Brevet FR2880090A1 — publié le 20060630

Boîte de vitesses compacte à deux embrayages. L'invention concerne le domaine des boîtes de vitesses utilisées en particulier dans les véhicules automobiles. De telles boîtes comprennent plusieurs arbres parallèles munis d'une pluralité de pignons. L'invention concerne plus particulièrement une boîte de vitesses à deux arbres primaires reliés alternativement au moteur par deux embrayages. Dans ce domaine, la demande de brevet FR 2 802 600 (THOMAS Joël) a décrit une boîte de vitesses comprenant un arbre primaire plein muni de trois dentures et d'un arbre primaire creux tournant autour de l'arbre primaire plein à côté des trois dentures et muni lui-même de deux autres dentures. La boîte de vitesses décrite comporte également deux arbres secondaires supportés en leurs extrémités par des paliers, et munis chacun d'un pignon d'attaque engrenant avec une même couronne de différentiel. Les deux premières dentures de l'arbre primaire plein engrènent avec deux pignons fous montés sur un des arbres secondaires et sont séparées axialement par un synchroniseur double apte à solidariser de manière sélective et exclusive les deux pignons fous avec l'arbre secondaire. Il en est de même pour les deux dentures de l'arbre primaire creux. La troisième denture de l'arbre primaire plein est intercalée entre les deux premières dentures et les deux dentures de l'arbre primaire creux. La longueur totale de la boîte de vitesses décrite dans le document est la somme de l'épaisseur de cinq dentures et de deux synchroniseurs doubles. Cette solution présente plusieurs inconvénients Un premier inconvénient réside dans la longueur de la boîte de vitesses qui limite la possibilité qu'a cette boîte de vitesses d'être implantée entre les structures de fixation d'un bloc-moteur. Un deuxième inconvénient résulte du fait que les pignons du deuxième et du troisième rapports de marche avant sont dans une zone centrale par rapport au palier supportant les arbres. En effet, les pignons de rapports faibles transmettent un couple élevé, et donc engendrent une flèche importante de l'ensemble des arbres primaires. L'invention propose une boîte de vitesses qui résout ces inconvénients, et notamment qui réduit la longueur de la boîte de vitesses. L'invention propose également une boîte de vitesses qui réduit la flèche à laquelle est soumis l'arbre primaire plein ou les arbres secondaires. Dans un mode de réalisation, une boîte de vitesses de véhicule automobile comprend des arbres parallèles, dont deux arbres primaires coaxiaux reliés alternativement au moteur du véhicule par deux embrayages. La boîte de vitesses comprend également deux arbres secondaires non co- axiaux, dont au moins l'un est muni d'un pignon d'attaque engrenant avec un couronne différentielle. Les arbres primaires sont munis de dentures engrenant chacune avec au moins un pignon monté à rotation sur un arbre secondaire. Un pignon intermédiaire de marche arrière est monté libre sur un arbre secondaire et engrène simultanément avec un pignon de l'autre arbre secondaire et avec une denture solidaire de l'un des arbres primaires Une deuxième denture d'un des arbres primaires engrène simultanément avec deux pignons montés sur deux arbres secondaires. Un des arbres primaires comprend une troisième denture engrenant simultanément avec deux pignons montés sur deux arbres secondaires. On conçoit qu'une denture engrenant avec deux pignons contribuant chacun à un rapport de vitesses différent, occupe un espace unique le long de l'axe des arbres primaires alors qu'elle participe à plusieurs rapports de vitesses. La longueur de la boîte de vitesses en est ainsi réduite et la capacité d'implantation améliorée. Selon une autre caractéristique, les arbres primaires de la boîte de vitesses sont montés en rotation sur des paliers logés dans un carter de boîte. Au moins les dentures contribuant au rapport de marche arrière, au premier et au deuxième rapports de marche avant, sont au voisinage des paliers de guidage. Avantageusement, les deux arbres secondaires sont chacun munis d'un pignon attaquant la même couronne d'un différentiel. Selon une autre caractéristique, les dentures des arbres primaires de la boîte de vitesses contribuant au rapport de marche avant de même parité, sont sur le même arbre primaire. Avantageusement, la distance entre l'axe des arbres primaires et les axes des deux arbres secondaires sont sensiblement identiques. On conçoit que cet avantage permet d'utiliser des synchroniseurs ou des pignons identiques sur les arbres secondaires. La différence des rapports de vitesses issus des pignons des deux arbres secondaires peut être réalisée par exemple par des pignons d'attaque de diamètres différents. Selon encore une autre caractéristique, la boîte de vitesses comprend un carter séparant une partie de la boîte contenant les pignons lubrifiés par de l'huile et une partie contenant les embrayages. Ledit carter étant traversé par les deux arbres primaires, un premier joint assure l'étanchéité à l'huile entre les deux arbres primaires, et un deuxième joint assure l'étanchéité à l'huile entre l'un des arbres primaires et le carter. Les deux embrayages peuvent être à huile ou peuvent être des embrayages secs. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple non limitatif et illustré par le dessin annexé, sur lequel: -la figure unique est une représentation de la cinématique d'un mode de réalisation de la boîte de vitesses de l'invention. Comme illustré sur la figure, la boîte de vitesses comprend un arbre primaire plein 1 et un arbre primaire creux 2, reliés alternativement à un arbre moteur 3 par deux embrayages à huile, respectivement 4 et 5. La boîte de vitesses comprend également deux arbres secondaires 6 et 7, munis chacun d'un pignon d'attaque 8 et 9 engrenant avec la même couronne de différentiel 10. De gauche à droite sur la figure, l'arbre primaire 1 est muni de deux dentures fixes 11 et 12, et l'arbre primaire creux 2 est muni de deux dentures 13 et 14. La denture 11 engrène avec un pignon de première 15 monté libre en rotation autour de l'arbre secondaire 6, lequel pignon de première 15 engrène avec un pignon de marche arrière 20 monté libre en rotation autour de l'arbre secondaire 7. La denture 12 engrène avec un pignon de cinquième 17 monté libre en rotation autour de l'arbre secondaire 6, ainsi qu'avec un pignon de troisième 22 monté libre en rotation autour de l'arbre secondaire 7. De même, la denture 13 engrène avec un pignon de sixième 18 monté libre en rotation autour de l'arbre secondaire 6, ainsi qu'avec un pignon de quatrième 23 monté libre en rotation autour de l'arbre secondaire 7. La denture 14 engrène avec un pignon de seconde 25 monté libre en rotation autour de l'arbre secondaire 7. Un synchroniseur 16, monté fixe sur l'arbre secondaire 6, et situé entre le pignon de première 15 et le pignon de cinquième 17, est apte à solidariser de manière sélective et exclusive lesdits pignons sur l'axe 6. Un synchroniseur simple 19, monté fixe sur l'arbre secondaire 6, et situé entre les positions axiales des dentures 13 et 14, est apte à solidariser de manière sélective le pignon de sixième 18 avec l'arbre secondaire 6. De même, deux synchroniseurs 21 et 24 sont montés fixes sur l'arbre secondaire 7 et situés, l'un entre les pignons de marche arrière 20 et le pignon de troisième 22, l'autre entre le pignon de quatrième 23 et le pignon de seconde 25. Chacun de ces deux synchroniseurs est apte à solidariser de manière sélective et exclusive les deux pignons adjacents avec l'arbre secondaire 7. L'ensemble des deux arbres primaires 1 et 2 sont supportés en rotation par un palier 26 situé en extrémité de l'arbre primaire plein 1 et par un palier 27 autour de l'arbre primaire creux 2 situé entre la denture 14 et les embrayages 4 et 5. L'arbre secondaire 6 est supporté en rotation par deux paliers à chacune de ses extrémités, un palier 28 situé à gauche du pignon de première 15 et un palier 29 situé à droite du pignon d'attaque 8. De même, l'arbre secondaire 7 est supporté en rotation par deux paliers 30 et 31 situés, l'un à gauche du pignon de marche arrière 20, l'autre à droite du pignon d'attaque 9. Les pignons de marche arrière 20, de première 15 et de seconde 25, sont tous situés au voisinage des paliers de guidage. Les pignons correspondant à des vitesses de rotation faibles, transmettent la puissance du moteur grâce à un couple de forte intensité. Le fait que ces pignons soient au voisinage des paliers de guidage permet de réduire la flèche des arbres sur lesquels ils sont montés. Le milieu de boîte est occupé par les pignons de troisième, quatrième, cinquième et sixième engendrant une flèche sur les arbres primaire et secondaire moindre que les pignons de rapport inférieur. Le pignon de marche arrière 20, le pignon de première 15 et la denture 11 occupent la même position axiale. Il en est de même pour les pignons engrenant avec la denture 12, et ceux engrenant avec la denture 13. L'épaisseur des synchroniseurs doubles 16, 21 et 24 est similaire, celle du synchroniseur simple 19 est inférieure. La longueur totale de la boîte est donc la somme des épaisseurs de quatre dentures et de deux synchroniseurs doubles. Une telle boîte de vitesses est particulièrement courte. Dans une variante, la distance axiale entre les arbres primaires 2 et l'arbre secondaire 6 est similaire à la distance séparant les arbres primaires 1, 2 de l'arbre secondaire 7. Ainsi, les diamètres des pignons de cinquième 17 et de troisième 22 sont sensiblement identiques. Le pignon d'attaque 8 est d'un diamètre supérieur au pignon d'attaque 9, de sorte que le rapport de cinquième est supérieur au rapport de troisième. La proportion entre les rapports de réduction de cinquième et de troisième est identique à la proportion entre les rapports de réduction de sixième et de quatrième. Dans une autre variante, l'entraxe séparant l'arbre secondaire 6 des arbres primaires et l'entraxe séparant l'arbre secondaire 7 des arbres primaires sont différents, de sorte que les pignons 22 et 17 sont également différents ainsi que les pignons 23 et 18. La différence d'entraxe, cumulée avec la différence des diamètres des pignons d'attaque 8 et 9, permet de choisir chacun des rapports de réduction. Dans une autre variante, la boîte de vitesses comprend un carter, non représenté, séparant une partie de la boîte contenant l'ensemble des pignons lubrifiés par de l'huile et une autre partie contenant les embrayages 4, 5 et l'arbre-moteur 3. L'étanchéité entre ces deux parties de boîte est assurée par un premier joint 32 situé entre l'arbre primaire plein 1 et l'arbre primaire creux 2 et par un deuxième joint d'étanchéité 33 situé entre l'arbre primaire creux 2 et un carter, non représenté. Ces deux joints assurent l'étanchéité entre l'huile de lubrification des pignons et les embrayages, de sorte que la même boîte puisse être au choix équipée, soit d'embrayages à huile, soit d'embrayages secs. Ce mode de réalisation est particulièrement compact, puisqu'il n'utilise que deux arbres secondaires et une longueur égale à seulement quatre pignons et deux synchroniseurs. Cette compacité est néanmoins compatible avec une boîte présentant six rapports de marche avant et un rapport de marche arrière. REVENDICATIONS 1-Boîte de vitesses de véhicule automobile, à arbres parallèles comprenant deux arbres primaires coaxiaux (1, 2), reliés alternativement au moteur du véhicule par deux embrayages (4, 5), et deux arbres secondaires non coaxiaux (6, 7), dont au moins l'un est muni d'un pignon d'attaque (8, 9) engrenant avec une couronne de différentiel (10), les arbres primaires (1, 2) étant munis de dentures engrenant chacune avec au moins un pignon monté à rotation sur un arbre secondaire, dans laquelle un pignon (15) intermédiaire de marche arrière, monté libre sur un arbre secondaire, engrène simultanément avec un pignon (20) de l'autre arbre secondaire et avec une première denture (11) solidaire de l'un des arbres primaires, et dans laquelle une deuxième denture (12) d'un des arbres primaires (1) engrène simultanément avec deux pignons (17, 22) montés sur deux arbres secondaires (6, 7), caractérisée par le fait qu'un des arbres primaires (2) comprend une troisième denture (13) engrenant simultanément avec deux pignons (18, 23) montés sur deux arbres secondaires (6, 7). 2-Boîte de vitesses selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les arbres primaires (1, 2) sont montés en rotation sur des paliers (26, 27) logés dans un carter de boîte et par le fait qu'au moins les dentures (11, 14) contribuant au rapport de marche arrière (20), au premier (15) et au deuxième (25) rapports de marche avant, sont au voisinage des paliers de guidage (26, 27). 3-Boîte de vitesses selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que les deux arbres secondaires (6, 7) sont chacun munis d'un pignon (8, 9) attaquant la même couronne de différentiel (10). 4-Boîte de vitesses selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que les dentures (11, 12) des arbres primaires contribuant aux rapports de marche avant de même parité sont sur le même arbre primaire (1). 5-Boîte de vitesses selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la distance entre l'axe des arbres primaires (1, 2) et les axes des deux arbres secondaires (6, 7) sont sensiblement identiques. 6-Boîte de vitesses selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle comprend un carter séparant une partie de la boite contenant les pignons lubrifiés par de l'huile et une partie contenant les embrayages, ledit carter étant traversé par les deux arbres primaires, un premier joint (32) assurant l'étanchéité à l'huile entre les deux arbres primaires, et un deuxième joint (33) assurant l'étanchéité à huile entre un des arbres primaires et le carter. 7-Boîte de vitesses selon la revendication 6,caractérisée par le fait qu'elle comprend deux embrayages à huile (4, 5). 8-Boîte de vitesses selon la revendication 6, caractérisée par le fait qu'elle comprend deux embrayages à sec.