Brevet FR2528141A1 — publié le 19831209

La présente invention concerne une boite de vitesses se- condaire pour véhicules motorisés, conçue pour être installée du côté sortie d'une boite de vitesses principale, et compre- nant un train d'engrenages planétaires abrités par un carter, un engrenage central étant monté sur un arbre dtentrée et étant en prise avec des engrenages satellites supportés par un sup- port de satellites relié à un arbre de sortie, et en prise avec une couronne qui, grâce à des moyens d'accouplement, peut être verrouillée soit pour être bloquée en rotation par rapport au carter, pour établir une transmission à rapport démultiplicateur entre l'arbre d'entrée et l'arbre de sortie, soit pour être blo- quée en rotation pair rapport aux arbres, de façon à établir une transmission directe entre les arbres. Les transmissions de véhicules consistant en une botte de vitesses principale et en une boite de vitesses secondaire ac- couplée au côté sortie de celle-ci sont largement connues, en particulier sur les camions poids-lourds, afin de proposer un grand nombre de rapports de transmission, et de pouvoir ainsi maintenir le régime du moteur dans une gamme avantageuse dans des conditions de vitesse et de chargement diverses Un total de huit vitesses est prévu, avec une boîte de vitesses principale à quatre vitesses et une boite de vitesses secondaire à deux vitesses. Dans une conception connue de boite de vitesses secondai- re du type décrit à titre d'introduction, la couronne ou cloche est fixée sur un support de couronne monté rotatif sur l'arbre de sortie Pour engager la petite vitesse, un manchon de comman- de, déplaçable axialement mais non rotatif par rapport au-sup- port de couronne, est déplacé pour être amené en contact avec une bague d'accouplement fixée sur un disque intermédiaire lui- même fixé de façon solidaire du carter de la botte de vitesses secondaire L'engagement de la grande vitesse, c'est-à-dire la transmission directe, est réalisé en amenant le manchon de com- mande en contact avec une bague d'accouplement fixée sur l'ar- bre de sortie. Lors du dimensionnement du carter de la botte de vites- ses secondaire décrite ci-dessus, on doit tenir compte du fait que le carter est soumis à un couple lorsque la couronne est verrouillée sur le disque intermédiaire, lors de la conduite 3 en petite vitesse On doit également tenir compte de la charge élevée à laquelle le train d'engrenages planétaire est soumis à cause du moment de torsion apparaissant entre le support des en- grenages satellites et la couronne lorsque c'est la grande vi- tesse qui est engagée Le moment de torsion est transmis via le support des engrenages satellites, l'arbre de sortie, la bague d'accouplement, le manchon de commande et le support de couron- ne, en retour jusqu'à la couronne, et sa valeur dépend du rap- port entre les rayons des engrenages satellites et de la cou- ronne Dans une forme de réalisation pratique, avec un rapport d'engrenages de 1:3-1:4, le moment de torsion vaut environ 2 à 3 fois le couple d'entrée. L'objet de la présente invention est de proposer une bot- te de vitesses secondaire du type décrit ci-dessus, qui soit soumise à des charges plus faibles que la boite de vitesses se- condaire connue décrite ci-dessus, tout en étant compacte et pouvant être fabriquée de façon à ce qu'aucun couple ne soit transmis à son carter. A cet effet, la couronne est fixée de façon non rotative sur un manchon de commande tenant lieu de support de couronne et disposé de façon concentrique avec l'arbre d'entrée, ledit manchon de commande étant déplaçable axialement entre une pre- mière position de commande, dans laquelle il établit un accou- plement non rotatif entre la couronne et l'arbre d'entrée, et une seconde position de commande, dans laquelle il établit un accouplement non rotatif entre la couronne et une partie du car- ter côté entrée. Ceci résoud le problème du moment de torsion lors du fonctionnement en grande vitesse, et la charge exercée sur les parties de la boite de vitesses secondaire qui transmettent le couple, telles que le support des satellites, son raccordement à l'arbre de sortie, le raccordement des moyens de commande à l'arbre et les moyens de commande eux-mêmes, sera, lors du fonctionnement en grande vitesse, sensiblement inférieure à celle apparaissant dans la conception connue Avec un rapport de transmission situé dans l'intervalle mentionné plus haut, la charge exercée sur lesdites parties transmettant le couple ne vaudra par exemple qu'environ 30,c de la charge exercée sur les parties correspondantes dans une botte de vitesses secon- daire conventionnelle Des charges transitoires élevées sont fréquentes, en particulier en grande vitesse En fixant la couronne sur une paroi d'extrémité du carter côté entrée de la boîte de vitesses, lors du fonctionnement en petite vitesse, le disque intermédiaire mentionné plus haut peut être supprimé. La paroi d'extrémité du carter peut être avantageusement identi- que à la paroi d'extrémité arrière de la boite dé vitesses prin- cipale, de façon à ce qu'aucun couple ne soit transmis au car- ter de la boîte de vitesses secondaire, qui peut en conséquen- ce être plus mince, et/ou être constitué d'un autre matériau que la fente, par exemple d'aluminium. L'invention est décrite ci-dessous plus en détail en ré- férence à un exemple de réalisation représenté sur les dessins annexés, sur lesquels la figure unique est une vue en coupe longitudinale d'une boite de vitesses secondaire accouplée à une botte de vitesses principale. Sur la figurel désigne la partie arrière du carter d'une boîte de vitesses principale, sur laquelle est boulonnée une bride 2 d'un-carter 3 ouvert à l'avant d'une botte de vi- tesses secondaire La paroi d'extrémité arrière 4 du carter 1 tient donc lieu simultanément de paroi d'extrémité avant du 3 r' carter 3 de la boîte de vitesses secondaire La botte de vites- ses principale comprend un arbre de sortie 5 s'étendant dans le carter 3 de la boite de vitesses secondaire et constituant l'arbre d'entrée du train d'engrenages secondaires, qui sont accouplés à un arbre de sortie 7 via un train d'engrenages pla- nétaires 6, une bride étant prévue pour le raccordement de l'arbre d'entraînement du véhicule. Le train d'engrenages planétaires 6 comprend un engre- nace central G fixé de facon solidaire de l'arbre d'entrée 5, et en Drise avec des engrenaaes satellites 9 nnmontes sur des axes 10 support 6 S oar un su P Port de satellites 11, qui est lui-même cannelé en 12 sur l'arbre de sortie 7 Les engrenases satellites 9 sont en prise avec une cour-nnie ou cloche 13 montée fixe sur un manchon de connande 14 axialement déplaca- ble au moyen d'une fourchette de commande (non représentée) re- liée au levier de vitesses du véhicule. Le manchon de commande 14 présente des dents intérieures d'accouplement qui, dans la nosition représentée sur la fi- gure, engrènent dans des dents correspondantes d'une bague d'accounlement 16 cannelée en 25 pour être solidaire en rotation de l'arbre d'entrée La bague d'accouplement 16 présente un cô- ne de synchronisation 17 supportant une bague de synchronisa- tion 18 en prise avec les dents 15 du manchon de commande 14. Une bague d'accouplement 19, dentée de façon correspondante, et présentant un cône de synchronisation 20 supportant une bague de synchronisation 21, est fixée sur la paroi d'extrémité ar- rière 4 de la boitte de vitesses principale, et tient lieu éga- lement de siège de roulement pour le roulement 22 d'arbre avant de l'ensemble d'engrenages secondaires La bague d'accouplement 19 est bloquée en rotation au moyen d'un organe de verrouillage denté annulaire 23 fixé sur la paroi d'extrémité 4 au moyen de chevilles 24 et présentant des dents en prise avec les dents de la bague d'accouplement 19. Dans la position du manchon de commande 14 représentée sur la figure, la couronne 13 est verrouillée en rotation par rapport à ltarbre d'entrée par le fait que les dents 15 du man- chon 14 sont en prise avec les dents de la bague d'accouplement 16 Ainsi, le train d'engrenages planétaires est verrouillé et la transmission entre les arbres d'entrée et de sortie est directe Lorsque le manchon de commande 14 est déplacé, ainsi que la couronne 13, vers la gauche à partir de la position re- présentée sur la figure, le manchon est tout d'abord dégagé de la bague d'accouplement 16 Sous l'action de la bague de syn- chronisation 21, le manchon 14 et la couronne 13 sont freinés, après quoi les dents 15 du manchon 14 sont amenées en prise avec les dents de la bague 19, pour ainsi verrouiller la cou- ronne 13 sur la paroi d'extrémité 4 du carter La petite vites- se est alors engagée et l'arbre d'entrée tourne à une vitesse plus élevée, selon le rapport de démultiplication du train d'engrenages. En plus des avantages mentionnés plus haut, l'invention est également avantageuse en ce que le train d'engrenages secon- daire peut être constitué d'un nombre d'éléments moindre En disposant les moyens de commande entre la paroi d'extrémité de la boite de vitesses principale et le train d'engrenages plané- taires lui-mêhe, il est possible de supprimer non seulement le disque intermédiaire mentionné plus haut, mais également des é- léments tels que le support de couronne ainsi que les roulements et le manchon de guidage, car la couronne peut être directement fixée sur le manchon de commande. R E V E N D I C A T I O N S 1 Boîte de vitesses secondaire pour véhicules motori- sés, conçue pour être installée du côté sortie d'une boîte de vitesses principale et comprenant un train d'engrenages plané- taires ( 6) abrité par un carter ( 3), un engrenage central ( 8) monté sur un arbre d'entrée ( 5) et en prise avec des engrenages satellites ( 9) supportés par un support de satellites ( 11) re- lié à un arbre de sortie ( 7), et en prise avec une couronne ( 13) qui, grâce à des moyens d'accouplement, peut être verrouil- lée, soit pour être bloquée en rotation par rapport au carter ( 3), pour établir une transmission à rapport démultiplicateur entre l'arbre d'entrée ( 5) et l'arbre de sortie ( 7), soit pour être bloquée en rotation par rapport à l'arbre d'entrée ( 5) et à l'arbre de sortie ( 7) pour établir une transmission directe entre les arbres, caractérisée par le fait que la couronne ( 13) est fixée de façon non rotative sur un manchon de commande ( 14) tenant lieu de support de couronne et disposé de façon concen- trique avec l'arbre d'entrée ( 5), ledit manchon de commande ( 14) étant axialement déplaçable entre une première position de commande, dans laquelle il établit un accouplement non rota- tif entre la couronne ( 13) et l'arbre d'entrée ( 5), et une se- conde position de commande, dans laquelle il établit un accou- plement non rotatif entre la couronne ( 13) et une partie du carter ( 3) côté entrée. 2 Boîte de vitesses selon la revendication 1, carac- térisée par le fait que le manchon de commande ( 14), dans ltune de ses positions de commande, est en prise avec une première bague d'accouplement ( 16) fixe par rapport à l'arbre d'entrée ( 5), et, dans son autre position de commande, est en prise avec une seconde bague d'accouplement ( 19) fixée sur ladite partie du carter ( 4). 3 Boîte de vitesses selon la revendication 2, carac- térisée par le fait que le carter ( 3) est ouvert du côté entrée et présente une bride ( 2) apte à être fixée par vissage sur 252814 i une paroi d'extrémité ( 4) du carter du côté sortie de la boîte de vitesses principale, ladite seconde bague d'accouplement ( 19) étant jourvue de moyens ( 23, 2-1) pour fixer ladite bague d'accouplement à ladite paroi d'extrémité de la botte de vi- tesses principale. 4 Transmission pour véhicule, en particulier pour ca- mions poids-lourds, comprenant une botte de vitesses principale et une botte de vitesses secondaire à deux vitesses, selon l'u- ne des revendications 1 à 3, du type à engrenages planétaires, à l'intérieur du carter ( 3) de laquelle s'étend l'arbre de sor- tie de la boite de vitesses principale pour former l'arbre d'entrée ( 5) de la boite de vitesses secondaire, ledit arbre supportant un engrenage central ( 8) en prise avec des engrenages satellites ( 9), qui sont supportés par un support d'engrenages 13 planétaires ( 6) relié à l'arbre de sortie ( 7) de la botte de vitesses secondaire et en prise avec une couronne ( 13) qui peut être verrouillée par des moyens de commande, soit pour être bloquée en rotation par rapport au carter ( 3) pour établir une transmission avec rapport de démultiplication entre les arbres ( 5, 7), soit pour être bloquée en rotation par rapport aux ar- bres pour établir une transmission directe entre les arbres, caractérisée par le fait que la couronne ( 13) est fixée de fa- çon rigide à, un manchon de commande ( 14) tenant lieu de support de couronne et disposé de façon concentrique avec l'arbre de sortie ( 5) de la boite de vitesses principale, ledit manchon de commande étant déplacable axialement entre une première po- sition de commande dans laquelle il établit un accouplement non rotatif entre la couronne ( 13) et l'arbre de sortie ( 7) de la botte de vitesses principale, et une seconde position de comman- de dans laquelle il fixe la couronne ( 13) à la paroi d'extré- mité ( 4) de la boite de vitesses principale tournée vers la bot- te de vitesses secondaire.