Brevet FR2621668A1 — publié le 19890414

BOITE PONT-INVERSEUR POUR VEHICULE AUTOMOBILE, NOTAMMENT POUR VOITURETTE La présente invention concerne une boite pontinverseur pour véhicule automobile, notamment pour voiturette. Les boites ponts-inverseurs actuelles sont encombrantes, plus particulièrement dans le sens de la hauteur, ce qui est un inconvénient important pour les véhicules automobiles de petites dimensions tels que les voiturettes du type à variateur et embrayage centrifuge, du fait qu'elles nécessitent une fixation latérale qui est alors difficile à réaliser de manière efficace.En effet, ls boites connues comportent pour la plupart, sur trois étages différents, un arbre d'entrée supportant généralement une poulie variatrice, un arbre intermédiaire, et deux arbres de sortie ; ces boites sont disposées de telle sorte que le plan de voie soit perpendiculaire à l'axe d'entrée, et sont réalisées sous la forme de deux demi-coquilles définissant un plan de joint perpendiculaire aux axes d'entrée et de sortie leur fixation latérale, perpendiculaire aux axes, implique l'utilisation d'une tôle à deux rabats De plus, avec les boîtes ponts-inverseurs connues, les problèmes de fiabilité sur les arbres d'entrée, supportant généralement la poulie variatrice, sont réels, car ces arbres d'entrée, à cause de la conception de-la boite, sont de diamètre relativement faible (dix neuf millimètres). Aussi, l'invention a pour but de créer une boîte pont-inverseur pour véhicule automobile, notamment pour voiturette, présentant une hauteur modérée et résolvant les problèmes mentionnés plus haut tout en restant d'un prix limité. A cet effet, l'invention concerne une boite pont-inverseur pour vehicule automobile, notamment pour voiturette, caractérisée en ce qu'elle comporte deux arbres de sortie disposés alignés dans le prolongement l'un de l'autre et sur lesquels sont cales respectivement les deux pignons planétaires d'un différentiel, et un arbre d'entrée disposé coaxialement à l'un des deux arbres de sortie. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre d'une forme de réalisation de l'invention donnée à titre d'exemple non limitatif et représentée sur les dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une section longitudinale d'une boîte pont-inverseur selon l'invention, - la figure 2 est une section partielle schématique selon la ligne II-II de la figure 1, et - la figure 3 est une section partielle schématique selon la ligne III-III de la figure 1. Les éléments mécaniques constituant cette boîte sont logés dans un boîtier 1 constitué de deux demicarters assemblés par exemple par des vis. Le boitier 1 comporte à cet effet deux chambres 2, 3 en communication dans lesquelles sont logés respectivement un ensemble démultiplicateur de vitesse 4 et un ensemble constitué d'un inverseur de marche 5 et d'un différentiel 6. Le plan de section de la figure 1 est le plan de joint des deux demi-carters qui n'est autre que le plan horizontal passant par les axes de l'arbre d'entrée 7 (qui porte la poulie variatrice, non représentée), des arbres de sortie 8, 9, et d'un arbre secondaire 10 parallèle aux précédents. L'arbre d'entrée 7, creux, est monté coaxialement autour de l'arbre de sortie de droite 8, qui est lui-même aligné dans le prolongement de l'arbre de sortie de gauche 9 t l'arbre d'entrée tubulaire 7 et les arbres de sortie 8, 9 ont donc leur axe longitudinal commun, auquel l'axe de l'arbre secondaire 10 est parallèle.En vue du passage vers l'extérieur de l'arbre d'entrée et des arbres de sortie, le boitier comporte deux ouvertures circulaires 11, 12 en regard l'une de l'autre (axes centraux alignés) formant paliers dans lesquels les arbres 7, 8, 9 sont centrés ; les chambres 2, 3 sont séparées par une cloison 13 comportant également une ouverture de passage circulaire 14 à axe central aligné avec ceux des ouvertures extérieures et formant palier intermédiaire ; ainsi, l'arbre d'entrée creux 7 est centré dans l'ouverture extérieure 11 de la chambre de démultiplication 2 et dans l'ouverture 14 de la cloison 13 au moyen de deux roulements à billes 15, 16 respectivement logés dans cette ouverture extérieure et cette ouverture de passage de la cloison 13, tandis que l'arbre de sortie de droite 8 est centré à l'intérieur d'un alésage réalisé dans cet arbre d'entrée 7 au moyen d'un joint à lèvre 17 t alors que l'extrémité de l'arbre d'entrée 7 qui est dans le boitier 1 ne pénètre pas dans celui-ci au-délà approximativement du milieu de l'ouverture de la cloison 13 (l'arbre 7 ne traverse donc que la chambre de démultiplication 2), l'extrémité de l'arbre de sortie de droite 8 qui est dans le boîtier 1 pénètre dans celui-ci approximativement jusqu'au centre de la chambre 3 de l'inverseur et du différentiel (l'arbre 8 traversant donc également la chambre de démultiplication 2) ; à l'opposé, l'arbre de sortie de gauche 9 est centré dans l'ouverture extérieure 12 de la chambre 3 de l'inverseur et du différentiel au moyen d'un organe approprié 18 tel qu'un joint à lèvre logé dans un flasque 19 fermant le boîtier 1 pour ne laisser le passage qu'à l'arbre 9, de même que, du côté opposé, dans l'ouverture extérieure 11 de la chambre de démultiplication 2, est prévu un organe similaire 20 autour de l'arbre d'entrée 7; l'arbre de sortie de gauche 9 ne traverse pas entièrement la chambre 3 de l'inverseur et du différentiel, mais son extrémité libre atteint seulement approximativement le milieu de cette chambre 3, de sorte à se trouver à proximité immédiate de l'extrémité libre de l'arbre de sortie de droite 8 sans la toucher.A l'intérieur de la chambre 3 de l'inverseur et du différentiel, les deux arbres de sortie 8, 9 sont logés à l'intérieur d'un corps 21 de différentiel constitué d'un bloc évidé dans sa partie centrale et comportant deux pignons 22, 23 parallèles approximativement symétriques, accolés et fixés l'un à l'autre de manière que leurs dentures soient disposées à distance l'une de l'autre, et dont les moyeux 221, 231, aux extrémités opposées du bloc, sont munis d'un trou central pour le passage des arbres 8, 9 ; les moyeux 221, 231 du corps de différentiel sont portés l'un dans l'ouverture extérieure 12 de la chambre 3 et l'autre dans l'ouverture 14 de la cloison 13, ouvertures dans lesquelles ils sont centrés au moyen de roulements à billes 24, 25. L'arbre d'entrée 7 porte, dans la chambre de démultiplication 2, et à proximité immédiate de l'ouverture extérieure 11 de cette chambre, un pignon d'entrée 27 cylindrique qui est calé sur lui, éventuellement en une seule pièce avec lui. Ce pignon d'entrée 27 engrène un autre pignon 28 cylindrique, porté par l'arbre secondaire 10 ; cet autre pignon 28 comporte deux dentures, 281, 282, l'une de plus grand diamètre et comportant un plus grand nombre de dents que le pignon d'entrée et également de plus grand diamètre que l'autre denture du même pignon ; ce pignon 28 est monté fou autour de l'arbre secondaire, au moyen par exemple de roulement(s) à aiguilles ; de la sorte, ce pignon 28 tourne moins vite que le pignon d'entrée 27 ; la denture 282 de plus faible diamètre de ce pignon fou 28 engrène une denture 291 de plus grand diamètre et ayant un plus grand nombre de dents appartenant à un pignon cylindrique 29 monté fou sur l'arbre d'entrée 7 par exemple au moyen de roulements à aiguilles, à proximité de la cloison 13, ce pignon 29 monté fou sur l'arbre d'entrée 7 portant une autre denture 292 de plus petit diamètre engrenant un pignon 30 cylindrique de plus grand diamètre et comportant un plus grand nombre de dents, qui est calé sur l'arbre secondaire 10, éventuellement en une seule pièce avec lui ; de la sorte, il existe une deuxième démultiplication lors du passage du pignon fou 28 de l'arbre secondaire 10 au pignon fou 29 de l'arbre d'entrée 7, et une troisième démultiplication lors du passage de ce dernier au pignon 30 calé sur l'arbre secondaire 10. L'arbre secondaire 10, traversant le boîtier 1 d'une extrêmité à l'autre, est centré dans les parois extérieures de ce boîtier au moyen de roulements à billes; il traverse la cloison 13 à travers une ouverture 14'. Dans la chambre 3 de l'inverseur 5 et du différentiel 6, cet arbre secondaire 10 porte un pignon baladeur 31 d'inversion de marche comportant deux couronnes de crabots 311, 312 disposées dos à dos, lie à lui en rotation mais mobile en translation longitudinale (au moyen d'une solidarisation par canelures) entre deux pignons menés 32, 33 montés fous sur l'arbre secondaire au moyen de roulements à aiguilles ; les deux pignons fous 32, 33 comportent chacun deux dentures 321, 322 331, 332 : une denture à crabots 321, 331 adaptée à engrener avec l'une des dentures 311, 312 du pignon à crabots, et une denture cylindrique 322, 332 destinée à entraîner un autre pignon, comme cela sera expliqué dans la suite de la description ; la distance entre les pignons fous 32, 33 est sensiblement plus grande que la longueur du baladeur 31 de telle sorte que seulement l'un de ces deux pignons 32, 33 à la fois puisse engrener le baladeur 31 quelle que soit la position longitudinale de celui-ci sur l'arbre secondaire 10 ; la translation du baladeur 31 est commandée par une fourchette de commande d'inversion de marche (non représentée). La denture cylindrique 322 du pignon fou 32 monté sur l'arbre secondaire 10 du côté de la cloison 13 entraine la denture, cylindrique, du pignon 23 constituant le corps 21 de différentiel qui est situé du côté de la cloison 13, tandis que la denture cylindrique 332 du pignon fou 33 monté sur le même arbre 10 du côté de l'-ouverture extérieure 12 engrène un pignon cylindrique inverseur de marche 34 (figure 2), non visible sur la figure 1, engrenant lui-même la denture cylindrique du pignon 22 constituant le corps 21 de différentiel qui est situé du côté de l'ouverture extérieure 12 de la chambre 3 de l'inverseur et du différentiel.Ainsi, selon que le baladeur 31 engrène directement le bloc différentiel (côté cloison) ou par l'intermédiaire du pignon inverseur 34 (côté ouverture extérieure), ce bloc tourne dans un sens ou dans l'autre au moyen de l'un ou l'autre de ses pignons d'entrée 23, 22 de différentiel. Le bloc différentiel est réalisé sous la forme d'un différentiel à pignons cylindriques, et comporte à cet effet deux arbres satellites 35, 36 (figure 3), seul l'arbre 35 qui est dans le plan de section étant représenté sur la figure 1, parallèles à l'arbre de sortie 9 de gauche et à l'arbre de sortie 8 de droite, sur lesquels sont calés deux pignons satellites cylindriques respectifs 37, 38 disposés à l'intérieur du bloc, l'un du côté de la cloison et l'autre du côté de la paroi extérieure de la chambre 3, dont les dentures engrènent d'une part, dans la partie centrale du bloc, l'une avec l'autre, et d'autre part, du côté de la cloison, pour l'un des pignons satellites, avec un pignon planétaire 39 calé sur l'arbre de sortie 8 de droite, éventuellement en une seule pièce avec lui, et du côté de la paroi extérieure, pour l'autre pignon satellite, avec un pignon planétaire 40 calé sur l'arbre de sortie 9 de gauche, également éventuellement en une seule pièce avec lui. Les pièces en rotation à des vitesses différentes à proximité immédiate les uns des autres sont si nécessaire séparées par des roulements à aiguilles. Ainsi, lorsque l'arbre d'entrée 7 est entrainé en rotation, il entraîne en rotation l'arbre secondaire 10 par l'intermédiaire des pignons démultiplicateurs 27, 28, 29, 30 ; en fonction de la position du pignon baladeur 31, le bloc différentiel est donc entraîné en rotation dans un sens ou dans l'autre, c'est-à-dire en marche avant par l'intermédiaire du pignon unique 32, ou en marche arrière par l'intermédiaire des pignons engrenés 33, 34. La rotation du bloc différentiel entraîne en cascades celles des arbres satellites 35, 36, des pignons satellites 37, 38, et des pignons planétaires 39, 40 à la même vitesse ou à des vitesses différentes. I1 résulte de la rotation des pignons planétaires 39, 40, une rotation correspondante des arbres de sortie de droite 8 et de gauche 9, donc des roues du véhicule. Cette structure et cet agencement permettent donc de constituer le boîtier au moyen de deux demicarters disposés vis-à-vis de part et d'autre d'un plan de joint parallèle au plan déterminé par l'axe longitudinal de l'arbre secondaire 10 et l'axe des arbres de sortie 8, 9 et de l'arbre d'entrée 7, ou mieux, confondu avec ce plan. Ils permettent également de réaliser un arbre d'entrée de grand diamètre (supérieur à trente millimètres par exemple), puisque creuse, en conséquence plus résistant que les arbres conventionnels, et cela même sans augmentation de poids. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation ci-dessus décrite et représentée, à partir de laquelle on pourra prévoir d'autres formes de réalisation sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Boîte pont-inverseur pour véhicule automobile, notamment pour voiturette, caractérisée en ce qu'elle comporte deux arbres de sortie (8, 9) disposés alignés dans le prolongement l'un de l'autre et sur lesquels sont calés respectivement les deux pignons planétaires (39, 40) d'un différentiel, et un arbre d'entrée (7) disposé coaxialement à l'un des deux arbres de sortie (8, 9). 2. Boîte pont-inverseur selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un arbre secondaire (10) disposé parallèlement aux arbres de sortie (8, 9) et à l'arbre d'entrée (7). 3. Boite pont-inverseur selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comporte un boîtier extérieur (1) en deux parties disposées vis-à-vis de part et d'autre d'un plan de joint parallèle au plan déterminé par l'axe longitudinal de l'arbre secondaire (10) et l'axe des arbres de sortie (8, 9) et de l'arbre d'entrée (7). 4. Boîte pont-inverseur selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comporte un boitier extérieur (1) en deux parties disposées vis-à-vis de part et d'autre d'un plan de joint déterminé par l'axe longitudinal de l'arbre secondaire (10) et l'axe des arbres de sortie (8, 9) et de l'arbre d'entrée (7). 5. Boite pont-inverseur selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'arbre d'entrée (7) est creux et disposé autour de l'un des deux arbres de sortie (8, 9). 6. Boîte pont-inverseur selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est équipée d'un dispositif d'inversion de marche (5), muni d'un pignon baladeur (31) comportant deux dentures à crabots (311, 312) disposées dos-à-dos et calé en rotation mais mobile en translation sur un arbre (10) disposé parallèlement aux arbres de sortie (8, 9) et à l'arbre d'entrée (7) entre une position d'engrènement par l'une des dentures à crabots, d'un premier pignon mené (32) monté fou sur ledit arbre (10) et comportant lui-même une denture à crabots (321) engrenant avec la denture à crabots (311) du pignon baladeur (31) et une autre denture (322) engrenant un pignon (23) d'entrée de différentiel, et une position d'engrènement par l'autre denture à crabots, d'un second pignon mené (33) également monté fou sur ledit arbre (10) et comportant également une denture à crabots (331) engrenant avec la denture à crabots (312) du pignon baladeur (31) et une autre denture (332) engrenant un pignon inverseur (34) engrenant lui-même un autre pignon (22) d'entrée de différentiel, de telle sorte que seul l'un des deux pignons menés (32, 33) à la fois puisse être entraîné par le pignon baladeur (31), déterminant ainsi le sens de rotation des pignons (22, 23) d'entrée de différentiel. 7. Boîte pont-inverseur selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'arbre d'entree (7) est équipé d'un pignon (27) calé sur lui en engrenant une denture (281) d'un pignon (28) à deux dentures (281, 282) monté fou sur un arbre secondaire (10) parallèle à l'arbre d'entrée, et d'un pignon fou (29) également à deux dentures (291, 292) dont l'une des dentures engrène l'autre denture (282) du pignon fou (28) de l'arbre secondaire (10). 8. Boîte pont-inverseur selon la revendication 7, caractérisée- en ce que l'arbre secondaire (10) est équipé d'un pignon (30) calé sur lui et engrenant l'autre denture (292) du pignon fou (29) de l'arbre d'entrée (7). 9. Boîte pont-inverseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif différentiel à pignons cylindriques (22, 23, 37, 38, 39, 40).