Brevet FR2887947A1 — publié le 20070105

BOITE DE VITESSES A COMPARTIMENTS ETANCHES La présente invention concerne les boîtes de vitesses de véhicule automobile comprenant plusieurs arbres parallèles, munis chacun d'une pluralité de pignons. Elle porte sur une boîte de vitesses de véhicule automobile compartimentée, comprenant au moins un embrayage situé dans un carter d'embrayage, et un mécanisme composé d'un ensemble d'arbres et de pignons de vitesses situés dans un carter de mécanisme Cette invention s'applique notamment sur une boîte de vitesses de véhicule automobile à arbres parallèles munis d'une pluralité de pignons, comprenant deux arbres primaires concentriques reliés alternativement au moteur du véhicule par un premier et un deuxième embrayage, et deux arbres secondaires reliés aux roues du véhicule par un différentiel, Elle trouve ainsi une application privilégiée, mais non limitative, sur les boîtes de vitesses robotisées à arbres primaires concentriques, et à double embrayage d'entrée, Par la publication DE 198 21 164, on connaît une boîte de vitesses du type indiqué ci-dessus, dite à double embrayage , comportant de façon 24 classique un carter en deux parties accouplées. Ces deux parties de carter, dites carter d'embrayage et carter de mécanisme , définissent en réalité seul volume, renfermant d'une part les deux embrayages, et d'autre part le mécanisme de commande interne de boîte, c'est-à-dire les pignons, les fourchettes, les synchroniseurs, et leurs organes de commande robotisée, dont un distributeur et une pompe, ainsi que des actionneurs hydrauliques de sélection et de passage des vitesses. Dans une telle architecture, le mécanisme (synchroniseurs et engrenages), et le système hydraulique de commande, reçoivent la même huile, en circulation à l'intérieur de l'ensemble des carters. Cette disposition pose des difficultés, car le fonctionnement optimal de la boîte suppose l'utilisation d'une huile relativement visqueuse pour les synchroniseurs et les engrenages, tandis que le système hydraulique de commande requiert une huile plus fluide. Ainsi, l'utilisation de la même huile pour la lubrification des mécanismes, et pour le circuit hydraulique, risque de dégrader ce dernier, car l'huile est salie par la lubrification du mécanisme. II est alors prudent de prévoir un filtre sous H) pression en sortie de la pompe, en plus du filtre d'entrée. Enfin, avec une huile trop fluide, il n'est pas possible de phosphater les pignons pour prévenir leur usure. Dans ces conditions, il est nécessaire de prévoir à l'origine une surlongueur sur les dentures de pignon, en prévision de cette usure. Pour traiter ce problème, il a déjà été proposé de faire chauffer l'huile de la boîte lors du démarrage du véhicule. Cette mesure permet de réduire rapidement sa viscosité, de manière à faciliter la commande des actionneurs en début de roulage. Toutefois, cette solution suppose un pilotage suffisamment fin des moyens de chauffage de l'huile pour être satisfaisante, ou bien de ne pas laisser le véhicule avancer, tant que la température de l'huile n'est pas suffisante. La présente invention vise à assurer dans les meilleures conditions la lubrification des organes mécaniques d'une boite de vitesses, et le pilotage de ses embrayages et de ses actionneurs. Dans ce but, elle propose que le carter de mécanisme présente deux compartiments étanches, et que l'étanchéité entre les deux carters et entre les deux compartiments du carter de mécanisme, soit assurée par une plaque - 3 métallique épousant le plan de joint des deux carters, et entourant les deux compartiments du carter de mécanisme. Les deux huiles étant de nature très différentes, il est indispensable d'avoir une étanchéité parfaite entre les compartiments renfermant des huiles différentes. A ce sujet, l'application habituelle de pâtes d'étanchéité sur le plan de joint des carters n'offre pas de garantie suffisante. Conformément à l'invention, on utilise donc une plaque d'étanchéité, qui présente des bourrelets de caoutchouc surmoulés sur ses bords, ou, en variante, une couche de caoutchouc sur chacune de ses faces. 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 liaison avec les dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une coupe simplifiée de boîte de vitesses compartimentée, l5 - la figure 2 montre l'intérieur d'une boîte de vitesse conforme à l'invention, dont le carter de mécanisme est ouvert, et - les figures 3A, 3B illustrent deux variantes de réalisation de la plaque d'étanchéité entre les carters. 5ur la figure 1, on a représenté de façon simplifiée, un mécanisme de boîte de vitesses qui n'a toutefois aucun caractère limitatif quant à l'application de l'invention. Sur cette figure, on voit en coupe un carter d'embrayage 1 et un carter de mécanisme 2 d'une boîte de vitesses à arbres parallèles et à engrenages. Les carters 1, 2 présentent une face d'accouplement 5. Ils renferment respectivement un embrayage double 12a, 12b dans un premier compartiment 4 fermé, et un mécanisme de changement de vitesses 3 dans un second compartiment fermé 7. Le mécanisme 3, du type à arbres parallèles munis d'une pluralité de pignons de vitesses, peut inclure par exemple les éléments suivants, non représentés: deux arbres primaires concentriques reliés alternativement au moteur du véhicule par un premier et un deuxième embrayage, et deux arbres secondaires reliés aux roues du véhicule par un différentiel. 5'i l s'agit d'une boîte de vitesses à arbres primaires concentriques, l'embrayage 12a, 12b du premier compartiment peut 4 peut correspondre soit à deux embrayages, soit à un double embrayage multidisques humide. Le troisième compartiment 6 renferme des éléments de commande hydraulique des embrayages, dont une i0 pompe (non représentée), et un distributeur hydraulique bH. Comme indiqué plus haut, l'invention trouve une application privilégiée sur une boîte de vitesses robotisée à double embrayage d'entrée, dans laquelle les embrayages sont du type multidisques humides à bain d'huile . bans une telle boîte, la commande des embrayages s'effectue avec un distributeur hydraulique et des actionneurs hydrauliques, comme dans une transmission automatique. L'huile de la commande hydraulique doit idéalement être une huile relativement fluide, du type utilisé dans les transmissions automatiques à train épicyclo daux et convertisseur hydrocinétique de couple, alors que la lubrification du mécanisme à engrenages est mieux assurée par une huile plus visqueuse, de boîte manuelle conventionnelle à engrenages. Comme indiqué plus haut, il ne faut surtout pas qu'il y ait de mélange entre les huiles, car l'huile de pignonnerie est très visqueuse, et le distributeur, la pompe et l'embrayage ne sont pas du tout adaptés à cette viscosité. L'invention propose donc la disposition d'un joint 8 spécial entre les deux carters entre leurs faces d'accouplement. Ce joint mis en évidence sur la figure 2, se présente sous la forme une plaque métallique 8 épousant le plan de joint des deux carters, et entourant les deux compartiments du carter de mécanisme. Cette figure montre la présence d'un bourrelet 9 sur un des bords de la plaque. Selon la variante de la figure 3A, la plaque peut avantageusement présenter des bourrelets de caoutchouc surmoulés 9, sur l'ensemble de ses bords. Une autre variante, illustrée par la figure 3B, est que la plaque présente des formes embouties 8a, permettant de retenir une couche de caoutchouc sur chacune 11 de ses faces. Toutefois, ces figures n'ont qu'une valeur d'exemple, et on peut prévoir d'autres modes de réalisation ou de finition du joint, sans sortir du cadre de l'invention. En conclusion, le compartimentage des carters et les moyens d'étanchéité appropriés proposés par l'invention, permettent d'utiliser des huiles très différentes dans le compartiment renfermant le mécanisme de la boîte, et dans ceux qui renferment les embrayages et leur système de commande hydraulique. Ainsi, l'ensemble des éléments mécaniques, notamment les pignons et les synchroniseurs, peut être lubrifié par une huile plus visqueuse que celle du circuit de commande hydraulique. -6-REVENDICATIONS 1. Boîte de vitesses de véhicule automobile compartimentée, comprenant au moins un embrayage situé dans un carter d'embrayage (1) et un mécanisme (3) composé d'un ensemble d'arbres et de pignons de vitesses situés dans un carter de mécanisme (2), caractérisée en ce que le carter de mécanisme présente deux compartiments étanches (6, 7), et en ce que l'étanchéité entre les deux carters (1, 2) et entre les deux compartiments (6, 7) du carter de mécanisme (1) est assurée par une plaque métallique (8) épousant le plan de joint des deux carters (5), et entourant les deux compartiments (6, 7) du carter de mécanisme (2). 2. Boîte de vitesses selon la revendication 1, caractérisée en ce que la plaque (8) présente des bourrelets de caoutchouc (9) surmoulés sur ses bords. 3. Boîte de vitesses selon la revendication 1, caractérisée en ce que la plaque présente une couche de caoutchouc (11) sur chacune de ses faces. 4. Boîte de vitesses selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisée en ce que la plaque (8) présente des formes embouties (8a). 5. Boîte de vitesses selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les deux compartiments (6, 7) du carter de mécanisme renferment deux huiles de viscosité différente convenant respectivement pour la lubrification du mécanisme, et pour la commande d'embrayages humides. 6. Boîte de vitesses selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un compartiment du carter de mécanisme (6) renfermant des éléments de commande hydraulique d'embrayage, communique avec le carter d'embrayage (2). 7. Boîte de vitesses selon la revendication 6, caractérisée en ce que le compartiment (6) du carter de mécanisme qui communique avec le carter d'embrayage (2) renferme une pompe et un distributeur hydraulique 8. Boîte de vitesses selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce que le carter d'embrayage (1) et le compartiment (6) en communication avec celui-ci, renferment une huile plus fluide que l'autre compartiment. 9. Boîte de vitesses selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le carter d'embrayage (1) renferme deux embrayages (12a, 12b) respectivement reliés à un premier et à un second arbre primaire du 1 0 carter de mécanisme (3). 10. Boîte de vitesses selon la revendication 9, caractérisée en ce que les deux arbres primaires sont concentriques.