sur l'arbre primaire 6. Le doublage de gamme n'intervient plus alors que pour les rapports de troisième et de quatrième. On dispose ainsi au total : d'une marche arrière et de deux vitesses basses, avec frein moteur, pour la conduite manoeuvre-parking et viragesmontagne; de deux vitesses haut de gamme avec frein moteur par enclenchement du coupleur 16 et manoeuvre du baladeur 18 pour la conduite route-autoroute; enfin, de deux vitesses intermédiaires obtenues par le baladeur 18 sans mise en oeuvre du coupleur 16, donc sans frein moteur, mais avec toujours la possibilité d'obtenir celui-ci par une manoeuvre appropriée, qui peut être rendue automatique, et qui fait basculer sur un des rapports avec frein moteur. En définitive on voit que, dans l'encombrement et avec pratiquement les mêmes organes et sensiblement la même disposition qu'une boite à cinq rapports à arbres parallèles, on obtient tous les avantages de conduite d'une boite avec doubleur de gamme REVENDICATIONS 1. Boite de vitesses à doubleur de gamme intégré, du type comportant un arbre primaire (6) et un arbre secondaire (7) parallèles, avec un certain nombre de pignons (O à 5) coaxiaux à l'arbre primaire et un nombre correspondant de pignons (10 à 15) coaxiaux à l'arbre secondaire, et des moyens sélectifs (17 à 19) d'accouplement pour assurer divers rapports de marche avant et de marche arrière, caractérisée par le fait qu'elle comporte un porte-pignons fixe (8) coaxial à l'arbre primaire (6) et solidaire d'une partie (0-4;; 3-d) des pignons primaires, ce porte-pignons fixe étant relié à l'arbre primaire (6) par l'intermédiaire d'une roue libre (9), et qu'elle comporte également un moyen dDaccouplement commandé (16) interposé dans la chaîne cinématique allant de l'arbre primaire (6) au porte-pignons fixes (8) en passant par les pignons primaires et secondaires des deux rapports les plus élevés (5, 15, 14 4), de telle manière que la manoeuvre de ce coupleur (16) entraîne la multiplication, par le rapport entre les rapports des deux couples de pignons les plus élevés, des rapports de vitesses correspondant à ceux des pignons primaires qui sont solidaires du porte-pignons fixes (8) 2 Boite de vitesses selon la revendication 1, caracte- risee par le mais que le coupleur (16) est disposé sur l'arbre primaire (6), entre celui ci et le pignon primaire (5) de plus grand diamètre 3.Boite de vitesses selon la revendication 1, caractéri- sée par le fait que le coupleur (16) est disposé coaxialement à l'arbre secondaire (7), entre le pignon secondaire (15) de plus petit diamètre, et le porte-pignons libre (20) solidaire du pignon secondaire (14) de diamètre immédiatement supérieur do Boite de vitesses selon une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que le doubleur de gamme agit sur quatre rapports de vitesses et une marche arrière, dont les pignons correspondants (0 à 4) sont tous solidaires du portepignons fixes (8). 5. Boîte de vitesses selon une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que le doubleur de gamme n'agit que sur les deux rapports les plus élevés dsun ensemble de quatre rapports et d'une marche arrière, dont les pignons correspondants (3 et 4) sont seuls portés par le porte-pignons fixes (8).