Brevet FR2920211A1 — publié le 20090227

La présente invention concerne une boîte de vitesses avec une pluralité d'arbres de transmission, en particulier pour un véhicule automobile, et un dispositif de fixation pour au moins une roue dentée, selon le préambule de la revendication 1. Dans des boîtes de vitesses, des roues fixes sont généralement fixées sur un arbre de transmission, en particulier un arbre récepteur, par un écrou de blocage axial, afin d'obtenir un blocage axial. Sous l'effet des vibrations, plus précisément sous l'effet des forces et couples de rotation transmis, il se produit des mouvements relatifs sur la roue to fixe, lesquels sont transmis sur l'écrou de blocage axial posé à proximité. Ces vibrations ou micromouvements génèrent un micropatinage qui induit en règle générale un desserrage de l'écrou de blocage axial. Un matage de l'écrou de blocage axial est donc nécessaire pour empêcher une désolidarisation de l'écrou. Le matage 15 effectué entraîne un assemblage par conjugaison de forme supplémentaire et donc une fixation fiable de l'ensemble de roues dentées par l'écrou de blocage axial. Un tel matage génère néanmoins des coûts supplémentaires et nécessite une place supplémentaire dans la boîte de vitesses. Par ailleurs, des corps de roulement d'un manchon 20 adjacent à l'écrou de blocage axial peuvent se déplacer dans la direction axiale contre une rainure de matage et, de ce fait, sont endommagés. Le but de l'invention est donc de perfectionner l'agencement des ensembles de roues dentées, ainsi que la fixation de ceux-ci sur un arbre de transmission. Cet objectif est résolu selon l'invention par un 25 dispositif avec les caractéristiques de la revendication 1. La boîte de vitesses selon l'invention se caractérise par le fait qu'une roue fixe est configurée de telle sorte que, dans une partie adjacente à un écrou de fixation, il est prévu un évidement qui est ménagé autour de l'arbre de transmission et dans lequel un manchon 30 de fixation est positionné entre la roue fixe et l'arbre de transmission. De préférence, l'évidement est réalisé avec une forme annulaire et constitue un élargissement radial de l'alésage de la roue fixe dans la partie adjacente à l'écrou de fixation. De préférence, l'évidement est prévu dans une zone en dessous d'une denture de sélection de vitesse de la roue fixe. Selon l'invention, le manchon de fixation est dimensionné conformément à la dimension de l'évidement. L'écrou de fixation, posé à proximité immédiate, est, après son serrage, directement en appui contre le manchon de fixation. Grâce à cet agencement, un contact direct entre la roue fixe et l'écrou de fixation est empêché, de telle sorte 1 o que le manchon de fixation constitue une partie de découplage entre la roue fixe et l'écrou de fixation. De ce fait, les vibrations ou micromouvements, qui engendrent un micropatinage et entraînent en règle générale un desserrage de l'écrou de fixation, ne sont pas transmis sur celui-ci. 15 Par conséquent, grâce au dispositif de fixation proposé, il n'est plus nécessaire de réaliser un assemblage par conjugaison de forme supplémentaire constitué par un matage de l'écrou de fixation, de telle sorte qu'une place supplémentaire est disponible dans la direction axiale de la boîte de vitesses. En outre, les coûts liés au matage sont 20 supprimés, de telle sorte que les coûts de production de la boîte de vitesses sont diminués. Par ailleurs, le dispositif de fixation selon l'invention permet de réaliser une plus grande capacité de couple de rotation de la boîte de vitesses. Dans un mode de réalisation de l'invention, le manchon de 25 fixation est réalisé de telle sorte qu'un ajustement d'un diamètre intérieur du manchon de fixation, de préférence ici sous la forme d'un ajustement avec jeu entre le manchon de fixation et l'arbre de transmission, est plus petit qu'un ajustement d'un diamètre extérieur du manchon de fixation. En outre, il existe ici de préférence un 30 ajustement avec jeu entre le manchon de fixation et la roue fixe. En particulier, le diamètre extérieur du manchon de fixation est dimensionné de telle sorte que, en cours de service de la boîte de vitesses, une surface extérieure du manchon de fixation reste à distance d'une surface intérieure de la roue fixe. Une telle distance peut se situer entre 0,01 mm à 0,06 mm, de préférence 0,05 mm environ. Grâce à cet agencement, les micromouvements ne sont pas transmis depuis la roue fixe sur le manchon de fixation, de telle sorte qu'il ne se produit pas de desserrage de l'écrou de fixation qui est en appui contre le manchon de fixation. De ce fait, il n'est pas nécessaire de réaliser un assemblage par conjugaison de forme supplémentaire au moyen du matage de l'écrou ~o de fixation. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le manchon de fixation et l'écrou de fixation sont réalisés d'un seul tenant. Cela permet de réaliser des avantages supplémentaires en matière de coûts et d'obtenir un mode de construction compact du dispositif de fixation. 15 Par ailleurs, le temps de montage et donc les coûts de production de la boîte de vitesses sont diminués. Par ailleurs, la réalisation d'un seul tenant, à savoir l'intégration du manchon de fixation dans l'écrou de fixation confère une plus grande rigidité à l'écrou de fixation. En outre, la réalisation d'un seul 20 tenant engendre une répartition avantageuse et optimisée des charges dans la zone de la denture d'accouplement entre la roue fixe et l'arbre de transmission. Il en résulte une diminution du micropatinage entre la roue fixe et l'écrou de fixation. La réduction du contact direct entre la roue fixe et l'écrou de fixation diminue également en particulier les 25 vibrations ou micromouvements dans le filetage de l'écrou de fixation, de manière à empêcher un micropatinage dans la zone du filetage et un desserrage de l'écrou de fixation dû au micropatinage. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la roue fixe est reliée à l'arbre de transmission par une denture d'accouplement. Dans 30 ce cas, la roue fixe est réalisée de telle sorte que le milieu d'une denture de sélection de vitesse de la roue fixe est décalé de la denture d'accouplement dans la direction axiale. De préférence, le manchon de fixation s'étend dans la direction axiale au moins jusqu'au milieu de la denture de sélection de vitesse. Cet agencement avantageux permet de transmettre des forces et couples de rotation encore plus élevés par l'intermédiaire de la roue fixe. Par conséquent, la capacité de couple de rotation de la boîte de vitesses est accrue. Le présent agencement convient en particulier à des boîtes de vitesses qui sont réalisées sous la forme de boîtes de vitesses à double embrayage, dans lesquelles la roue fixe est montée de préférence sur un I o arbre intermédiaire. D'autres caractéristiques et combinaisons de caractéristiques découlent de la description. Des exemples de réalisation concrets de l'invention sont expliqués de manière plus détaillée dans la description ci-après et sont représentés sur les dessins, parmi lesquels : 15 la figure 1 représente une boîte de vitesses à double embrayage avec deux arbres d'entrée, un arbre principal et un arbre de sortie ; la figure 2a est une représentation schématique d'un dispositif de fixation selon un premier exemple de réalisation ; la figure 2b est une représentation schématique d'un dispositif de 20 fixation selon un premier exemple de réalisation ; la figure 3 est une représentation schématique d'un dispositif de fixation selon un deuxième exemple de réalisation ; la figure 4 est une vue agrandie du dispositif de fixation selon le deuxième exemple de réalisation. 25 La boîte de vitesses 1 représentée schématiquement sur la figure 1 est réalisée sous la forme d'une boîte de vitesses à double embrayage, dans laquelle un système de double embrayage 4 est relié du côté entrée à un moteur, non représenté, par l'intermédiaire d'un vilebrequin. En outre, du côté sortie, le système de double embrayage 4 est relié à deux arbres d'entrée de boîte. Dans le cas présent, le premier arbre d'entrée 2 est réalisé sous la forme d'un arbre plein et le deuxième arbre d'entrée 3 est réalisé sous la forme d'un arbre creux. Sur le premier arbre d'entrée 2 sont montées des roues dentées pour une boîte partielle avec les rapports de vitesse impairs, tandis que sur le deuxième arbre d'entrée 3 sont montées des roues dentées pour une autre boîte partielle avec les rapports de vitesse pairs. Pour réaliser les différents niveaux de rapports dans la boîte de vitesses à double embrayage selon la figure 1, il est prévu de monter sur Io un arbre principal 5, agencé parallèlement et à distance des arbres d'entrée de boîte 2 et 3, des roues dentées qui engrènent avec les roues dentées des arbres d'entrée de boîte 2 et 3, sachant que les roues dentées sur l'arbre principal 5 peuvent être réalisées sous forme de roues mobiles ou sous forme de roues fixes. En outre, la boîte de 15 vitesses 1 comporte un arbre de sortie 6 qui est relié à l'arbre principal 5 par l'intermédiaire d'une constante 17. Au niveau de l'extrémité de l'arbre de sortie 6 est monté un pignon 18 qui est lié à une boîte de vitesses d'essieu 19. De préférence, la boîte de vitesses d'essieu 19 est une boîte de vitesses d'essieu arrière, qui est montée dans un véhicule 20 avec un moteur arrière ou un moteur central, en particulier un moteur Boxer. Pour réaliser un rapport de vitesse, dans le cas présent le quatrième rapport de vitesse, une roue fixe 7 est positionnée sur une extrémité de l'arbre principal 5 et est maintenue par un écrou de 25 blocage axial ou écrou de fixation 9. Il est évident que le dispositif selon l'invention peut être utilisé sur toutes les roues dentées, quel que soit le rapport de vitesse à réaliser. L'écrou de fixation 9 réalise un blocage axial des roues dentées positionnées sur l'arbre principal 5, de telle sorte qu'un manchon de fixation 10, entre la roue fixe 7 et l'arbre 30 principal 5, vient en appui dans l'évidement 8. Ledit évidement 8 est réalisé en outre dans une zone ou partie de la roue fixe 7 qui est adjacente à l'écrou de fixation 9, de telle sorte qu'au moment du serrage de l'écrou de fixation 9, ce dernier vient en appui contre le manchon de fixation 10. Selon un premier exemple de réalisation de l'invention, l'écrou de fixation 9 et le manchon de fixation 10 sont deux pièces réalisées séparément, par lesquelles l'ensemble de roues dentées sur l'arbre principal 5 est bloqué dans la direction axiale. Selon l'invention, la roue fixe 7 est réalisée de telle sorte que le manchon de fixation 10 s'étend jusqu'à une ligne médiane 20 d'une denture de sélection de vitesse 16 de la roue fixe. Sur la figure 2b, le manchon de fixation 10 est représenté avec une largeur différente de celle sur la figure 2a, à savoir une faible largeur qui s'étend au moins jusqu'au milieu 20 de la denture de sélection de vitesse 16. Conformément aux deux agencements des figures 2a et 2b, le manchon de fixation entre la roue fixe et l'écrou de fixation constitue une partie de découplage sur le plan des vibrations ou micromouvements. De préférence, le manchon de fixation 10 est réalisé de telle sorte que, en cours de service de la boite de vitesses, une surface extérieure 13 du manchon de fixation 10 reste, selon la figure 4, à distance d'une surface intérieure 14 de la roue fixe 7. Une telle distance peut se situer entre 0,01 mm à 0,06 mm, de préférence 0,05 mm environ. Selon un deuxième exemple de réalisation de l'invention, l'écrou de fixation 9 et le manchon de fixation 10 sont réalisés d'un seul tenant selon la figure 3. Dans ce cas, le manchon de fixation 10, tout comme dans le premier mode de réalisation, est également réalisé de telle sorte que, en cours de service de la boîte de vitesses, une surface extérieure 13 du manchon de fixation 10 reste, selon la figure 4, à distance d'une surface intérieure 14 de la roue fixe 7. Grâce à cette configuration, les micromouvements de la roue fixe 7 ne sont pas transmis sur le manchon de fixation, de telle sorte qu'il ne se produit pas de desserrage de l'écrou de fixation 9. Il en résulte qu'un matage nécessaire de l'écrou de fixation 9 est inutile. La suppression du matage permet de réaliser des avantages supplémentaires en matière de coûts et, par ailleurs, de gagner de la place dans la direction axiale à l'intérieur de la boîte de vitesses 1. De préférence, la denture de sélection de vitesse 16 est réalisée sous la forme d'une denture hélicoïdale, sachant que le mode de réalisation selon l'invention convient également à une denture droite. Selon l'invention, le milieu 20 de la denture de sélection de vitesse 16 de la roue fixe est décalé dans la direction axiale ou situé à une distance axiale de la denture d'accouplement 15, de telle sorte que les to couples de rotation sont déviés autour du manchon de fixation 10 ou sont transmis en passant à côté du manchon de fixation. L'invention concerne une boîte de vitesses 1, en particulier une boîte de vitesses à double embrayage avec une pluralité d'arbres de transmission et un dispositif de fixation pour au moins une roue fixe 7 15 sur l'un des arbres de transmission, la roue fixe étant maintenue dans la direction axiale sur l'arbre de transmission 5 au moyen d'un écrou de fixation 9. Dans ce cas, un ensemble de roues dentées est bloqué par l'écrou de fixation 9 dans la direction axiale sur l'arbre de transmission 5. Selon la présente invention, la roue fixe 7 est réalisée de telle sorte 20 qu'un évidement 8, ménagé autour de l'arbre de transmission, est prévu dans une zone en dessous de la denture de sélection de vitesse 16, sachant qu'un manchon de fixation 10 est positionné dans l'évidement 8 entre la roue fixe 7 et l'arbre de transmission 5 dans une partie à proximité de l'écrou de fixation 9. Lors du serrage de l'écrou de fixation 25 9, celui-ci est en appui contre le manchon de fixation 10. De ce fait, la transmission de micromouvements vers l'écrou de fixation 9 est diminuée ou empêchée, de telle sorte que l'écrou de fixation 9 ne se desserre pas en cours de service de la boîte de vitesses 1. Les exemples de réalisation, c'est-à-dire l'agencement de la roue 30 fixe sur l'arbre principal 5, ne doivent pas être compris comme une limitation de l'invention. Bien que les exemples de réalisation concernent une boîte de vitesses à double embrayage, le dispositif de fixation décrit ici peut être utilisé dans le cadre de l'invention pour n'importe quel mode de construction de boîtes de vitesses. Par ailleurs, le dispositif de fixation peut être utilisé pour toute roue dentée de boîte de vitesses, réalisée sous forme de roue fixe. En outre, la roue fixe peut être montée sur le premier arbre d'entrée, sur le deuxième arbre d'entrée ou sur l'arbre de sortie. Par ailleurs, la présente invention peut être utilisée en association avec des boîtes de vitesses automatiques, ainsi qu'avec d'autres modes de réalisation de boîtes de vitesses, ainsi ~o qu'avec des boîtes de vitesses à double embrayage. Revendications 1. Boîte de vitesses (1) avec une pluralité d'arbres de transmission et un dispositif de fixation pour au moins une roue dentée de boîte de vitesses, montée sur l'un des arbres de transmission, la roue dentée de boîte de vitesses étant réalisée sous la forme d'une roue fixe (7) et étant maintenue par un écrou de fixation (9) sur l'arbre de transmission (5), caractérisée en ce que la roue fixe (7) est configurée de telle sorte ~o que, dans une partie adjacente à un écrou de fixation (9), il est prévu un évidement (8) qui est ménagé autour de l'arbre de transmission (5) et dans lequel un manchon de fixation (10) est positionné entre la roue fixe (7) et l'arbre de transmission (5). 2. Boîte de vitesses (1) selon la revendication 1, caractérisée en 15 ce que le manchon de fixation (10) est réalisé de telle sorte qu'un ajustement d'un diamètre intérieur (11) du manchon de fixation (10) est plus petit qu'un ajustement d'un diamètre extérieur (12) du manchon de fixation (10). 3. Boîte de vitesses (1) selon la revendication 1 ou 2, 20 caractérisé en ce que le diamètre extérieur (12) est dimensionné de telle sorte que, en cours de service de la boîte de vitesses (1), une surface extérieure (13) du manchon de fixation (10) reste à distance d'une surface intérieure (14) de la roue fixe (7). 4. Boîte de vitesses (1) selon l'une quelconque des 25 revendications précédentes, caractérisée en ce que le manchon de fixation (10) et l'écrou de fixation (9) sont réalisés d'un seul tenant. 5. Boîte de vitesses (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la roue fixe (7) est reliée à l'arbre de transmission (5) par une denture d'accouplement (15). 9io 6. Boîte de vitesses (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le milieu d'une denture de sélection de vitesse (16) de la roue fixe (7) est décalé de la denture d'accouplement (15) dans la direction axiale. 7. Boîte de vitesses (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le manchon de fixation (10) s'étend dans la direction axiale au moins jusqu'au milieu de la denture de sélection de vitesse (16). 8. Boîte de vitesses (1) selon l'une quelconque des to revendications précédentes, caractérisée en ce que la denture de sélection de vitesse (16) de la roue fixe (7) est réalisée sous la forme d'une denture hélicoïdale ou d'une denture droite. 9. Boîte de vitesses (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la boîte de vitesses 15 (1) est réalisée sous la forme d'une boîte de vitesses à double embrayage. 10. Boîte de vitesses (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la roue fixe (7) est montée sur un arbre intermédiaire (5). 20