Brevet FR2733811A1 — publié le 19961108

La présente invention a pour objet une boîte de vitesses pour véhicule à groupe moto-propulseur transversal, du type comprenant un arbre principal d'entrée, disposé intérieurement à un harnais primaire monté fou et portant des pignons primaires correspondant à différentes vitesses, un arbre de sortie parallèle à l'arbre principal et sur lequel sont montés fous des pignons secondaires toujours en prise avec les pignons de l'arbre principal, ainsi que des synchroniseurs permettant de solidariser sélectivement chacun de ces pignons secondaires avec l'arbre de sortie. La demande de brevet français 92 06 917 (2 692 018) au nom de Henry DANGEL décrit une boîte de vitesses de ce type, permettant de disposer d'une seconde gamme de vitesses réduites grâce à un réducteur à deux pignons montés fous sur un arbre secondaire parallèle à l'arbre principal, et en prise avec des pignons associés de l'arbre principal suivant des rapports différents. Cette boîte de vitesses nécessite donc de disposer d'un volume libre latéralement à l'arbre principal. Or dans certains cas, véhicules utilitaires peir exemple, un tel volume n'est pas disponible, alors que par contre il existe un emplacement libre en bout d'arbre. De plus la présence de cet arbre supplémentaire rend plus complexe la cinématique en raison des multiples jeux de pignons nécessaires, et ne permet pas de prise directe, ce qui diminue le rendement. L'invention a donc pour but de proposer une boîte de vitesses dans laquelle ces inconvénients sont éliminés. Conformément à l'invention, l'arbre principal porte à son extrémité un moyeu solidaire en rotation dudit arbre principal et d'un synchroniseur, un pignon primaire de cinquième vitesse solidaire en rotation du harnais primaire et un pignon terminal monté fou sur ledit moyeu au-delà du synchroniseur, et les deux pignons précités sont en prise avec des pignons d'un harnais secondaire susceptible d'être lui-même solidarisé en rotation avec l'arbre de sortie disposé à l'intérieur de ce harnais, les rapports entre ces deux paires de pignons étant différents afin de correspondre à des gammes de vitesses différentes, et un synchroniseur est associé au harnais secondaire afin de pouvoir solidariser ce dernier en rotation avec l'arbre de sortie en cinquième vitesse de l'une des gammes de vitesses. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé qui en illustre une forme de réalisation à titre d'exemple non limitatif. La figure unique est une vue en coupe axiale d'une forme de réalisation de la boîte de vitesses selon l'invent ion. La boîte de vitesses représentée au dessin peut avantageusement faire partie du système de transmission d'un véhicule à quatre roues, groupe moteur transversal, pont avant, pont arrière et arbre longitudinal, à propulsion avant et dont le pont arrière peut être motorisé, tel que celui décrit dans la demande de brevet français précitée. La boîte de vitesses comprend un arbre principal d'entrée 1 disposé intérieurement à un harnais primaire 2 monté fou sur l'arbre 1 et portant des pignons primaires 3, 4, 5, 6 correspondant aux quatre premières vitesses, et un arbre de sortie 7 sur lequel sont montés fous des pignons secondaires 8, 9, 11, 12 toujours en prise avec les pignons respectifs 3, 4, 5, 6 du harnais 2, ainsi que des synchroniseurs 13, 14. Ces derniers sont montés, de façon connue, respectivement entre les pignons 8, 9 de première et de seconde, et entre les pignons 11, 12 de troisième et de quatrième. Les synchroniseurs 13, 14 permettent de solidariser, en fonction de leur position axiale sur l'arbre de sortie 7, l'un de ces pignons avec cet arbre de sortie.Ce dernier engrène avec une couronne 15 coopérant, de manière connue en soi, avec un différentiel 16 monté à une extrémité d'un pont avant 17. Au-delà du différentiel 16 est montée une prise de mouvement non représentée, connue en soi, permettant de motoriser l'essieu arrière afin de rendre les quatre roues motrices. Les synchroniseurs 13, 14 actionnés par des fourchettes peuvent coopérer avec l'un des pignons associés afin de le solidariser avec l'arbre 7, ce qui permet d'établir dans la transmission le rapport de vitesse approprié. L'arbre principal 1 et le harnais 2 sont supportés par des roulements à rouleaux tel que 18a, 18b, tandis que l'arbre de sortie 7 est guidé par un roulement à billes 21 qui lui-même prend appui sur une plaque entretoise 22 séparant un carter 23 d'extrémité d'un carter de boîte de vitesses 24. L'arbre principal 1 porte à son extrémité aval un moyeu 25 solidarisé en rotation avec l'arbre 1, au moyen par exemple de cannelures 26. Ce moyeu 25 comporte des cannelures 27 en prise avec le moyeu d'un synchroniseur 28 ainsi solidarisé en rotation avec le moyeu 25 et l'arbre 1. Entre ce synchroniseur 28 et le pignon primaire 6 de quatrième, est disposé un pignon primaire 29 de cinquième vitesse solidaire en rotation du harnais tubulaire 2,par exemple au moyen de cannelures 31. Un pignon terminal 32 est monté fou sur le moyeu 25 avec interposition d'un roulement à aiguilles 33. Ce pignon 32 comporte une queue 32a guidée par rapport au carter 23 par des roulements à rouleaux 19. Le pignon primaire 29 de cinquième et le pignon terminal 32 sont en prise avec deux pignons respectifs 34, 35 d'un harnais secondaire tubulaire 36 monté fou sur un arbre creux 37 avec interposition de roulements à aiguilles 38. L'arbre creux 37 entoure l'arbre de sortie 7 auquel il est lié en rotation, par exemple au moyen de cannelures longitudinales 39, et il est de plus solidaire en rotation d'un synchroniseur 41 de cinquième vitesse. Le fonctionnement de la boîte de vitesses qui vient d'être décrite est le suivant L'arbre principal d'entrée 1 entrainé en rotation par le moteur (non représenté) entraîne lui-même en rotation le moyeu 25 et son pignon 27, qui entraîne en rotation le synchroniseur 28. La commande de ce dernier, réalisée de manière connue en soi, permet de solidariser au choix l'arbre d'entrée 1 avec le pignon primaire 29 ou le pignon terminal 32. Les dimensions des pignons 29, 32, 34, 35 et donc les rapports qu'ils permettent d'établir sont tels que le choix, par l'intermédiaire du synchroniseur 28, du couple de pignons 29 et 34 correspond à la gamme longue de vitesses, tandis que le choix du couple de pignons 32 et 35 correspond à la gamme courte. Lorsque le synchroniseur 28 est déplacé vers la droite (flèche F1), il rend l'arbre d'entrée 1 solidaire du pignon primaire de cinquième 29, lequel entraîne en rotation le harnais primaire 2. Les pignons primaires 3, 4, 5, 6 du harnais 2 entraînent donc en rotation respectivement les pignons secondaires 8, 9, 11, 12, tandis que le pignon de cinquième 29 entraîne en même temps en rotation le harnais secondaire 36 par son pignon 34 de gamme longue de vitesses. Pour engager alors l'une des cinq vitesses, il suffit de commander vers la gauche ou vers la droite l'un des synchroniseurs 13, 14 et 41. Par exemple le déplacement du synchroniseur 13 vers la gauche solidarise en rotation le pignon de seconde 9 avec l'arbre de sortie 7.La commande du synchroniseur de cinquième vitesse 41 vers la droite solidarise en rotation le harnais 36, et l'arbre de sortie 7, qui se trouve ainsi en prise directe. Pour utiliser la boîte de vitesses avec la gamme courte, on déplace le synchroniseur 28 vers la gauche, ce qui solidarise en rotation l'arbre d'entrée 1 avec le pignon terminal 32, lequel entraîne en rotation le pignon 35 et le harnais secondaire 36. De ce fait le pignon 34 entraine en rotation le pignon primaire 29 qui lui-même entraîne le harnais primaire 2 et ses pignons 3, 4, 5, 6. Le choix de l'une ou l'autre des cinq vitesses dans la gamme courte s'effectue alors comme précédemment exposé. A titre d'exemple numérique, le rapport de réduction entre les pignons 32 et 35 peut être de 34/37 et celui relatif aux pignons 34 et 29 peut être de 38/53, ce qui correspond à une réduction totale égale à 0,6588. Dans les deux gammes de vitesses, l'agencement de la boîte de vitesses assure une prise directe en cinquième. Par rapport à la boîte de vitesses décrite dans le brevet précité 92 06 917 (2 692 018), la boîte de vitesses selon l'invention présente un encombrement en largeur inférieur, car aucun arbre supplémentaire ne doit etre ajouté. De plus sa cinématique est notablement simplifiée, et elle permet une prise directe en cinquième vitesse dans les deux gammes, ce qui accroît le rendement, tout en réduisant son coût. La boîte de vitesses selon l'invention est parti culièrement avantageuse lorsqu'on dispose d'un volume utilisable dans la direction longitudinale et que l'on peut ainsi allonger la boîte sans inconvénient, ce qui est le cas pour des véhicules utilitaires. Diverses variantes de réalisation sont possibles: ainsi par exemple les arbres 7 et 37 pourraient être rendus monobloc, ce qui permettrait de supprimer les cannelures 39. REVENDICATIONS 1. Boîte de vitesses pour véhicule à groupe motopropulseur transversal, comprenant un arbre principal d'entrée (1), disposé intérieurement à un harnais primaire (2) monté fou sur cet arbre et portant des pignons primaires (3, 4, 5, 6) correspondant à différentes vitesses, un arbre de sortie (7) parallèle à l'arbre principal et sur lequel sont montés fous des pignons secondaires (8, 9, 11, 12) toujours en prise avec les pignons du harnais primaire, ainsi que des synchroniseurs (13, 14) permettant de solidariser l'un de ces pignons avec l'arbre de sortie, caractérisé en ce que l'arbre principal porte à son extrémité un moyeu (25) solidaire en rotation dudit arbre principal et d'un synchroniseur (28), un pignon primaire (29) de cinquième vitesse solidaire en rotation du harnais primaire (2) et un pignon terminal (32) monté fou sur ledit moyeu au-delà du synchroniseur, et en ce que les deux pignons précités (29, 32) sont en prise avec des pignons (34, 35) d'un harnais secondaire (36) susceptible d'être lui-même solidarisé en rotation avec l'arbre de sortie, les rapports entre ces deux paires de pignons (29, 34 et 32, 35) étant différents afin de correspondre à deux gammes de vitesses différentes, et un synchroniseur (41) est associé au harnais secondaire afin de pouvoir solidariser ce dernier en rotation avec l'arbre de sortie en cinquième vitesse de l'une des gammes de vitesses. 2. Boîte de vitesses selon la revendication 1, caractérisée en ce que le harnais secondaire (36) est monté fou sur un arbre creux (37) entourant l'arbre de sortie (7) auquel il est lié en rotation, cet arbre creux étant de plus solidaire en rotation du synchroniseur (41) de cinquième vitesse. 3. Boîte de vitesses selon l'une des revendica tions 1 et 2, caractérisée en ce que le pignon primaire (29) de cinquième vitesse est cannelé sur le harnais primaire (2) et l'arbre creux (37) est cannelé sur l'arbre de sortie (7). 4. Boîte de vitesses selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le moyeu terminal (25) de l'arbre principal (1) comporte des cannelures (27) en prise avec le synchroniseur (28) interposé entre le pignon primaire (29) de cinquième et le pignon terminal (32). 5. Boîte de vitesses selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le pignon terminal (32) comporte une queue (32a) guidée par des roulements à rouleaux (19) par rapport à un carter (23) d'extrémité.