Brevet FR3017435A1 — publié le 20150814

BOITE DE VITESSES A DOUBLE EMBRAYAGE POUR UN VEHICULE AUTOMOBILE La présente invention se rapporte à une boîte de vitesses à double embrayage pour un véhicule automobile. L'invention appartient au domaine des transmissions pour véhicules automobiles. Les boîtes de vitesses à double embrayage connues sont munies de deux arbres primaires coaxiaux, chacun de ces arbres primaires étant lié à un embrayage permettant de le relier au moteur du véhicule. Des pignons menants solidaires des arbres primaires d'une telle boîte de vitesses permettent d'entraîner des pignons récepteurs montés sur un ou plusieurs arbres secondaires. L'engrènement des pignons menants et des pignons récepteurs permet d'obtenir différents rapports de démultiplication, les arbres secondaires entraînant les roues motrices du véhicule par l'intermédiaire d'un différentiel. Les exigences croissantes d'agrément de conduite et d'économie d'énergie des véhicules entraînent un accroissement du nombre de rapports de démultiplication sur les boîtes de vitesses. L'augmentation du nombre de rapports de démultiplication conduit alors à des boîtes de vitesses de plus en plus complexes et lourdes. Les pignons menants et les pignons récepteurs forment une succession de plans de pignons sur les arbres primaires et secondaires de la boîte de vitesses. Le nombre de plans de pignons impacte directement l'encombrement de la boîte de vitesses et en particulier sa longueur. Pour réduire l'encombrement d'une boîte de vitesses, le document WO 2011/148 065 Al décrit une boîte de vitesses à double embrayage permettant de réaliser sept rapports de marche avant en répartissant les pignons selon cinq plans de pignons. L'invention a pour but d'offrir un même nombre de rapports de démultiplication de marche avant avec une compacité réduite en réduisant le nombre de plans de pignons. Dans ce but, la présente invention propose une boîte de vitesses à double embrayage d'un véhicule automobile comportant : - un premier arbre primaire ; - un second arbre primaire ; - au moins un premier pignon menant solidaire du premier arbre primaire ; et - au moins un deuxième pignon menant solidaire du second arbre primaire ; la boîte de vitesses étant remarquable en ce qu'elle comporte en outre au moins un troisième pignon menant monté fou autour d'un des arbres primaires. Ainsi, cette boîte de vitesses permet de diminuer le nombre de plans de pignons nécessaires pour réaliser un nombre défini de rapports de démultiplication de marche avant. Selon une caractéristique particulière, le second arbre primaire est creux et est traversé par le premier arbre primaire et le troisième pignon menant est monté fou autour du second arbre primaire. Selon une caractéristique particulière, la boîte de vitesses comporte en outre un premier manchon de synchronisation permettant de lier le troisième pignon menant au second arbre primaire. Selon une caractéristique particulière, la boîte de vitesses comporte en outre un arbre secondaire et un jeu de pignons récepteurs monté fou autour de l'arbre secondaire et le troisième pignon menant engrène avec un pignon récepteur du jeu mentionné plus haut. Selon une caractéristique particulière, la boîte de vitesses comporte en outre un arbre de transfert monté fou autour de cet arbre secondaire et solidaire d'un pignon récepteur du jeu mentionné plus haut. Selon une caractéristique particulière, la boîte de vitesses comporte en outre un deuxième manchon de synchronisation, pour lier l'arbre de transfert à l'arbre secondaire. Selon une caractéristique particulière, la boîte de vitesses comporte en outre un pignon de transfert monté fou autour de l'arbre de transfert, ce pignon de transfert engrenant avec le premier pignon menant. Ainsi, l'ajout de ce pignon de transfert permet de réduire le nombre de plans de pignons de la boîte de vitesses nécessaires pour réaliser un nombre défini de rapports de démultiplication de marche avant. Selon une caractéristique particulière, la boîte de vitesses comporte en outre un troisième manchon de synchronisation pour lier le pignon de transfert à l'arbre de transfert. L'invention a également pour objet un véhicule automobile comportant une telle une boîte de vitesses. L'invention sera mieux comprise et d'autres aspects et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier de réalisation, donné à titre d'exemple nullement limitatif et en référence aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels : - la figure 1 est un schéma d'une boîte de vitesses d'un véhicule automobile suivant l'invention ; - la figure 2 représente une boîte de vitesses suivant l'invention dans un état MAV-1 pour réaliser un premier rapport de démultiplication de marche avant ; - la figure 3 représente une boîte de vitesses suivant l'invention dans un état MAV-2 pour réaliser un deuxième rapport de démultiplication de marche avant ; - la figure 4 représente une boîte de vitesses suivant l'invention dans un état MAV-3 pour réaliser un troisième rapport de démultiplication de marche avant ; - la figure 5 représente une boîte de vitesses suivant l'invention dans un état MAV-4 pour réaliser un quatrième rapport de démultiplication de marche avant ; - la figure 6 représente une boîte de vitesses suivant l'invention dans un état MAV-5 pour réaliser un cinquième rapport de démultiplication de marche avant ; - la figure 7 représente une boîte de vitesses suivant l'invention dans un état MAV-6 pour réaliser un sixième rapport de démultiplication de marche avant ; - la figure 8 représente une boîte de vitesses suivant l'invention dans un état MAV-7 pour réaliser un septième rapport de démultiplication de marche avant ; et - la figure 9 représente une boîte de vitesses suivant l'invention dans un état MAR pour réaliser un rapport de démultiplication de marche arrière. Sur la figure 1, la boîte de vitesses d'un véhicule automobile selon l'invention comporte un premier arbre primaire 1 et un second arbre primaire 2. Les premier et second arbres primaires 1 et 2 sont coaxiaux. Le premier arbre primaire 1 peut être lié à un moteur par un embrayage C1. L'embrayage Cl est disposé à une extrémité du premier arbre primaire 1. Le second arbre primaire 2 peut être lié à un moteur par un embrayage C2. Ce second arbre primaire 2 est creux et est traversé par le premier arbre primaire 1. L'embrayage C2 est disposé à une extrémité du second arbre primaire 5 2, du même côté de la boîte de vitesses que l'embrayage C1. Dans l'exemple de réalisation présenté sur la figure 1, un premier pignon menant 10 est solidaire du premier arbre primaire 1 et un deuxième pignon menant 21 est solidaire du second arbre primaire 2. Conformément à l'invention, un troisième pignon menant 20 est monté 10 fou autour du second arbre primaire 2. En variante, non illustrée, le troisième pignon menant 20 peut être monté fou autour du premier arbre primaire 1. On peut choisir de disposer un plus grand nombre de pignons menants sur les arbres primaires pour obtenir un plus grand nombre de 15 rapports de démultiplication. Les pignons menants sont disposés sur le premier et le second arbres primaires 1 et 2 dans l'ordre suivant en partant du côté opposé aux embrayages Cl et C2 : 10, 20 et 21. Ainsi, le troisième pignon menant 20 est disposé entre le premier 20 pignon menant 10 et le deuxième pignon menant 21. Un manchon de synchronisation 200, dit premier manchon de synchronisation, permet de lier le second arbre primaire 2 au troisième pignon menant 20 ; ce premier manchon de synchronisation 200 peut également être dans une position libre dans laquelle le troisième pignon 25 menant 20 n'est pas lié au second arbre primaire 2. Le premier manchon de synchronisation 200 est par exemple disposé entre le troisième pignon menant 20 et le deuxième pignon menant 21. Cette boîte de vitesses comporte en outre un premier arbre secondaire 3 et un second arbre secondaire 4 qui sont tous deux parallèles 30 aux premier et second arbres primaires 1 et 2. Les arbres primaires 1 et 2 et les arbres secondaires 3 et 4 sont assemblés dans un carter de boîte de vitesses, non illustré, en appui sur des paliers. Un premier jeu de pignons récepteurs est monté fou autour du premier 35 arbre secondaire 3 : - un pignon récepteur de sixième 30 engrène directement avec le troisième pignon menant 20 ; - un pignon récepteur de deuxième 31 engrène directement avec le deuxième pignon menant 21. Un arbre de transfert 5 creux, solidaire du pignon récepteur de sixième 30, est monté fou autour du premier arbre secondaire 3. Un pignon de transfert 51 est monté fou autour de l'arbre transfert 5 et ce pignon engrène directement avec le premier pignon menant 10. En variante, non illustrée, le pignon de transfert 51 peut être monté fou autour du premier arbre secondaire 3. Dans une autre variante, non illustrée, le pignon de deuxième 31 peut être monté fou autour de l'arbre de transfert 5. Sur le premier arbre secondaire 3, on trouve successivement en partant du côté opposé aux embrayages Cl et C2 : - le pignon de transfert 51 ; - un manchon de synchronisation 500, dit troisième manchon de synchronisation, permettant de lier au pignon récepteur de sixième 30, via l'arbre de transfert 5, le pignon de transfert 51 ; ce troisième manchon de synchronisation 500 peut également être dans une position libre dans laquelle le pignon de transfert 51 n'est pas lié à l'arbre de transfert 5 ; - le pignon récepteur de sixième 30, solidaire de l'arbre de transfert 5; - un manchon de synchronisation 300, dit deuxième manchon de synchronisation, permettant de lier au premier arbre secondaire 3, soit le pignon récepteur de sixième 30 via l'arbre de transfert 5, soit le pignon récepteur de deuxième 31 ; ce deuxième manchon de synchronisation 300 peut également être dans une position libre dans laquelle aucun de ces deux pignons n'est lié au premier arbre secondaire 3 ; - le pignon récepteur de deuxième 31 ; et - un premier pignon de sortie 34, solidaire du premier arbre secondaire 3 et qui engrène avec un différentiel pour entraîner les roues motrices du véhicule. Un second jeu de pignons récepteurs est monté fou autour du second arbre secondaire 4 : - un pignon récepteur de cinquième 40 engrène directement avec le premier pignon menant 10 ; - un pignon récepteur de troisième 41 engrène directement avec le troisième pignon menant 20 ; et Un pignon de marche arrière 42 est également monté fou autour du second l'arbre secondaire 4. Ce pignon de marche arrière 42 engrène directement avec le pignon récepteur de deuxième 31, ainsi qu'illustré par une flèche en pointillés. Sur le second arbre secondaire 4, on trouve successivement en partant du côté opposé aux embrayages Cl et C2 : - le pignon récepteur de cinquième 40 ; - un manchon de synchronisation 400, dit quatrième manchon de synchronisation, permettant de lier au second arbre secondaire 4, soit le pignon récepteur de cinquième 40, soit le pignon récepteur de troisième 41 ; ce quatrième manchon de synchronisation 400 peut également être dans une position libre dans laquelle aucun de ces deux pignons n'est lié au second arbre secondaire 4 ; - le pignon récepteur de troisième 41 ; - un manchon de synchronisation 401, dit cinquième manchon de synchronisation, permettant de lier au second arbre secondaire 4 le pignon de marche arrière 42 ; ce cinquième manchon de synchronisation 401 peut également être dans une position libre dans laquelle le pignon de marche arrière 42 n'est pas lié au second arbre secondaire 4 ; - le pignon de marche arrière 42 ; et - un second pignon de sortie 44, solidaire du second arbre secondaire 4 et qui engrène avec le différentiel pour entraîner les roues motrices du véhicule, ainsi qu'illustré par une autre flèche en pointillés. Cette boîte de vitesses comporte trois plans de pignons : - un premier plan de pignons est constitué du premier pignon menant 10, du pignon de transfert 51 et du pignon récepteur de cinquième 40 ; - un deuxième plan de pignons est constitué du troisième pignon menant 20, du pignon récepteur de sixième 30 et du pignon récepteur de troisième 41 ; et - un troisième plan de pignons est constitué du deuxième pignon menant 21, du pignon récepteur de deuxième 31 et du pignon récepteur de marche arrière 42. Sur la figure 2, on présente cette boîte de vitesses dans un état permettant de réaliser un premier rapport de démultiplication de marche avant MAV-1 en : - fermant l'embrayage Cl du premier arbre primaire 1 ; - liant le troisième pignon menant 20 au second arbre primaire 2 au moyen du premier manchon de synchronisation 200 ; - liant le pignon de transfert 51 avec le pignon récepteur de sixième 30, via l'arbre de transfert 5, au moyen du troisième manchon de synchronisation 500 ; - liant le pignon de transfert de deuxième 31 au premier arbre secondaire 3 au moyen du deuxième manchon de synchronisation 300 ; - les autres manchons de synchronisation étant dans une position libre , et - l'embrayage C2 du second arbre primaire 2 étant ouvert. Ainsi, un premier niveau de démultiplication est obtenu en liant en rotation les deux arbres primaires 1 et 2, ce qui permet de réaliser le premier rapport de démultiplication de marche avant MAV-1 en utilisant : - le pignon récepteur de deuxième 31 utilisé pour le deuxième rapport de démultiplication de marche avant MAV-2 décrit par la suite ; et - le pignon de transfert 51 utilisé également, pour le troisième rapport de démultiplications de marche avant MAV-3 décrit par la suite. Le premier rapport de démultiplication de marche avant MAV-1 utilise les trois plans de pignons définis plus haut. Sur la figure 3, on présente cette boîte de vitesses dans un état permettant de réaliser un premier rapport de démultiplication de marche avant MAV-2 en : - fermant l'embrayage C2 du second arbre primaire 2 ; - liant le pignon de transfert de deuxième 31 au premier arbre secondaire 3 au moyen du deuxième manchon de synchronisation 300 - liant le pignon de transfert 51 avec le pignon récepteur de sixième 30, via l'arbre de transfert 5, au moyen du troisième manchon de synchronisation 500 ; - les autres manchons de synchronisation étant dans une position libre , et - l'embrayage Cl du premier arbre primaire 1 étant ouvert. Le deuxième rapport de démultiplication de marche avant MAV-2 utilise le troisième plan de pignons, mais n'utilise pas les premier et deuxième plans de pignons. Lorsque le premier rapport de démultiplication de marche MAV-1 est engagé, l'engagement du deuxième rapport MAV-2 est obtenu en fermant l'embrayage C2 simultanément à l'ouverture de l'embrayage C1. Le premier manchon de synchronisation 200 est libéré après l'engagement du deuxième rapport de marche avant MAV-2. En variante, le troisième manchon de synchronisation 500 peut également être libéré après l'engagement du deuxième rapport de marche avant MAV-2. Sur la figure 4, on présente cette boîte de vitesses dans un état permettant de réaliser un premier rapport de démultiplication de marche avant MAV-3 en : - fermant l'embrayage Cl du premier arbre primaire 1 ; - liant le pignon de transfert 51 avec le pignon récepteur de sixième 30, via l'arbre de transfert 5, au moyen du troisième manchon de synchronisation 500 ; - liant le pignon de transfert de troisième 41 au second arbre secondaire 4 au moyen du quatrième manchon de synchronisation 400 - les autres manchons de synchronisation étant dans une position libre , et - l'embrayage C2 du second arbre primaire 2 étant ouvert. Le troisième rapport de démultiplication de marche avant MAV-3 utilise les premier et deuxième plans de pignons, mais n'utilise pas le troisième plan de pignons. Lorsque le deuxième rapport de démultiplication de marche MAV-2 est engagé, l'engagement du troisième rapport MAV-3 est obtenu en actionnant le quatrième manchon de synchronisation 400 pour lier le second arbre secondaire 4 au pignon récepteur de troisième 41, puis en fermant l'embrayage Cl simultanément à l'ouverture de l'embrayage C2. Le deuxième manchon de synchronisation 300 est libéré après l'engagement du troisième rapport de marche avant MAV-3. Sur la figure 5, on présente cette boîte de vitesses dans un état permettant de réaliser un premier rapport de démultiplication de marche avant MAV-4 en : - fermant l'embrayage C2 du second arbre primaire 2 ; - liant le troisième pignon menant 20 au second arbre primaire 2 au moyen du premier manchon de synchronisation 200 ; - liant le pignon de transfert de troisième 41 au second arbre secondaire 3 au moyen du quatrième manchon de synchronisation 400 - les autres manchons de synchronisation étant dans une position libre , et - l'embrayage Cl du premier arbre primaire 1 étant ouvert. Le quatrième rapport de démultiplication de marche avant MAV-4 utilise le deuxième plan de pignons, mais n'utilise pas les premier et troisième plans de pignons. Lorsque le troisième rapport de démultiplication de marche MAV-3 est engagé, l'engagement du quatrième rapport MAV-4 est obtenu en actionnant le premier manchon de synchronisation 200 pour lier le second arbre primaire 2 au troisième pignon menant 20, puis en fermant l'embrayage C2 simultanément à l'ouverture de l'embrayage C1. Le troisième manchon de synchronisation 500 est libéré après l'engagement du quatrième rapport de marche avant MAV-4. Sur la figure 6, on présente cette boîte de vitesses dans un état permettant de réaliser un premier rapport de démultiplication de marche 25 avant MAV-5 en : - fermant l'embrayage Cl du premier arbre primaire 1 ; - liant le pignon de transfert de cinquième 40 au second arbre secondaire 4 au moyen du quatrième manchon de synchronisation 400 ; 30 - les autres manchons de synchronisation étant dans une position libre ; et - l'embrayage C2 du second arbre primaire 2 étant ouvert. Le cinquième rapport de démultiplication de marche avant MAV-5 utilise le premier plan de pignons, mais n'utilise pas les deuxième et 35 troisième plans de pignons. Lorsque le quatrième rapport de démultiplication de marche MAV-4 est engagé, l'engagement du cinquième rapport MAV-5 est obtenu en actionnant le quatrième manchon de synchronisation 400 pour lier le second arbre secondaire 4 au pignon récepteur de cinquième 40, puis en fermant l'embrayage Cl simultanément à l'ouverture de l'embrayage C2. Le premier manchon de synchronisation 200 est libéré après l'engagement du cinquième rapport de marche avant MAV-5. Sur la figure 7, on présente cette boîte de vitesses dans un état permettant de réaliser un premier rapport de démultiplication de marche avant MAV-6 en : - fermant l'embrayage C2 du second arbre primaire 2 ; - liant le troisième pignon menant 20 au second arbre primaire 2 au moyen du premier manchon de synchronisation 200 ; - liant le pignon de transfert de sixième 30 au premier arbre secondaire 3 au moyen du deuxième manchon de synchronisation 300 ; - les autres manchons de synchronisation étant dans une position libre ; et - l'embrayage Cl du premier arbre primaire 1 étant ouvert. Le sixième rapport de démultiplication de marche avant MAV-6 utilise le deuxième plan de pignons, mais n'utilise pas les premier et deuxième plans de pignons. Lorsque le cinquième rapport de démultiplication de marche MAV-5 est engagé, l'engagement du sixième rapport MAV-6 est obtenu en actionnant le premier manchon de synchronisation 200 pour lier le second arbre primaire 2 au troisième pignon menant 20 et en actionnant le deuxième manchon de synchronisation 300 pour lier le premier arbre secondaire 3 au pignon récepteur de sixième 30 (ces deux actions peuvent être effectuées simultanément ou séquentiellement, l'ordre d'exécution étant sans importance), puis en fermant l'embrayage C2 simultanément à l'ouverture de l'embrayage C1. Le quatrième manchon de synchronisation 400 est libéré après l'engagement du sixième rapport de marche avant MAV-6. Sur la figure 8, on présente cette boîte de vitesses dans un état permettant de réaliser un premier rapport de démultiplication de marche avant MAV-7 en : - fermant l'embrayage Cl du premier arbre primaire 1 ; - liant le pignon de transfert 51 à l'arbre de transfert 5 au moyen du troisième manchon de synchronisation 500 ; - liant l'arbre de transfert 5 au premier arbre secondaire 3 au moyen du deuxième manchon de synchronisation 300 ; - les autres manchons de synchronisation étant dans une position libre ; et - l'embrayage C2 du second arbre primaire 2 étant ouvert. Le septième rapport de démultiplication de marche avant MAV-7 utilise le premier plan de pignons, mais n'utilise pas les deuxième et troisième plans de pignons. Lorsque le sixième rapport de démultiplication de marche MAV-6 est engagé, l'engagement du septième rapport MAV-7 est obtenu en actionnant le troisième manchon de synchronisation 500 pour lier l'arbre de transfert 5 au pignon de transfert 51, puis en fermant l'embrayage Cl simultanément à l'ouverture de l'embrayage C2. Le premier manchon de synchronisation 200 est libéré après l'engagement du septième rapport de marche avant MAV-7. Sur la figure 9, on présente cette boîte de vitesses dans un état permettant de réaliser un rapport de démultiplication de marche arrière MAR en : - fermant l'embrayage C2 du second arbre primaire 2 ; - liant le pignon de marche arrière 42 au second arbre secondaire 4 au moyen du cinquième manchon de synchronisation 401 ; - les autres manchons de synchronisation étant dans une position libre ; et - l'embrayage Cl du premier arbre primaire 1 étant ouvert. Le rapport de démultiplication de marche arrière MAR utilise le troisième plan de pignons, mais n'utilise pas les premier et deuxième plans de pignons. Ainsi, la boîte de vitesses à double embrayage suivant l'invention comporte un nombre réduit de plans de pignons, ce qui permet d'avoir un encombrement réduit et de faciliter l'implantation de cette boîte de vitesses dans un véhicule automobile. REVENDICATIONS1. Boîte de vitesses à double embrayage d'un véhicule automobile comportant : - un premier arbre primaire (1) ; - un second arbre primaire (2) ; - au moins un premier pignon menant (10) solidaire dudit premier arbre primaire (1) ; et - au moins un deuxième pignon menant (21) solidaire dudit second arbre primaire (2) ; ladite boîte de vitesses étant caractérisée en ce qu'elle comporte en outre au moins un troisième pignon menant (20) monté fou autour d'un desdits arbres primaires (1 ; 2). 2. Boîte de vitesses selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit second arbre primaire (2) est creux et est traversé par ledit premier arbre primaire (1) et en ce que ledit troisième pignon menant (20) est monté fou autour du second arbre primaire (2). 3. Boîte de vitesses selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un premier manchon de synchronisation (200) permettant de lier ledit troisième pignon menant (20) audit second arbre primaire (2). 4. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant en outre un arbre secondaire (3) et un jeu de pignons récepteurs (30, 31) monté fou autour dudit arbre secondaire (3), caractérisée en ce que ledit troisième pignon menant (20) engrène avec un pignon récepteur (30) dudit jeu. 5. Boîte de vitesses selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un arbre de transfert (5) monté fou autour dudit arbre secondaire (3) et solidaire d'un pignon récepteur (30) dudit jeu. 6. Boîte de vitesses selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un deuxième manchon de synchronisation (300), pour lier ledit arbre de transfert (5) audit arbre secondaire (3). 7. Boîte de vitesses selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un pignon de transfert (51) monté fou autour dudit arbre de transfert (5), ledit pignon de transfert (51) engrenant avec ledit premier pignon menant (10). 8. Boîte de vitesses selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un troisième manchon de synchronisation (500) pour lier ledit pignon de transfert (51) audit arbre de transfert (5). 9. Véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comporte une boîte de vitesses selon l'une quelconque des revendications précédentes.