Brevet FR2882417A1 — publié le 20060825

Montage de roulements sur des arbres concentriques La présente invention concerne une boîte à vitesses pour un véhicule automobile. Préférentiellement, mais de manière non exclusive, elle concerne une boîte à vitesses 5 de type automatique. Plus particulièrement, elle concerne une boîte à vitesses dans laquelle, afin que la chaîne cinématique ne soit pas ouverte lors d'un changement de rapport, et ce, de manière à éviter tout à-coup ou perte de couple pouvant résulter d'une telle ouverture, ro deux arbres d'entrée sont montés coaxialement. Le document DE10153014 présente une boîte à vitesses de ce type. Dans ce dispositif, un premier arbre d'entrée, placé dans le carter de boîte à vitesses, est connecté à un premier ensemble d'embrayage, et un second arbre d'entrée, creux, est placé coaxialement autour dudit premier arbre d'entrée, et est relié à un second ensemble d'embrayage. Ledit premier arbre d'entrée commande les rapports de vitesses impairs, et ledit second arbre d'entrée commande les rapports de vitesses pairs. Le montage desdits premier et second arbres entre eux est ici réalisé au moyen de deux ensembles de roulements placés, respectivement, l'un à l'une des extrémités dudit second arbre proche du côté moteur, et l'autre à l'autre extrémité dudit second arbre opposée au côté moteur. Chacun desdits ensembles de roulement comprend ici, respectivement, un roulement à billes, destiné à reprendre les efforts radiaux exercés sur lesdits premier et second arbres, ainsi qu'un roulement à aiguilles, destiné à reprendre les efforts longitudinaux s'exerçant dans des sens opposés sur lesdits premier et second arbres. Ledit second arbre est ainsi mobile en rotation et bloqué longitudinalement autour dudit premier arbre. Ledit premier arbre est lié au carter de boîte à vitesse situé du côté opposé au moteur au moyen d'un roulement à billes à gorges profondes: il est ainsi mobile en rotation, tout en étant arrêté longitudinalement. Il est, par ailleurs, mobile en rotation et longitudinalement dans une paroi du carter de boîte à vitesses situé du côté du moteur, au moyen d'un roulement à rouleaux cylindriques placé autour dudit second arbre. Un tel dispositif confère une bonne stabilité à l'assemblage desdits premier et second arbre. Toutefois, il comporte un grand nombre de pièces de liaison (roulements), ce qui en complique le montage et induit, en outre, une traînée relativement importante, défavorable, en particulier, aux performances du véhicule en termes de consommation de carburant. Le document DE4123493 propose également un dispositif de boîte à vitesses dans lequel un premier arbre d'entrée est monté coaxialement à un ensemble d'arbres intermédiaires et de sortie, lesdits arbres étant liés entre eux au moyen de roulements à billes ou à aiguilles. Un tel dispositif toutefois comporte ici encore un grand nombre de pièces générant, par tà, également, une traînée importante défavorable à la consommation en carburant du véhicule. Le but de la présente invention est de proposer un dispositif de boîte à vitesses comportant deux arbres d'entrée montés coaxialement l'un autour de l'autre, et dans io laquelle la liaison entre lesdits arbres concentriques est réalisée au moyen d'un nombre réduit d'éléments. L'invention atteint son but grâce à un dispositif de boîte à vitesses comportant un premier et un second arbres d'entrée, dans laquelle ledit second arbre d'entrée est creux selon son axe longitudinal, ledit second arbre d'entrée étant monté coaxialement autour dudit premier arbre d'entrée, dans laquelle ledit premier arbre d'entrée est lié au carter de boîte à vitesses situé du côté du moteur par des moyens appropriés, caractérisée en ce que lesdits premier et second arbres d'entrée sont liés entre eux par un dispositif unique. Avantageusement, ledit second arbre d'entrée est lié au carter de boîte à vitesses situé du côté opposé au moteur par des moyens appropriés. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, ledit dispositif de liaison unique placé entre lesdits premier et deuxième arbres d'entrée est un roulement à billes destiné à reprendre les efforts longitudinaux et radiaux s'exerçant sur lesdits premier et second arbres d'entrée, et lesdits moyens appropriés de liaison respectivement entre ledit premier arbre d'entrée et ledit carter du côté du moteur, et entre ledit second arbre d'entrée concentrique audit premier arbre d'entrée et ledit carter du côté opposé au moteur, sont des roulements à billes. Dans un premier mode de réalisation alternatif de l'invention, lesdits moyens appropriés assurant respectivement la liaison entre ledit premier arbre d'entrée et ledit carter du côté du moteur, et entre ledit second arbre d'entrée et ledit carter du côté opposé au moteur sont des roulements à rouleaux coniques, ledit dispositif unique placé entre lesdits premier et second arbres d'entrée étant un roulement à billes. Dans un second mode de réalisation alternatif de l'invention, lesdits moyens appropriés 35 de liaison respectivement entre ledit premier arbre d'entrée et ledit carter du côté du moteur, entre ledit second arbre d'entrée et ledit carter du côté opposé au moteur, et entre lesdits premier et second arbres d'entrée entre eux sont des roulements à rouleaux coniques. Avantageusement, un roulement à aiguilles permet de régler tes déformées desdits premier et second arbres d'entrée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures années, dans lesquelles: la figure 1 est une vue schématique partielle en coupe, selon un plan de symétrie longitudinal contenant l'axe de révolution desdits premier et second o arbres d'entrée, d'un mode de réalisation préféré d'un dispositif de boîte à vitesses selon l'invention, la figure 2 est une vue schématique partielle en coupe, selon un plan de symétrie longitudinal contenant l'axe de révolution desdits premier et second arbres d'entrée, d'un dispositif de boîte à vitesses selon un premier mode de réalisation alternatif de l'invention, la figure 3 est une vue schématique partielle en coupe, selon un plan de symétrie longitudinal contenant l'axe de révolution desdits premier et second arbres d'entrée, d'un dispositif de boîte à vitesses selon un second mode alternatif de réalisation de l'invention. Dans toute la description qui suit, un même élément est repéré par la même notation sur l'ensemble des figures. La boîte à vitesses partiellement représentée sur la figure 1 comporte deux arbres d'entrée 1 et 2. Le premier arbre d'entrée 1, d'axe longitudinal X, est relié, à l'une de ses extrémités située du côté du moteur, au carter de boîte à vitesses 3, au moyen d'un roulement approprié 4. Dans la boîte à vitesse selon l'invention telle qu'elle est partiellement représentée par la figure 1, ledit roulement 4 est un roulement à billes. Ledit premier arbre d'entrée 1 comporte, de manière connue, un orifice longitudinal sensiblement axial L, destiné au passage de lubrifiant dans l'ensemble du dispositif. Avantageusement, ledit premier arbre d'entrée 1 commande, par l'intermédiaire d'un système d'embrayage approprié (non détaillé sur tes figures), tes rapports impairs de la boîte à vitesses. Le second arbre d'entrée 2 est sensiblement longitudinalement creux, et monté coaxialement autour d'une partie au moins dudit premier arbre d'entrée 1 opposée à ladite partie dudit premier arbre d'entrée 1 située du côté du moteur. Dans le dispositif de boîte à vitesses selon l'invention, ledit second arbre d'entrée 2 est lié au carter de boîte à vitesse 5 du côté opposé au moteur au moyen d'un élément approprié 6: dans le mode de réalisation de l'invention présenté par la figure 1, ledit élément approprié 6 est un roulement à billes. Avantageusement, ledit second arbre d'entrée 2 commande, par l'intermédiaire d'un système d'embrayage approprié (non détaillé sur les figures), les rapports pairs de la boîte à vitesses. Lesdits premier et second arbres d'entrée 1 et 2 sont ainsi mobiles en rotation l'un par rapport à l'autre, et, chacun, respectivement par rapport auxdits carters de boîte à vitesses 3 et 5. To Dans le dispositif de boîte à vitesses selon l'invention, un élément approprié unique 7 est placé entre lesdits premier et second arbres d'entrée 1 et 2, afin d'assurer leur liaison. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, présenté par tes figures 1 et 2, ledit élément unique 7 est un roulement à billes. Lorsqu'un rapport est chargé dans la boîte à vitesses, des efforts radiaux, ainsi que des efforts longitudinaux, sont exercés sur lesdits premier et second arbres d'entrée 1 et 2. Les efforts longitudinaux sont dirigés vers le côté du moteur ou vers le côté opposé à celui-ci, le long dudit axe longitudinal X commun auxdits arbres d'entrée 1 et 2, suivant que te véhicule considéré accélère ou décélère: ils sont respectivement représentés par le sens des flèches A et D sur les figures. Lorsqu'un rapport impair est chargé dans la boîte à vitesses et que le véhicule accélère, un effort longitudinal est ainsi exercé sur ledit premier arbre d'entrée 1, dirigé vers le côté opposé au moteur et audit carter 3 de la boîte à vitesses, dans le sens représenté par ta flèche A. Cet effort est, dans la boîte à vitesses selon l'invention, transmis audit second arbre d'entrée 2 par ledit élément unique 7, puis, par l'intermédiaire dudit élément approprié 6, audit carter 6 de boîte à vitesses situé du côté opposé audit moteur. Lorsque ledit véhicule décélère, ledit effort longitudinal s'exerce vers te côté du moteur, et est alors transmis audit carter 3 de la boîte à vitesses par l'intermédiaire 30 dudit élément approprié 4. Un raisonnement analogue peut être tenu lorsqu'un rapport pair est chargé dans la boîte à vitesses: lorsque le véhicule accélère, l'effort longitudinal exercé sur ledit second arbre d'entrée 2 est transmis audit carter 5 opposé au moteur par l'intermédiaire dudit élément approprié 6; lorsque le véhicule décélère, ledit effort longitudinal est respectivement transmis audit premier arbre d'entrée 1 par l'intermédiaire dudit élément unique de liaison 7, puis, via ledit élément approprié 4, audit carter 3 situé du côté du moteur. L'utilisation d'un roulement à billes 7 permet ici la reprise, au moyen d'un élément unique, à la fois des efforts longitudinaux qui viennent d'être décrits, et des efforts 5 radiaux s'exerçant sur lesdits premier et second arbres d'entrée 1 et 2. Il est à noter que, afin de régler les déformées desdits premier et second arbres d'entrée 1 et 2, un roulement à aiguilles 8 peut également inséré entre ces deux arbres. To Il est ainsi possible, grâce à l'invention, de lier les deux arbres concentriques 1 et 2 de manière simple et avec un nombre limité de pièces: l'ensemble est donc, en particulier, plus facile à monter et à manipuler. De plus, la réduction du nombre de pièces de liaison entraîne une diminution de la traînée engendrée, ce qui permet d'améliorer les performances du véhicule équipé d'un tel dispositif. Dans un premier mode de réalisation alternatif de l'invention, lesdits éléments appropriés 4 et 6 permettant respectivement la liaison dudit premier arbre 1 avec ledit carter de boîte à vitesses 3 situé du côté du moteur, et la liaison dudit second arbre 2 avec ledit carter de boîte à vitesses 5 situé à l'opposé du moteur, sont des roulements à rouleaux coniques, présentant de meilleures performances mécaniques que des roulements à billes pour la transmission et la tenue aux efforts. Dans un second mode de réalisation alternatif de l'invention, lesdits éléments appropriés 4 et 6 permettant respectivement la liaison dudit premier arbre 1 avec ledit carter de boîte à vitesses 3 situé du côté du moteur, et la liaison dudit second arbre 2 avec ledit carter de boîte à vitesses 5 situé à l'opposé du moteur, sont des roulements à rouleaux coniques, et ledit élément de liaison 7 entre lesdits premier et second arbres 1 et 2 est également un roulement à rouleaux coniques. Revendications 1. Dispositif de boîte à vitesses d'un véhicule automobile, comportant un premier et un second arbres d'entrée (1) et (2), dans laquelle ledit second arbre d'entrée (2) est creux selon son axe longitudinal (X), ledit second arbre d'entrée (2) étant monté coaxialement autour dudit premier arbre d'entrée (1), dans laquelle ledit premier arbre d'entrée (1) est lié au carter de boîte à vitesses (3) situé du côté du moteur par des moyens appropriés (4), caractérisée en ce que lesdits premier et second arbres d'entrée (1) et (2) sont liés entre eux par un dispositif unique (7). 2. Dispositif de boîte à vitesses selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit second arbre d'entrée (2) est lié au carter de boîte à vitesses (5) situé du côté opposé au moteur par des moyens appropriés (6). 3. Dispositif de boîte à vitesses selon l'une ou l'autre des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit dispositif unique (7) permet la reprise des efforts radiaux et longitudinaux exercés sur lesdits premier et second arbres d'entrée (1) et (2) lorsque les différents rapports de vitesses sont chargés dans ladite boîte à vitesses. 4. Dispositif de boîte à vitesses selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit dispositif unique de liaison (7) est un roulement à billes. 5. Dispositif de boîte à vitesses selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit dispositif unique de liaison (7) est un roulement à rouleaux 25 coniques. 6. Dispositif de boîte à vitesses selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdits moyens appropriés (4) et (6) sont des roulements à billes. 7. Dispositif de boîte à vitesses selon l'une ou l'autre des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdits moyens appropriés (4) et (6) sont des roulements à rouleaux coniques. 8. Véhicule automobile équipé d'un dispositif de boîte à vitesses selon l'une quelconque 35 des revendications 1 à 7.