Brevet FR2552517A1 — publié le 19850329

L'invention se rapporte à une boite de Vitesse du type à arbre intermédiaire, notamment pour véhicules automobiles, comprenant dans le carter de la boite de vitesses, un réservoir d'huile muni d'une cloison qui 05 forme un compartiment collecteur ouvert vers le haut, séparé du compartiment principal, et communiquant à sa partie inférieure avec le compartiment principal, par l'intermédiaire d'une ouverture. On connaît déjà par la DE-OS 18 01 917, un dif10 férentiel, notar Lm-ent pour véhicules automobiles, qui comporte dans un réservoir d'huile formé par le carter une cloison qui délimite un compartciment collecteur ouvert vers le haut, séparé du compartiment principal mais communiquant à sa partie inferieure avec ce dernier par l'inter15 médiaire d'une ouverture. La fonction de cette cloison et de la division en un compartiment principal et un compartiment collecteur est d'éviter, pendant la marche du véhicule automobile, un barbotage inutilement élevé de la couronne de différentiel qui tourne dans un carter d'huile trop élevé parce que ceci conduit à,ni échauffement indésirable de l'huile du mécanisme Toutefois, la fonction recherchée ne peut être assurée que lorsque l'huile à engrenages est suffisamment fluide, qu'elle est projetée vers 25 le haut et qu'elle parvîent au compartiment collecteur ouvert à sa partie haute Aux temperatures inférieures auxquelles l'huile à engrenages a une viscosité analogue à celle du miel froid ou d'un sirop, la cloison ne change rien dans le diff rentiel connu. On connaît, par la DE-OS 25 53 010 une boite de vitesses pour véhicules automobiles dans laquelle un réservoir d'huile formé dans le carter de la boite est sépare des roues dentées qui tournent par une cloison en tale pour éviter la formation de vagues dans le réservoir 35 d'huile On doit être assuré pour ce moyeu qu'un tube d'aspiration d'une pompe à lubrifiant reste toujours plongé dans l'huile de lubrification et que, de cette fa- çon,ce tiene peut pas aspirer de l'air accidentellement. On peut tirer de ces deux demandes de brevets déjà connues des indications sur le fait que l'agencement de la cloison ou de la tôle peut réduire les pertes 05 de rendement qui résultent d'un accroissement du barbotage dans l'huile de lubrification. Toutefois, le but de l'invention se rapporte à un problème entièrement différent, qui concerne les bottes de vitesses du type à arbre intermédiaire, notamment 10 pour véhicules automobiles. Dans une boite de vitesses à arbre intermédiaire, des pignons rotatifs fous sont montés sur un arbre d'entrée et sur un arbre de sortie disposés coaxialement et sont en prise avec des couronnes dentées correspondan15 tes d'un arbre intermédiaire disposés parallèlement aux deux premiers, et sur l'arbre d'entrée et l'arbre de sortie, sont montés des synchroniseurs au moyen desquels, lors du déplacement axial de baladeurs, des bagues de synchronisation peuvent être pressées, par des verrous 20 de synchronisation contre des cônes de synchronisation des pignons fous de sorte que, après avoir atteint la synchronisation, il est possible d'engrener entièrement le baladeur dans la denture de crabotage des pignons fous pour établir une liaison cinématique correspondante 25 avec l'arbre de sortie. Dans le cas de cet agencement connu utilisé dans les boites de vitesses du type à arbre intermédiaire pour véhicules automobiles, on a constaté qu'après la synchronisation du baladeur et du pignon fou, obtenue par la pression de la bague de synchronisation, lors de l'emmanchement du baladeur dans la denture de la bague de synchronisation, qui se libère alors de sa liaison par friction avec le pignon fou, et de l'entrée en prise de la denture du baladeur dans la denture de crabotage du pignon fou, il se produit un petit choc d'engrènement qui provient du fait que, pendant la petite course d'emmanchement entre la libération de la bague de synchroni- sation et l'entrée en prise du baladeur dans la denture de crabotage du pignon fou, il se produit une petite différence de vitesse de rotation Cette différence de vitesse de rotation résulte du fait que le pignon fou qui est en prise avec la couronne dentée correspondante de l'arbre intermédiaire est à nouveau légèrement freiné par les différentes forces de freinage de l'huile de lubrification de la boite de vitesses qui agissent sur les différentes couronnes dentées. Ce freinage est naturellement considérable par temps froid, lorsque l'huile de la boite de vitesses est d'autant plus visqueuse, et il conduit, en particulier au moment de la mise en marche d'un véhicule automobile, à des bruits de passage de rapports désagréables au mo15 ment de l'engrènement des rapports, ces bruits disparaissant cependant dans une large mesure dès que l'huile de la boite de vitesses a atteint sa température de service, à laquelle elle est relativement fluide. Le but de la présente invention est d'éviter d'une façon simple ces bruits de passage de rapports gênants et désagréables dans une boite de vitesses froide de véhicule automobile et, en même temps, d'améliorer le rendement de la boîte de vitesses qui n'est pas favorable dans cette plage du fonctionnement. Selon l'invention, ce problème est résolu par le fait qu'une boite de vitesses à arbre intermédiaire, notamment pour véhicule automobile, du genre cité ci-dessus, comporte une cloison qui, parallèlement à l'axe de la boite de vitesses, a un profil adapté aux différents 30 diamètres des couronnes dentées et des segments d'arbre intercalaire de l'arbre intermédiaire et qui, d'un côté, se prolonge vers le haut au-dessus de la surface libre de l'huile sur environ 45 dans le sens inverse du sens de rotation, et disposée à petite distance des couronnes 35 dentées tandis que, de l'autre côté, elle s'étend à une distance croissante des couronnes dentées et se termine à à peu près 45 au-dessous de la surface libre de l'hui- le. Grâce à cette disposition, l'huile de lubrification entrainée sous la forme d'une chape d'huile de lubrification épaisse et visqueuse, en particulier par 05 temps froid, est découpée par le bord supérieur de la cloison qui est étroitement adjacent aux couronnes dentées, et s'accumule dans le compartiment collecteur ouvert à sa partie haute Sur la zone de 180 d'un tour, la cloison ainsi adaptée empêche l'huile de parvenir aux couronnes dentées, ce qui évite l'effet de freinage indésirable En raison de la viscosité de l'huile de lubrification froide, la région de 45 audessous de la surface libre normale de l'huile, à l'extrémité de la cloison, est aussitôt libérée de l'huile de lubrifica15 tion L'huile qui reste alors dans la denture des couronnes dentées suffit entièrement pour la lubrification nécessaire pendant cette phase du fonctionnement. Lorsque, après un certain temps de marche, l'ensemble de la boîte de vitesses et de l'huile de lubrifica20 tion a atteint sa température de service, l'huile de lubrification, qui est maintenant fluide est d'emblée à nouveau en mesure de parvenir aux couronnes dentées de l'arbre intermédiaire, o elle est entraînée vers le haut. La cloison peut avantageusement être réalisée 25 sous la forme d'une pièce de tole emboutie qui est fixée et soutenue dans le carter de la boite de vitesses, par l'intermédiaire de pattes de retenue supérieure et de pattes d'appui inférieures. Toutefois, la cloison peut également être réali30 sée sous la forme d'une pièce moulée en matière plastique d'un seul tenant avec les pattes de retenue et de support correspondantes. Naturellement, il est également possible de prévoir dès le stade de la conception du carter de boite de vitesses l'agencement d'une telle cloison sous une forme appropriée La cloison peut alors constituer une partie intégrante du carter de la boite de vitesses. Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, la Fig 1 est une coupe verticale d'une botte de vitesses à arbre intermédiaire, notamment pour véhicules automobiles; et la Fig 2 est une coupe verticale selon la ligne II-II de la Fig 1 o La boite de vitesses du type à arbre intermxdiaire qui est représentée sur la Fig 1 est une botte de vitesses à cinq rapports, à commande par une seule tige, connue en soi et, en conséquence, seuls les éléments qui sont nécessaires pour la compréhension de l'inven15 tion seront désignes par des signes de référence et décrits. Dans un carter de boite de vitesses 1 sont montés rotatifs, dans la région supérieure, un arbre d'entrée 2 et un arbre de sortie 3, disposé coaxialement au 20 premier Un arbre intermédiaire 4 est monté rotatif dans la région inférieure du carter de la boîte de vitesses, parallèlement aux arbres d Ilentrée et de sortie 2 et 3 respectivem &ent et un bloc intermédiaire ou un groupe de pignons est monté rotatif, d'une façon universellement 25 connue sur un axe fix e. Sur l'arbre de sortie 3, sont disposés un cerrain nombre de pignons rotatifs fous qui coopèrent avec des synchroniseurs correspondants 4 Sur l'arbre intermédiaire 4, sont prévues des couronnes dentées en prise avec les pignons fous Pour explication, on se reportera à uin seul des ensembles pignon fou synchroniseur et couronne dentée. Un synchroniseur 5 pour les troisième et quatrième rapports est essentiellement composé d'un moyeu 35 de svnchroniseur 6, d'un manchon baladeur 7 et des verrous de synchroniseur 8 correspondant Un pignon fou 9 pour le troisième rapport est en prise constante avec une couronne dentée correspondant 10 de l'arbre intermédiaire 4 Sur le pignon fou 9 est formé un cône de synchronisation 11 suivi d'une denture de crabotage 12. Sur le cône de synchronisation 11, est montée une bague OS de synchronisation 13 qui présente une denture de synchronisation 14. Pour enclencher le troisième rapport, on déplace le manchon baladeur 7 vers la bague de synchronisation 13 Dans ce mouvement, les verrous de synchroni10 sation 8 pressent la bague de synchronisation 13 contre le cône de synchronisation 11 et déterminent par ce moyen un freinage ou une accélération du pignon fou 9 pour amener ce pignon à la vitesse de rotation du baladeur 7. Dès que le synchronisme est atteint, on peut emmancher entièrement le baladeur 7, ce baladeur rencontrant alors le chanfrein connu de la denture de synchronisation 14, de sorte qu'il se produit un décollage de la bague de synchronisation 13, qui permet au baladeur 7 de poursuivre son mouvement pour s'engager dans la denture de crabotage 12 formée sur le pignon fou 9 Pendant le court laps de temps compris entre le décollage de la bague de synchronisation 13 et l'entrée de la denture du baladeur 7 en prise avec la denture de crabotage 12 du 25 pignon fou, le synchronisme qui avait déjà été atteint initialement est à nouveau perdu par le fait que, par l'intermédiaire de la couronne dentée 10 correspondante qui, jusqu'à présent est constamment freinée par l'huile de lubrification visqueuse, comme toutes les autres cou30 ronnes dentées, ce freinage est transmis au pignon fou 9 engrenant avec elle. Grâce à une cloison 15 qui est disposée d'une façon particulière dans le carter 1 de la boite de vitesses, et dont la position est visible en particulier 35 sur la Fig 2, la chape d'huile de lubrification qui adhère aux couronnes dentées de l'arbre intermédiaire est séparée de cet arbre dès la fin du premier tour de ce dernier 4. La cloison 15 disposée dans le carter 1 de la boite de vitesses est ici agencée de telle manière que, si l'on considère un niveau normal 16 de la surface li05 bre de l'huile et un sens de rotation de l'arbre intermédiaire correspondant à une flèche A, sur son côté dirigé en sens inverse du sens de rotation, cette cloison se prolonge vers le haut d'environ 45 au-dessus de la surface libre 16 de l'huile, et se trouve a une petite 10 distance, d'environ 1 mm, des couronnes dentées correspondantes tandis que, de l'autre côté, elle s'étend à une distance croissante des couronnes dentées, qui peut atteindre environ 5 im, et se termine à environ 45 audessous de la surface libre 16 de l'huile La cloison 15 15 a ici parallèlement à l'axe de la boîte de vitesses, un profil convenablement adapté aux différents diamètres des couronnes dentées de l'arbre intermédiaire, ainsi qu'a l'épaisseur des segments intercalaires de l'arbre, ainsi qu'on le voit le plus clairement sur la Fig 1 o 20 Dans l'exemple de réalisation représenté sur les dessins, la cloison 15 est constituée par une pièce de tôle emboutie et elle est fixée et soutenue d'une façon appropriée dans le carter l de la boite de vitesses par l'intermédiaire de pattes de retenue supérieures 17 25 et de pattes d'appui inférieures. Au-dessus du côte relevé de la cloison 15, il peut éventuellement tre prévu en supplément une chicane 19 qui permet également d'arracher les blocs d'huile de lubrification très visqueuse des dentures des pignons 30 fous. Naturellement, une cloison selon l'invention peut être réalisés sous la forme d'une pièce moulée en matière plastique, d'un seul tenant avec les différentes pattes de retenue et d'appui, en une matière appropriée. 35 Naturellement, dans le cas d'une conception entièrement nouvelle du carter de la boite de vitesses, il est également possible de réaliser la cloison selon 8 2552517 l'invention directement sous la forme d'une partie constitutive du carter de la boite de vitesses. REVENDICATIONS 1 Boite de vitesses du type à arbre intermédiaire, notamment pour véhicules automobiles, comprenant un réservoir d'huile formé dans le carter de la boîte de 05 vitesses et muni d'une cloison qui délimite un compartiment collecteur ouvert vers le haut, séparé du compartiment principal et conmmuniquant à sa partie inférieure avec ce dernier par l'intermédiaire d'une ouverture, cette boite de vitesses étant caractérisée en ce que, dans son profil considéré dans la direction parallèle à l'axe de la boite de vitesses, la cloison ( 15) est adaptée aux différents diamètres des couronnes dentées (par exemple 10) et des segments intercalaires de l'arbre intermédiaire ( 4) et que, d'un côté, elle est prolongée vers le haut d'environ 45 au-dessus de la surface libre ( 16) de l'huile, dans le sens inverse du sens de rotation (flèche A) de l'arbre intermédiaire ( 4), et disposse à très petite distance des couronnes dentées (par exemple 10) tandis que, de l 9 autre, elle s'étend à une 20 distance croissante des couronnes dentées (par exemple o 10, et se termaine environ 45 * au-dessous de la surface libre ( 16) de l'huile. 2 Boite de vitesses selon la revendication 1, caractérisée en ce que la cloison ( 15) est constituée par une pièce de tole emboutie qui est fixée et appuyée dans le carter (Il) de la boite de vitesses par l'intermediaire de pattes de retenue supérieures ( 19) et de pattes d'appui inférieures ( 18). 3 Boîte de vitesses selon la revendication 1, 30 caracterisée en ce que la cloison ( 15), y compris ses pattes de retenue et d'appui correspondantes, est constituée par une piece moulée en matière plastique d'un seul tenant faite d'une matière appropriée. 4 Boite de vitesses selon la revendication 1, 35 caractérisée en ce que la cloison constitue une partie intégrante du carter de la boite de vitesses.