Brevet FR2789742A1 — publié le 20000818

'"Boîte de vitesses notamment pour véhicules automobiles" La présente invention concerne une boîte de vitesses notamment pour véhicule automobile et a pour but d'améliorer et de faciliter les passages entre les différents rapports de vitesses de cette boîte. Cette boîte de vitesses comprend notamment au moins un arbre primaire, un arbre secondaire, des trains d'engrenage correspondant à des rapports de vitesses différents de liaison dans un sens de rotation desdits arbres et comprenant respectivement un premier pignon solidaire en rotation de l'un desdits arbres et un second pignon libre en rotation sur l'aure arbre, et des moyens associés respectivement à chacun desdits trains d'engrenages pour sélectivement coupler chaque second pignon à l'arbre qui le porte. Selon l'invention, ladite boîte de vitesses comprend en outre des moyens de dérivation reliant l'arbre primaire et l'arbre secondaire de façon à solliciter sélectivement ces arbres en sens inverse de celui desdits trains d'engrenage et comprenant des moyens de freinage, ainsi que des moyens pour activer sélectivement lesdits moyens de freinage. Selon l'invention, lesdits moyens de dérivation sont de préférence intégrés dans un circuit permettant de relier sélectivement lesdits arbres primaire et secondaire à l'inverse desdits trains d'engrenage. Selon l'invention, lesdits moyens de dérivation comprennent de préférence un différentiel dont le porte-satellites est relié audit arbre primaire et dont les planétaires, en prise avec les satellites portés par le porte-satellites, sont respectivement reliés à un dispositif de freinage commandable sélectivement et audit arbre secondaire. Selon l'invention, ledit porte-satellitess est, de préférence, susceptible d'être relié audit arbre secondaire (3) via un moyen de couplage sélectif. Selon l'invention, au moins certains des moyens de couplage dudit arbre primaire (2) et dudit arbre secondaire (3) via lesdits trains d'engrenages comprennent de préférence un dispositif de couplage à cônes auto-bloquants. 1 La présente invention sera mieux comprise à l'étude d'une boîte de vitesses décrite à titre d'exemple non limitatif illustrée de façon schématique sur la figure unique annexée. En se reportant à cette figure, on voit qu'on a représenté schématiquement une boîte de vitesses 1 pour véhicule automobile qui comprend un arbre primaire 2 relié à un moteur non représenté et un arbre secondaire 3 présentant un pignon de sortie 3a par exemple relié aux roues d'un véhicule par l'intermédiaire d'un différentiel de transmission, ces arbres 2 et 3 étant montés parallèlement l'un à l'autre. Dans l'exemple représenté, ces arbres 2 et 3 sont susceptibles d'être reliés par des trains d'engrenage R1, R2, R3, R4 et R5 correspondant à des rapports de vitesses différents de marche avant du véhicule. Pour réaliser le premier rapport de vitesses R1, l'arbre primaire 2 présente un pignon 4 et l'arbre secondaire 3 porte un pignon fou 5, en prise l'un avec l'autre. Pour réaliser le second rapport de vitesses R2, l'arbre primaire 2 porte un pignon fou 6 et l'arbre secondaire 3 présente un pignon 7, en prise l'un avec l'autre. Pour réaliser le troisième rapport de vitesses R3, l'arbre primaire 2 porte un pignon fou 8 et l'arbre secondaire 3 présente un pignon 9, en prise l'un avec l'autre. Pour réaliser le quatrième rapport de vitesses R4, l'arbre primaire 2 présente un pignon 10 et l'arbre secondaire porte un pignon fou 11, en prise l'un avec l'autre. Pour réaliser le cinquième rapport de vitesses R5, l'arbre primaire 2 présente un pignon 12 et l'arbre secondaire 3 porte un pignon fou 13, en prise l'un avec l'autre. Pour relier sélectivement le pignon fou 5 du premier rapport de vitesses R1 à l'arbre secondaire 3, il est prévu un dispositif de couplage sélectif 14 qui comprend un cône 15 réalisé à la périphérie d'une roue 16 solidaire en rotation du pignon fou 5, une roue 17 solidaire en rotation de l'arbre secondaire 3, un synchroniseur simple ou multi-cônes 18 coopérant avec le cône 15 et un baladeur annulaire 19 permettant de craboter les roues 16 et 18. 1 Pour relier sélectivement d'une part le pignon fou 6 du second rapport de vitesses R2 ou le pignon fou 8 du troisième rapport de vitesses R3 à l'arbre primaire 2 et, d'autre part le pignon fou 11 du quatrième rapport de vitesses R4 ou le pignon fou 13 du cinquième rapport de vitesses R5 à l'arbre secondaire 3, sont prévus respectivement des dispositifs de couplage sélectifs 20 et 21 qui, dans cet exemple, correspondent de préférence à ceux décrits dans la demande de brevet français n 97 07 705. En résumé et en particulier, le dispositif de couplage 20 est du type à cônes auto-bloquants et comprend une roue 22 fixée à l'arbre primaire 2, des cônes 23 réalisés respectivement sur des roues 24 et 25 solidaires en rotation respectivement des pignons fous 6 et 8, et un roulement 26 faisant office de baladeur et permettant d'appliquer un effort permanent sur l'un ou l'autre des deux cônes 23. La boîte de vitesses 1 comprend en outre un circuit de dérivation de couple 27 assurant en outre un rapport de vitesses entre l'arbre primaire 2 et de l'arbre secondaire 3 en marche arrière, c'est-à- dire en sens inverse de celui des rapports de vitesses en marche avant R1 à R5. Ce circuit de dérivation 27, qui est monté selon un axe 28 parallèle à l'arbre primaire 2 et à l'arbre secondaire 3, comprend un différentiel 29 qui comprend un boîtier porte-satellites 30 tournant selon l'axe 28 et muni d'une part d'une couronne dentée 31 en prise avec le pignon 4 de l'arbre primaire 2 et d'autre part d'une roue 32, des satellites opposés 33 et 34 montés sur le porte-satellites 30 selon un axe radial 35 et des planétaires opposés 36 et 37 tournant selon l'axe 28. Le circuit de dérivation comprend en outre un frein 38 qui, dans l'exemple, comprend des disques 39 solidaires en rotation du planétaire 36 et des disques fixes 40, ce frein 38 comprenant un dispositif de commande 41, réalisé de façon connue en soi, permettant sélectivement de serrer les disques 39 et 40 les uns contre les autres. Le planétaire 37 est solidaire en rotation d'un pignon 42 relié en rotation à un pignon 42a solidaire en rotation de l'arbre secondaire 3. 1 La roue 32 du porte-satellites 30 et le pignon 42 sont susceptibles d'être reliés en rotation grâce à un baladeur 43 susceptible de mettre en prise sélectivement des cannelures 44 de la roue 32 et des cannelures 45 du pignon 42. La boîte de vitesses 1 qui vient d'être décrite fonctionne de la manière suivante. Lorsque le dispositif de couplage 14 est enclenché, l'arbre primaire 2 et l'arbre secondaire 3 sont reliés via les pignons 4 et 15 du premier rapport de vitesses Ri. Lorsque le dispositif de couplage 20 est enclenché d'un côté, vers la gauche du dessin, l'arbre primaire 2 et l'arbre secondaire 3 sont reliés via les pignons 6 et 7 du second rapport de vitesses R2. Lorsque le dispositif de couplage 20 est enclenché de l'autre côté, vers la droite sur le dessin, l'arbre primaire 2 et l'arbre secondaire 3 sont reliés via les pignons 8 et 9 du troisième rapport de vitesses R3. Lorsque le dispositif de couplage 21 est enclenché d'un côté, vers la droite sur le dessin, l'arbre primaire 2 et l'arbre secondaire 3 sont reliés via les pignons 10 et 11 du quatrième rapport de vitesses R4. Lorsque le dispositif de couplage 21 est enclenché de l'autre côté, vers la gauche sur le dessin, l'arbre primaire 2 est relié à l'arbre secondaire 3 via les pignons 12 et 13 du cinquième rapport de vitesses R5. Lorsque le baladeur 43 du dispositif de couplage du porte- satellites 30 du différentiel 29 au pignon 42 est enclenché, l'arbre primaire 2 est relié à l'arbre secondaire 3 via le pignon 4, la couronne 31, le porte-satellites 30, la roue 32, le pignon 42 et le pignon 42a. Le circuit de dérivation 27 constitue ainsi un train d'engrenage de marche arrière d'axe intermédiaire principal 28, l'arbre secondaire 3 tournant alors en sens inverse de son sens de rotation transmis par les rapports de vitesses R1 à R5 précités. Les passages des vitesses peuvent être assurés de la manière suivante. Pour enclencher le premier rapport de vitesses R 1, on peut réaliser cette opération en agissant de façon classique et connue sur la 1 pédale de débrayage du véhicule et actionner le baladeur 19. Le porte-satellites 30 est alors entraîné librement en rotation via le pignon 4 et la couronne 31 et les satellites 36 et 37 tournent en conséquence de cette liaison et en conséquence de la liaison du satellite 37 à l'arbre secondaire 3 via les pignons 42 et 42a. Lors du passage du premier rapport de vitesses R1 au second rapport de vitesses R2, la boîte de vitesses 1 fonctionne de la manière suivante. Le dispositif de commande de serrage 41 étant activé, le frein 38 engendre un couple de freinage du satellite 36 de telle sorte que le couple de l'arbre primaire 2 se trouve dérivé au travers du différentiel 29 du circuit de dérivation 27 jusqu'à atteindre l'arbre secondaire 3 via les pignons 42 et 42a. Lorsque le couple de sollicitation du dispositif de couplage 14 du premier rapport de vitesses R1 devient égal à zéro ou voisin de zéro, ce dispositif de couplage est désenclenché par déplacement du baladeur 19. Le frein 38 poursuivant ses effets, lorsque la vitesse de rotation du pignon fou 6 du second rapport de vitesses R2 devient égal ou très voisine de la vitesse de rotation de l'arbre primaire 2, le dispositif de couplage 20 est alors activé pour enclencher ce second rapport de vitesses R2, sans action sur la pédale de débrayage. Le second rapport de vitesses R2 étant ainsi enclenché, le dispositif de commande de serrage 41 libère le frein 38, le circuit de dérivation 27 fonctionnant alors comme dans le cas du premier rapport de vitesses R1 décrit précédemment. Les passages du second rapport de vitesses R2 au troisième rapport de vitesses R3, du troisième rapport de vitesses R3 au quatrième rapport de vitesses R4 et du quatrième rapport de vitesses R4 au cinquième rapport de vitesses R5 peuvent être réalisés de la même manière que le passage décrit ci-dessus du premier rapport de vitesses R1 au second rapport de vitesses R2, sans action sur la pédale de débrayage. Bien entendu, les passages montants ci-dessus sont néanmoins susceptibles d'être réalisés avec rupture de couples en agissant sur la 1 pédale de débrayage, les anneaux de couplage auto-bloquants des dispositifs de couplage 20 et 21 agissant alors comme des synchroniseurs. Les changements de rapport de vitesses dans le sens descendant peuvent être réalisés de la même manière que les passages montants, soit sans rupture de couples comme décrit précédemment en activant le frein 38, soit avec rupture de couples en agissant sur la pédale de débrayage. 1 REVENDICATIONS 1. Boîte de vitesses notamment pour véhicules automobiles, comprenant au moins un arbre primaire, un arbre secondaire, des trains d'engrenages correspondant à des rapports de vitesses différents de liaison dans un sens de rotation desdits arbres et comprenant respectivement un premier pignon solidaire en rotation de l'un desdits arbres et un second pignon libre en rotation sur l'autre arbre, et des moyens associés respectivement à chacun desdits trains d'engrenages pour sélectivement coupler chaque second pignon à l'arbre qui le porte, caractérisée par le fait qu'elle comprend en outre des moyens de dérivation (27) reliant l'arbre primaire (2) et l'arbre secondaire (3) de façon à solliciter sélectivement ces arbres en sens inverse de celui desdits trains d'engrenage (Rl1-R5) et comprenant des moyens de freinage (38), ainsi que des moyens (41) pour activer sélectivement lesdits moyens de freinage. 2. Boîte de vitesses selon la revendication 1, caractérisée par le fait que lesdits moyens de dérivation (27) sont intégrés dans un circuit (29) permettant de relier sélectivement lesdits arbres primaire et secondaire à l'inverse desdits trains d'engrenage. 3. Boîte de vitesses selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que lesdits moyens de dérivation (27) comprennent un différentiel (29) dont le porte-satellites (30) est relié audit arbre primaire (2) et dont les planétaires (36, 37), en prise avec les satellites (33, 34) portés par le porte-satellitess (30), sont respectivement reliés à un dispositif de freinage (38) commandable sélectivement et audit arbre secondaire (3). 4. Boite de vitesses selon la revendication 3, caractérisée par le fait que ledit porte-satellitess (30) est susceptible d'être relié audit arbre secondaire (3) via un moyen de couplage sélectif (43). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'au moins certains des moyens de couplage dudit arbre primaire (2) et dudit arbre secondaire (3) via lesdits trains d'engrenages comprennent un dispositif de couplage à cônes auto-bloquants.