Brevet FR2989443A1 — publié le 20131018

BOÎTE DE VITESSES À MOYENS MAGNÉTIQUES ANTI BRUIT, ET VÉHICULE ASSOCIÉ L'invention concerne les boîtes de vitesses. Comme le sait l'homme de l'art, une boîte de vitesses comporte au moins un premier élément qui est dit « fou » du fait qu'il est parfois couplé à un deuxième élément, par exemple afin de faciliter sa mise en prise avec un troisième élément, et parfois découplé de ce deuxième élément lorsque cette mise en prise est effective ou bien terminée. C'est notamment le cas de certains au moins des dispositifs de synchronisation qui sont associés à des pignons solidarisés à un arbre primaire et correspondant à différentes vitesses. On entend ici par « arbre primaire » un arbre d'entrée de boîte de vitesses qui est couplé à un moteur thermique, via un embrayage, alors qu'un « arbre secondaire » constitue un arbre de sortie de boîte de vitesses. Certains dispositifs de synchronisation sont en effet montés autour d'un arbre primaire de boîte de vitesses, auquel est solidarisé au moins un pignon couplé à des éléments axiaux dont l'une des extrémités est munie d'une « rondelle » définissant une butée axiale, et peuvent être translatés, par rapport à ces éléments axiaux entre une position de couplage et une position de découplage définie par les rondelles des éléments axiaux. Lorsqu'un tel dispositif de synchronisation est dans sa position de découplage, il fait l'objet de micro-déplacements pendant lesquels il vient heurter les rondelles des éléments axiaux et/ou une partie d'extrémité de ces derniers, ce qui induit des bruits parasites qui sont amplifiés par un effet de résonance dans la cavité qui est délimitée par les carters de la boîte de vitesses. On notera que dans un véhicule à moteur thermique les micro-déplacements résultent notamment de l'acyclisme du moteur thermique. Ces bruits parasites amplifiés constituent une gêne auditive pour les personnes qui sont situées dans le système (ou l'installation) qui comporte la boîte de vitesses (par exemple un véhicule), et peuvent faire croire à ces personnes que la boîte de vitesses ne fonctionne pas correctement, ce qui occasionne au minimum un mécontentement et plus fréquemment un retour auprès du service après-vente. L'invention a donc pour but d'améliorer la situation. Elle propose à cet effet une boîte de vitesses comprenant au moins un premier élément propre à être couplé à un, ou découplé d'un, second élément, par entraînement en translation et/ou en rotation, ce premier élément comprenant au moins une partie présentant une première polarité magnétique, et ce second élément comprenant au moins une pièce présentant une seconde polarité magnétique propre à maintenir cette partie étroitement plaquée contre elle lorsque le premier élément est découplé du second élément. On comprendra que l'attraction, qui est offerte par ces moyens magnétiques, permet de plaquer étroitement chaque partie concernée d'un premier élément contre chaque pièce correspondante d'un second élément, ce qui empêche le premier élément de heurter le second élément et donc évite avantageusement qu'il génère des bruits parasites dans la boîte de vitesses. La boîte de vitesses selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : la partie du premier élément et la pièce du second élément peuvent présenter respectivement les première et seconde polarités magnétiques de façon permanente ; - la partie du premier élément peut comprendre un insert qui présente la première polarité magnétique de façon permanente et/ou la pièce peut comprendre un insert qui présente la seconde polarité magnétique de façon permanente ; - en variante, la partie du premier élément et la pièce du second élément peuvent présenter respectivement les première et seconde polarités magnétiques de façon temporaire par effet électromagnétique chaque fois que le premier élément est découplé du second élément ; le premier élément peut être un dispositif de synchronisation, le second élément peut être un pignon, et la pièce peut être une rondelle solidarisée à un élément axial, lui-même solidarisé au pignon, et définissant une butée d'arrêt pour le dispositif de synchronisation lorsqu'il est découplé du pignon par entraînement en translation ; - le pignon peut correspondre à une vitesse qui est choisie parmi (au moins) une cinquième vitesse, une sixième vitesse et une septième vitesse ; - elle peut comprendre un arbre primaire auquel sont solidarisés le premier élément et le second élément. L'invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant une boîte de vitesses du type de celle présentée ci-avant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 illustre schématiquement, dans une vue en coupe, une petite partie d'une boîte de vitesses selon l'invention comportant un arbre secondaire équipé d'un pignon associé à un dispositif de synchronisation dans une position de couplage, et la figure 2 illustre schématiquement, dans une vue en coupe, la partie de boîte de vitesses de la figure 1 avec son dispositif de synchronisation dans une position de découplage. L'invention a pour but de proposer une boîte de vitesses BV destinée à équiper un système et comprenant au moins un premier élément El « fou » et destiné à être couplé à un second élément E2 lors de certaines phases, par exemple afin de faciliter sa mise en prise avec un troisième élément E3, et à être découplé de ce second élément E2, par entraînement en translation et/ou en rotation, lorsque cette mise en prise est effective ou bien terminée. Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif, que le système est un véhicule automobile, comme par exemple une voiture. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de système. Elle concerne en effet tout type de système comportant une boîte de vitesses couplée à un moteur thermique, et notamment les véhicules terrestres, maritimes (ou fluviaux) et aériens, et certaines installations, éventuellement de type industrielle. Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d'exemple non limitatif, que le premier élément (fou) El est un dispositif de synchronisation, et que le second élément E2 est un pignon qui est solidarisé à un arbre primaire AP de cette même boîte de vitesses BV. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type d'élément fou. Ainsi, elle concerne également certains pignons fous et certains roulements fous, par exemple. On a schématiquement représenté sur les figures 1 et 2 une petite partie d'une boîte de vitesses BV selon l'invention. Il est rappelé qu'une boîte de vitesses BV comprend au moins un arbre primaire AP, au moins un arbre secondaire AS et des fourchettes de commande. L'arbre primaire AP constitue l'entrée de la boîte de vitesses BV. Il est destiné à recevoir le couple moteur via un embrayage et comprend au moins un pignon destiné à participer à la définition des différentes vitesses sélectionnables de la boîte de vitesses BV. L'arbre secondaire AS constitue la sortie de la boîte de vitesses BV. Il est destiné à recevoir le couple moteur via l'arbre primaire AP (et un éventuel arbre intermédiaire) afin de le communiquer à l'arbre de transmission auquel il est couplé, et comprend à cet effet plusieurs pignons (un seul (E3) est ici représenté) destinés à engrener certains pignons de l'arbre primaire AP (ou de l'arbre intermédiaire) afin de participer à la définition des différentes vitesses sélectionnables de la boîte de vitesses BV. L'un au moins des pignons E2 de l'arbre primaire AP est associé à un dispositif de synchronisation (ou premier élément) El destiné à faciliter sa mise en prise avec un pignon E3 de l'arbre secondaire AS (ou de l'arbre intermédiaire). La boîte de vitesses BV comprend généralement au moins deux fourchettes de commande. Au moins l'une des fourchettes de commande comprend une première extrémité, couplée au levier de vitesse, et une seconde extrémité, couplée à un crabot et aux dispositifs de synchronisation D associés qui sont montés sur l'arbre primaire AP. Une autre fourchette de commande comprend une première extrémité, couplée au levier de vitesse, et une seconde extrémité, munie d'un pignon dédié à la marche arrière. On notera que sur les figures 1 et 2 seuls ont été représentés une partie de l'arbre primaire AP avec un pignon (ou second élément) E2 et un dispositif de synchronisation (ou premier élément) El associé à ce dernier (E2), et une partie de l'arbre secondaire AS avec un pignon E3, afin de faciliter la compréhension de l'invention. Par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, ce pignon E2 est celui qui est placé à l'extrémité de l'arbre primaire AP et qui correspond à la plus grande vitesse offerte par la boîte de vitesses BV, via le pignon E3 de l'arbre secondaire AS. Par conséquent, selon le type de la boîte de vitesses BV cette vitesse peut être la cinquième vitesse, la sixième vitesse ou la septième vitesse. Au moins deux éléments axiaux EA sont couplés par une première extrémité EX1 au pignon (ou second élément) E2. On notera que cette première extrémité EX1 est ici solidarisée à une pièce de centrage PCE qui est destinée à être logée dans un premier logement Ll du pignon E2. La seconde extrémité EX2 de chaque élément axial EA, opposée à la première extrémité EX1, est munie d'une « rondelle » (ou pièce) P2 qui définit une butée axiale. De préférence, trois éléments axiaux EA sont solidarisés au pignon (ou second élément) E2, à 120° les uns des autres. C'est notamment le cas dans l'exemple non limitatif illustré sur les figures 1 et 2, où seul apparaît un élément axial EA du fait de la vue en coupe. On notera que les éléments axiaux EA sont sensiblement parallèles à l'arbre primaire AP et participent activement au couplage du dispositif de synchronisation (ou premier élément) El au pignon (ou second élément) E2. Le dispositif de synchronisation (ou premier élément) El est monté autour de l'arbre secondaire AS, et peut être translaté par rapport aux éléments axiaux EA du pignon (ou second élément) E2 entre une position de couplage, permettant la mise en prise du pignon E2 avec le pignon E3 de l'arbre secondaire AS (ou de l'arbre intermédiaire) et illustrée sur la figure 1, et une position de découplage, définie par les rondelles (ou pièces) P2 des éléments axiaux EA (et illustrée sur la figure 2). A cet effet, le dispositif de synchronisation El comprend des trous T destinés à permettre le passage des éléments axiaux EA. Par ailleurs, le pignon E2 comprend un logement (ou rainure) L2, par exemple annulaire, et le dispositif de synchronisation El comprend une protubérance (ou nervure) PR, par exemple annulaire, destinée à être logée dans le logement L2 (dans la position de couplage) afin de coupler le dispositif de synchronisation El au pignon E2. Selon l'invention, le premier élément (fou) El (ici un dispositif de synchronisation) comprend au moins une partie P1 qui présente une première polarité magnétique, et le second élément E2 (ici un pignon) comprend au moins une pièce P2 qui présente une seconde polarité magnétique propre à maintenir la partie P1 étroitement plaquée contre elle (P2) lorsque le premier élément El est découplé du second élément E2 (comme illustré sur la figure 2). Dans l'exemple non limitatif illustré, la pièce P2 est une rondelle qui est solidarisée à la seconde extrémité EX2 d'un élément axial EA, qui est lui-même solidarisé au pignon (ou second élément) E2. On notera que dans l'exemple non limitatif qui est ici décrit, le dispositif de synchronisation (ou premier élément) El comprend trois parties P1, et le pignon (ou second élément) E2 comprend trois pièces (ou rondelles) P2 solidarisées respectivement aux trois éléments axiaux EA qui sont eux-mêmes solidarisés au pignon E2. Les translations du dispositif de synchronisation (ou premier élément) El par rapport au pignon (ou second élément E2) se font donc via les trois éléments axiaux EA, et les trois rondelles (ou pièces P2) servent de butées d'arrêt pour les trois parties P1 du dispositif de synchronisation E1. Chaque partie P1 est, ici, une portion d'un disque du dispositif de synchronisation El qui est orienté vers une rondelle P2. Sur les figures 1 et 2, ce disque est celui qui est situé le plus à gauche. On notera que le dispositif de synchronisation (ou premier élément) El peut également et éventuellement comprendre trois autres parties P3 qui présentent la première polarité magnétique et donc peuvent être maintenues étroitement plaquées contre la pièce P2 qui présente la seconde polarité magnétique, lorsque le premier élément El est découplé du second élément E2 (comme illustré sur la figure 2). Dans un premier mode de réalisation, au moins l'une des parties PI (et P3) peut présenter la première polarité magnétique de façon permanente et au moins l'une des rondelles P2 peut présenter la seconde polarité magnétique de façon permanente. En d'autres termes, les partie(s) PI (et P3) et rondelle(s) P2 constituent deux sous-parties d'un aimant, de polarités magnétiques différentes de manière à s'attirer mutuellement en vue de l'immobilisation du dispositif de synchronisation El par rapport au pignon E1, via les rondelles P2, lorsque le dispositif de synchronisation El est dans sa position de découplage (illustrée sur la figure 2). On comprendra que cette immobilisation par effet magnétique permet d'empêcher le dispositif de synchronisation El de heurter les rondelle(s) P2 et/ou les éléments axiaux AE du pignon E2 lorsqu'il est dans sa position de découplage, et donc évite avantageusement qu'il génère des bruits parasites dans la boîte de vitesses BV. On notera que l'intensité de la force magnétique qui assure le plaquage étroit (et donc l'immobilisation) doit être choisie de manière à ce qu'elle assure une bonne immobilisation sans induire une gêne pour le conducteur lors de chaque phase de re-couplage du dispositif de synchronisation El avec le pignon E2 consécutivement à la sélection de la vitesse qui correspond à ce dernier (E2). La polarisation magnétique d'une partie PI (ou P3) ou d'une rondelle P2 peut résulter de la présence sur sa surface externe d'un revêtement magnétique. Un tel revêtement peut être, par exemple, ferromagnétique ou ferrimagnétique. Mais dans une variante non représentée, cette polarisation magnétique peut résulter de la solidarisation d'un insert à polarisation magnétique permanente à une partie PI (ou P3) ou à une rondelle P2. Dans un second mode de réalisation, la force magnétique peut être temporaire et résulter de la mise en oeuvre d'un effet électromagnétique. Par exemple, on peut prévoir des moyens électromagnétiques chargés, chaque fois que le dispositif de synchronisation El doit être découplé du pignon E2 de conférer aux partie(s) PI (et P3) et rondelle(s) P2 respectivement les première et seconde polarités magnétiques de façon temporaire pendant toute la durée du découplage. On notera que dans l'exemple non limitatif décrit ci-avant les couplages/découplages se font par translation. Mais ils pourraient se faire par entraînement en rotation ou bien par une combinaison d'une translation et d'une rotation. REVENDICATIONS1. Boîte de vitesses (BV) comprenant au moins un premier élément (El ) propre à être couplé à un, ou découplé d'un, second élément (E2), par entraînement en translation et/ou en rotation, caractérisé en ce que ledit premier élément (El ) comprend au moins une partie (P1) présentant une première polarité magnétique, et ledit second élément (E2) comprend au moins une pièce (P2) présentant une seconde polarité magnétique propre à maintenir ladite partie (P1) étroitement plaquée contre elle (P2) lorsque ledit premier élément (El) est découplé dudit second élément (E2). 2. Boîte de vitesses selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite partie (P1) et ladite pièce (P2) présentent respectivement lesdites première et seconde polarités magnétiques de façon permanente. 3. Boîte de vitesses selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite partie (P1) comprend un insert présentant la première polarité magnétique de façon permanente et/ou ladite pièce (P2) comprend un insert présentant la seconde polarité magnétique de façon permanente. 4. Boîte de vitesses selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite partie (P1) et ladite pièce (P2) présentent respectivement lesdites première et seconde polarités magnétiques de façon temporaire par effet électromagnétique chaque fois que ledit premier élément (El ) est découplé dudit second élément (E2). 5. Boîte de vitesses selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit premier élément (El) est un dispositif de synchronisation, ledit second élément (E2) est un pignon, et ladite pièce (P2) est une rondelle solidarisée à un élément axial (EA), lui-même solidarisé audit pignon (E2), et définissant une butée d'arrêt pour ledit dispositif de synchronisation (El ) lorsqu'il est découplé dudit pignon (E2) par entraînement en translation. 6. Boîte de vitesses selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit pignon (E2) correspond à une vitesse choisie dans un groupe comprenant au moins une cinquième vitesse, une sixième vitesse et une septième vitesse. 7. Boîte de vitesses selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'elle comprend un arbre primaire (AP) auquel sont solidarisés ledit premier élément (El ) et ledit second élément (E2). 8. Véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend une boîte de vitesses (BV) selon l'une des revendications précédentes. 9. Véhicule selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il est de type automobile.