Brevet FR2790809A1 — publié le 20000915

L'invention concerne une boîte de vitesses à plusieurs rapports pour un véhicule automobile comportant un embrayage double, comportant un arbre d'entrée servant à entraîner les premier et second embrayages, un premier arbre partant du premier embrayage et servant à entraîner un premier groupe d'éléments de transmission, un second arbre qui s'étend à partir du second embrayage et sert à entraîner un second groupe de rapports de transmission, et un arbre de sortie, qui peut être entrainé au moins alternativement par les éléments de transmission du premier ou second groupe. Une telle boîte de vitesses est connue par exemple d'après le document allemand DE 35 46 454 C2. La boîte de vitesses possède un arbre d'entrée pour l'entraînement des premier et second embrayages. Un premier arbre, qui part du premier embrayage, sert à entraîner un premier groupe d'éléments de transmission, et un second arbre, qui part du second embrayage, sert à entraîner un second groupe d'éléments de transmission. L'arbre de sortie de la boîte de vitesses est entrainé alternativement par le premier ou le second groupe d'éléments de transmission. Dans cette boîte de vitesses, le premier arbre est un arbre central et le second arbre est un arbre creux disposé concentriquement autour du premier arbre. Pour le démarrage, l'arbre central et l'arbre creux sont reliés entre eux d'une manière solidaire en rotation par l'intermédiaire d'un embrayage à dents commutable, disposé entre ces arbres, ce qui a pour effet que les deux embrayages peuvent être utilisés pour le démarrage. Cette boite de vitesses ne peut être utilisée que lorsque le premier arbre est un arbre central et le second arbre est un arbre creux disposé concentriquement autour de l'arbre central. On ne peut pas utiliser cette boîte de vitesses pour des boîtes de vitesses, qui possèdent deux arbres disposés parallèlement l'un à l'autre et à distance l'un de l'autre. Conformément à l'invention il est prévu une boite de vitesses à plusieurs rapports du type indiqué plus haut, caractérisé en ce que les premier et second groupes comportent chacun au moins un élément de transmission au moins pour le démarrage du véhicule automobile de sorte que le véhicule automobile peut démarrer avec deux embrayages fermés, au moins de telle sorte qu'une transmission de force s'effectue par l'intermédiaire de l'élément de transmission pour le démarrage, du premier groupe et par l'intermédiaire de l'élément de transmission pour le démarrage, du second groupe. Selon une autre caractéristique de l'invention, les rapports de démultiplication des deux éléments de transmission pour le démarrage sont dimensionnés de telle sorte qu'au moins lorsque les premier et second embrayages sont fermés simultanément et les éléments de transmission sont engagés, au moins pour le démarrage le rapport total de démultiplication de l'arbre d'entrée à l'arbre de sortie obtenu par l'intermédiaire du premier arbre et le rapport total de démultiplication de l'arbre d'entrée à l'arbre de sortie obtenu par l'intermédiaire du second arbre sont identiques. Selon une autre caractéristique de l'invention, le premier arbre est un premier arbre intermédiaire et le second arbre est un second arbre intermédiaire, qui sont disposés parallèlement l'un à l'autre et à distance l'un de l'autre. Selon une autre caractéristique de l'invention, des unités de commutation servant à établir une liaison, avec blocage en rotation, entre les arbres intermédiaires et les éléments de transmission sont disposés sur les arbres intermédiaires. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'arbre d'entrée est relié au premier embrayage par l'intermédiaire d'un premier couple de pignons et au second embrayage par l'intermédiaire d'un second couple de pignons. Selon une autre caractéristique de l'invention, le premier couple de pignons possède un premier rapport de démultiplication et le second couple de pignons possède un second rapport de démultiplication différent. Selon une autre caractéristique de l'invention, au moins un élément de transmission du premier arbre et au moins un élément de transmission du second arbre possèdent un pignon commun sur l'arbre de sortie. Selon une autre caractéristique de l'invention, un élément supplémentaire de transmission du premier arbre et un élément supplémentaire de transmission du second arbre possèdent un pignon commun sur l'arbre de sortie. Selon une autre caractéristique de l'invention, les premier et second arbres intermédiaires sont situés à la même distance de l'arbre de sortie. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'arbre d'entrée et l'arbre de sortie sont alignés l'un sur l'autre. La boîte de vitesses selon l'invention présente l'avantage de pouvoir être utilisée aussi bien pour une boîte de vitesses possédant un arbre central et un arbre creux que pour une boîte de vitesses possédant deux ou plus de deux arbres disposés en parallèle et à distance les uns des autres. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence au dessin annexé, sur lequel on a représenté un exemple de réalisation de l'invention, qui va être décrit ci-après de façon plus détaillée. La figure unique représente d'une manière très simplifiée une boîte de vitesses à plusieurs rapports comportant un embrayage double. Sur la figure unique, la référence 10 désigne une boite de vitesses à plusieurs rapports pour un véhicule automobile comportant un embrayage double, c'est-à-dire deux embrayages Kl, K2. Un arbre d'entrée 12 de la boîte de vitesses 10 est disposé dans une position alignée avec un arbre de sortie 14 de la boîte de vitesses 10. D'une manière générale, l'arbre d'entrée 10 et l'arbre de sortie 12 peuvent être également disposés en étant décalés l'un par rapport à l'autre; la disposition alignée permet cependant d'avoir un espace de montage radial plus faible de la boîte de vitesses 10. L'arbre d'entrée 12 est relié par l'intermédiaire d'un premier couple de pignons Z1 au premier embrayage K1 et par l'intermédiaire d'un second couple de pignons Z2 au second embrayage K2 de l'embrayage double. L'arbre d'entrée 12 est utilisé par conséquent pour l'entraînement des premier et second embrayages K1, K2. Dans le présent exemple de réalisation, le premier couple de pignons Z1 possède un premier rapport de démulti- plication iz, et le second couple de pignons Z2 possède un second rapport de démultiplication différent iz,2. Cepen- dant, les rapports de démultiplication iz, i22 peuvent être également identiques. En outre un arbre, qui part du premier embrayage K1, est prévu sous la forme d'un arbre intermédiaire 16, et un second arbre, qui part du second embrayage K2, est prévu sous la forme d'un arbre intermédiaire 18. Les arbres intermédiaires 16, 18 sont disposés parallèlement l'un à l'autre et à distance l'un de l'autre. A la place des premier et second arbres intermédiaires 16, 18, on peut prévoir également un arbre central et un arbre creux disposé concentriquement autour de l'arbre central. Il est également possible de prévoir plus de deux arbres intermédiaires 16, 18. Le premier arbre intermédiaire 16 est utilisé pour entraîner un premier groupe 20 d'éléments de transmission Gl16, G2, G4, G6. Le second arbre intermédiaire 18 est utilisé pour entraîner un second groupe 22 d'éléments de transmission Gl8, G3, G5, R. Aux éléments de transmission Gl6, G1 2, G2, G3, G4, G5, G6, R sont associés les rapports de démultiplication respectifs iIa6, i 1 il 2 i3, i4 1it i6, i1:.5 Pour la détermination du rapport total de démultiplication i16, iGlLs, iG2, iG4 démultiplication iGx, I i 3, i l, iGR entre l'arbre d'en- trée 12 et l'arbre de sortie 14 par l'intermédiaire du second arbre intermédiaire 18, les rapports de démulti- plication iLL8, i3, is, i, doivent être multipliés par le rapport de démultiplication iz2 du second couple de pignons Z2. Des unités de commutation 24 servant à établir une liaison, solidaire en rotation, entre les arbres secondaire 16, 18 et les éléments de transmission G116, Gl18 à G6 et R sont disposées sur les arbres secondaire 16, 18. Sur le premier arbre intermédiaire 16, les éléments de transmission G2 et G4 comportent une unité de commutation commune 24, à l'aide de laquelle ils peuvent être reliés alternativement selon une liaison solidaire en rotation avec le premier arbre intermédiaire 16. De la même manière, les éléments de transmission G116 et G6 possèdent une unité de commutation 24. Sur le second arbre intermédiaire 18, les éléments de transmission Gil et G3 se partagent une unité de commutation 24 ainsi que G5 et R. En ce qui concerne les unités de commutation 24, il peut s'agir d'embrayages à griffes ou également d'unités de synchronisation comme par exemple des manchons coulissants, etc. Contrairement aux pignons, qui sont montés lâches sur les arbres intermédiaires 16, 18, des éléments de transmission G1,6, Gls, G6 ainsi que R, sur l'arbre de sortie 14 sont prévus quatre pignons A1, A2, A3, A4, qui sont montés solidairement en rotation sur cet arbre de sortie 14. L'élément de transmission G2 de l'arbre intermédiaire 16 et l'élément de transmission Gl16 du second arbre intermédiaire 18 engrènent conjointement avec le pignon A1 situé sur l'arbre de sortie 14. En outre l'élément de transmission G4 du premier arbre intermédiaire 16 et l'élément de transmission G3 du second arbre intermédiaire 18 comportent en commun le pignon A2 situé sur l'arbre de sortie 14. De même l'élément de transmission G6 du premier arbre intermédiaire 16 et l'élément de transmission G5 du second arbre intermédiaire 18 engrènent avec le pignon A3 situé sur l'arbre de sortie 14. L'élément de transmission Gl16 sur le premier arbre intermédiaire 16 engrène avec le pignon A4 de l'arbre de sortie 14, l'élément de transmission R du second arbre intermédiaire 18 engrène avec le pignon A4 par l'intermédiaire d'un pignon supplémentaire 26, représenté de façon décalée, pour l'inversion du sens de rotation pour la marche avant. Sous l'effet d'un actionnement alterné correspondant des unités de commutation 24, l'arbre de sortie 14 peut être également entraîné alternativement par les éléments de transmission Glî6, Gls à G6 ainsi que R, du premier ou du second arbre intermédiaire 16 ou 18. A partir de là on peut voir que lorsqu'au moins un élément de transmission Gl16, G2, G4, G6 du premier arbre intermédiaire 16 et au moins un élément de transmission Gls, G3, G6, R du second arbre intermédiaire 18 possèdent un pignon commun A1, A2, A3, A4 sur l'arbre de sortie 14, on peut faire l'économie de pignons étant donné qu'habituellement on utilise un couple de pignons pour chaque élément de transmission. Au lieu d'utiliser comme habituellement quatre pignons pour deux éléments de transmission, on utilise ici par conséquent seulement 3 pignons. On peut par conséquent faire l'économie d'un nombre encore plus important de pignons lorsqu'un élément de transmission supplémentaire Gl,,, G2, G4, G6 du premier arbre intermédiaire 16 et un élément de transmission supplémentaire Gl8, G3, G5, R du second arbre intermé- diaire 18 comportent un pignon commun A1, A2, A3, A4 installé sur l'arbre de sortie 14 etc., jusque dans le cas extrême - comme dans l'exemple de réalisation - o tous les éléments de transmission Gl6, G2, G4, G6 se partagent en commun avec G1l., G3, G5, R, et ce par couples, un pignon commun A1, A2, A3, A4. Dans le présent exemple de réalisation, il est en outre également prévu que le premier arbre intermédiaire 16 et le second arbre intermédiaire 18 soient situés à la même distance de l'arbre de sortie 14. Cela conduit au fait que, dans le cas des éléments de transmission G16J, Gl8 à G6, qui comportent par couples un pignon A1 à A4 sur l'arbre de sortie 14, le pignon respectif situé sur l'arbre intermédiaire 16, 18 est le même, ce qui réduit d'un multiple le nombre des pignons. Cela conduit à une réduction de coût supplémentaire. C'est pourquoi, dans ce cas, le rapport de démultiplication i,, est égal à i2, le rapport de démultiplication i3 est égal à i4 et le rapport de démultiplication i5 est égal à i6; les rapports de démultiplication i1,8 et iR sont différents en raison du pignon supplémentaire 26 pour la marche arrière; mais ils peuvent être également identiques. Etant que - comme cela a déjà été décrit plus haut le premier couple de pignons Zl et le second couple de pignons Z2 possèdent, dans l'exemple de réalisation de la figure, des rapports de démultiplication iz,, iz2 différents, on obtient - à l'exception du rapports totaux de démultiplication i'11S et iGla a- des valeurs respectivement différentes pour les rapports totaux de démultiplication iG2, i3G3, ia4 iG5 iG6 iGR de l'arbre d'entrée 12 à l'arbre de sortie 14. Avantageusement le premier groupe 20 d'éléments de transmission Gl 1, G2, G4, G6 et le second groupe 22 d'éléments de transmission Gl8, G3, G5, R possèdent chacun au moins un élément de transmission Gl ', Gi, , au moins pour le démarrage. A cet effet le rapport total de démultiplication ixLL est égal au rapport total de démultiplication iGXL.a Par conséquent le produit i'Le multiplié par izx est égal au produit de i18 multiplié par iz2 étant donné que i 6 et iG8 sont formés à partir de ces deux produits. Les rapports de démultiplication i16, ii des deux rapports de transmission Gl6, Gl18 au moins pour le démarrage sur le premier arbre intermédiaire 16 ou sur le second arbre intermédiaire 18 sont par conséquent dimensionnés de telle sorte qu'au moins lorsque les premiers embrayages K1, K2 sont simultanément fermés et que les éléments de transmission Gl_6, Gl18 sont engagés pour le démarrage le rapport total de démultiplication i'xL6 de l'arbre d'entrée 12 à l'arbre de sortie 14 par l'intermédiaire du premier arbre intermédiaire 16 et le rapport total de démultiplication iGL18 de l'arbre d'entrée 12 à l'arbre de sortie 14 par l'intermédiaire du second arbre intermédiaire 18 sont égaux. En d'autres termes, les premier et second groupes , 22 possèdent chacun au moins un élément de transmission Gli6, Gl18 au moins pour le démarrage du véhicule automobile de telle sorte que ce dernier peut démarrer, alors que les deux embrayages K1, K2 sont fermés, au moins de telle sorte qu'une transmission de force s'effectue par l'intermédiaire de l'élément de transmission Gl16 du premier groupe 20 et de l'élément de transmission Gl18 du second groupe 22. Mais étant donné que la transmission de force s'effectue d'une manière répartie sur les deux branches séparées de l'élément de transmission Gl16 du premier groupe 20 et de l'élément de transmission G118 du second groupe 22, les forces, qui agissent sur les embrayages K1, K2, sont plus faibles, comme si un seul embrayage K1 ou K2 devait seul assumer la transmission de force lors du démarrage du véhicule automobile. Sous l'effet du démarrage avec deux éléments de transmission Gi16, Gl18 séparées aussi bien sur le premier arbre intermédiaire 16 que sur le second arbre intermédiaire 18, les embrayages K1, K2 peuvent par conséquent être conçus globalement avec de faibles dimensions. Pour le démarrage du véhicule, les embrayages K1, K2 sont tout d'abord ouverts. Les deux éléments de transmission Gl16 et Gi18 sur les premier et second arbres intermédiaires 16 et 18 sont reliés selon une liaison solidaire en rotation aux arbres intermédiaires respectifs 16,18 par l'intermédiaire des unités de commutation, qui leur sont associées. Alors les embrayages K1, K2 sont simultanément fermés de sorte qu'une transmission de force peut s'effectuer par l'intermédiaire des deux embrayages K1 et K2 et que le véhicule automobile peut démarrer, jusqu'à ce qu'aucun glissement n'apparaisse plus au niveau des embrayages K1, K2. Alors le premier embrayage K1 s'ouvre. Une transmission de force s'effectue alors seulement par l'intermédiaire du second embrayage K2. Le premier arbre intermédiaire 16 ne transmet par conséquent aucune force. Alors l'élément de transmission G2 peut être relié selon une liaison solidaire en rotation au premier arbre intermédiaire 16, par l'intermédiaire de l'unité de commutation 24 qui lui est associée. Si ceci se produit, alors sous l'effet d'une ouverture du second embrayage K2 et de la fermeture du premier embrayage K1, qui sont réglées l'une sur l'autre, dans le cas d'une boite de vitesses 10 comportant un embrayage double K1, K2, une commutation peut être réalisée de façon usuelle sans interruption de la force de traction de l'élément de transmission Gl18 à l'élément de transmission G2. Les processus de commutation faisant passer de l'élément de transmission G3 à l'élément de transmission G4 et de l'élément de transmission G5 à l'élément de transmission G6 s'effectuent de la même manière que dans le cas du processus de commutation faisant passer de l'élément de transmission Gl8 à l'élément de transmission G2 au moyen d'une ouverture de l'embrayage K2 et une fermeture de l'embrayage K1, réglées l'une sur l'autre. Lors du processus de commutation de l'unité de transmission de G2 à l'unité de transmission G3 et de l'unité de transmission G5 à l'unité de transmission G6, l'embrayage K1 est ouvert et l'embrayage K2 est fermé. Des processus analogues sont valables pour la commutation dans l'autre sens. Le principe de rapports séparés de transmission Gl6, Gl18 pour le démarrage présente l'avantage consistant en ce qu'il peut être utilisé non seulement dans le cas de boîtes de vitesses 10 comportant des arbres intermédiaires 16, 18, mais également dans des boîtes de vitesses, dans lesquelles on utilise un arbre central et un arbre creux disposé autour de cet arbre central. Ceci peut être réalisé par le fait qu'un élément de transmission respectif pour le démarrage est prévu aussi bien sur l'arbre creux que sur l'arbre central ou sur un arbre entraîné par cet arbre central. Mais dans ce cas le rapport de démultiplication des deux éléments de transmission pour le démarrage devrait être le même étant donné qu'en général les groupes de pignons Z1, Z2 décrits n'existent pas. REVENDICATIONS 1. Boîte de vitesses (10) à plusieurs rapports pour un véhicule automobile comportant un embrayage double (K1, K2), comportant un arbre d'entrée (12) servant à entraîner des premier et second embrayages (K1, K2), un premier arbre (16) partant du premier embrayage (K1) et servant à entraîner un premier groupe (20) d'éléments de transmission (Glx6, G2, G4, G6), un second arbre (18) qui s'étend à partir du second embrayage (K2) et sert à entraîner un second groupe (22) d'éléments de transmission (Gls, G3, G5, R), et un arbre de sortie (14), qui peut être entraîné au moins alternativement par les éléments de transmission (G116, G118 à G6, R) du premier ou second groupe (20, 22), caractérisé en ce que les premier et second groupes (20, 22) comportent chacun au moins un élément de transmission (Gl6, Gliz) au moins pour le démarrage du véhicule automobile de sorte que le véhicule automobile peut démarrer avec les deux embrayages (K1, K2) fermés, au moins de telle sorte qu'une transmission de force s'effectue par l'intermédiaire de l'élément de transmission (Gl6) pour le démarrage, du premier groupe (20) et par l'intermédiaire de l'élément de transmission (Glu,) pour le démarrage, du second groupe. 2. Boîte de vitesses (10) à plusieurs rapports selon la revendication 1, caractérisée en ce que les rapports de démultiplication (i16, i,,) des deux éléments de transmission (Gl6, G1,,) pour le démarrage sont dimensionnés de telle sorte qu'au moins lorsque les premier et second embrayages (K1, K2) sont fermés simultanément et que les éléments de transmission (Gi16, G118) sont enclenchés, au moins pour le démarrage le rapport total de démultiplication (iGxx.) de l'arbre d'entrée (12) à l'arbre de sortie (14) obtenu par l'intermédiaire du premier arbre (16) et le rapport total de démultiplication (iGîî) de l'arbre d'entrée (12) à l'arbre de sortie (14) obtenu par l'intermédiaire du second arbre (18) sont identiques. 3. Boîte de vitesses à plusieurs rapports (10) selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le premier arbre est un premier arbre intermédiaire (16) et le second arbre est un second arbre intermédiaire (18), qui sont disposés parallèlement l'un à l'autre et à distance l'un de l'autre. 4. Boîte de vitesses à plusieurs rapports (10) selon la revendication 3, caractérisée en ce que des unités de commutation (24) servant à établir une liaison, avec blocage en rotation, entre les arbres intermédiaires (16, 18) et les éléments de transmission (G116, Gls8 à G6, R) sont disposés sur les arbres intermédiaires (16, 18). 5. Boîte de vitesses à plusieurs rapports (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'arbre (12) est relié au premier embrayage (K1) par l'intermédiaire d'un premier couple de pignons (Zl) et au second embrayage (K2) par l'intermé- diaire d'un second couple de pignons (Z2). 6. Boîte de vitesses à plusieurs rapports (10) selon la revendication 5, caractérisée en ce que le premier couple de pignons (Zl) possède un premier rapport de démultiplication (iz,) et le second couple de pignons (Z2) possède un second rapport de démultiplication différent (iz2). 7. Boîte de vitesses à plusieurs rapports (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'au moins un élément de transmission (G11s6, G2, G4, G6) du premier arbre (16) et au moins un élément de transmission (G11. , G3, G5, R) du second arbre (18) possèdent un pignon commun (A1, A2, A3, A4) sur l'arbre de sortie (14). 8. Boîte de vitesses à plusieurs rapports (10) selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'un élément supplémentaire de transmission (Gl1,, G2, G4, G6) du premier arbre (6) et un élément supplémentaire de transmis- sion (Gl1,, G3, G5, R) du second arbre (18) possèdent un pignon commun (A1, A2, A3, A4) sur l'arbre de sortie. 9. Boîte de vitesses à plusieurs rapports (10) selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisée en ce que les premier et second arbres intermédiaires (16, 18) sont situés à la même distance de l'arbre de sortie (14). 10. Boîte de vitesses à plusieurs rapports (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que l'arbre d'entrée (12) et l'arbre de sortie (14) sont alignés l'un sur l'autre.