Brevet FR3019611A1 — publié le 20151009

BOÎTE DE VITESSES TRANSVERSALE DE VÉHICULE, À AXE(S) ET/OU PAIRE(S) DE PROTUBÉRANCES DE RIGIDIFICATION TRANSVERSALE L'invention concerne les véhicules disposant de trains transversaux, et plus précisément les boîtes de vitesses que comprennent certains de ces véhicules. Dans certains véhicules précités, le groupe motopropulseur (ou GMP) de la chaîne de transmission est installé de façon transversale, c'est-à-dire la parallèlement à la direction transversale suivant laquelle s'étendent leurs trains. Dans ce cas, l'arbre primaire de la boîte de vitesses est installé parallèlement à l'axe du train voisin, dans le prolongement de l'axe du vilebrequin du moteur thermique. La boîte de vitesses comprend au moins des premier et second 15 carters qui, une fois solidarisés entre eux, assurent sa rigidité. Ces premier et second carters comportent généralement sur leur face externe des renforts et des nervures destinés à permettre l'obtention de valeurs de rigidité statique et dynamique prédéfinies propres à éviter la génération de vibrations susceptibles de constituer une nuisance sonore. 20 Lorsque le moteur thermique est solidarisé aux premier et second carters, la boîte de vitesses subit des contraintes additionnelles qui nécessitent des valeurs de rigidité statique et dynamique encore plus importantes. Or, ces dernières valeurs sont aujourd'hui les valeurs maximales que peuvent présenter les premier et second carters compte tenu de leurs 25 dimensions et de la valeur d'entraxe entre l'axe du vilebrequin du moteur thermique et l'axe du train voisin. Par conséquent, les boîtes de vitesses actuelles ne pourront plus supporter de nouvelles contraintes additionnelles sans induire de nuisance sonore. Cette situation est donc de nature à empêcher la solidarisation aux premier et second carters d'autres éléments 30 sources de contraintes (ou d'excitation, notamment par vibrations), ce qui est pénalisant, notamment lorsque le GMP est de type hybride. L'invention a donc notamment pour but d'améliorer la situation. Elle propose notamment à cet effet une boîte de vitesses comprenant au moins des premier et second carters présentant des premiers modes de vibration ayant des fréquences de résonance et logeant, d'une part, au moins un arbre primaire et un arbre secondaire, installés suivant une direction transversale parallèle à un axe de train d'un véhicule, et, d'autre part, des moyens d'accouplement de l'arbre primaire à un axe d'un vilebrequin d'un moteur thermique destiné à être solidarisé aux premier et second carters, cet axe de vilebrequin étant installé à une distance prédéfinie de l'axe de train. Cette boîte de vitesses se caractérise par le fait que ses premier et second carters logent au moins un axe sensiblement parallèle à la direction transversale et les solidarisant fixement l'un à l'autre dans une zone située entre l'arbre primaire et l'axe de train et/ou comprennent une face interne munie, dans cette zone au niveau d'une interface de couplage, d'au moins une paire de protubérances de rigidification présentant une extension sensiblement parallèle à la direction transversale et une fréquence de résonance supérieure aux fréquences de résonance des premiers modes de vibration, et solidarisées fixement l'une à l'autre. La rigidité du premier carter étant ainsi combinée à celle du second carter C2, on obtient une boîte de vitesses à rigidité transversale augmentée tant en statique qu'en dynamique. La boîte de vitesses selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - au moins un axe, solidarisant fixement les premier et second carters entre eux, peut supporter au moins une fourchette propre à agir sur des moyens de synchronisation de l'arbre secondaire ; - au moins un axe, solidarisant fixement les premier et second carters entre eux, peut être une pièce dédiée exclusivement à une rigidification suivant la direction transversale ; - chaque axe peut comprendre deux extrémités opposées solidarisées fixement par vissage aux premier et second carters ; - les protubérances de rigidification de chaque paire peuvent être solidarisées fixement l'une à l'autre par vissage. L'invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant des trains transversaux et une chaîne de transmission comportant une boîte de vitesses du type de celle présentée ci- avant et installée de façon transversale. Un tel véhicule peut éventuellement présenter une chaîne de transmission de type hybride. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et du dessin annexé, sur lequel l'unique figure illustre schématiquement et fonctionnellement un véhicule comprenant des trains transversaux et une chaîne de transmission comportant une boîte de vitesses transversale selon l'invention. L'invention a notamment pour but de proposer une boîte de vitesses transversale BV à rigidification transversale accrue et destinée à faire partie d'une chaîne de transmission d'un véhicule V comportant en outre des trains transversaux TV, TR portant des roues. Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif, que le véhicule V est de type automobile. Il s'agit par exemple d'une voiture. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de véhicule. Elle concerne en effet tout type de véhicule terrestre disposant de trains transversaux et d'une chaîne de transmission comprenant au moins un moteur thermique couplé à une boîte de vitesses transversale via des moyens d'accouplement. On entend ici par « transversale » une orientation parallèle à la direction transversale du véhicule V (matérialisée par l'axe Y sur l'unique figure), laquelle est perpendiculaire à la direction longitudinale de ce même véhicule V (matérialisée par l'axe X sur l'unique figure) qui est sensiblement parallèle aux côtés latéraux comportant les portières latérales. Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d'exemple non limitatif, que la chaîne de transmission est de type conventionnel, c'est-à-dire ne comportant comme source de couple qu'un moteur thermique MT. Mais la chaîne de transmission pourrait être de type hybride, c'est-à-dire comportant au moins un moteur thermique et au moins une machine auxiliaire capable de fournir du couple à partir de l'énergie qui est stockée dans des moyens de stockage d'énergie (comme par exemple un moteur électrique ou à air comprimé). On a schématiquement représenté sur l'unique figure un véhicule V comprenant des trains transversaux avant TV et arrière TR et une chaîne de transmission de type transversal. Cette chaîne de transmission comprend au moins un moteur thermique MT, une boîte de vitesses BV selon l'invention, et des moyens d'accouplement EM (ici) logés dans la boîte de vitesses BV. Le moteur thermique MT comprend un vilebrequin comportant un axe AV qui constitue un arbre moteur parallèle à la direction transversale Y. Les moyens d'accouplement EM assurent l'accouplement de l'arbre primaire AP à l'axe de vilebrequin AV qui constitue l'arbre moteur. Dans ce qui suit, on considère à titre d'exemple non limitatif que les moyens d'accouplement EM constituent un embrayage. Mais cela n'est pas obligatoire. Ils pourraient en effet comprendre un train épicycloïdal, par exemple. La boîte de vitesses BV comprend au moins des premier Cl et second C2 carters solidarisés l'un à l'autre de façon étanche, qui présentent ensemble des premiers modes de vibration ayant des fréquences de résonance, et qui logent au moins un arbre primaire AP et un arbre secondaire AS, ainsi que l'embrayage EM. L'arbre primaire AP et l'arbre secondaire AS sont installés suivant la direction transversale Y et donc parallèlement à un axe AT d'un train transversal TV du véhicule V. C'est la raison pour laquelle la boîte de vitesses BV est dite transversale. L'arbre primaire AP est couplé à l'embrayage EM afin de recevoir le couple moteur qui est délivré par l'axe de vilebrequin AV. L'arbre secondaire AS est destiné à recevoir le couple moteur via l'arbre primaire AP afin de le communiquer à un arbre de transmission auquel il est couplé et qui est ici couplé au train transversal avant TV, par exemple via un différentiel avant. Mais cet arbre de transmission pourrait être couplé au train transversal arrière TR. On notera que la boîte de vitesses BV peut être automatisée ou non. Par conséquent, il pourra s'agir d'une boîte automatique, d'une boîte de vitesses manuelle pilotée ou non, ou d'une boîte de vitesses à double 5 embrayage (ou DCT). Le moteur thermique MT est, comme illustré, destiné à être solidarisé aux premier Cl et second C2 carters en ayant son axe de vilebrequin AV installé dans le prolongement de l'arbre primaire AP à une distance prédéfinie DP de l'axe de train AT (ici du train avant TV). Cette distance DP est io prédéfinie suivant la direction longitudinale X. On notera que dans l'exemple illustré non limitativement le moteur thermique MT est solidarisé au second carter C2, par exemple par vissage. Selon l'invention, les premier Cl et second C2 carters logent au moins un axe Aj qui est sensiblement parallèle à la direction transversale Y et 15 qui les solidarisent fixement l'un à l'autre dans une zone Z qui est située entre l'arbre primaire AP et l'axe de train AT et/ou comprennent une face interne qui est munie, dans la zone Z au niveau d'une interface de couplage IC, d'au moins une paire de protubérances de rigidification PR qui présentent une extension sensiblement parallèle à la direction transversale Y et une 20 fréquence de résonance qui est supérieure aux fréquences de résonance des premiers modes de vibration que présentent ensemble les premier Cl et second C2 carters, et qui sont solidarisées fixement l'une à l'autre. L'interface de couplage IC est constituée par les bords périphériques des premier Cl et second C2 carters qui sont pressés très étroitement l'un 25 contre l'autre par vissage, et comprennent un plan de joint étanche. Chaque axe Aj constitue une espèce d'entretoise. Les protubérances de rigidification PR internes (de chaque paire) font de préférence partie intégrante des carters Cl et C2. Mais il pourrait s'agir de pièces rapportées qui sont solidarisées aux faces internes des carters Cl et 3o C2, par exemple par vissage ou montage serré. Ces protubérances de rigidification PR sont par exemple des bossages. Chaque axe (transversal) Aj et/ou chaque paire de protubérances de rigidification (transversale) PR défini(ssen)t (ensemble) une espèce de maille de rigidité qui modifie la structure des carters Cl et C2 assemblés en assurant une combinaison de la rigidité du premier carter Cl et du second carter C2. La rigidité transversale de la boîte de vitesses BV est ainsi notablement augmentée tant en statique qu'en dynamique. On comprendra que l'objectif est ici d'augmenter significativement les fréquences de résonance des premiers modes de vibration des carters Cl et C2 assemblés. Lorsque l'on utilise plusieurs axes Aj et/ou plusieurs paires PR on peut obtenir une rigidité transversale voisine de la somme des rigidités respectives des premier Cl et second C2 carters avant assemblage. On comprendra que le nombre d'axes Aj et/ou de paires PR peut être choisi en fonction des besoins, et en particulier en fonction de la somme des contraintes additionnelles qui sont induites par les éléments (ou équipements) qui doivent être solidarisés aux premier Cl et second C2 carters. Le nombre et la qualité des axes Aj et/ou paires PR sont les paramètres principaux permettant de réduire les nuisances sonores. On notera qu'au moins un axe Aj (ici celui référencé Al ), qui solidarise fixement les premier Cl et second C2 carters entre eux, peut supporter au moins une fourchette F qui est propre à agir sur des moyens de synchronisation MS de l'arbre secondaire AS ou éventuellement de l'arbre primaire AP. Cet axe Aj présente alors à la fois une fonction de support et une fonction de rigidification transversale, ce qui évite très avantageusement d'avoir à ajouter dans la boîte de vitesses BV un axe dédié exclusivement à la rigidification transversale, et donc évite d'augmenter le poids de cette boîte de vitesses BV. En variante ou en complément, au moins un axe Aj (ici celui référencé A2), qui solidarise fixement les premier Cl et second C2 carters entre eux, peut être une pièce qui est dédiée exclusivement à la rigidification transversale. Dans l'exemple non limitatif illustré sur l'unique figure, l'axe A2 est installé sensiblement dans le prolongement d'un décrochement DC du second carter C2. Mais cela n'est pas obligatoire. Il pourrait en effet être installé ailleurs, dès lors qu'il relie transversalement une partie du premier carter Cl à une partie du second carter C2. Chaque axe Aj, assurant au moins la rigidification transversale, comprend deux extrémités opposées qui sont solidarisées fixement par vissage aux premier Cl et second C2 carters, éventuellement au niveau de butée(s) ou palier(s) interne(s). On notera également que les protubérances de rigidification PR de chaque paire peuvent être solidarisées fixement l'une à l'autre par vissage. REVENDICATIONS1. Boîte de vitesses (BV) comprenant au moins des premier (C1) et second (C2) carters présentant des premiers modes de vibration ayant des fréquences de résonance et logeant au moins un arbre primaire (AP) et un arbre secondaire (AS), installés suivant une direction transversale parallèle à un axe (AT) de train d'un véhicule (V), et des moyens d'accouplement (EM) dudit arbre primaire (AP) à un axe (AV) d'un vilebrequin d'un moteur thermique (MT) destiné à être solidarisé auxdits premier (C1) et second (C2) carters, cet axe de vilebrequin (AV) étant installé à une distance prédéfinie dudit axe de train (AT), caractérisée en ce que lesdits premier (C1) et second (C2) carters logent au moins un axe (Aj) sensiblement parallèle à ladite direction transversale et les solidarisant fixement l'un à l'autre dans une zone (Z) située entre ledit arbre primaire (AP) et ledit axe de train (AT) et/ou comprennent une face interne munie, dans ladite zone (Z) au niveau d'une interface de couplage (IC), d'au moins une paire de protubérances de rigidification (PR) présentant une extension sensiblement parallèle à ladite direction transversale et une fréquence de résonance supérieure auxdites fréquences de résonance des premiers modes de vibration, et solidarisées fixement l'une à l'autre. 2. Boîte de vitesses selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'au moins un axe (A1), solidarisant fixement lesdits premier (C1) et second (C2) carters entre eux, supporte au moins une fourchette (F) propre à agir sur des moyens de synchronisation (MS) dudit arbre secondaire (AS). 3. Boîte de vitesses selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'au moins un axe (A2), solidarisant fixement lesdits premier (C1) et second (C2) carters entre eux, est une pièce dédiée exclusivement à une rigidification suivant ladite direction transversale. 4. Boîte de vitesses selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que chaque axe (Aj) comprend deux extrémités opposées solidarisées fixement par vissage auxdits premier (C1) et second (C2) carters. 5. Boîte de vitesses selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que lesdites protubérances de rigidification (PR) de chaque paire sont solidarisées fixement l'une à l'autre par vissage. 6. Véhicule (V) comprenant une chaîne de transmission et des trains transversaux, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une boîte de vitesses (BV) selon l'une des revendications précédentes. 7. Véhicule selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il est de type automobile. 8. Véhicule selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que ladite chaîne de transmission est de type hybride.