Brevet FR2613015A1 — publié le 19880930

DISPOSITIF D'UN RAPPORT DE VITESSE SUPPLEMENTAIRE SUR UNE BOITE DE VITESSES MECANIQUE La présente invention se rapporte à un dispositif de rapport de vitesse supplémentaire sur une botte de vitesses mécanique, qui se monte notamment sur les véhicules automobiles de tourisme. La plupart des bottes de vitesses mécaniques qui équipent les véhicules automobiles de tourisme comportent au moins quatre rapports de vitesses avant qui sont logés dans un carter. Ces bottes de vitesses ont un arbre primaire et un arbre secondaire sur lesquels sont montes autant de trains d'engrenage qu'il y a de vitesses avec un système de synchronisation correspondant. Lorsque la botte de vitesses a un cinquième rapport, comme on le trouve sur de nombreuses voitures modernes, celui-ci est monté à I'extérieur du carter 24 de la botte de vitesses à l'intérieur d'un couvercle 25, comme on peut le voir sur la figure 1. L'arbre primaire 3, l'arbre secondaire 29 sont prolongés, de manière à pouvoir recevoir un train d'engrenage 30 avec un système de synchronisation, qui donnera la cinquième vitesse. Dans les voitures actuelles à très hautes performances, il est nécessaire d'avoir un sixième rapport de botte de vitesses afin de pouvoir exploiter pleinement la puissance du moteur et d'obtenir des vitesses très élevées du véhicule avec un régime correct du moteur. La solution utilisée, représentée sur la figure 1, consiste alors à ajouter un sixième train d'engrenage 31 avec un système de synchronisation, qui sera monté à côté du cinquième train d'engrenage 30, dans le couvercle, les arbres primaire 3 et secondaire 29 étant prolongés d'autant. Cette solution demande un volume supplémentaire relativement important, non seulement dans le sens axial de la botte de vitesses mécanique, mais aussi dans le sens radial. Le but de la présente invention est de proposer une boute de vitesses mécanique, où l'on dispose d'un rapport supplémentaire qui permette d'avoir un encombrement minimal dans le sens axial et dans le sens radial, tout en conservant le passage aisé de cette vitesse supplémentaire. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif d'un rapport de vitesse supplémentaire sur une botte de vitesses mécanique à un nombre impair de vitesses en marche avant. Le rapport de vitesse supplémentaire est obtenu par l'association d'un train épicycloidal avec le pignon de l'arbre primaire correspondant à la vitesse immédiatement inférieure ; et avec des moyeux de solidarisation permettant, d'une part, de verrouiller le train épicycloidal afin d'avoir le rapport de vitesse immédiatement inférieur et, d'autre part, en coopérant avec des moyeux de freinage d'avoir le rapport de vitesse supplémentaire recherché. Selon un mode de réalisation de l'invention, le nombre impair de vitesses en marche avant est égal à cinq. Selon un mode de réalisation de l'invention, le train épicy cloldal comporte une couronne qui engrène avec des satellites entratnant un planétaire ; ladite couronne appartenant à une cloche qui se prolonge par un moyeu solidaire du pignon de l'arbre primaire. Le planétaire se prolonge par un arbre monté fou sur l'arbre primaire. Les satellites sont montés, d'une part, sur un porte-satellites et, d'autre part, sur un flasque, le porte-satellites se prolongeant par un moyeu solidaire en rotation avec l'arbre primaire et sur lequel tourne fou ledit moyeu de la cloche. Le flasque est solidaire d'un moyeu, qui est monté fou sur l'arbre dudit planétaire. Le planétaire, le porte-satellites et la cloche sont positionnés dans le sens axial au moyen de butées. Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens de solidarisation consistent en un baladeur qui est monté sur un moyeu solidaire en rotation avec l'arbre du planétaire, le baladeur coulissant sur ledit moyeu pour venir coopérer avec des dents appartenant au moyeu du flasque du porte-satellites afin de solidariser en rotation le porte-satellites au planétaire pour verrouiller le train épicycloldal. Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens de freinage consistent en un baladeur qui est monté sur un moyeu solidaire en rotation avec l'arbre du planétaire, le baladeur coulissant sur ledit moyeu pour venir coopérer avec des dents appartenant à un bossage du couvercle du carter de botte de vitesses afin de bloquer en rotation le planétaire. Selon un mode de réalisation de l'invention, le moyeu du flasque du porte-satellites est muni d'un système de synchronisation. Selon un mode de réalisation de l'invention, le bossage appartenant au couvercle du carter est muni d'un système de synchronisation. Selon un mode de réalisation de l'invention, les butées sont des butées à aiguilles et le moyeu solidaire du pignon, le moyeu du flasque du porte-satellites et l'arbre du planétaire sont montés respectivement sur des aiguilles. Selon un mode de réalisation de l'invention, le moyeu du portesatellites est solidarisé en rotation avec l'arbre primaire au moyen de cannelures. Selon un mode de réalisation, le moyeu du systeme de synchronisation est solidarisé en rotation avec l'arbre du planétaire au moyen de cannelures. Selon un mode de réalisation de l'invention, le pignon est soudé sur son moyeu. Selon un mode de réalisation de l'invention, le pignon est collé sur son moyeu. Le dispositif d'un rapport de vitesse supplémentaire selon l'invention présente ainsi l'avantage d'intégrer la cinquième et la sixième vitesse dans un ensemble unique qui se monte facilement, dans un couvercle, à l'extérieur du carter de la botte de vitesses. De plus, cet ensemble est particulièrement compact notamment dans le sens radial, ce qui est particulièrement important dans les véhicules modernes où le logement réservé aux organes mécaniques est toujours réduit. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui suit, de modes de réalisation donnés à titre d'exemples en référence aux dessins annexés sur lesquels - la figure 2 est une coupe suivant l'axe de la botte de vitesses mécanique qui représente le dispositif d'un rapport de vitesse supplémentaire suivant l'invention, le système étant enclenché sur l'un des deux rapports - la figure 3 est une vue identique à la figure 2, le système étant enclenché sur l'autre rapport ; - la figure 4 est une coupe semblable à la figure 2, d'une variante de l'invention. Le dispositif d'un rapport de vitesse supplémentaire selon l'inventeur se rapporte à une botte de vitesses mécanique qui a généralement un nombre impair de rapports. En effet, ce type de botte a quatre vitesses qui sont incluses dans un carter 24, dans lequel il y a autant de trains d'engrenage que de vitesses, et où les systèmes de synchronisation sont groupés deux par deux. Un cinquième rapport est donné par un cinquième train d'engrenage 30, situé à l'extérieur du carter 24, à l'intérieur d'un couvercle 25 qui vient se fixer sur ledit carter 24. L'invention propose un dispositif qui vient se monter à la place de ce cinquième train d'engrenage et qui permet d'avoir le cinquième et le sixième rapport recherchés. Le rapport de vitesse supplémentaire à un nombre impair de vitesses en marche avant est obtenu par l'association d'un train épicycloIdal, référencé 1 dans son ensemble, avec un pignon 2 de arbre primaire 3. Ce pignon 2 correspond au cinquième rapport de marche avant. Des moyens de solidarisation permettent de verrouiller le train épicycloldal afin d'avoir le cinquième rapport. Ces moyens de solidarisation coopèrent, par ailleurs, avec des moyens de freinage afin d'avoir le sixième rapport de marche avant recherché. Le train épicycloldal 1 comporte une couronne 4 qui engrène avec des satellites 5 entraînant un planétaire 6. Les satellites 5 sont montés sur des axes 32 supportés, d'une part, par un porte-satellites 9 et, d'autre part, par un flasque 11. Le porte-satellites 9 se prolonge par un moyeu 10 qui se monte sur l'arbre primaire 3 avec lequel il est solidaire en rotation au moyen de cannelures 13. La couronne 4 appartient à une cloche 7 qui se prolonge par un moyeu 8 sur lequel est soudé le pignon 2. Le moyeu 8 est monté fou sur le moyeu 10 au moyen d'aiguilles 14. Dans une variante de réalisation, le pignon 2 est collé sur le moyeu 8. Le planétaire 6 se prolonge par un arbre 12 qui est monté fou sur l'arbre primaire 3 au moyen de deux séries d'aiguilles 18. Le flasque 11 est solidaire d'un moyeu 28 qui est monté fou sur l'arbre 12 au moyen d'aiguilles 19. Le moyeu 10 du portesatellites 9 vient buter axialement contre une rondelle d'appui 21. La cloche 7, par son moyeu 8, s'appuie sur la rondelle d'appui 21 au moyen d'une butée à aiguilles 15 et le porte-satellites 9 s'appuie sur ladite cloche 7 par l'intermédiaire d'une butée à aiguilles 16. Le planétaire 6 s'appuie à son tour sur le porte-satellites 9 au moyen d'une butée à aiguilles 17. Les moyens de solidarisation entre le planétaire 6 et le flasque 11 du porte-satellites 9 consistent en un baladeur 23 qui coulisse sur un moyeu 22 monté sur l'extrémité de l'arbre primaire 3. Le moyeu 22 est solidaire en rotation avec l'arbre primaire 2 au moyen de cannelures 20. Des dents 33 sont aménagées sur le moyeu 28 afin de constituer un crabot. Le baladeur 23 vient s'engager dans les dents 33 afin d'obtenir la position crabotée qui solidarise en rotation le flasque 11, donc le porte-satellites 9, avec le planétaire 6. De ce fait, tout le train épicyclofdal 1 est verrouillé et tourne à la même vitesse. Le pignon 2 entratne le pignon correspondant de l'arbre secondaire non représenté dans le cinquième rapport. De plus, un système de synchronisation est constitué essentiellement par un anneau 36, qui coopère avec le moyeu 28. Les moyeux de freinage consistent en le même baladeur 23. Des dents 35 sont aménagées sur un bossage 34 du couvercle 25, afin de constituer un crabot. Le baladeur 23 vient s'engager dans les dents 35 afin d'obtenir la position crabotée, qui solidarise en rotation le moyeu 22, donc le planétaire 6, avec le couvercle 25. De ce fait, le planétaire 6 est bloqué en rotation. La couronne 4 donc le pignon 2 tournent à une vitesse supérieure au porte-satellites 9, c'est-à-dire à l'arbre primaire 3. Le pignon 2 entrain le pignon correspondant de l'arbre secondaire dans le sixième rapport. De plus, un système de synchronisation est constitué essentiellement par un anneau 37, qui coopère avec le bossage 34. Tout l'ensemble des pièces montées sur l'extrémité de l'arbre primaire 3 est immobilisé axialement par une rondelle 27 et une vis 26 ou une vis à embase. Ce type de réalisation peut avoir un système de lubrification, comme cela est représenté sur la figure 4. Une canule 38 est alors montée entre le bossage 34 et l'extrémité de l'arbre 3. De plus, des rainures 39 sont aménagées dans le couvercle 25. REVENDICATIONS 1 - Dispositif d'un rapport de vitesse supplémentaire sur une boîte mécanique à un nombre impair de vitesses en marche avant, caractérisée en ce que le rapport de vitesse supplémentaire est obtenu par l'association d'un train épicyclordal (1) avec le pignon (2) de l'arbre primaire (3) correspondant à la vitesse immédiatement inférieure ; et avec des moyens de solidarisation permettant, d'une part, de verrouiller le train épicy cloldal (1) afin d'avoir le rapport de vitesse immédiatement inférieur et, d'autre part, en coopérant avec des moyens de freinage d'avoir le rapport de vitesse supplémentaire recherché. 2 - Dispositif d'un rapport de vitesse supplémentaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que le nombre impair de vitesses en marche avant est égal à cinq. 3 - Dispositif d'un rapport de vitesse supplémentaire selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le train épicycloldal (1) comporte une couronne (4) qui engrène avec des satellites (5) entraînant un planétaire (6) ; ladite couronne (4) appartenant à une cloche (7) qui se prolonge par un moyeu (8) solidaire du pignon (2) ; le planétaire (6) se prolongeant par un arbre (12) monté fou sur l'arbre primaire (3) ; les satellites (5) étant montés, d'une part, sur un porte-satellites (9) et, d'autre part, sur un flasque (11), le porte-satellites (9) se prolongeant par un moyeu (10) solidaire en rotation avec l'arbre primaire (3) et sur lequel tourne fou ledit moyeu (8), le flasque (11) étant solidaire d'un moyeu (28) qui est monté fou sur ledit arbre (12) ; le planétaire (6), le porte-satellites (9) et la cloche (7) étant positionnés dans le sens axial au moyen de butées. 4 - Dispositif d'un rapport de vitesse supplémentaire selon la revendication 3 caractérisé en ce que les moyens de solidarisation consistent en un baladeur (23) qui est monté sur un moyeu (22) solidaire en rotation avec l'arbre (12) du planétaire (6), le baladeur (23) coulissant sur ledit moyeu (22) pour venir coopérer avec des dents (33) appartenant au moyeu (28) du flasque (11) afin de solidariser en rotation le porte-satellites (9) au planétaire (6) pour verrouiller le train épicycloidal (1). 5 - Dispositif d'un rapport de vitesse supplémentaire selon la revendication 3 caractérisé en ce que les moyens de freinage consistent en un baladeur (23), qui est monté sur un moyeu (22) solidaire en rotation avec l'arbre (12) du planétaire (6), le baladeur (23) coulissant sur ledit moyeu (22) pour venir coopérer avec des dents (35) appartenant à un bossage (34) du couvercle (25) du carter (24) de botte de vitesses afin de bloquer en rotation le planétaire (6). 6 - Dispositif d'un rapport de vitesse supplémentaire selon la revendication 4 caractérisé en ce que le moyeu (28) est muni d'un système de synchronisation. 7 - Dispositif d'un rapport de vitesse supplémentaire selon la revendication 5 caractérisé en ce que le bossage (34) est muni d'un système de synchronisation. 8 - Dispositif d'un rapport de vitesse supplémentaire selon la revendication 3 caractérisé en ce que les butées sont des butées à aiguilles (15), (16) et (17) et que le moyeu (8), le moyeu (28) et l'arbre (12) sont montés respectivement sur des aiguilles (14), (19) et (18). 9 - Dispositif d'un rapport de vitesse supplémentaire selon la revendication 3 caractérisé en ce que le moyeu (10) est solidarisé en rotation avec l'arbre primaire (3) au moyen de cannelures (13). 10 - Dispositif d'un rapport de vitesse supplémentaire selon l'une des revendications 4 et 5 caractérisé en ce que le moyeu (22) est solidarisé en rotation avec l'arbre (12) au moyen de cannelures (20). 11 - Dispositif d'un rapport de vitesse supplémentaire selon la revendication 3 caractérisé en ce que le pignon (2) est soudé sur le moyeu (8). 12 - Dispositif d'un rapport de vitesse supplémentaire selon la revendication 3 caractérisé en ce que le pignon (2) est collé sur le moyeu (8).