Brevet FR2551159A1 — publié le 19850301

i 2551159 La présente invention concerne une botte de vitesses de véhicule à moteur, comprenant un dispositif pour appliquer aux arbres, quand la boite de vitesses est au point mort, un couple dirigé à l'opposition du couple d'entrée Dans un moteur à combustion interne à pistons, le vilebrequin tourne avec une certaine irrégularité qui, si elle n'est pas supprimée, donne lieu à un bruit appelé cognement au ralenti, par la prise des pignons dans la boîte 10 de vitesses Ce cognement est d'autant plus marqué que la vitesse au ralenti est plus basse. Plusieurs procédés différents sont connus pour supprimer ces cognements au ralenti Le plus simple consiste à augmenter la vitesse au ralenti, 15 mais cela conduit à une augmentation de la consommation en combustible, des émissions Un autre remède simple consiste à utiliser une huile de plus haute viscosité qui présente une plus grande résistance à la rotation que l'huile normalement utilisée dans les 20 boites de vitesses Mais cela entraine une diminution du rendement et de la facilité de changement de vitesses Un autre remède basé sur le même principe, c'est-à- dire l'augmentation de la résistance dans la botte de vitesses, consiste à disposer un frein 25 mécanique qui freine constamment l'un des pignons ou des arbres dans la boite de vitesses Cela conduit également à une réduction de rendement et de facilité de changement de vitesses. L'irrégularité peut aussi être amortie à l'extérieur de la botte de vitesses Un certain nombre de fabricants de véhicules automobiles utilisent actuellement un amortisseur supplémentaire monté sur le disque d'embrayage Les inconvénients de cette solution sont entre autres qu'elle est coûteuse et 35 fragile La caractéristique de l'amortisseur doit être adaptée à chaque type de moteur Le jeu dans l'ensemble du dispositif de transmission est également augmenté, ce qui accroît le risque de problèmes tels 2 25 52551159 que le broutage et les chocs lors de changement de vitesses en présence d'un couple Enfin, l'amortissement peut être obtenu en augmentant le moment d'inertie, mais de même que les solutions ci-dessus, c'est une solution coûteuse qui augmente le poids et diminue les performances à l'accélération. L'objet de l'invention est de proposer une boite de vitesses du type décrit ci-dessus qui utilise le principe connu consistant à augmenter la résistance 10 dans la boite de vitesses, mais sans réduction de rendement et de facilité de changement de vitesses. Selon l'invention, ce résultat est obtenu par le fait que le dispositif décrit comporte des surfaces à friction sur des éléments tournants l'un par rapport à l'autre et que sous l'effet d'une rotation relative entre les éléments dans un sens, des pièces coopérantes entrainent une prise entre les surfaces à friction tandis que sous l'effet d'une rotation relative dans le sens inverse, elles libèrent cette prise 20 au moins pour l'essentiel. Ainsi, dans la solution selon l'invention, l'inversion du sens de rotation entre deux éléments qui tournent l'un par rapport à l'autre est utilisée pour libérer automatiquement, en marche avant, le 25 freinage établi par les surfaces à friction. Dans un mode de réalisation, un élément de freinage est formé par le pignon de vitesses inférieure sur l'arbre de sortie de la boite de vitesses, tandis que le second élément de freinage est disposé 30 sur un support sur l'arbre de sortie Quand le véhicule est à l'arrêt avec la boite de vitesses au point mort, le pignon de vitesse inférieuretourne tandis que l'arbre de sortie ne bouge pas et le frein est actionné Pendant la marche en première vitesse ou en vitesse inférieure, il n'y a aucune rotation relative entre ce pignon et l'arbre et pendant la marche à toutes les autres vitesses, l'arbre tourne plus rapidement que le pignon de vitesse inférieure, c'est-à-dire que la rotation relative est inversée par rapport au point mort et le frein est dégagé. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple nullement limitatif: La figure 1 est une coupe longitudinale d'une 10 partie de la boite de vitesses d'un véhicule, Les figures 2 et 3 sont une coupe suivant la ligne II-II de la figure 1 illustrant respectivement le frein en position engagée et en position dégagée, et Les figures 4 et 5 sont des coupes à plus grande échelle du frein des figures 2 et 3. Dans sa conception de base, la boîte de vitesses 1 représentée sur la figure 1 est une boite de vitesses classique à 4 vitesses avec un arbre 20 d'entrée (non représenté), un arbre intermédiaire 2 et un arbre de sortie 3 Les pignons de première vitesse et de seconde vitesse sont désignés respectivement par 4 et 5 et ils peuvent être verrouillés sur l'arbre de sortie 3 ouen'être libérés au moyen 25 d'un manchon d'accouplement 6. Selon l'invention, le pignon de première vitesse 4 peut être décolleté sur un côté de manière à former une surface de friction conique 10 Un disque 11 est fixé sans pouvoir tourner sur l'arbre 3, par un emmanchement à force Le disque 11 sert de support d'un élément à friction 12 de la même matière que celle utilisée dans les cônes de synchronisation L'élément à friction 12 comporte une surface conique 13 qui coopère avec la surface à friction 10 35 du pignon de première vitesse 4 et qui est poussée contre la surface à friction 10 par des ressorts de compression 14 disposés entre le support 11 et l'élément 12. Le support 11 comporte une partie annulaire avec trois oreilles 16 dirigées radialement et contre lesquelles s'appuient les ressorts 14 Les 5 barrettes 17 sont dirigées circonférentiellement à partir de ces oreilles et elles sont repliées en dehors du plan de ces dernières et pénètrent dans des logements en arc de cercle de l'élément à friction 12 Comme cela apparaît plus clairement sur les figures 4 et 5, les logements comportent des bords d'extrémités inclinés 19 et 20 qui coopèrent avec les parties repliées 21 et 22 respectivement sur les barrettes du support 11. Quand le véhicule est immobile avec la boite 15 de vitesses au point mort, le pignon de première vitesse 4 tourne dans le sens de la flèche de la figure 2 mais l'arbre de sortie 3 ne tourne pas Sous l'effet de la rotation relative entre le pignon 4 et l'arbre 3, l'élément à friction 12 adopte la position représentée sur la figure 2 par rapport au pignon 4 et les ressorts poussent les surfaces 13 de l'élément à friction en contact avec la surface conique 10 du pignon 4, de sorte que les pièces en rotation sont soumises à un couple de freinage produit 25 par le contact à friction La force appliquée peut être augmentée par le fait que les parties pliées 22 du support s'appuient en même temps contre les bords inclinés 20 de l'élément à friction, afin d'augmenter le couple de freinage De cette manière, le cognement 30 au ralenti de la boite de vitesses est amorti, même à des vitesses de ralenti très basses. Pendant la conduite en première vitesse, l'élément à friction 12 est encore poussé contre le pignon 4, mais étant donné que ce dernier est verrouillé 35 sur l'arbre de sortie 3, cela n'a aucun effet Ce n'est que pendant la conduite à des rapports plus élevés qu 'il est souhaitable de supprimer l'effet de freinage afin de ne pas réduire le rendement et la facilité de changement de vitesses Dans la conception représentée et décrite ici, cela se fait dès qu'il apparaît une inversion de rotation relative entre l'arbre 3 et le pignon 4, c'est-à-dire dès que l'arbre tourne plus vite que le pignon 4, ce qui se produit après l'engagement de la seconde vitesse. Le pignon 4 tourne encore dans le sens de la flèche 10 mais, étant donné que l'arbre 3 tourne plus vite, comme l'indique la flèche b (figure 3), l'élément à friction est tiré d'une distance limitée par rapport au support 11 vers la position représentée sur les figures 3 et 5 En raison de l'appui entre les parties pliées 21 du support et des bords inclines 19 des logements, l'élément à friction 12 est poussé contre la force des ressorts 14 vers le support, de sorte que le contact entre les surfaces à friction est réduit à un niveau négligeable. Ainsi, l'invention permet un dégagement simple, efficace et automatique du dispositif de freinage qui ne présente donc pas les inconvénients des freins connus à engagement permanent et qui, grâce à l'utilisation du pignon de première vitesse comme l'un des éléments à friction ne nécessite qu'un espace minimal L'invention n'est cependant pas limitée au mode de réalisation décrit mais englobe des modes de réalisation avec des surfaces à friction sur d'autres pièces tournantes les unes par rapport 30 aux autres entre lesquelles se produit l'inversion précitée de rotation relative. 255 159 REVENDICATIONS 1 Boite de vitesses de véhicule à moteur, comprenant un dispositif pour appliquer aux arbres, quand la boîte de vitesses est au point mort, un couple dirigé à l'opposition du couple d'entrée, 5 caractérisêeen ce que ledit dispositif comporte des surfaces à friction ( 10,13) sur des éléments ( 4,12) qui tournent l'un par rapport à l'autre, et des pièces ( 16,19,20,21,22) qui coopèrent sous l'effet d'une rotation relative dans un sens entre les éléments 10 pour entrainer une prise entre les surfaces à friction tandis que sous l'effet d'une rotation relative dans le sens opposé, elles libèrent ladite prise au moins pour l'essentiel. 2 Boite de vitesses selon la revendication 1 15 caractérisée en ce que l'un desdits éléments tournants est formé par un pignon ( 4) pour la vitesse inférieure en marche avant, monté pour tourner sur un arbre de sortie ( 3 Y et qui peut être verrouillé sur l'arbre sur un dispositif d'accouplement tandis que l'autre 20 élément tournant est formé par un support ( 11) fixé sur l'arbre sans pouvoir tourner par rapport à lui avec un élément à friction ( 12) porté par le support et qui peut tourner et se déplacer axialement d'une façon limitée par rapport au support, de manière qu'une 25 rotation limitée du support par rapport à l'élément à friction, dans un sens, produise un déplacement axial de l'élément à friction ( 12) vers une surface à friction ( 10) dans le pignon, tandis qu'une rotation correspondante dans le sens opposé produit 30 un déplacement de l'élement à friction dans le sens opposé. 3 Boîte de vitesses selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'un dispositif élastique ( 14) est disposé entre le support ( 11) et l'élément à friction 35 ( 12)poussant l'élément à friction contre la surface à friction du pignon ( 4), le support et l'élément à 7 2 52551159 friction comportant des surfaces inclinées coopérantes ( 19,21) qui, sous l'effet de la rotation dans ledit sens opposé, produisent un déplacement de l'élément à friction contre la direction de la force du dispo5 sitif élastique. 4 Boîte de vitesses selon la revendication 3, caractérisée en ce que le support ( 11) et l'élément à friction ( 12) comportent des surfaces coopérantes supplémentaires ( 20,22) qui, sous l'effet de la rotation dans ledit premier sens, poussent l'élément à friction dans la direction de la force du dispositif élastique. Boîte de vitesses selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'élément à friction ( 12) comporte des logements en arc de cercle ( 18) dont les bords d'extrémités forment lesdites surfaces inclinées ( 19,20), et en ce que le support est un disque avec des barrettes en arc de cercle ( 17) recourbées en dehors de leur plan, et qui pénètrent dans les logements 20 avec des parties de surface ( 21,22) coopérant avec les surfaces ( 19,20) de l'élément à friction.