Brevet FR2855229A1 — publié le 20041126

BOITE bE VITESSES A DEUX EMBRAYAGES ET A DEUX ARBRES SECONDAIRES L'invention concerne une boîte de vitesses de véhicule automobile. Elle concerne plus particulièrement une boîte de vitesses à arbres parallèles et à deux embrayages comportant un arbre primaire plein et un arbre primaire creux concentriques, et deux arbres secondaires non concentriques. Ce type de boîtes de vitesses connu de la publication FR 2 802 600 pose un problème d'encombrement axial. Par ailleurs, les possibilités d'adaptation de son étagement à différentes motorisations sont limitées. Enfin le bas de la boîte est occupé par un des arbres secondaires, si bien que ses pignons créent en barbotant dans l'huile des émulsions qui risquent, de perturber gravement le fonctionnement de la pompe à huile et du distributeur hydraulique dans le cas o on utilise des embrayages d'entrée humides. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients de cette boîte connue. Dans ce but, elle propose que le premier arbre secondaire porte un pignon de descente attaquant directement une couronne de différentiel et que le deuxième arbre secondaire entraîne la couronne par l'intermédiaire d'un arbre de renvoi sur le premier arbre secondaire et du même pignon de descente. Selon une autre caractéristique de l'invention, les arbres primaires portent plusieurs dentures fixes engrenant avec des pignons fous de l'un ou l'autre des arbres secondaires, dont au moins deux dentures fixes qui engrènent simultanément avec un pignon fou de chaque arbre secondaire et une denture fixe qui engrène simultanément avec un pignon fou de marche avant et avec un pignon intermédiaire de marche arrière. Enfin, le problème de barbotage de la boîte connue est résolu par le fait que les axes des arbres primaires et secondaires définissent un triangle, dont l'angle ayant pour sommet l'axe des arbres primaires est un angle obtus ouvert vers le haut. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation particulier de celle-ci, en se référant aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue schématique en coupe à plans rabattus, selon la ligne sur la figure 4, passant par les axes des arbres primaires et secondaires, - la figure 2 est une vue schématique en coupe à plans rabattus, selon la ligne sur la figure 4 passant par les axes des arbres secondaires auxiliaire, intermédiaire de marche arrière, primaire et secondaire principal; - la figure 3 est une vue schématique en coupe à plans rabattus, selon une ligne sur la figure 4, passant par les axes des arbres secondaire auxiliaire, de renvoi intermédiaire et secondaire principal; - la figure 4 est une vue selon la figure 2 représentant le cheminement du couple selon le rapport de marche arrière, On a représenté sur la figure 1 une vue schématique d'une boîte de vitesses 10 réalisée suivant l'invention. De manière connue, la boîte de vitesses 10 comporte un premier arbre primaire plein 20 qui est monté coaxialement à un second arbre primaire creux 30. Ces deux arbres sont montés à rotation dans un carter (non représenté) et entraînés par un moteur respectivement par l'intermédiaire d'un premier embrayage 40 et d'un second embrayage 41, qui sont à titre d'exemple, et de façon non limitative, des embrayages multidisques humides. La boîte de vitesses comporte aussi un premier arbre secondaire 50 dit principal et un deuxième arbre secondaire 60 dit auxiliaire, également montés à rotation dans le carter. Ces arbres secondaires ne sont pas coaxiaux. Conformément à l'invention, les axes des arbres primaire 20, 30 et secondaires 50, 60 définissent un triangle, dont l'angle ayant pour sommet l'axe des arbres primaires 20, 30 est un angle obtus ouvert vers le haut. Comme le montre la figure 4, les arbres secondaires forment ainsi un V très ouvert avec des axes des arbres primaires, dont le sommet est occupé par les axes des arbres primaires. Des engrenages sont agencés entre les arbres primaires 20 et 30 et les arbres secondaires 50 et 60 de manière à transmettre le couple du véhicule à un couronne 70 (représentée sur la figure 4) d'un différentiel d'un pont (non représenté) entraînant les roues d'un véhicule. A cet effet, seul l'arbre secondaire principal 50 comporte un pignon de descente 51 qui engrène avec la couronne 70 du différentiel et l'arbre secondaire auxiliaire 60 est lié en rotation à l'arbre secondaire 50 par arbre de renvoi 75 portant des pignons fixes 76 et 77 engrenant avec les pignons fixes 52 et 62 portées respectivement par les arbres secondaires 50 et 60. Les engrenages sont constitués de dentures fixes qui sont portés par le premier et par le second arbres primaires 20 et 30, et qui engrènent avec des pignons fous qui sont portés par les arbres secondaires 50 et 60. Ces pignons fous sont susceptibles d'être sélectivement liés en rotation aux premier et second arbres secondaires 50 et 60 par des moyens de crabotage indépendants pour réaliser des engrenages indépendants correspondant sélectivement à au moins deux rapports de marche avant et un rapport de marche arrière. Les deux embrayages 40 du premier arbre primaire 20 et 41 du deuxième arbre primaire 30 sont par ailleurs susceptibles d'être actionnés alternativement, en passant par un état o ils transmettent tous les deux le couple par glissement de l'un d'eux, pour permettre au moins un changement de rapport sans discontinuité de couple transmis aux roues. Selon le mode de réalisation non limitatif de l'invention illustré par les figures, le premier arbre primaire 20 porte deux dentures fixes, de gauche à droite, 21 et 22. La première engrène avec un unique pignon fou 81, porté par le premier arbre secondaire 50, pour constituer le rapport de première. La seconde engrène avec deux pignons fous 82 et 83, respectivement portés par le premier arbre secondaire 50 pour constituer le rapport de cinquième et par le second arbre secondaire 60 pour constituer le rapport de troisième. Le second arbre primaire creux 30 porte également deux dentures fixes, de gauche à droite 31 et 32. La première engrène avec deux pignons fous 84 et 85, respectivement portés par le premier arbre secondaire 50 pour constituer le rapport de sixième et par le second arbre secondaire 60 pour constituer le rapport de quatrième. La seconde engrène avec un pignon fou 86 porté par le premier arbre secondaire 50 pour constituer le rapport de deuxième. Le rapport de marche arrière a son propre pignon fou 87, porté par le second arbre secondaire 60, qui engrène avec un pignon intermédiaire 90, porté par l'arbre intermédiaire 75, lié en rotation avec le second pignon intermédiaire 91 qui engrène avec la denture fixe 32 de l'arbre primaire 30. Conformément à l'invention, le pignon intermédiaire 91, 90 tourne fou sur l'arbre intermédiaire 75. En résumé, les arbres primaires 20, 30 portent plusieurs dentures fixes 21, 22, 31, 32 engrenant avec des pignons fous (81, 82, 83, 84, 85, 86), de l'un ou l'autre des arbres secondaires (50, 60), dont au moins deux dentures fixes 22, 31 engrènent simultanément avec un pignon fou 82, 83, 84, 85 de chaque arbre secondaire 50, 60 et dont une denture fixe 32 engrène simultanément avec un pignon fou de marche avant 86 et avec le pignon intermédiaire de marche arrière 91. Cette disposition permet d'obtenir six rapports avant et un rapport de marche arrière avec seulement deux dentures fixes 21 et 22 sur le premier arbre primaire plein 20 pour obtenir les rapports impairs et deux dentures fixes 31 et 32 sur le second arbre primaire creux 30 pour obtenir les rapports pairs et le rapport de marche arrière. Les dentures fixes 22, 31, et 32 engrènent chacune avec deux pignons, la première avec les pignons fous 82 et 83, la seconde avec les pignons fous 84 et 85, la troisième avec le pignon fou 86 et le pignon intermédiaire de marche arrière 91. On remarque sur les figures 2 et 3 que le pignon fou de marche arrière 87, le pignon intermédiaire de marche arrière 90 et les pignons 62 et 76 du renvoi sont disposés dans la même tranche axiale que le pignon d'attaque 51. Ainsi, la boîte de vitesses proposée par l'invention a le même encombrement axial qu'une boîte à quatre rapports, pour obtenir six rapports de marche avant et un rapport de marche arrière. Elle est donc particulièrement compacte. Les distances entre les axes des arbres primaires 20, 30 et les deux arbres secondaires 60, peuvent être différentes. Toutefois elles seront de préférence identiques. En effet, à condition de choisir également des dispositifs de crabotage identiques, on peut utiliser aussi des pignons fous identiques. Conformément à l'invention, les pignons 82 du rapport de cinquième et 83 du rapport de troisième peuvent donc être identiques, de même que les pignons 84 du rapport de sixième et 85 du rapport de quatrième. Les roues dentées 52 du premier arbre secondaire 50, 62 du deuxième arbre secondaire 60 et 76, 77 de l'arbre de renvoi peuvent ainsi avoir des rapports de nombre de dents appropriés pour obtenir des rapports différents à partir d'une denture fixe qui engrène avec deux pignons fous identiques. Pour obtenir les rapports de cinquième et de troisième à partir de l'unique pignon fixe 22 et des pignons fous identiques 82 et 83, les nombres de dents combinés des pignons 62 et 76 d'une part et 77 et 52 d'autre part donnent par exemple un rapport de réduction significatif de l'ordre de 1,4 à 1,7. Il en est de même pour l'obtention de rapports de sixième et de quatrième à partir de l'unique pignon fixe 31 et des pignons fous identiques 84 et 85. Enfin pour obtenir un étagement satisfaisant des rapports de troisième à sixième, il est avantageux de choisir un rapport de dents entre les pignons fixes 22 et 31 tel que les ratios entre les démultiplications de troisième sur quatrième, de quatrième sur cinquième et de cinquième sur sixième soient identiques ou sensiblement identiques. Les premier et second embrayages 40 et 41 permettent de lier sélectivement au moteur le premier arbre primaire plein 20 portant les dentures fixes 21 et 22 des rapports impairs et le second arbre primaire creux 30 qui portent les dentures fixes 31 et 32 des rapports pairs. En outre, tous les pignons fous peuvent être sélectivement liés aux arbres secondaires qui les portent par des dispositifs de crabotage simple ou double. Ainsi les pignons fous 81,82,84 et 86 peuvent être liés sélectivement à l'arbre'secondaire 50 qui les porte et les pignons fous 83, 85 et 87 peuvent être sélectivement liés à l'arbre secondaire 60 qui les porte. Un premier dispositif de crabotage double 100 permet de lier sélectivement en rotation à l'arbre secondaire 50 le pignon fou 81 pour obtenir le rapport de première ou le pignon fou 82 pour obtenir le rapport de cinquième. Un second dispositif de crabotage double 101 permet de lier en rotation à l'arbre secondaire 50 le pignon fou 84 pour obtenir le rapport de sixième ou le pignon fou 86 pour obtenir le rapport de deuxième. Un troisième dispositif de crabotage double 102 permet de lier sélectivement en rotation à l'arbre secondaire 60 le pignon fou 85 pour obtenir le rapport de quatrième ou le pignon fou 87 pour obtenir le rapport de marche arrière, enfin un crabot simple 103 permet de lier sélectivement en rotation à l'arbre secondaire 60 le pignon fou 83 pour obtenir le rapport de troisième. La figure 4 illustre le cheminement du couple du moteur jusqu'à la couronne de différentiel sur le rapport de marche arrière. Le couple est transmis du moteur à l'arbre primaire 30 par l'embrayage 41 fermé, puis de la denture fixe 32 au pignon premier pignon intermédiaire de marche arrière 91 lié au second pignon intermédiaire 90, puis du second pignon intermédiaire de marche arrière 90 au pignon fou 87 de marche arrière qui le transmet à l'arbre secondaire 60 par l'intermédiaire du crabot double 102 en position craboté sur le pignon 87, puis de l'arbre secondaire 60 au pignon 62, puis au pignon fixe 76 de l'arbre de renvoi intermédiaire 75, puis de l'arbre de renvoi intermédiaire 75 au pignon fixe 77 qui transmet le mouvement au pignon fixe 52 de l'arbre secondaire principal 50 qui le transmet, par l'intermédiaire du pignon d'attaque 51 à la couronne 70. Le cheminement de couple est similaire pour les rapports de troisième et de quatrième puisque les pignons fous 83 et 85 sont portés par l'arbre secondaire auxiliaire 60. Le cheminement du couple du moteur à la couronne de différentiel selon le rapport de première peut être le suivant. Le couple est transmis du moteur à l'arbre primaire 20 par l'embrayage 40 fermé, puis de la denture fixe 21 au pignon fou 81, puis du pignon fou 81 à l'arbre secondaire 50 par le crabot double 100 en position craboté sur le pignon 81, puis de l'arbre secondaire 50 au pignon fixe 51 qui le transmet à la couronne 70. Le cheminement de couple est similaire pour les rapports de cinquième, sixième et deuxième puisque les pignons fous 82, 84 et 86 sont portés par l'arbre secondaire auxiliaire 50. Enfin, il faut souligner que le passage d'un'rapport donné au rapport immédiatement supérieur fait appel dans tous les cas à un changement d'embrayage et d'arbre primaire. C'est en effet la condition de réalisation des changements de rapport sans discontinuité du couple moteur, par actionnement simultané des deux embrayages. - REVENDICATIONS 1. Boîte de vitesses (10) à arbres parallèles et à deux embrayages comportant un arbre primaire plein et un arbre primaire creux (20, 30) concentriques et deux arbres secondaires (50, 60) non concentriques, caractérisée en ce que le premier arbre secondaire (50) porte un pignon de descente (51) attaquant directement une couronne de différentiel (70) et en ce que le deuxième arbre secondaire (60) entraîne la couronne (70) par l'intermédiaire d'un arbre de renvoi (75) sur le premier arbre secondaire (50) et du même pignon de descente (51). 2. Boîte de vitesses selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'arbre intermédiaire (75) porte deux pignons fixes (77, 76) engrenant respectivement avec un pignon fixe (52) du premier arbre secondaire (50) et avec un pignon fixe (62) du deuxième arbre secondaire (60). 3. Boîte de vitesses selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'arbre intermédiaire (75) porte un pignon intermédiaire de marche arrière (91, 90) engrenant avec une denture fixe (32) de l'arbre primaire creux (30) et avec un pignon fou de marche arrière (87) crabotable sur un des arbres secondaire (60). 4. Boîte de vitesses selon la revendication 3, caractérisée en ce que le pignon intermédiaire (91, 90) tourne fou sur l'arbre intermédiaire (75). 5. Boîte de vitesses 10 selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les arbres primaires (20, - 11 30) portent plusieurs dentures fixes (21, 22, 31, 32) engrenant avec des pignons fous (81, 82, 83, 84, 85 86), de l'un ou l'autre des arbres secondaires (50, 60), dont au moins deux dentures fixes (22, 31) qui engrènent simultanément avec un pignon fou (82, 83, 84, 85) de chaque arbre secondaire (50, 60) et une denture fixe (32) qui engrène simultanément avec un pignon fou de marche avant (86) et avec le pignon intermédiaire de marche arrière (91). 6. Boîte de vitesses 10 selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisée en ce qu'elle a six rapports de marche avant et en ce que le rapport de réduction des pignons fixes (62, 76, 77, 52) assurant le transfert du mouvement entre les deux arbres secondaires (50, 60) donne le ratio du rapport de quatrième sur le rapport de sixième ou celui du rapport de troisième sur le rapport de cinquième. 7. Boîte de vitesses selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les axes des arbres primaire (20, 30) et secondaires (50, 60) définissent un triangle, dont l'angle ayant pour sommet l'axe des arbres primaires (20, 30) est un angle obtus ouvert vers le haut. 8. Boîte de vitesses 10 selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la descente d'engrenages (62, 76) du deuxième arbre secondaire (60) sur l'arbre intermédiaire (75) est située dans le même espace axial que le pignon d'attaque (51). - 12 9. Boîte de vitesses selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les arbres primaires (20) sont équidistants des axes des arbres secondaires (60, 50). 10. Boîte de vitesses 10, selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisée en ce que les dentures des pignons fous (85, 86) des rapports de quatrième et de sixième sont identiques.