Brevet FR3077108A1 — publié le 20190726

BOITE DE VITESSES A DOUBLE EMBRAYAGE COMPORTANT UNE LIAISON DE TRANSFERT ENTRE LES DEUX ARBRES PRIMAIRES La présente invention concerne une boîte de vitesses à double embrayage pour un véhicule automobile, ainsi qu'un véhicule automobile équipé d'une telle boîte de vitesses. Un type de boîte de vitesses connu, présenté notamment par le document WO-A1-2011148065, comporte deux embrayages reliés à une motorisation, entraînant chacun un arbre primaire disposé suivant un axe commun, et comporte deux arbres secondaires parallèles. Par la suite par convention, dans la direction axiale le côté comprenant la motorisation est appelé côté avant. Un premier arbre primaire lié à un premier embrayage, entraîne des pignons disposés vers l'arrière de la boîte de vitesses suivant trois plans transversaux pour former des rapports de vitesse, appelés aussi rapports. Le deuxième arbre primaire lié au deuxième embrayage, comportant un perçage axial recevant le premier arbre primaire, entraîne des pignons disposés vers l'avant de la boîte de vitesses suivant deux plans transversaux pour former d'autres rapports. Chaque plan transversal comporte un pignon fixe lié à un arbre primaire, qui engrène avec, sur un arbre secondaire ou sur ou les deux arbres secondaires, un pignon libre en rotation qui peut être engagé sur l'arbre le supportant par un dispositif de synchronisation pour former un rapport. Dans un plan transversal disposé à l'arrière de la boîte de vitesses, un pignon fixe du premier arbre primaire entraîne sur un arbre secondaire un pignon libre pour former le troisième rapport, et sur l'autre arbre secondaire un pignon libre de transfert qui est disposé sur un arbre creux de transfert, pouvant être relié par un dispositif de synchronisation d'une liaison de transfert à un pignon libre du sixième rapport disposé à côté. Un pignon fixe du deuxième arbre primaire engrène avec le pignon libre du sixième rapport. 2 L'engagement du pignon libre de transfert permet de transmettre le couple venant du premier arbre primaire vers le deuxième arbre primaire en passant par l'arbre de transfert supportant ce pignon, puis par les deux pignons du sixième rapport, afin d'obtenir une vitesse de ce deuxième arbre 5 primaire qui est réduite. En engageant aussi le pignon du deuxième rapport on obtient un premier rapport plus démultiplié. En engageant le pignon libre de marche arrière on obtient une marche arrière lente. Toutefois sur une variante de ce type de boîte de vitesses, le pignon libre 10 de transfert peut aussi servir à former un rapport de vitesse supplémentaire, en engageant ce pignon libre de transfert sur l'arbre secondaire le supportant. Dans ce cas il faut disposer de chaque côté du pignon libre de transfert un dispositif de synchronisation pour le lier alternativement d'un côté avec l'arbre secondaire pour former le rapport supplémentaire, et de l'autre côté avec le 15 pignon libre d'un autre rapport pour former la liaison de transfert. Les deux commandes indépendantes de ces deux dispositifs de synchronisation donnent une complexité à la boîte de vitesses, qui ajoute une masse, un encombrement et des coûts. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients 20 de la technique antérieure. Elle propose à cet effet une boîte de vitesses à double embrayage pour véhicule automobile comportant deux arbres primaires disposés suivant un même axe, et des plans transversaux comprenant sur les arbres primaires des pignons fixes et sur deux arbres secondaires parallèles des pignons libres 25 engagés par des dispositifs de synchronisation, pour former sur chaque plan avec un pignon fixe et un pignon libre un rapport de vitesse, cette boîte de vitesses comportant sur un premier arbre primaire un premier plan transversal particulier comprenant un premier rapport de vitesse particulier, et sur le deuxième arbre primaire un deuxième plan transversal particulier comprenant 30 un deuxième rapport de vitesse particulier, les deux pignons libres de ces deux rapports de vitesse particuliers portés par un premier arbre secondaire étant 3 disposés axialement l'un à côté de l'autre, cette boîte de vitesses étant remarquable en ce que le pignon libre du premier rapport de vitesse particulier comporte axialement d'un côté un premier dispositif de synchronisation particulier qui peut le relier au premier arbre secondaire pour former le premier 5 rapport de vitesse particulier, et de l'autre côté un deuxième dispositif de synchronisation particulier qui peut le relier au pignon libre du deuxième rapport de vitesse particulier pour former une liaison de transfert entre les deux arbres primaires, et en ce que les deux dispositifs de synchronisation particuliers sont commandés chacun dans une direction opposée par une 10 même commande de déplacement axial. Un avantage de cette boîte de vitesses est que la même commande servant pour les deux dispositifs de synchronisation particuliers, commandés chacun dans une direction opposée, permet d'utiliser un unique actionneur ce qui simplifie le système de commande de cette boîte de vitesses. 15 La boîte de vitesses selon l'invention peut comporter de plus une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Selon un mode de réalisation, les deux dispositifs de synchronisation particuliers comportent une commande unique les déplaçant axialement 20 ensemble, le pignon libre du premier rapport de vitesse particulier restant immobile. Selon un autre mode de réalisation, le pignon libre du premier rapport de vitesse particulier coulisse axialement sous l'effet d'une commande pour engager d'un côté ou de l'autre un dispositif de synchronisation particulier. 25 En particulier, la boîte de vitesses peut comporter sur le deuxième arbre primaire un premier plan comportant un pignon libre du deuxième rapport porté par un deuxième arbre secondaire et un pignon libre de marche arrière porté par un premier arbre secondaire, et un deuxième plan comportant un pignon libre du quatrième rapport porté par le premier arbre secondaire et un pignon 30 libre du sixième rapport porté par le deuxième arbre secondaire, sur le premier arbre primaire un troisième plan comportant un pignon libre du troisième 4 rapport porté par le premier arbre secondaire, un quatrième plan comportant un pignon libre du cinquième rapport porté par le deuxième arbre secondaire, et un cinquième plan comportant un pignon libre du septième rapport porté par le deuxième arbre secondaire, la liaison de transfert entre les deux arbres 5 primaires passant par des pignons de deux rapports afin de réduire la vitesse du deuxième arbre primaire par rapport à celle du premier arbre primaire. Dans ce cas, avantageusement la liaison de transfert entre les deux arbres primaires passe par les pignons du troisième rapport formant le premier rapport de vitesse particulier, et les pignons du quatrième rapport formant le 10 deuxième rapport de vitesse particulier. Les pignons du deuxième arbre primaire peuvent être disposés en arrière des pignons du premier arbre primaire. Le pignon fixe du troisième rapport peut être axialement disposé entre le pignon fixe du cinquième rapport et le pignon fixe du septième rapport. 15 Avantageusement, la boîte de vitesses comporte un barillet tournant comprenant sur son contour des pistes de guidage formant des cames axiales de commande des dispositifs de synchronisation. L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile équipé d'une boîte de vitesses à double embrayage comprenant l'une quelconque des 20 caractéristiques précédentes. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple et de manière non limitative, en référence aux dessins annexés dans lesquels : 25 - la figure 1 est un schéma d'une boîte de vitesses selon l'invention ; - la figure 2 est une vue partielle de ce schéma présentant une boîte de vitesses selon une variante. La figure 1 présente un premier arbre primaire 4 comprenant un creux axial, relié du côté avant indiqué par la flèche AV, par un premier embrayage 30 6 à une motorisation 2. Un deuxième arbre primaire 8 traversant le creux du 5 premier arbre primaire 4, est relié du côté avant par un deuxième embrayage 10 à la motorisation 2. Les deux arbres primaires 4, 8 supportent des pignons fixes qui engrènent avec des pignons libres portés par un premier arbre secondaire 12 5 et un deuxième arbre secondaire 14. Chaque arbre secondaire 12, 14 comporte à son extrémité arrière un pignon de sortie 16, qui engrène avec une couronne 18 portée par un différentiel 20 répartissant le mouvement vers les deux roues motrices du véhicule. En variante les pignons de sortie 16 peuvent être disposés sur l'extrémité 10 avant des arbres secondaire 12, 14. La boîte de vitesses est prévue pour être disposée transversalement dans le véhicule, la motorisation 2 étant directement reliée aux embrayages 6, 10. La boîte de vitesses comporte cinq plans transversaux de pignons réalisant les rapports de vitesse, présentés successivement du premier au 15 cinquième en partant du côté arrière de cette boîte. Le premier plan transversal comporte sur le deuxième arbre secondaire 14 un pignon libre du deuxième rapport 30 engrené avec un premier pignon fixe 32 du deuxième arbre primaire 8, et sur le premier arbre secondaire 12 un pignon libre de marche arrière 34 engrené avec le pignon libre du deuxième 20 rapport 30. Le deuxième plan transversal comporte sur le premier arbre secondaire 12 un pignon libre du quatrième rapport 40 et sur le deuxième arbre secondaire 14 un pignon libre du sixième rapport 36, ces deux pignons libres étant engrenés avec un deuxième pignon 38 fixe du deuxième arbre primaire 8. 25 Un premier dispositif double de synchronisation 42 disposé entre le pignon libre du deuxième rapport 30 et le pignon libre du sixième rapport 36, peut alternativement engager chacun de ces pignons avec le deuxième arbre secondaire 14, pour former respectivement le deuxième rapport et le sixième rapport. 30 Un deuxième dispositif double de synchronisation 44 disposé entre le pignon libre de marche arrière 34 et le pignon libre du quatrième rapport 40, 6 peut alternativement engager chacun de ces pignons avec le premier arbre secondaire 12, pour former respectivement la marche arrière et le quatrième rapport. Le troisième plan transversal comporte sur le deuxième arbre secondaire 5 14 un pignon libre du septième rapport 60 engrené avec un troisième pignon fixe 62 du premier arbre primaire 4. Le quatrième plan transversal comporte sur le premier arbre secondaire 12 un pignon libre du troisième rapport 50 engrené avec un quatrième pignon fixe 52 du premier arbre primaire 4. 10 Le cinquième plan transversal comporte sur le deuxième arbre secondaire 14 un pignon libre du cinquième rapport 64 engrené avec un cinquième pignon fixe 66 du premier arbre primaire 4. Un troisième dispositif simple de synchronisation 54 disposé en avant du pignon libre du troisième rapport 50, peut engager ce pignon avec le premier 15 arbre secondaire 12 pour former le troisième rapport. Un quatrième dispositif simple de synchronisation 56 disposé entre le pignon libre du troisième rapport 50 et le pignon libre du quatrième rapport 40, monté coulissant sur le premier arbre secondaire 12, peut engager ces deux pignons l'un avec l'autre, sans les relier à ce premier arbre secondaire portant 20 ces pignons, pour former une liaison de transfert. Un cinquième dispositif double de synchronisation 68 disposé entre le pignon libre du cinquième rapport 64 et le pignon libre du septième rapport 60, peut alternativement engager chacun de ces pignons avec le deuxième arbre secondaire 14, pour former respectivement le cinquième rapport et le septième 25 rapport. On obtient en engageant le quatrième dispositif de synchronisation 56, une liaison de transfert entre les deux arbres primaires 4, 8 en passant par les couples de pignons du troisième rapport 50, 52 et du quatrième rapport 38, 40 disposés en série, qui réalise en partant du premier arbre primaire 4 une 30 réduction de la vitesse du deuxième arbre primaire 8, ou à l'inverse en partant du deuxième arbre primaire une augmentation de la vitesse du premier. 7 On réalise en particulier après une réduction de vitesse du deuxième arbre primaire 8, le premier rapport de vitesse en utilisant le deuxième rapport de vitesse, ou un rapport de marche arrière lente en utilisant le pignon de marche arrière 34. 5 Le troisième dispositif simple de synchronisation 54 et le quatrième dispositif simple de synchronisation 56 disposés chacun d'un côté du pignon libre du troisième rapport 50, et s'engageant dans les directions opposées, sont couplés par une même commande de déplacement axial 70 agissant en même temps sur ces deux dispositifs par un mouvement dans une direction et 10 dans l'autre. En particulier on peut prévoir deux fourchettes engagées chacune dans une gorge circulaire transversale de chaque dispositif de synchronisation 54, 56, reliées entre elles pour présenter un même mouvement axial, ce qui permet de prévoir une motorisation unique pour ces deux fourchettes. 15 Dans le cas d'une commande des fourchettes de l'ensemble des dispositifs de synchronisation par un barillet rotatif, comprenant sur son contour des pistes de guidage formant des cames axiales entraînant chacune une fourchette, on utilise de cette manière une piste de guidage unique pour le troisième 54 et le quatrième 56 dispositif de synchronisation. 20 La boîte de vitesses selon l'invention permet d'ajuster de manière indépendante les valeurs des troisième, cinquième et septième rapports de vitesse, en choisissant le nombre de dents de leurs couples de pignons propres. On peut en particulier prévoir un étagement régulièrement décroissant des écarts entre les quatrième et cinquième, cinquième et 25 sixième, et sixième et septième rapports, afin d'optimiser le confort et la consommation du véhicule. De plus tous les rapports du deuxième au septième rapport de vitesse sont réalisés chacun entre un arbre primaire 4, 8 et un arbre secondaire 10, 12 avec un couple de pignon formant un unique engrènement, ce qui donne 30 un bon rendement en particulier sur les rapports les plus élevés. On notera aussi que tous les passages du premier au septième rapport de vitesse sont 8 réalisés avec un croisement des embrayages 6, 10 permettant de maintenir un couple appliqué sur les roues motrices. La figure 2 présente une boîte de vitesses comportant le troisième dispositif de synchronisation 54 fixé sur le premier arbre secondaire 12, et le 5 quatrième dispositif de synchronisation 56 fixé sur le pignon libre du quatrième rapport 40. Le pignon libre du troisième rapport 50 coulisse axialement sous l'effet d'une commande 70, pour alternativement s'engager par un mouvement vers la direction avant sur le troisième dispositif de synchronisation 54 afin 10 d'engager le troisième rapport, ou par un mouvement vers la direction arrière sur le quatrième dispositif de synchronisation 56 afin d'engager la liaison de transfert. On utilise aussi une commande unique 70 pour déplacer le pignon libre du troisième rapport 50 dans une direction ou dans l'autre, ce qui simplifie la 15 réalisation de cette commande. On notera que la commande 70 de déplacement du pignon libre du troisième rapport 50 se déplace quand ce pignon ne transmet pas de couple, et ne reçoit donc pas de poussée axiale venant de sa denture hélicoïdale lors de la transmission d'un couple. Par contre la commande de déplacement 70 doit résister au couple axial 20 s'appliquant sur les dentures hélicoïdales de ce pignon lors de la transmission d'un REVENDICATIONS1 - Boîte de vitesses à double embrayage pour véhicule automobile comportant deux arbres primaires (4, 8) disposés suivant un même axe, et des plans transversaux comprenant sur les arbres primaires (4, 8) des pignons fixes et sur deux arbres secondaires parallèles (12, 14) des pignons libres engagés par des dispositifs de synchronisation (42, 44, 54, 56, 68), pour former sur chaque plan avec un pignon fixe et un pignon libre un rapport de vitesse, cette boîte de vitesses comportant sur un premier arbre primaire (4) un premier plan transversal particulier comprenant un premier rapport de vitesse particulier, et sur le deuxième arbre primaire (8) un deuxième plan transversal particulier comprenant un deuxième rapport de vitesse particulier, les deux pignons libres (40, 50) de ces deux rapports de vitesse particuliers portés par un premier arbre secondaire (12) étant disposés axialement l'un à côté de l'autre, caractérisée en ce que le pignon libre du premier rapport de vitesse particulier (50) comporte axialement d'un côté un premier dispositif de synchronisation particulier (54) qui peut le relier au premier arbre secondaire (12) pour former le premier rapport de vitesse particulier, et de l'autre côté un deuxième dispositif de synchronisation particulier (56) qui peut le relier au pignon libre du deuxième rapport de vitesse particulier (40) pour former une liaison de transfert entre les deux arbres primaires (4, 8), et en ce que les deux dispositifs de synchronisation particuliers (54, 56) sont commandés chacun dans une direction opposée par une même commande de déplacement axial (70). 2 - Boîte de vitesses selon la revendication 1, caractérisée en ce que les deux dispositifs de synchronisation particuliers (54, 56) comportent une commande unique les déplaçant axialement ensemble, le pignon libre du premier rapport de vitesse particulier (50) restant immobile. 3 - Boîte de vitesses selon la revendication 1, caractérisée en ce que le pignon libre du premier rapport de vitesse particulier (50) coulisse axialement 10 sous l'effet d'une commande pour engager d'un côté ou de l'autre un dispositif de synchronisation particulier (54, 56). 4 - Boîte de vitesses selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte sur le deuxième arbre 5 primaire (8) un premier plan comportant un pignon libre du deuxième rapport (30) porté par un deuxième arbre secondaire (14) et un pignon libre de marche arrière (34) porté par un premier arbre secondaire (12), et un deuxième plan comportant un pignon libre du quatrième rapport (40) porté par le premier arbre secondaire (12) et un pignon libre du sixième rapport (36) porté par le 10 deuxième arbre secondaire (14), et en ce qu'elle comporte sur le premier arbre primaire (4) un troisième plan comportant un pignon libre du troisième rapport (50) porté par le premier arbre secondaire (12), un quatrième plan comportant un pignon libre du cinquième rapport (64) porté par le deuxième arbre secondaire (14), et un cinquième plan comportant un pignon libre du septième 15 rapport (60) porté par le deuxième arbre secondaire (14), la liaison de transfert entre les deux arbres primaires (4, 8) passant par des pignons de deux rapports afin de réduire la vitesse du deuxième arbre primaire (8) par rapport à celle du premier arbre primaire (4). 5 - Boîte de vitesses selon la revendication 4, caractérisée en ce que la 20 liaison de transfert entre les deux arbres primaires (4, 8) passe par les pignons du troisième rapport (50, 52) formant le premier rapport de vitesse particulier, et les pignons du quatrième rapport (38, 40) formant le deuxième rapport de vitesse particulier. 6 - Boîte de vitesses selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce 25 que les pignons du deuxième arbre primaire (8) sont disposés en arrière des pignons du premier arbre primaire (4). 7 - Boîte de vitesses selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que le pignon fixe du troisième rapport (52) est axialement disposé entre le pignon fixe du cinquième rapport (66) et le pignon fixe du 30 septième rapport (62). 11 8 - Boîte de vitesses selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte un barillet tournant comprenant sur son contour des pistes de guidage formant des cames axiales de commande des dispositifs de synchronisation (42, 44, 54, 56, 68). 5 9 - Véhicule automobile équipé d'une boîte de vitesses à double embrayage, caractérisé en ce que cette boîte de vitesses est selon l'une quelconque des revendications précédentes.