Brevet FR2536813A1 — publié le 19840601

Boîte de vitesses à pignons pour véhicules automobiles La présente invention'concerne une boîte de vitesses à pignons pour véhicules automobiles, compor- tant un arbre primaire et un arbre de sortie montés parallèlement l'un à l'autre dans le carter de boite de vitesses et comportant plusieurs paires de pignons en prise pour passer sur un nombre correspondant de rapports de transmission de marche avant, ainsi qu'une paire de pignons pour passer en marche arrière. On connaît par le DE-A-il 86 750 une boîte de vitesses à pignons à marche arrière synchronisée. L'-arbre primaire et l'arbre de sortie de cette boîte de vitesses sont placés coaxialement l'un par rapport à l'autre dans le carter de boîte de vitesses Un pignon de renvoi correspondant àela marche arrière, -placé sur un arbre de renvoi, engrène avec un pignon d'un arbre intermédiaire qui engrène en permanence avec le pignon monté mobile sur l'arbre de sortie et pouvant être accouplé avec l'arbre de sortie au moyen d'un accouplement de synchronisation Lors de la synchro- nisation, il s'insère dans un pignon qui est placé sur le manchon coulissant calé sur l'arbre de sortie. Dans le cas de ces changements de vitesses, le pignon mobile se déplace sur l'arbre de sortie dans - le sens opposé à l'arbre de sortie, ce qui entraîne des vitesses de rotation de paliers relativement élevées; pour changer de vitesse, il faut accélérer des masses de synchronisation supplémentaires Il en résulte un encombrement relativement important et l'ensemble de la construction est d'un coût de fabri- cation assez élevé. On peut obtenir une configuration moins encombrante en montant l'arbre primaire et l'arbre de sortie parallèlement dans le carter L'invention a pour objet de réaliser, pour une boîte de vitesses ainsi agencée, un dispositif d'enclenchement de la marche arrière peu encombrant, pouvant être actionné avec seulement des forces d'inertie réduites et permet- tant d'enclencher la marche arrière sans à-coups et sans bruit. Pour atteindre cet objectif, selon l'inven- tion, la paire de pignons permettant d'enclencher la marche arrière comprend un pignon mobile pouvant être accouplé à l'arbre primaire au moyen d'un dispositif d'accouplement et un pignon fixe de l'arbre de sortie, et l'on prévoit entre le pignon mobile de l'arbre primaire et le pignon fixe de l'arbre de sortie un pignon intermédiaire pouvant être déplacé longitudi- nalement au moyen d'un levier pivotant, qui engrène constamment avec le pignon mobile dans l'une des positions de pivotement terminales, qui vient engrener, lorsqu'on commence le mouvement d'enclenchement de la marche arrière, avec le pignon fixe sur une fraction de sa largeur de dent (environ l mm) et, lorsqu'on engage le dispositif d'accouplement, sur toute la largeur de dent, avant que le processus d'accouplement soit achevé et que le pignon mobile soit relié à l'arbre de transmission avec transmission des couples. Un pignon intermédiaire devant transmettre le mouvement du pignon mobile d'un arbre primaire au pignon fixe d'un arbre de sortie engrène de préférence constamment avec le pignon mobile Le pignon mobile peut être relié à l'arbre primaire par un dispositif d'accouplement Au cours d'une première phase de changement de vitesse, on fait engrener le pignon intermédiaire avec le pignon fixe sur une portion réduite de sa largeur de dent Après continuation de l'engagement du dispositif d'accouplement, le pignon intermédiaire engrène avec lé pignon mobile et le pignon fixe sur toute la largeur Ce n'est qu'ensuite que le dispositif d'accouplement est entièrement engagé pour accoupler le pignon fou à l'arbre de trans- mission avec transmission des couples Grâce au léger accrochage du pignon intermédiaire et du pignon fixe, les engrenages de marche arrière tournent en synchro- nisme sans charge, de sorte que, lorsque le dispositif d'accouplement est entièrement engagé, il n'apparaît pas de forces d'inertie nécessaires pour accélérer les pignons Par suite, même lorsqu'on utilise un embrayage à griffes que l'on préfère en particulier pour la compétition, on est certain d'enclencher la marche arrière sans à-coups et avec peu de bruit. Il en est ainsi surtout lorsqu'on utilise une boîte de vitesses à double débrayage. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion, l'arbre de commande de la marche arrière et d'une vitesse de marche avant est actionné hydrauli - quement Les positions terminales des mouvements de changement de vitesse sont fixées par des butées. D'autres caractéristiques concernent le passage de la marche arrière, On va décrire à présent un exemple d'exécu- tion non limitatif de l'invention, en regard du dessin annexé dont: la figure l est une coupe longitudinale d'une boîte de vitesses, dans la zone de la marche arrière synchronisée; la figure 2 représente la timonerie de commande de vitesses avec levier pivotant et pignon intermédiaire; la figure 3 est une coupe transversale de la boîte de vitesses, dans-la zone de la paire de pignons de marche arrière. Dans un carter de boîte de vitesses l fermé par un capot 2 qui lui est vissé, sont placés un arbre primaire 3 et, parallèlement à celui-ci, un arbre de sortie 4 Pour passer la marche arrière, 2536813- l'arbre primaire 3 comporte un pignon mobile 5 et l'arbre de sortie un pignon fixe 6; le pignon mobile 5 et le pignon fixe 6 peuvent être amenés en prise l'un avec l'autre par un pignon intermédiaire 7 Ce pignon intermédiaire 7 est-mobile longitudinalement sur un axe 8 qui est fixé d'une part dans le capot de carter 2- et, de l'autre, à une patte 9 vissée au couvercle 2. Une gorge annulaire 10 du pignon intermédiaire 7 reçoit l'un des bras de levier 11 ' d'un levier pivotant- 11 dont l'autre bras 11 " est, à son extrémité libre, en contact avec la surface de butée 12 d'un manchon i 3 qui est centré et fixé sur une tringle de changement de vitesse i 4 Pour monter le levier pivotant 11, on prévoit un axe 15 dans un coussinet d'excentrique 16 fixé au capot de carter 2. Le pignon mobile 5 peut être relié au moyen d'un accouplement de synchronisation 17 à l'arbre primaire 3 et, lorsqu'on l'actionne, le levier pivotant 11 est entraîné en même temps Lorsqu',on déplace l'accouplement de synchronisation 17 en sens inverse, c'est le pignon mobile du train d'engrenages de la e vitesse qui est relié à l'arbre de transmission. Entre l'arbre primaire 3 et l'arbre de sortie 4 s'interposent quatre autre paires de pignons et les accouplements de synchronisation correspondants, qui n'apportent rien de plus à la compréhension de l'in- vention et n'ont donc pas été représentés sur le dessin. Lorsque la marche arrière n'est pas enclen- chée, le pignon intermédiaire 7 engrène seulement avec le pignon mobile 5 Lorsque, pour enclencher la marche arrière, on déplace vers la droite le manchon de chan- gement de vitesse 18 de l'accouplement de synchronisa- tion 17 avec le pignon mobile, le pignon intermédiaire 7 se déplace d'une distance correspondante vers la gauche et engrène sur une petite fraction de sa lar- geur de dent, environ 1 mm, avec le pignon fixe 6 de l'arbre de sortie Dans cette position d'enclenchement, le groupe d'enclenchement de la marche arrière tourne donc sans charge Plus le-manchon de changement de vitesse 18 se déplace vers la droite, plus le pignon intermédiaire s'engage entre le pignon mobile 5 et le pignon fixe 6, jusqu'à ce qu'il engrène sur toute la largeur de dent Ce n'est qu'alors que l'accouplement de synchronisation 17 est entièrement engagé, de sorte que le pignon mobile 5 est relié à l'arbre de trans- mission 2 avec transmission des couples. A la tringle de changement de vitesse 14 est fixée une fourchette deboîte de vitesses 19 qui s'engage dans le manchon 18 de l'accouplement de syn- chronisation 17 Lorsque le manchon 18 se déplace vers la gauche, c'est la paire de pignons 20, 21 de la cinquième vitesse qui engrène, elle se déplace vers la droite, de sorte que la marche arrière est enclenchée de la façon décrite précédemment Les mouvements longi- tudinaux de la tringle de changement de vitesse 14 sont engendrés hydrauliquement et leurs positions terminales sont fixées par des butées, comme on l'a représenté sur la figure 2. Lorsqu'on enclenche-la marche arrière, l'un des bras ( 11 ") du levier pivotant 11 est au contact d'une première surface de butée 12 qui est formée sur un manchon 13 centré et fixé sur la tringle de change- ment de vitesse 14 Un manchon à ressort 23 guidé sur le manchon 13 est appuyé sur une seconde surface de butée annulaire 22 du manchon 13 par un ressort 24 qui prend appui sur une coupelle de ressort 25 L'autre extrémité 26 rabattue de la coupelle 25 est maintenue au contact d'une troisième surface de butée 27 qui est placée directement sur la tringle de changement de vitesse Lorsqu'on enclenche la cinquième vitésse, elle entraîne la coupelle 25 en déformant le ressort 24, jusqu'à ce que la surface frontale 28 de la coupelle 25 touche la surface frontale 29 du manchon 23; le levier pivotant 11 reste alors en position de repos Le mouvement d'enclenchement de la marche arrière est limité par le fait que la surface frontale 29 du man- chon 23 vient toucher la surface frontale 28 de la coupelle 25 La coupelle 25 est alors stoppée par le disque de recouvrement 30 d'un logement de ressort 31 qui est formé dans un creux du capot de boîtier 2. Le logement de ressort 31 reçoit le manchon à ressort 23, la coupelle de ressort 25, ainsi que le ressort 24 et il est fermé sur l'une de ses faces frontales par le disque de recouvrement 30 et, sur l'autre, par un capuchon 32 La tringle de changement de vitesse 14 et le manchon 13 passent par une perforation centrale du capuchon 32. Pour indiquer la position de la tringle de changement de vitesse 14 ou la vitesse enclenchée dans chaque cas, ou bien pouvoir l'introduire dans un appa- reil de commande, on insère dans le logement de ressort 31, par le haut, un élément de mesure 33 comportant un transmetteur à effet-Hall 34 Le transmetteur à effet- Hall 34 est piloté par un aimant 35 fixé au manchon à ressort 23 lorsqu'on passe la marche arrière, par un aimant 36 de la coupelle de ressort 25 lorsqu'on passe la cinquième vitesse, et il envoie un signal correspon- dant à un indicateur ou un appareil de commande. 25368 i 3 REVENDICATIONS 1 Boite de vitesses à pignons pour véhicules automobiles, Comportant un arbre de transmission et un arbre de sortie montés parallèlement l'un à l'autre dans le carter de boite de vitesses et comportant plusieurs paires de pignons en prise pour passer sur un nombre correspondant de rapports de transmission de marche avant, ainsi qu'une paire de pignons pour passer en marche arrière, caractérisée en ce que cette paire de pignons ( 5,6) comprend-un pignon mobile ( 5), pouvant être accouplé à l'arbre primaire ( 3) au moyen d'un dispositif d'accouplement ( 17), et un pignon fixe ( 6) de l'arbre de sortie ( 4), et en ce qu'il est interposé,. entre le pignon mobile ( 5) de l'arbre primaire ( 3) et le pignon fixe ( 6) de l'arbre de sortie ( 4), un pignon intermédiaire-( 7)-pouvant être déplacé longitudinalement au moyen d'un levier pivotant ( 11) qui engrène constam- ment avec le pignon mobile ( 5) dans l'une des positions de pivotement terminales, qui vient engrener, lorsqu'on commence le mouvement d'enclenchement de la marche arrière, avec le pignon fixe ( 16) sur une fraction de sa largeur de dent (environ 1 mm) et, lorsqu'on engage le dispositif d'accouplement ( 17), sur toute la largeur de dent, avant que le processus d'accouplement soit achevé et que le pignon mobile ( 5) soit relié à l'arbre de transmission ( 3) avec transmission des couples. 2 Boite de vitesses selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif d'accouplement est un accouplement de synchronisation ( 17). 3 Boite de vitesses selon la revendication 1," caractérisée en ce que le dispositif d'accouplement est un accouplement à griffes, 4 Boîte de vitesses selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle une tringle de changement de vitesse manoeuvrée hydrauliquement permet d'enclencher la marche arrière lorsqu'elle est déplacée- dans l'un des sens longitudinaux, et une marche avant lorsqu'elle est déplacée en sens opposé, caractérisée en ce que, lorsqu'on enclenche la marche arrière, l'un des bras ( 11 ") du levier pivotant ( 11) est en contact avec une première surface de butée ( 12), et en ce qu'un manchon à ressort ( 23) est maintenu au contact d'une seconde surface de butée ( 19) par un ressort ( 24) qui prend appui sur une coupelle de ressort coaxiale par rapport au manchon ( 23), dont l'autre extrémité rabat- tue vers l'intérieur ( 26) est en contact avec une troi- sième surface de butée ( 27) de la tringle de changement de vitesse ( 14), de sorte que, lorsqu'on enclenche la marche avant, la coupelle de ressort ( 25) est entraînée en déformant le ressort ( 24). 5 Boîte de vitesses selon la revendication 4, caractérisée en ce que les mouvements de la tringle de changement de vitesse ( 14), lorsqu'on enclenche la marche arrière et la marche avant,:sont limités par un contact alternatif du manchon à ressort ( 23) avec la coupelle de ressort ( 25). 6 Boîte de vitesses selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'un manchon ( 13) est centré et fixé. sur la tringle de changement de vitesse ( 14), manchon qui comprend la première surface de butée ( 12) et la - seconde ( 19) et sur lequel sont guidés le manchon à ressort ( 23) et la coupelle de ressort ( 25). 7 Boîte de vitesses selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que le manchon à ressort ( 23), la coupelle de ressort ( 25) et le ressort ( 24) sont logés dans un logement de ressort fermé tubulaire ( 32)- formé sur le couvercle de carter ( 2). 8 Boîte de vitesses selon la revendication 5, caractérisée en ce que la tringle de changement de vitesse ( 14) longe l'une des faces frontales du logement de ressort ( 31) et le manchon à ressort ( 23) est maintenu en contact avec elle par le ressort ( 24)1 tandis que la coupelle de ressort ( 25) est appuyée par le ressort ( 24) au contact de l'autre face frontale du logement de ressort ( 31). 9 Boîte de vitesses selon la revendication 7, caractérisée en ce que le logement de ressort ( 31) est rempli d'huile et isolé hermétiquement de l'extérieur pour lubrifier les parties mobiles et amortir les mouve- ments de changement de vitesse. Boite de vitesses selon la revendication 7, caractérisée en ce que des transmetteurs électriques ( 34,35,36) de la position de la tringle de changement de vitesse ( 14) sont logés dans le logement de ressort ( 31).