FR3047289A1 - Boite de vitesses actionnee par un fluide de commande - Google Patents

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Abstract

La présente invention concerne une boîte de vitesses comprenant : - un arbre moteur (20) comprenant un pignon moteur (34), - un arbre de transmission (22) comprenant un pignon de transmission (48), - un système de changement de vitesses comprenant : ○ un mécanisme d'enclenchement (60) comprenant une première partie mobile (70), ○ un dispositif de commande configuré pour commander le déplacement de la première partie mobile (70), caractérisé en ce que le mécanisme d'enclenchement (60) comprend, en outre, une première partie fixe (72), le dispositif de commande étant propre à commander la distribution d'un fluide de commande entre la première partie fixe (72) et la première partie mobile (70).

Description

Boite de vitesses actionnée par un fluide de commande
La présente invention concerne une boîte de vitesses d’un véhicule, le véhicule comprenant au moins un moteur et au moins deux roues, la boîte de vitesses comprenant : - un arbre moteur destiné à être entraîné en rotation par le moteur du véhicule, l’arbre moteur comprenant un premier pignon moteur, - un arbre de transmission destiné à être couplé aux roues du véhicule, l’arbre de transmission comprenant un premier pignon de transmission en prise avec le premier pignon moteur le premier pignon moteur et le premier pignon de transmission formant un premier système d’engrenage propre à transmettre un mouvement selon un premier rapport de transmission, l’un du premier pignon moteur ou du premier pignon de transmission étant un pignon en prise, monté en prise avec l’arbre sur lequel il est monté et l’autre du premier pignon moteur ou du premier pignon de transmission étant un pignon en roue libre, monté en roue libre par rapport à l’arbre sur lequel il est monté, - un système de changement de vitesses, le système de changement de vitesses comprenant : o un premier mécanisme d’enclenchement monté sur l’arbre portant le premier pignon en roue libre, le premier mécanisme d’enclenchement comprenant une première partie mobile en prise avec l’arbre portant le premier pignon en roue libre, la première partie mobile étant mobile entre une position passive, dans laquelle la première partie mobile est mobile indépendamment du premier pignon en roue libre, et une position active, dans laquelle la première partie mobile est en prise avec le premier pignon en roue libre de sorte que la rotation de l’arbre entraîne en rotation le premier pignon en roue libre, o un dispositif de commande configuré pour commander le déplacement de la première partie mobile du premier mécanisme d’enclenchement entre la position passive et la position active.
Une telle boîte de vitesses permet de transmettre le mouvement en provenance de l’arbre moteur vers les roues avec un rapport de transmission choisi.
Le changement de vitesses, c’est-à-dire le passage d’un rapport de transmission à un autre rapport de transmission, est généralement effectué au moyen de fourchettes de commande. De telles fourchettes de commande sont, d’une part, connectées au levier de vitesses et, d’autre part, propres à se déplacer sur l’arbre de transmission ou l’arbre moteur pour sélectionner le couple de pignons offrant le rapport de transmission souhaité.
Une fourchette de commande est une pièce mécanique munie de deux bras qui entourent une autre pièce, dans le cas présent l’arbre de transmission ou l’arbre moteur, dans le but de déplacer l’autre pièce.
Cependant, la durée de passage des vitesses avec une telle boîte de vitesses est relativement longue du fait du temps de réponse de la liaison mécanique entre le levier de vitesse et les fourchettes, ce qui réduit les performances du véhicule associé. Une telle boîte de vitesse n’est donc pas optimisée pour être utilisée dans des voitures de sport pour lesquelles la rapidité du changement de vitesses est un critère crucial.
Il est également connu des boîtes de vitesse de type séquentiel dont le système de sélection du rapport de transmission est assuré par un barillet. Un barillet est une pièce circulaire sur laquelle sont usinées des gorges permettant de guider le mouvement des fourchettes de commande.
Toutefois, de telles boîtes de vitesses ne permettent pas de sauter un ou plusieurs rapports de transmission pour enclencher directement le rapport de transmission choisi, le rapport immédiatement supérieur ou inférieur au rapport de transmission choisi devant être enclenché au préalable. De ce fait, la durée de passage des vitesses de telles boîtes de vitesses est encore améliorable.
Il est aussi connu d’utiliser d’autres types de boîtes de vitesses, telles que des boîtes automatiques. Cependant, dans de telles boîtes, la durée du passage des vitesses est encore insatisfaisante.
Un but de l’invention est de proposer une boîte de vitesses permettant de passer rapidement les vitesses pour répondre aux performances souhaitées de véhicules, tels que des voitures de sport. A cet effet, l’invention concerne une boîte de vitesses du type précité, dans laquelle le premier mécanisme d’enclenchement comprend, en outre, une première partie fixe, la première partie fixe formant un logement de réception de la première partie mobile, le dispositif de commande étant propre à commander la distribution d’un fluide de commande entre la première partie fixe et la première partie mobile du premier mécanisme d’enclenchement pour déplacer la première partie mobile entre la position passive et la position active.
Ainsi, l’entraînement de l’arbre de transmission selon le premier rapport de transmission est effectué au moyen d’un fluide de commande permettant de déplacer de manière quasi-instantanée la première partie mobile par rapport à la première partie fixe. Un tel fonctionnement est assimilable à celui d’un vérin hydraulique dont le temps de réponse peut être très réduit.
Un tel mécanisme d’enclenchement permet donc d’enclencher plus rapidement les vitesses qu’avec un système purement mécanique, telles que des fourchettes de commande.
Une telle boîte de vitesses est donc particulièrement adaptée pour être utilisée dans des systèmes nécessitant un passage très rapide des vitesses, tels que des voitures de sport utilisées pour des compétitions sportives par exemple.
La boîte de vitesses comprend, en outre, une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : - l’arbre de transmission comprend au moins un deuxième pignon de transmission, l’arbre moteur comprenant au moins un deuxième pignon moteur en prise avec le deuxième pignon de transmission, le deuxième pignon moteur et le deuxième pignon de transmission formant un deuxième système d’engrenage propre à transmettre un mouvement selon un deuxième rapport de transmission, le deuxième rapport de transmission étant différent du premier rapport de transmission, l’un du deuxième pignon moteur ou du deuxième pignon de transmission étant un pignon en prise, monté en prise avec l’arbre sur lequel il est monté et l’autre du deuxième pignon moteur ou du deuxième pignon de transmission étant un pignon en roue libre, monté en roue libre par rapport à l’arbre sur lequel il est monté, le système de changement de vitesses comprenant, en outre, un autre premier mécanisme d’enclenchement monté sur l’arbre portant le deuxième pignon en roue libre, ledit autre premier mécanisme d’enclenchement comprenant une première partie mobile en prise avec l’arbre portant le deuxième pignon en roue libre, ladite première partie mobile étant mobile entre une position passive, dans laquelle la première partie mobile est mobile indépendamment du deuxième pignon en roue libre, et une position active, dans laquelle la première partie mobile est en prise avec le deuxième pignon en roue libre de sorte que la rotation du deuxième pignon en roue libre entraîne en rotation ledit arbre, ledit autre premier mécanisme d’enclenchement comprenant, en outre, une première partie fixe, la première partie fixe formant un logement de réception de la première partie mobile, le dispositif de commande étant propre à commander la distribution d’un fluide de commande entre la première partie fixe et la première partie mobile dudit autre premier mécanisme d’enclenchement pour déplacer la première partie mobile entre la position passive et la position active de la première partie mobile ; - la première partie mobile du premier mécanisme d’enclenchement du deuxième rapport de transmission est confondue avec le premier pignon en prise ; - l’arbre moteur comprend au moins un troisième pignon moteur, l’arbre de transmission comprenant au moins un troisième pignon de transmission en prise avec le troisième pignon moteur, le troisième pignon moteur et le troisième pignon de transmission formant un troisième système d’engrenage propre à transmettre un mouvement selon un troisième rapport de transmission, le troisième rapport de transmission étant différent du premier et du deuxième rapport de transmission, l’un du troisième pignon moteur ou du troisième pignon de transmission étant un pignon en prise, monté en prise avec l’arbre sur lequel il est monté et l’autre du troisième pignon moteur ou du troisième pignon de transmission étant un pignon en roue libre, monté en roue libre par rapport à l’arbre sur lequel il est monté, le système de changement de vitesses comprenant encore un autre premier mécanisme d’enclenchement monté sur l’arbre portant le troisième pignon en roue libre, ledit encore un autre premier mécanisme d’enclenchement comprenant une première partie mobile en prise avec l’arbre portant le troisième pignon en roue libre, ladite première partie mobile étant mobile entre une position passive, dans laquelle la première partie mobile est mobile indépendamment du troisième pignon en roue libre, et une position active, dans laquelle la première partie mobile est en prise avec le troisième pignon en roue libre de sorte que la rotation de l’arbre entraîne en rotation le troisième pignon en roue libre, ledit encore un autre premier mécanisme d’enclenchement comprenant, en outre, une première partie fixe, la première partie fixe formant un logement de réception de la première partie mobile, le dispositif de commande étant propre à commander la distribution d’un fluide de commande entre la première partie fixe et la première partie mobile dudit encore autre premier mécanisme d’enclenchement pour déplacer la première partie mobile entre la position passive et la position active, la première partie mobile du premier mécanisme d’enclenchement du troisième rapport de transmission étant confondue avec le deuxième pignon en prise ; - la boîte de vitesses comprend, en outre, un arbre de sortie et un pignon directionnel, le pignon directionnel étant monté en roue libre sur l’arbre de sortie et étant en prise avec l’arbre de transmission, le système de changement de vitesses comprenant un deuxième mécanisme d’enclenchement monté sur l’arbre de sortie, le deuxième mécanisme d’enclenchement comprenant une deuxième partie mobile en prise avec l’arbre de sortie, la deuxième partie mobile étant mobile entre une position passive, dans laquelle la deuxième partie mobile est mobile indépendamment du pignon directionnel, et une position active, dans laquelle la deuxième partie mobile est en prise avec le pignon directionnel de sorte que la rotation de l’arbre de transmission entraîne en rotation, par l’intermédiaire du pignon directionnel, l’arbre de sortie dans le sens de rotation du pignon directionnel, le deuxième mécanisme d’enclenchement comprenant, en outre, une deuxième partie fixe, la deuxième partie fixe formant un logement de réception de la deuxième partie mobile, le dispositif de commande étant propre à commander la distribution d’un fluide de commande entre la deuxième partie fixe et la deuxième partie mobile du deuxième mécanisme d’enclenchement pour déplacer la deuxième partie mobile entre la position passive et la position active de la deuxième partie mobile ; - la boîte de vitesses comprend, en outre, un pignon inverseur monté en prise avec l’arbre de sortie et en roue libre par rapport à l’arbre de transmission, le système de changement de vitesses comprenant un troisième mécanisme d’enclenchement monté sur l’arbre de transmission, le troisième mécanisme d’enclenchement comprenant une troisième partie mobile en prise avec l’arbre de transmission, la troisième partie mobile étant mobile entre une position passive, dans laquelle la troisième partie mobile est mobile indépendamment du pignon inverseur, et une position active, dans laquelle la troisième partie mobile est en prise avec le pignon inverseur de sorte que la rotation de l’arbre de transmission entraîne en rotation, par l’intermédiaire du pignon inverseur, l’arbre de sortie, dans le sens de rotation du pignon inverseur, le troisième mécanisme d’enclenchement comprenant, en outre, une troisième partie fixe, la troisième partie fixe formant un logement de réception de la troisième partie mobile, le dispositif de commande étant propre à commander la distribution d’un fluide de commande entre la troisième partie fixe et la troisième partie mobile du troisième mécanisme d’enclenchement pour déplacer la troisième partie mobile entre la position passive et la position active de la troisième partie mobile ; - le fluide de commande est de l’huile sous pression ; - chaque mécanisme d’enclenchement comprend un ressort de rappel contraignant la partie mobile dudit mécanisme d’enclenchement vers la position passive de ladite partie mobile ; et - chaque partie mobile comprend au moins un élément d’emboîtement propre à s’emboîter sur au moins une portion complémentaire du pignon en prise avec ladite partie mobile dans la position active de ladite partie mobile. L’invention concerne également un véhicule comprenant au moins un moteur, au moins deux roues et une boîte de vitesses telle que décrite précédemment. D’autres aspects et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, donnée à titre d’exemple, et faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique et fonctionnelle d’un véhicule comprenant une boîte de vitesses selon l’invention, - la figure 2 est une représentation schématique en perspective d’une boîte de vitesses selon l’invention, - la figure 3 est une vue en coupe partielle de la boîte de vitesses de la figure 2, la boîte de vitesses étant au point mort, - la figure 4 est un schéma hydraulique correspondant à la configuration de la figure 3, - la figure 5 est une vue en coupe partielle de la figure 2, dans laquelle un premier rapport de transmission correspondant à une première vitesse est enclenché, - la figure 6 est un schéma hydraulique correspondant à la distribution d’un fluide de commande permettant obtenir la configuration de la figure 5, - la figure 7 est une vue en coupe partielle de la boîte de vitesses de la figure 2, dans laquelle un deuxième rapport de transmission correspondant à une deuxième vitesse est enclenché, - la figure 8 est un schéma hydraulique correspondant à la distribution d’un fluide de commande permettant obtenir la configuration de la figure 7, - la figure 9 est une vue en coupe partielle de la boîte de vitesses de la figure 2, dans laquelle la marche arrière est enclenchée, - la figure 10 est le schéma hydraulique correspondant à la distribution d’un fluide de commande permettant obtenir la configuration de la figure 9, - la figure 11 est une vue en coupe d’un pignon en prise de la figure 2, et - la figure 12 est une vue en coupe d’un pignon en roue libre de la figure 2.
Un véhicule 10 est représenté sur la figure 1.
Le véhicule 10 est, par exemple, un véhicule automobile tel qu’une voiture de sport.
Le véhicule 10 comprend au moins un moteur 12, au moins deux roues 14 et une boîte de vitesses 16.
Le moteur 12 et les roues 14 étant classiques, ils ne seront pas décrits plus en détails dans la suite de la description.
Dans le mode de réalisation illustré sur les figures 2 à 12, la boîte de vitesses 16 comprend un arbre moteur 20, un arbre de transmission 22, un arbre de sortie 23 et un système de changement de vitesses 24. Comme illustré sur les figures 4, 6, 8 et 10, la boîte de vitesses 16 comprend, également, une source 26 de distribution d’un fluide de commande et un dispositif 27 de commande de la source 26. La boîte de vitesses 16 comprend, en outre, un ensemble directionnel 28 comprenant un pignon directionnel 29 et un ensemble inverseur 30 comprenant un pignon inverseur 31. L’arbre moteur 20 est destiné à être couplé au moteur 12 du véhicule 10 pour être entraîné en rotation par ledit moteur 12. L’arbre de transmission 22 est destiné à être couplé à l’arbre moteur 20 et à l’arbre de sortie 23 pour transmettre le mouvement de l’arbre moteur 20 à l’arbre de sortie 23. L’arbre de sortie 23 est destiné à être couplé aux roues 14 du véhicule 10 de sorte à entraîner en rotation lesdites roues 14 par transmission du mouvement de rotation du moteur 12.
Comme illustré sur les figures 2, 3, 5, 7 et 9, l’arbre moteur 20 et l’arbre de transmission 22 comprennent chacun des pignons formant des engrenages. Chaque engrenage comprend au moins un pignon de l’arbre moteur 20 et au moins un pignon de l’arbre de transmission 22.
Dans l’exemple illustré sur les figures 2, 3, 5, 7 et 9, l’arbre moteur 20 comprend six pignons 34, 36, 38, 40, 42, 44 appelés «pignons moteur ».
Parmi ces six pignons moteur, les pignons 34, 38, 42 sont en roue libre par rapport à l’arbre moteur 20. Il est entendu par l’expression « roue libre d’un pignon par rapport à un arbre », le fait que la rotation de l’arbre n’entraîne pas en rotation le pignon en roue libre.
Les pignons moteur 36, 40, 44 sont en prise avec l’arbre moteur 20. Il est entendu par l’expression « pignon en prise avec un arbre », le fait que le pignon considéré est solidaire en rotation de l’arbre correspondant, c’est-à-dire que la rotation de l’arbre entraîne la rotation du pignon.
La répartition des pignons moteur 34, 36, 38, 40, 42, 44 sur l’arbre moteur 20 est telle qu’il y a une alternance entre les pignons en roue libre 34, 38, 42 et les pignons en prise 36, 40, 44.
De manière similaire, l’arbre de transmission 22 comprend six pignons de transmission 48, 50, 52, 54, 56, 58.
Parmi ces six pignons de transmission, les pignons 48, 52, 56 sont en prise avec l’arbre de transmission 22 et les pignons 50, 54, 58 sont en roue libre par rapport à l’arbre de transmission 22.
La répartition des pignons de transmission 48, 50, 52, 54, 56, 58 sur l’arbre de transmission 22 est telle qu’il y a une alternance entre les pignons de transmission en prise 48, 52, 56 et les pignons de transmission en roue libre 50, 54, 58.
Les pignons de transmission en prise 48, 52, 56 sont agences sur I arbre de transmission 22 de sorte que chaque pignon de transmission en prise 48, 52, 56 soit solidaire en rotation d’un pignon moteur en roue libre 34, 38, 42 distinct.
Les pignons de transmission en roue libre 50, 54, 58 sont agencés sur l’arbre de transmission 22 de sorte que chaque pignon de transmission en roue libre 50, 54, 58 soit solidaire en rotation d’un pignon moteur en prise 36, 40, 44 distinct.
Chaque couple formé d’un pignon moteur et d’un pignon de transmission en prise l’un avec l’autre forme un système d’engrenage. Chaque système d’engrenage de la boîte de vitesses 16 est propre à transmettre un mouvement selon un rapport de transmission différent des autres systèmes d’engrenage.
En particulier, chaque rapport de transmission dépend du diamètre des pignons et du nombre de dents des pignons du couple correspondant. Ainsi, le diamètre des pignons de chaque couple et le nombre de dents des pignons de chaque couple sont choisis pour que le rapport de transmission soit différent d’un couple à un autre.
De ce fait, dans l’exemple illustré sur les figures 2, 3, 5, 7 et 9, l’arbre de transmission 22 et l’arbre de sortie 23 sont propres à être mis en mouvement selon six rapports de transmission distincts correspondant à six vitesses distinctes de la boîte de vitesses 16.
Le système de changement de vitesses 24 est configuré pour enclencher et désenclencher la mise en mouvement de l’arbre de transmission 22.
Le système de changement de vitesses 24 comprend un premier mécanisme d’enclenchement 60 pour chaque système d’engrenage.
Lorsque le système d’engrenage comprend un pignon moteur en roue libre et un pignon de transmission en prise, le premier mécanisme d’enclenchement 60 correspondant est monté sur l’arbre moteur 20. Le premier mécanisme d’enclenchement 60 comprend alors une première partie mobile 70 solidaire de l’arbre moteur 20. La première partie mobile 70 est mobile entre une position passive, dans laquelle la première partie mobile 70 est mobile indépendamment du pignon moteur en roue libre, et une position active, dans laquelle la première partie mobile 70 est en prise avec le pignon moteur en roue libre correspondant, de sorte que ledit pignon moteur en roue libre soit mis en prise avec l’arbre moteur 20, par l’intermédiaire de la première partie mobile 70, et soit entraîné en rotation par l’arbre moteur 20.
Lorsque le système d’engrenage comprend un pignon moteur en prise et un pignon de transmission en roue libre, le premier mécanisme d’enclenchement 60 correspondant est monté sur l’arbre de transmission 22. Le premier mécanisme d’enclenchement 60 comprend alors une première partie mobile solidaire 70 de l’arbre de transmission 22. La première partie mobile 70 est mobile entre une position passive, dans laquelle la première partie mobile 70 est mobile indépendamment du pignon de transmission en roue libre, et une position active, dans laquelle la première partie mobile 70 est en prise avec le pignon de transmission en roue libre correspondant de sorte que ledit pignon de transmission en roue libre soit mis en prise avec l’arbre de transmission 22, par l’intermédiaire de la première partie mobile 70, et soit entraîné en rotation par l’arbre de transmission 22.
Chaque premier mécanisme d’enclenchement 60 comprend, en outre, une première partie fixe 72 monté en roue libre, par exemple via un roulement, sur l’arbre portant le premier mécanisme d’enclenchement 60. Chaque première partie fixe 72 forme un logement de réception et de guidage de la première partie mobile 70. Chaque logement de réception forme une chambre de volume variable selon la position de la première partie mobile 70 par rapport à la première partie fixe 72 correspondante.
Hormis pour l’un des mécanismes d’enclenchement 60, la première partie mobile 70 de chaque mécanisme d’enclenchement 60 est confondue avec le pignon en prise du système d’engrenage adjacent audit mécanisme d’enclenchement 60.
Par exemple, le partie mobile 70 du mécanisme d’enclenchement 60 du deuxième rapport de transmission est confondue avec le pignon en prise du système d’engrenage correspondant au premier rapport de transmission. L’ensemble directionnel 28 comprend, outre le pignon directionnel 29, un premier pignon de transmission additionnel 88 en prise, d’une part, avec l’arbre de transmission 22 et, d’autre part, avec le pignon directionnel 29.
Le pignon directionnel 29 est un pignon en roue libre, monté en roue libre sur l’arbre de sortie 23. Le pignon directionnel 29 est propre à enclencher la rotation de l’arbre de sortie 23 dans le sens de rotation dudit pignon directionnel 29.
Le système de changement de vitesses 24 comprend un deuxième mécanisme d’enclenchement 90 monté sur l’arbre de sortie 23. Le deuxième mécanisme d’enclenchement 90 comprend une deuxième partie mobile 92 solidaire de l’arbre de sortie 23. La deuxième partie mobile 92 est mobile entre une position passive, dans laquelle la deuxième partie mobile 92 est mobile indépendamment du pignon directionnel 29, et une position active dans laquelle la deuxième partie mobile 92 est solidaire du pignon directionnel 29, de sorte que le pignon directionnel 29 soit entraîné en rotation par l’arbre de transmission 22, par l’intermédiaire du premier pignon de transmission additionnel 88, et entraîne en rotation l’arbre de sortie 23 dans le sens de rotation dudit pignon directionnel 29.
Le deuxième mécanisme d’enclenchement 90 comprend, en outre, une deuxième partie fixe 94 montée en roue libre, par exemple via un roulement, sur l’arbre de sortie 23. La deuxième partie fixe 94 forme un logement de réception et de guidage de la deuxième partie mobile 92. Le logement de réception forme une chambre de volume variable selon la position de la deuxième partie mobile 92 par rapport à la deuxième partie fixe 94. L’ensemble inverseur 30 comprend, outre le pignon inverseur 31, un deuxième pignon de transmission additionnel 98.
Le pignon inverseur 31 est un pignon en prise, monté en prise avec l’arbre de sortie 23. Le pignon inverseur 31 est propre à inverser le sens de rotation de l’arbre de sortie 23.
Le deuxième pignon de transmission additionnel 98 est en prise, d’une part, avec l’arbre de transmission 22 et, d’autre part, avec le pignon inverseur 31.
Le système de changement de vitesses 24 comprend un troisième mécanisme d’enclenchement 100 en prise avec l’arbre de transmission 22.
Le troisième mécanisme d’enclenchement 100 comprend une troisième partie mobile 102 entre une position passive, dans laquelle la troisième partie mobile 102 est mobile indépendamment du pignon inverseur 31, et une position active, dans laquelle la troisième partie mobile 102 est en prise, par l’intermédiaire du deuxième pignon de transmission additionnel 98, avec le pignon inverseur 31 de sorte que le pignon inverseur 31 soit entraîné en rotation par l’arbre de transmission 22 et entraîne en rotation l’arbre de sortie 23 dans le sens de rotation du pignon inverseur 31.
Le troisième mécanisme d’enclenchement 100 comprend, en outre, une troisième partie fixe 104 montée en roue libre, par exemple via un roulement, sur l’arbre de transmission 22. La troisième partie fixe 104 forme un logement de réception et de guidage de la troisième partie mobile 102. Le logement de réception forme une chambre de volume variable selon la position de la troisième partie mobile 102 par rapport à la troisième partie fixe 104.
Dans le mode de réalisation décrit sur les figures 2 à 12, la troisième partie mobile 102 du troisième mécanisme d’enclenchement 100 est confondue avec le premier pignon de transmission additionnel 88.
Chaque premier mécanisme d’enclenchement 60, 90, 100 comprend un ressort de rappel 110, visible sur les figures 3, 5, 7 et 9, contraignant la partie mobile dudit mécanisme d’enclenchement vers la position passive de ladite partie mobile.
Dans le mode de réalisation illustré sur les figures 2 à 12, chaque partie mobile comprend au moins un élément d’emboîtement propre à s’emboîter sur au moins une partie complémentaire du pignon solidaire de ladite partie mobile dans la position active de ladite partie mobile. De telles portions complémentaires du pignon sont, par exemple, des cannelures ou encore des dentelures.
La figure 11 illustre un exemple d’une vue en coupe partielle d’un pignon en prise formant la partie mobile d’un mécanisme d’enclenchement. Un tel pignon en prise comprend des dents 120, des cannelures 122 et des dentelures 124. Les cannelures 122 permettent le déplacement dudit pignon sur l’arbre correspondant. Les dentelures 124 sont disposées à l’intérieur du pignon, en vis-à-vis de l’arbre sur lequel est monté le pignon. De telles cannelures 122 permettent l’emboîtement dudit pignon en prise sur le pignon en roue libre correspondant au système d’engrenage associé audit mécanisme d’enclenchement.
De manière similaire, la figure 12 illustre une vue en coupe partielle d’un pignon en roue libre. Un tel pignon en roue libre comprend des dents 126 et des cannelures 127. Les cannelures 127 sont disposées à l’extérieur du pignon. De telles cannelures 127 permettent l’emboîtement de la partie mobile du mécanisme d’enclenchement correspondant au système d’engrenage dudit pignon en roue libre, sur ledit pignon en roue libre.
Comme illustré sur les figures 4, 6, 8 et 10, la source de distribution 26 comprend un organe de stockage 150 d’un fluide de commande, différentes voies 152 d’acheminement du fluide de commande depuis l’organe de stockage 150 vers chacun des mécanismes d’enclenchement 60, 90, 100 et des distributeurs 154 pour chaque voie. L’organe de stockage 150 est propre à stocker et à délivrer sur demande un fluide de commande aux voies d’acheminement 152. L’organe de stockage 150 est, par exemple, un réservoir.
Le fluide de commande est, par exemple, de l’huile sous pression.
Chaque distributeur 154 est propre à ouvrir ou à fermer la voie d’acheminement 152 correspondante sur commande du dispositif de commande 27. Chaque distributeur 154 est configuré pour distribuer, sur commande du dispositif de commande 27, un fluide de commande vers le mécanisme d’enclenchement correspondant Chaque distributeur 154 est, en outre, configuré pour laisser refluer le fluide de commande depuis le mécanisme d’enclenchement correspondant vers la source de distribution 26.
Chaque distributeur 154 est, par exemple, un distributeur 3/2, c’est-à-dire un distributeur comprenant trois orifices et deux positions.
Le dispositif de commande 27 est propre à commander la distribution du fluide de commande par la source de distribution 26. Plus précisément, le dispositif de commande 27 est propre à commander chaque distributeur 154 pour ouvrir ou fermer les voies d’acheminement 152.
En particulier, le dispositif de commande 27 est propre à commander la distribution d’un fluide de commande dans la chambre entre la partie fixe 72, 94, 104 et la partie mobile 70, 92, 102 de chaque mécanisme d’enclenchement 60, 90, 100 pour déplacer la partie mobile 70, 92, 102 entre la position passive et la position active. De ce fait, lorsqu’un fluide de commande est acheminé entre la partie fixe 72, 94, 104 et la partie mobile 70, 92, 102 de chaque mécanisme d’enclenchement 60, 90, 100, le volume de la chambre correspondante augmente du fait de la pression exercée par le fluide de commande qui entraîne la partie mobile 70, 92, 102 depuis sa position passive vers sa position active.
La partie fixe 72, 94, 104 et la partie mobile 70, 92, 102 de chaque mécanisme d’enclenchement 60, 90, 100 forment, ainsi, un vérin hydraulique.
Le fonctionnement de la boîte de vitesses 16 telle que décrite précédemment va maintenant être décrit en référence aux figures 1 à 10.
Initialement, l’arbre moteur 20 est entraîné en rotation par le moteur 12 du véhicule 10. La boîte à vitesses 16 est initialement au point mort, comme illustré sur les figures 3 et 4, c’est-à-dire que les parties mobiles 70, 92, 102 de chaque mécanisme d’enclenchement 60, 90, 100 sont dans leur position passive.
Comme illustré sur la figure 6, pour enclencher la première vitesse en marche avant, le dispositif de commande 27 commande, d’une part, l’ouverture du distributeur 154 correspondant à la voie reliée au deuxième mécanisme d’enclenchement 90 de l’ensemble directionnel 28 et, d’autre part, l’ouverture du distributeur 154 correspondant à la voie reliée au premier mécanisme d’enclenchement 60 du premier rapport de transmission.
Le fluide est alors délivré, d’une part, dans la chambre entre la deuxième partie fixe 94 et la deuxième partie mobile 92 du deuxième mécanisme d’enclenchement 90. Le fluide est également délivré, d’autre part, dans la chambre entre la première partie fixe 72 et la première partie mobile 70 du premier mécanisme d’enclenchement 60.
Comme illustré sur la figure 5, le fluide étant un fluide sous pression tel qu’une huile, la partie mobile du deuxième mécanisme d’enclenchement 90, respectivement du premier mécanisme d’enclenchement 60 du premier rapport de transmission, se déplace alors depuis sa position passive vers sa position active dans laquelle elle devient solidaire du pignon directionnel 29, respectivement du pignon moteur en roue libre 34.
Le pignon moteur 34 est entraîné en rotation par l’arbre moteur 20, ce qui entraîne en rotation le pignon de transmission 48 qui est en prise avec le pignon moteur 34. Le pignon de transmission 48 étant en prise avec l’arbre de transmission 22, l’arbre de transmission 22 est également entraîné en rotation à la première vitesse définie par le premier rapport de transmission entre le pignon moteur 34 et le pignon de transmission 48.
Le pignon directionnel 29 est, ensuite, entraîné en rotation par l’arbre de transmission 22, par l’intermédiaire du premier pignon de transmission additionnel 88, ce qui entraîne en rotation l’arbre de sortie 23 dans le sens de rotation du pignon directionnel 29 selon le premier rapport de transmission. Ainsi, la première vitesse en marche avant est enclenchée.
Comme illustré sur la figure 8, pour enclencher la deuxième vitesse en marche avant, le dispositif de commande 27 commande la fermeture du distributeur 154 relatif au premier mécanisme 60 d’enclenchement du premier rapport de transmission tout en laissant ouvert le distributeur 154 correspondant à l’ensemble directionnel 30. Le dispositif de commande 27 commande également l’ouverture du distributeur 154 relatif au premier mécanisme 60 d’enclenchement du deuxième rapport de transmission pour enclencher la délivrance du fluide de commande entre la première partie fixe 72 et la première partie mobile 70 du premier mécanisme d’enclenchement 60 du deuxième rapport de transmission.
La première partie mobile 72 du premier mécanisme d’enclenchement 60 du premier rapport de transmission reprend alors sa position passive par application d’une force par le ressort de rappel 110 du premier mécanisme d’enclenchement 60. La chambre correspondante est alors vidée du fluide de commande qui est renvoyé vers la source de distribution 26.
Du fait de l’application d’un fluide de commande entre la première partie fixe 72 et la première partie mobile 70 du premier mécanisme d’enclenchement 60 du deuxième rapport de transmission, la première partie mobile 70 qui est en fait le pignon de transmission en prise 48 est en prise avec le pignon de transmission en roue libre 50. Le pignon moteur en prise 36 étant en prise avec l’arbre moteur 20, ledit deuxième pignon moteur 36 est entraîné en rotation par l’arbre moteur 20 ce qui entraîne en rotation l’arbre de transmission 22 par l’intermédiaire du deuxième pignon de transmission 48.
Le pignon directionnel 29 est, ensuite, entraîné en rotation par l’arbre de transmission 22, par l’intermédiaire du premier pignon de transmission additionnel 88, ce qui entraîne en rotation l’arbre de sortie 23 dans le sens de rotation du pignon directionnel 29 selon le deuxième rapport de transmission. Ainsi, la deuxième vitesse en marche avant est enclenchée. L’enclenchement des troisième, quatrième, cinquième et sixième vitesses de la boîte de vitesses 16 est similaire à l’enclenchement des première et deuxième vitesses décrit précédemment et ne sera pas décrit plus en détails.
Comme illustré sur la figure 10, pour enclencher la première vitesse en marche arrière, le dispositif de commande 27 commande, d’une part, l’ouverture du distributeur 154 correspondant à la voie reliée au troisième mécanisme d’enclenchement 100 de l’ensemble inverseur 30 et, d’autre part, l’ouverture du distributeur 154 correspondant à la première vitesse.
Comme illustré sur la figure 9, la partie mobile du troisième mécanisme d’enclenchement 90, respectivement du premier mécanisme d’enclenchement 60, se déplace alors depuis sa position passive vers sa position active dans laquelle elle devient solidaire du pignon inverseur 31, respectivement du pignon moteur en roue libre 34.
Le pignon moteur 34 est entraîné en rotation par l’arbre moteur 20, ce qui entraîne en rotation le pignon de transmission 48 qui est en prise avec le pignon moteur 34. Le pignon de transmission 48 étant en prise avec l’arbre de transmission 22, l’arbre de transmission 22 est également entraîné en rotation à la première vitesse définie par le premier rapport de transmission entre le premier pignon moteur 34 et le premier pignon de transmission 48.
Le deuxième pignon de transmission additionnel 98 entraîne alors en rotation le pignon inverseur 31 qui entraîne lui-même en rotation l’arbre de sortie 23 dans le sens de rotation dudit pignon inverseur 31. Ainsi, la première vitesse en marche arrière est enclenchée.
Une telle boîte à vitesses permet, ainsi, d’enclencher très rapidement les différents rapports de transmission du fait de la présence de vérins hydrauliques.
En outre, une telle boîte à vitesses est relativement flexible d’utilisation puisqu’il n’est pas nécessaire d’avoir enclenché la vitesse précédente avant de pouvoir enclencher une vitesse supérieure. L’utilisateur a la possibilité d’enclencher chaque vitesse indépendamment de la vitesse précédemment enclenchée.
Une telle boîte à vitesses est donc particulièrement adaptée pour être utilisée sur des voitures de sport pour lesquelles il est recherché d’avoir un changement de vitesse le plus rapide possible. L’homme du métier comprendra que l’invention ne se limite pas aux modes de réalisations décrits, ni aux exemples particuliers de la description.
Par exemple, en complément, le dispositif de commande 27 comprend un dispositif de sécurité permettant de contrôler les commandes envoyées par le dispositif de commande 27 de sorte que deux rapports de transmissions distincts ne soient pas enclenchés simultanément et que la marche arrière et la marche avant ne soient pas enclenchées simultanément.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1.- Boîte de vitesses (16) d’un véhicule (10), le véhicule (10) comprenant au moins un moteur (12) et au moins deux roues (14), la boîte de vitesses (16) comprenant : - un arbre moteur (20) destiné à être entraîné en rotation par le moteur (12) du véhicule (10), l’arbre moteur (20) comprenant un premier pignon moteur (34), - un arbre de transmission (22) destiné à être couplé aux roues (14) du véhicule (10), l’arbre de transmission (22) comprenant un premier pignon de transmission (48) en prise avec le premier pignon moteur (34), le premier pignon moteur (34) et le premier pignon de transmission (48) formant un premier système d’engrenage propre à transmettre un mouvement selon un premier rapport de transmission, l’un du premier pignon moteur (34) ou du premier pignon de transmission (48) étant un pignon en prise, monté en prise avec l’arbre sur lequel il est monté et l’autre du premier pignon moteur (34) ou du premier pignon de transmission (48) étant un pignon en roue libre, monté en roue libre par rapport à l’arbre sur lequel il est monté, - un système de changement de vitesses (24), le système de changement de vitesses (24) comprenant : o un premier mécanisme d’enclenchement (60) monté sur l’arbre portant le premier pignon en roue libre, le premier mécanisme d’enclenchement (60) comprenant une première partie mobile (70) en prise avec l’arbre portant le premier pignon en roue libre, la première partie mobile (70) étant mobile entre une position passive, dans laquelle la première partie mobile (70) est mobile indépendamment du premier pignon en roue libre, et une position active, dans laquelle la première partie mobile (70) est en prise avec le premier pignon en roue libre de sorte que la rotation de l’arbre entraîne en rotation le premier pignon en roue libre, o un dispositif de commande (27) configuré pour commander le déplacement de la première partie mobile (70) du premier mécanisme d’enclenchement (60) entre la position passive et la position active, caractérisé en ce que le premier mécanisme d’enclenchement (60) comprend, en outre, une première partie fixe (72), la première partie fixe (72) formant un logement de réception de la première partie mobile (70), le dispositif de commande (27) étant propre à commander la distribution d’un fluide de commande entre la première partie fixe (72) et la première partie mobile (70) du premier mécanisme d’enclenchement (60) pour déplacer la première partie mobile (70) entre la position passive et la position active.
  2. 2. - Boîte de vitesses (16) selon la revendication 1, dans laquelle l’arbre de transmission (22) comprend au moins un deuxième pignon de transmission (50), l’arbre moteur (20) comprenant au moins un deuxième pignon moteur (36) en prise avec le deuxième pignon de transmission (50), le deuxième pignon moteur (36) et le deuxième pignon de transmission (50) formant un deuxième système d’engrenage propre à transmettre un mouvement selon un deuxième rapport de transmission, le deuxième rapport de transmission étant différent du premier rapport de transmission, l’un du deuxième pignon moteur (36) ou du deuxième pignon de transmission (50) étant un pignon en prise, monté en prise avec l’arbre sur lequel il est monté et l’autre du deuxième pignon moteur (36) ou du deuxième pignon de transmission (50) étant un pignon en roue libre, monté en roue libre par rapport à l’arbre sur lequel il est monté, le système de changement de vitesses (24) comprenant, en outre, un autre premier mécanisme d’enclenchement (60) monté sur l’arbre portant le deuxième pignon en roue libre, ledit autre premier mécanisme d’enclenchement (60) comprenant une première partie mobile (70) en prise avec l’arbre portant le deuxième pignon en roue libre, ladite première partie mobile (70) étant mobile entre une position passive, dans laquelle la première partie mobile (70) est mobile indépendamment du deuxième pignon en roue libre, et une position active, dans laquelle la première partie mobile (70) est en prise avec le deuxième pignon en roue libre de sorte que la rotation du deuxième pignon en roue libre entraîne en rotation ledit arbre, ledit autre premier mécanisme d’enclenchement (60) comprenant, en outre, une première partie fixe (72), la première partie fixe (72) formant un logement de réception de la première partie mobile (70), le dispositif de commande (27) étant propre à commander la distribution d’un fluide de commande entre la première partie fixe (72) et la première partie mobile (70) dudit autre premier mécanisme d’enclenchement (60) pour déplacer la première partie mobile (70) entre la position passive et la position active de la première partie mobile (70).
  3. 3. - Boîte de vitesses (16) selon la revendication 2, dans laquelle la première partie mobile (70) du premier mécanisme d’enclenchement (60) du deuxième rapport de transmission est confondue avec le premier pignon en prise.
  4. 4. - Boîte de vitesses (16) selon la revendication 2 ou 3, dans laquelle l’arbre moteur (20) comprend au moins un troisième pignon moteur (38), l’arbre de transmission (22) comprenant au moins un troisième pignon de transmission (52) en prise avec le troisième pignon moteur (38), le troisième pignon moteur (38) et le troisième pignon de transmission (52) formant un troisième système d’engrenage propre à transmettre un mouvement selon un troisième rapport de transmission, le troisième rapport de transmission étant différent du premier et du deuxième rapport de transmission, l’un du troisième pignon moteur (38) ou du troisième pignon de transmission (52) étant un pignon en prise, monté en prise avec l’arbre sur lequel il est monté et l’autre du troisième pignon moteur (38) ou du troisième pignon de transmission (52) étant un pignon en roue libre, monté en roue libre par rapport à l’arbre sur lequel il est monté, le système de changement de vitesses (24) comprenant encore un autre premier mécanisme d’enclenchement (60) monté sur l’arbre portant le troisième pignon en roue libre, ledit encore un autre premier mécanisme d’enclenchement (60) comprenant une première partie mobile (70) en prise avec l’arbre portant le troisième pignon en roue libre, ladite première partie mobile (70) étant mobile entre une position passive, dans laquelle la première partie mobile (70) est mobile indépendamment du troisième pignon en roue libre, et une position active, dans laquelle la première partie mobile (70) est en prise avec le troisième pignon en roue libre de sorte que la rotation de l’arbre entraîne en rotation le troisième pignon en roue libre, ledit encore un autre premier mécanisme d’enclenchement (60) comprenant, en outre, une première partie fixe (72), la première partie fixe (72) formant un logement de réception de la première partie mobile (70), le dispositif de commande (27) étant propre à commander la distribution d’un fluide de commande entre la première partie fixe (72) et la première partie mobile (70) dudit encore autre premier mécanisme d’enclenchement (60) pour déplacer la première partie mobile (70) entre la position passive et la position active, la première partie mobile (70) du premier mécanisme d’enclenchement (60) du troisième rapport de transmission étant confondue avec le deuxième pignon en prise.
  5. 5.- Boîte de vitesses (16) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle la boîte de vitesses (16) comprend, en outre, un arbre de sortie (23) et un pignon directionnel (29), le pignon directionnel (29) étant monté en roue libre sur l’arbre de sortie (23) et étant en prise avec l’arbre de transmission (22), le système de changement de vitesses (24) comprenant un deuxième mécanisme d’enclenchement (90) monté sur l’arbre de sortie (23), le deuxième mécanisme d’enclenchement (90) comprenant une deuxième partie mobile (92) en prise avec l’arbre de sortie (23), la deuxième partie mobile (92) étant mobile entre une position passive, dans laquelle la deuxième partie mobile (92) est mobile indépendamment du pignon directionnel (29), et une position active, dans laquelle la deuxième partie mobile (92) est en prise avec le pignon directionnel (29) de sorte que la rotation de l’arbre de transmission (22) entraîne en rotation, par l’intermédiaire du pignon directionnel (29), l’arbre de sortie (23) dans le sens de rotation du pignon directionnel (29), le deuxième mécanisme d’enclenchement (90) comprenant, en outre, une deuxième partie fixe (94), la deuxième partie fixe (94) formant un logement de réception de la deuxième partie mobile (92), le dispositif de commande (27) étant propre à commander la distribution d’un fluide de commande entre la deuxième partie fixe (94) et la deuxième partie mobile (92) du deuxième mécanisme d’enclenchement (90) pour déplacer la deuxième partie mobile (92) entre la position passive et la position active de la deuxième partie mobile (92).
  6. 6. - Boîte de vitesses (16) selon la revendication 5, dans laquelle la boîte de vitesses (16) comprend, en outre, un pignon inverseur (31) monté en prise avec l’arbre de sortie (23) et en roue libre par rapport à l’arbre de transmission (22), le système de changement de vitesses (24) comprenant un troisième mécanisme d’enclenchement (100) monté sur l’arbre de transmission (22), le troisième mécanisme d’enclenchement (100) comprenant une troisième partie mobile (102) en prise avec l’arbre de transmission (22) , la troisième partie mobile (102) étant mobile entre une position passive, dans laquelle la troisième partie mobile (102) est mobile indépendamment du pignon inverseur (31), et une position active, dans laquelle la troisième partie mobile (102) est en prise avec le pignon inverseur (31) de sorte que la rotation de l’arbre de transmission (22) entraîne en rotation, par l’intermédiaire du pignon inverseur (31), l’arbre de sortie (23) ,dans le sens de rotation du pignon inverseur (31), le troisième mécanisme d’enclenchement (100) comprenant, en outre, une troisième partie fixe (104), la troisième partie fixe (104) formant un logement de réception de la troisième partie mobile (102), le dispositif de commande (27) étant propre à commander la distribution d’un fluide de commande entre la troisième partie fixe (104) et la troisième partie mobile (102) du troisième mécanisme d’enclenchement (100) pour déplacer la troisième partie mobile (102) entre la position passive et la position active de la troisième partie mobile (102).
  7. 7. - Boîte de vitesses (16) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle le fluide de commande est de l’huile sous pression.
  8. 8. - Boîte de vitesses (16) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans laquelle chaque mécanisme d’enclenchement (60, 90, 100) comprend un ressort de rappel (110) contraignant la partie mobile (70, 92, 102) dudit mécanisme d’enclenchement (60, 90, 100) vers la position passive de ladite partie mobile (70, 92, 102).
  9. 9. - Boîte de vitesses (16) selon l une quelconque des revendications 1 a 8, dans laquelle chaque partie mobile (70, 92, 102) comprend au moins un élément d’emboîtement propre à s’emboîter sur au moins une portion complémentaire du pignon en prise avec ladite partie mobile (70, 92, 102) dans la position active de ladite partie mobile (70, 92, 102).
  10. 10. - Véhicule (10) comprenant au moins un moteur (12), au moins deux roues (14) et une boîte de vitesses (16) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9.
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CH493756A (fr) * 1969-06-12 1970-07-15 Soderap Anstalt Dispositif pour embrayer un pignon denté sur un arbre
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