FR2884885A1 - Boite de vitesse avec au moins une fourchette comprenant des elements elastiquement deformables, et le vehicule automobile comprenant une telle boite de vitesses - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne une boîte de vitesses (1) qui comprend, d'une part, au moins un baladeur (10) monté fixe en rotation sur un arbre (3) et comportant une gorge définie entre deux parois latérales, et, d'autre part, au moins une fourchette (30,30A) comprenant au moins un bras (31,32) adapté à prendre appui sur lesdites parois latérales de la gorge du baladeur pour autoriser un déplacement en translation du baladeur relativement audit arbre.Selon l'invention, chaque bras de la fourchette comporte un système d'amortissement comprenant au moins un élément élastiquement déformable (33,34) destiné à réaliser l'appui sur au moins une desdites parois latérales.

Description

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DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION La présente invention concerne de manière générale les boîtes de vitesses pour véhicule automobile.

Elle concerne plus particulièrement une boîte de vitesses comprenant, d'une part, au moins un baladeur monté fixe en rotation sur un arbre et comportant une gorge définie entre deux parois latérales, et, d'autre part, au moins une fourchette comprenant au moins un bras adapté à prendre appui sur lesdites parois latérales de la gorge du baladeur pour autoriser un déplacement en translation du baladeur relativement audit arbre.

L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans la réalisation d'une boîte de vitesses manuelle comprenant six rapports de transmission et une marche arrière.

Elle concerne également un véhicule automobile comprenant une telle boîte de vitesses.

ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE

Dans les boîtes de vitesses déjà connues du type précité, l'arbre secondaire de sortie porte habituellement des pignons fous qui correspondent aux différents rapports de transmission, et qui sont entraînés par des pignons de l'arbre intermédiaire tournant à une vitesse proportionnelle à celle du vilebrequin du moteur. La mise en service de chacun des différents rapports de transmission s'effectue alors par déplacement en translation du baladeur correspondant s'engrenant sur le pignon fou de la vitesse correspondante.

Pour cela, les boîtes de vitesses comportent généralement des synchroniseurs qui réalisent la synchronisation puis la transmission du couple 25 entre les pignons fous et les baladeurs.

Afin d'optimiser l'encombrement des divers organes de la boîte de vitesses, un unique baladeur est habituellement placé entre deux pignons fous. Cet unique baladeur permet de sélectionner deux vitesses en venant se placer vers l'un ou l'autre des pignons fous, un synchroniseur faisant l'interface entre ces deux organes.

Pour cela, deux synchroniseurs sont placés de part et d'autre de chacun des baladeurs que comporte la boîte de vitesses.

Actuellement, les mouvements brusques des organes de la boîte de vitesses sont amortis par l'intermédiaire de butées internes. Ces butées évitent 2884885 2 ainsi que lesdits mouvements brusques soient ressentis dans le levier de passage de vitesses. Ces butées sont généralement disposées sur le carter de la boîte de vitesses. Ainsi, il est nécessaire d'utiliser autant de butées qu'il y a de rapports de transmission. En outre, chacune des butées augmente l'encombrement global de la boîte de vitesses.

OBJET DE L'INVENTION Par rapport à l'état de la technique précité, la présente invention propose une boîte de vitesses d'encombrement réduit dans laquelle l'amortissement des mouvements brusques des organes de ladite boîte de vitesses est optimisé.

Plus particulièrement, on propose selon l'invention une boîte de vitesses telle que définie dans l'introduction, dans laquelle il est prévu que les bras de la fourchette comportent un système d'amortissement comprenant au moins un élément élastiquement déformable destiné à réaliser l'appui sur au moins une desdites parois latérales.

Ainsi, grâce à l'invention, un unique système d'amortissement permet d'atténuer les mouvements brusques de deux pignons fous.

Par ailleurs l'encombrement supplémentaire dû à la présence des éléments élastiquement déformables est très faible dans la mesure où ces éléments élastiquement déformables sont solidarisés à la fourchette.

L'encombrement global de la boîte de vitesses est donc diminué.

Selon une caractéristique de la boîte de vitesses conforme à l'invention dans laquelle il est associé au baladeur au moins un pignon monté fou sur ledit arbre avec un jeu de fonctionnement axial, chaque élément élastiquement déformable présente une course de déformation axiale supérieure au jeu de fonctionnement axial de chaque pignon fou.

Ainsi, lors d'un déplacement d'un pignon fou dans son jeu, chaque élément élastiquement déformable est apte à se déformer sur toute la course du jeu de déplacement du pignon fou. Cette déformation permet alors de rattraper ledit jeu sans provoquer un mouvement de la fourchette sur laquelle l'élément élastiquement déformable est monté.

Selon une autre caractéristique de la boîte de vitesses conforme à l'invention dans laquelle il est prévu un module de commande lié à chaque fourchette qui comporte un module de billage naviguant sur une rampe définissant une gorge de point mort et au moins une pente d'effort, chaque élément élastiquement déformable est dimensionné pour être complètement compressé lorsque le système d'amortissement reçoit un effort strictement supérieur à l'effort nécessaire pour déplacer le module de billage sur la pente d'effort vers la gorge de point mort.

Ainsi, tant que le pignon fou fournit un effort inférieur ou égal à l'effort nécessaire pour déplacer le module de billage sur la pente d'effort vers la gorge de point mort, chaque élément élastiquement déformable est apte à se comprimer. La fourchette étant liée au module de billage et indirectement au levier de passage de vitesses, l'effort auquel est soumis le système d'amortissement est intégralement retransmis au module de billage. Cet effort n'est en revanche pas suffisant pour faire bouger le module de billage. Donc le module de billage et le levier de passage de vitesses ne se déplacent pas tant que ledit effort reste inférieur ou égal à l'effort nécessaire pour déplacer le module de billage sur la pente d'effort vers la gorge de point mort.

Selon une autre caractéristique de la boîte de vitesses conforme à l'invention, chaque élément élastiquement déformable présente une course de déformation axiale bornée, d'une part, par une valeur supérieure correspondant à la longueur de l'élément élastiquement déformable selon l'axe dudit arbre lorsque le système d'amortissement reçoit un effort sensiblement identique à celui nécessaire pour déplacer le module de billage sur la pente d'effort vers la gorge de point mort, et, d'autre part, par une valeur inférieure correspondant à la longueur de l'élément élastiquement déformable selon l'axe dudit arbre lorsque le système d'amortissement reçoit un effort sensiblement identique à celui fourni par le module de billage pour s'écarter de la gorge du point mort sur la pente d'effort.

Selon une autre caractéristique de la boîte de vitesses conforme à l'invention, le module de billage et chaque élément élastiquement déformable ayant des temps de réaction différents, chaque élément élastiquement déformable a un temps de réaction inférieur au temps de réaction du module de billage.

Ainsi, lorsqu'un pignon fou se déplace dans son jeu de fonctionnement axial et applique un quelconque effort au système d'amortissement, chaque élément élastiquement déformable se déforme immédiatement sans que le module de billage ait commencé à bouger. Toutefois, l'éventualité d'un mouvement ultérieur du module de billage dépend de la valeur de l'effort que lui transmet le système d'amortissement lors de sa déformation provoquée par le 2884885 4 déplacement du pignon fou. Cette valeur est en pratique rarement suffisante pour provoquer ce déplacement du module de billage. Le module de billage, et partant le levier de passage de vitesses, se meuvent donc rarement.

Selon une autre caractéristique de la boîte de vitesses conforme à l'invention, la fourchette comprend deux bras enserrant le baladeur.

Selon une autre caractéristique de la boîte de vitesses conforme à l'invention, chaque élément élastiquement déformable est un ressort à lame.

Selon une autre caractéristique de la boîte de vitesses conforme à l'invention, chaque ressort à lame est en acier.

Ainsi, chaque élément élastiquement déformable est résistant, de conception aisée et peu encombrant.

Selon une autre caractéristique de la boîte de vitesses conforme à l'invention, chacun des bras comprend au moins un élément élastiquement déformable fixé à son extrémité.

Ainsi, l'effort fourni par le baladeur est réparti entre au moins deux éléments élastiquement déformables.

Selon un deuxième mode de réalisation de la boîte de vitesses conforme à l'invention, chacun des bras comprend au moins un élément élastiquement déformable fixé au dessus de son extrémité.

En outre, selon ce deuxième mode de réalisation, les éléments élastiquement déformables sont positionnés dans des encoches pratiquées dans lesdits bras de la fourchette.

Par ailleurs, préférentiellement, selon ce deuxième mode de réalisation, lesdites encoches présentent une profondeur sensiblement égale à la longueur des éléments élastiquement déformables selon l'axe dudit arbre lorsqu'ils reçoivent un effort correspondant à l'effort nécessaire pour déplacer le module de billage sur la pente d'effort vers la gorge de point mort.

Ainsi, lorsque l'effort appliqué aux éléments élastiquement déformables est supérieur à l'effort nécessaire pour déplacer le module de billage sur la pente d'effort vers la gorge de point mort, la surface affleurante des éléments élastiquement déformables se place à la même hauteur que la surface des bras de la fourchette et lesdits bras encaissent le surplus d'effort transmis par le baladeur, évitant ainsi toute détérioration éventuelle des éléments élastiquement déformables.

DESCRIPTION DETAILLEE D'UN EXEMPLE DE REALISATION

La description qui va suivre en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée.

Sur les dessins annexés: la figure 1 est une vue d'ensemble schématique d'une boîte de vitesses selon l'invention; la figure 2A est une vue détaillée d'une fourchette de la boîte de vitesses de la figure 1; la figure 2B est une vue détaillée d'une variante de réalisation de la fourchette de la figure 2A; la figure 3 est une vue schématique de détail de la zone Il de la figure 1; les figures 4A à 4E sont des schémas de principe du fonctionnement des éléments élastiquement déformables et du système de billage de la boîte de vitesses de la figure 1 lorsque l'effort axial des dentures des pignons est dans le même sens que l'effort axial de billage; et Les figures 5A à 5C sont des schémas de principe du fonctionnement des éléments élastiquement déformables et du système de billage de la boîte de vitesses de la figure 1 lorsque l'effort axial des dentures des pignons a un sens opposé au sens de l'effort axial de billage.

Sur la figure 1, on a représenté schématiquement les principaux organes d'une boîte de vitesses 1 d'un véhicule automobile qui comporte ici six rapports de transmission et une marche arrière.

Cette boîte de vitesses 1 comprend trois arbres 3,4,5 parallèles qui 25 peuvent tourner autour de l'axe X. Le premier arbre, nommé arbre primaire 5, est libre en rotation autour de l'axe X mais fixe en translation selon cet axe. Il se trouve placé en sortie d'un système d'embrayage d'un moteur d'un véhicule automobile. II est entraîné, via le système d'embrayage, à la vitesse de rotation du moteur.

Le deuxième arbre, nommé arbre intermédiaire 4, s'étend sur toute la longueur de la boîte de vitesses 1. Il est lui aussi libre en rotation autour de l'axe X et fixe en translation selon ce même axe.

L'arbre primaire 5 porte à une de ses extrémités un pignon 77A qui est solidaire en rotation avec lui et qui coopère avec un pignon 77B monté fixe en 2884885 6 rotation sur une extrémité de l'arbre intermédiaire 4. De cette manière, l'arbre primaire 5 entraîne en rotation l'arbre intermédiaire 4.

L'arbre intermédiaire 4 porte par ailleurs six pignons 71A,72A,73A, 74A, 75A,76A de tailles différentes, solidaires avec lui en rotation autour de l'axe X. Ces six pignons 71A,72A,73A,74A,75A,76A sont tous munis sur leur diamètre extérieur de dentures hélicoïdales qui coopèrent avec les dentures hélicoïdales de six autres pignons 71B,72B,73B,74B,75B, 76B montés fous sur un arbre secondaire 3.

En outre, l'arbre intermédiaire 4 porte un pignon 79A fixe en rotation correspondant à la marche arrière du véhicule automobile qui coopère par l'intermédiaire d'un autre pignon non représenté sur la figure 1 avec le pignon 79B monté fou sur l'arbre secondaire 3.

L'arbre secondaire 3 s'étend lui aussi sur toute la longueur de la boîte de vitesses 1. Cet arbre secondaire 3 est l'arbre de sortie de la boîte de vitesses 1. Il 15 est ainsi destiné à entraîner les roues du véhicule automobile.

L'arbre secondaire 3 est libre en rotation autour de l'axe X mais fixe en translation selon ce même axe. Il porte ainsi les sept pignons fous 79B, 71B,72B,73B,74B,75B,76B montés libres en rotation autour de l'axe X par rapport à l'arbre secondaire 3. Ces pignons sont en revanche arrêtés axialement sur ce même arbre secondaire 3, mais cet arrêt axial comporte, sur les pignons fous 73B,74B,75B,76B un léger jeu de fonctionnement axial.

Par contre, les pignons fous 79B,71B,72B sont montés sur l'arbre secondaire 3 sans jeu de fonctionnement axial.

Le couple d'un pignon 71A,72A,73A,74A,75A,76A est donc transmis à un 25 pignon fou 71B,72B,73B,74B,75B,76B grâce à un effort de dentures. Les engrenages étant hélicoïdaux, cet effort peut être décomposé en un effort selon l'axe Z et un effort selon l'axe X sur la figure 1. La composante sur l'axe X de cet effort est nommé effort axial de dentures.

L'arbre secondaire 3 porte par ailleurs des systèmes de synchronisation et de transmission du couple des pignons fous 71B,72B,73B, 74B,75B,76B, 79B vers l'arbre secondaire 3. L'objectif est, en effet, lorsqu'un rapport de transmission est sélectionné, de lier en rotation autour de l'axe X un pignon fou 71B,72B,73B,74B,75B,76B,79B avec l'arbre secondaire 3 afin d'entraîner ce 2884885 7 dernier en rotation. Ces systèmes sont disposés entre les pignons fous 71B,72B, entre les pignons fous 73B,74B et entre les pignons fous 75B,76B.

Ces systèmes de synchronisation et de transmission du couple comportent chacun un baladeur 10 muni de deux synchroniseurs 40. Les synchroniseurs 40 sont disposés de part et d'autre du baladeur 10. Ces systèmes de synchronisation et de transmission du couple sont montés coulissants sur l'arbre secondaire 3 de sorte qu'ils peuvent se déplacer vers l'un ou l'autre des pignons fous 71 B,72B,73B,74B,75B,76B entre lesquels ils sont disposés.

Les baladeurs 10 sont montés libres en translation mais fixes en rotation sur l'arbre secondaire 3. La vitesse de rotation des baladeurs 10 correspond donc toujours à celle de l'arbre secondaire 3. Chaque baladeur 10 présente globalement la forme d'un cylindre et comporte une gorge, comprenant un fond et deux parois latérales, destinée à recevoir une fourchette 30,30A. Chaque baladeur 10 comporte des cannelures sur chacune de ses surfaces latérales.

Les synchroniseurs sont quant à eux montés libres en rotation par rapport à l'arbre secondaire 3. Ils sont destinés à égaliser les vitesses de rotation du baladeur 10 et du pignon fou 71B,72B,73B,74B,75B,76B à accoupler. Chaque synchroniseur 40 est muni sur une de ses faces latérales de cannelures et sur l'autre d'une surface de frottement. Les cannelures sont destinées à s'engrener avec celles des baladeurs 10. En revanche, la surface de frottement est destinée à entraîner progressivement le système de synchronisation et de transmission à la même vitesse de rotation que le pignon fou 71B,72B,73B,74B,75B,76B à accoupler.

L'arbre secondaire 3 porte de surcroît, à la droite du pignon fou 79B, un système de synchronisation sensiblement identique à ceux précédemment décrits. La seule différence provient du fait que ledit système de synchronisation ne comporte qu'un synchroniseur 40 disposé entre le pignon fou 79B et le baladeur 10.

Chacun des pignons fous 71B,72B,73B,74B,75B,76B,79B correspond à un rapport de transmission du véhicule automobile. Afin d'enclencher un rapport de transmission, le baladeur 10 est entraîné sur l'arbre secondaire 3 vers le pignon fou 71 B,72B,73B,74B,75B,76B,79B correspondant au rapport de transmission désiré. Dans un premier temps, les cannelures du baladeur 10 viennent s'engrener dans celles du synchroniseur 40 disposé entre ledit baladeur 2884885 8 et ledit pignon fou 71B,72B,73B,74B,75B,76B,79B. Cet ensemble formé dudit baladeur 10 et dudit synchroniseur 40 vient dans un deuxième temps en contact du pignon fou 71 B,72B,73B,74B,75B,76B,79B à accoupler. Ce contact entre ledit synchroniseur 40 et ledit pignon fou 71B,72B,73B,74B,75B,76B,79B provoque l'entraînement progressif par frottements du synchroniseur 40 et du baladeur 10. Ledit baladeur 10 étant lié en rotation à l'arbre secondaire 3, il entraîne progressivement ce dernier en rotation. Dans un troisième temps, les cannelures dudit pignon fou 71B,72B,73B,74B,75B,76B,79B viennent directement s'engrener dans celles dudit baladeur 10 de sorte que ledit baladeur 10, le pignon fou 71B,72B,73B,74B,75B,76B,79B à accoupler et ledit synchroniseur 40 soient solidaires en rotation et en translation.

La boîte de vitesses 1 comporte par ailleurs un dispositif de commande de passage de vitesses qui réalise la liaison entre le conducteur du véhicule automobile et les baladeurs 10. Ce dispositif de commande permet de translater chaque baladeur 10 sur l'arbre secondaire 3.

En amont du dispositif de commande, le conducteur du véhicule automobile peut actionner un levier de passage de vitesses 2. Un coulisseau principal 80 est lié à ce levier de passage de vitesses 2. Ce coulisseau principal 80 est libre en translation selon l'axe X et en rotation autour de ce même axe. Le coulisseau principal 80 est lié d'une part à un module de billage 81 et d'autre part, lorsqu'un rapport de transmission est enclenché, à un coulisseau secondaire 20. Si aucun rapport de transmission n'est enclenché, le coulisseau principal 80 n'est lié qu'au module de billage 81.

L'actionnement du levier de passage de vitesses 2 est constitué de deux mouvements de rotation. La première rotation du levier de passage de vitesses 2 autour de l'axe X permet au coulisseau principal 80 de pivoter autour de cet axe et de sélectionner un des coulisseaux secondaires 20. La seconde rotation autour de l'axe Z permet au coulisseau principal 80 de coulisser selon l'axe X. Comme le montre plus précisément la figure 3, la liaison entre le module de billage 81 et le coulisseau principal 80 est réalisée par un encastrement du corps 81A du module de billage 81 sur le coulisseau principal 80. Une bille 81B est reliée au corps 81A par l'intermédiaire d'un ressort 81C. Dans un référentiel lié au corps 81A, la bille 81B est libre en translation selon un axe V. Le ressort 81C ayant la capacité de se comprimer, la bille 81B peut monter ou descendre par rapport au corps 81A. Le ressort 81C comprime par ailleurs la bille 81B sur une rampe 82.

Cette rampe 82 est fixe en translation selon l'axe X par rapport au bâti de la boîte de vitesses 1. Le profil de cette rampe 82 présente un axe de symétrie W. Une gorge de point mort 82A est disposée de sorte que son axe de symétrie est confondu avec l'axe W. De part et d'autre de cette gorge de point mort 82A s'étendent deux pentes d'effort 82B. A l'extrémité de chacune de ces pentes d'effort 82B sont disposées des gorges 82C.

Lorsque le conducteur du véhicule automobile n'a sélectionné aucun rapport de transmission et que la boîte de vitesses 1 est au point mort, la bille 81B se trouve dans la gorge de point mort 82A, maintenant ainsi le levier de passage de vitesses 2 dans sa position. La gorge de point mort 82A empêche en effet la bille 81B de bouger selon l'axe X. Elle maintient donc en position le coulisseau principal 80 et par conséquent le levier de passage de vitesses 2.

L'effort fourni par la seconde rotation du levier de passage de vitesses 2 provoque la sortie de la bille 81B de ladite gorge de point mort 82A. La bille 81B est alors positionnée sur la pente d'effort 82B. L'effort vertical fourni par le ressort 82C selon l'axe V sur cette pente d'effort 82B engendre une force de contact de la pente d'effort 82B sur la bille. Cette force est perpendiculaire à la pente d'effort 82B. Elle peut donc être décomposée en deux forces, une première selon l'axe V et une seconde selon l'axe X. Nous appelons effort de billage l'effort provoqué selon l'axe X par la bille 81B, c'est-à-dire par le coulisseau 80, sur la pente d'effort 82B. Cet effort est généralement dirigé vers la gorge de point mort 82A. Il ne l'est pas uniquement lorsque le conducteur engage une vitesse. Dans ce cas, l'effort de billage et la composante selon l'axe X de ladite force de contact ont le même sens.

La composante selon l'axe X de ladite force de contact s'oppose donc généralement à l'effort de billage. A l'équilibre, ces deux forces ont une même direction, des sens opposés et une valeur numérique absolue commune F1.

L'effort de billage F2 nécessaire pour faire remonter le module de billage sur la pente d'effort 82B vers la gorge de point mort 82A est strictement supérieur à l'effort F1.

Ainsi, si l'effort de billage est inférieur à F1, alors le module de billage 81 se meut vers la gorge 82C.

2884885 10 En revanche, si l'effort de billage est supérieur ou égal à F2, alors le module de billage 81 se meut vers la gorge de point mort 82A.

Enfin, si l'effort de billage est compris entre FI et F2, alors le module de billage 81 reste sensiblement immobile. Dans ce cas, le coulisseau principal 80 et par conséquent le levier de passage de vitesses 2 restent immobiles.

Comme le montre schématiquement la figure 1, lorsqu'un rapport de transmission est enclenché, le coulisseau principal 80 est mécaniquement lié à un coulisseau secondaire 20.

Chacun des coulisseaux secondaires 20 est libre en translation selon l'axe X. Sur chacun des coulisseaux secondaires 20 est encastrée une fourchette 30,30A. La seconde rotation du levier de passage de vitesses 2 provoque donc la translation du coulisseau principal 80, du coulisseau secondaire 20 sélectionné et de la fourchette 30,30A qui lui est associée.

Comme le montre plus particulièrement la figure 2A, chacune des fourchettes 30,30A comprend d'une part un support lié au coulisseau secondaire 20 lui correspondant et d'autre part deux bras 31,32 formant un arc de cercle. L'arc de cercle formé par les deux bras 31,32 décrit un peu plus de la moitié de la circonférence totale d'un cercle. Chacun des bras 31,32 comporte deux flancs 31A,31B,32A,32B sensiblement disposés dans le plan YZ.

Les bras 31,32 de chacune des fourchettes 30,30A s'étendent dans la gorge d'un baladeur 10 de manière à prendre appui sur lesdites parois latérales de la gorge du baladeur 10. Ainsi, la seconde rotation du levier de passage de vitesses 2 provoque, par l'intermédiaire de la fourchette 30, 30A, la translation sur l'arbre secondaire 3 du baladeur 10 sélectionné. La transmission et la synchronisation du couple du pignon fou 71B,72B,73B, 74B,75B,76B,79B à accoupler vers l'arbre secondaire 3 peuvent ainsi être correctement réalisées.

La boîte de vitesses 1 comporte deux types de fourchettes 30,30A.

L'un des types de fourchettes 30 correspond à celles agencées dans les gorges des baladeurs 10 disposés entre les pignons fous 71B et 72B et disposé à la droite du pignon fou 79B. Ces trois pignons fous 71B,72B,79B sont caractérisés par leur montage sur l'arbre secondaire 3 sans jeu de fonctionnement axial. Les bras 31,32 des fourchettes 30 s'étendent dans les gorges des baladeurs 10 de sorte que leurs flancs 31A,31B,32A,32B soient directement en contact avec les parois latérales des gorges des baladeur 10. Ces fourchettes 30 étant connues de 2884885 11 l'Homme du métier et ne faisant pas à proprement parler l'objet de l'invention, elles ne seront pas ici plus précisément décrites.

L'autre type de fourchettes 30A correspond à celles agencées dans les gorges des baladeurs 10 disposés entre les pignons fous 73B et 74B et entre les pignons fous 75B et 76B. Ces quatre pignons fous 73B,74B,75B, 76B sont caractérisés par leur montage sur l'arbre secondaire 3 avec un jeu de fonctionnement axial.

Selon une caractéristique avantageuse de l'invention et comme le montre plus précisément la figure 2A, les bras 31,32 des fourchettes 30A comportent chacun à leur extrémité un système d'amortissement comprenant au moins un élément élastiquement déformable 33,34 destiné à réaliser l'appui sur les parois latérales de la gorge du baladeur 10 correspondant.

Les éléments élastiquement déformables 33,34 comprennent chacun un bâti 33C,34C. Sur chaque bâti 33C,34C sont fixés deux ressorts à lame 33A, 33B, 34A,34B. Ces ressorts à lame sont disposés sur les flancs 31A,31B,32A, 32B des bras 31,32 des fourchettes 30A. Les ressorts à lame 33A,33B,34A, 34B ont la capacité de se déformer rapidement, conférant aux éléments élastiquement déformables un temps de réaction très faible. Les ressorts à lame 33A,33B,34A,34B sont encastrés à une de leur extrémité sur le bâti 33C,34C et sont libres à l'autre. Ils présentent dans le plan XZ un profil parabolique. Leurs deux extrémités reposent sur le flanc 31A,31B, 32A,32B du bras 31,32 de la fourchette 30A sur lequel ils sont disposés. La parabole présente quant à elle une flèche selon l'axe X. Ladite extrémité libre peut donc se déplacer en translation selon l'axe Z sur les flancs 31A,31B,32A,32B des bras 31,32 de la fourchette 30A lorsque la flèche de la parabole varie. Chacun des bâtis 33C,34C est maintenu sur un des deux bras de la fourchette 30A à l'aide d'une vis disposée sur un flanc extérieur du bras de la fourchette 30A, sensiblement dans le plan XZ.

Selon une variante de fixation des éléments élastiquement déformables 33, 34, il est possible de les fixer à l'aide de vis disposées à l'extrémité des bras 31,32, sensiblement dans le plan XY.

Chaque élément élastiquement déformable 33,34 est en acier et forme avec ses ressorts à lame 33A,33B,34A,34B une pièce monobloc. En variante, chaque élément élastiquement déformable 33,34 peut être réalisé en matériaux composites ou en matériaux de friction afin de mieux résister aux contraintes qui lui sont imposées.

Les bras 31,32 des fourchettes 30A s'étendent dans les gorges des baladeurs 10 de sorte que les ressorts à lame 33A,33B,34A,34B des éléments 5 élastiquement déformables 33,34 soient en contact avec les parois latérales des gorges des baladeurs 10.

Ainsi, lorsque les fourchettes 30A sont disposées au centre des gorges des baladeur 10, leurs ressorts à lame 33A,33B,34A,34B sont tous en contact avec les parois latérales desdites gorges.

Lors de l'enclenchement d'un rapport de transmission, l'effort appliqué par le conducteur sur le levier de passage de vitesses 2 provoque un effort de contact très important entre la fourchette 30A sélectionnée et le baladeur 10 correspondant. Cet effort provoque l'écrasement total des deux ressorts à lame 33A,33B,34A,34B qui transmettent l'effort au baladeur 10, de sorte que la flèche des paraboles desdits ressorts à lame 33A,33B,34A,34B soit rendue nulle. Ladite flèche des éléments élastiquement déformables 33,34 s'annule ainsi lorsque le système d'amortissement reçoit un effort strictement supérieur à l'effort F2.

Une fois la vitesse enclenchée lorsque aucun effort n'est plus fourni au levier de passage de vitesses 2, l'effort F1 créé selon l'axe X par la pente d'effort 82B sur le module de billage 81 maintient le coulisseau 20, la fourchette 30A, les éléments élastiquement déformables 33,34 et lebaladeur 10 dans leur position.

Afin de revenir au point mort, il faut fournir au module de billage 81 un effort de billage supérieur à F2. Ainsi, l'ensemble formé par le module de billage 81, le coulisseau secondaire 20, la fourchette 30,30A, les éléments élastiquement déformables 33,34 et le synchroniseur 40 revient vers sa position initiale.

Lorsqu'une vitesse est engagée, il existe deux modes de fonctionnement.

Un premier mode, le tirage, est défini par le fait que le moteur entraîne le véhicule. Le couple est donc transmis d'un pignon 70A (correspondant au pignon 30 choisi) vers un pignon fou 70B lui correspondant.

Un second mode, le rétro, plus communément appelé frein moteur, est défini par le fait que le véhicule entraîne le moteur. Le couple est donc transmis d'un pignon fou 70B vers un pignon 70A.

2884885 13 Lorsqu'une vitesse est engagée, le passage d'un mode à l'autre est courant. Il se créé alors une inversion de couple entre le pignon 70A et le pignon fou 70B. Les pignons étant engrenés au moyen de dentures hélicoïdales, l'effort axial de dentures (figure 1) change de sens.

Lorsque les dentures sont celles d'un pignon fou 70B monté sans jeu de fonctionnement axial, ladite inversion de couple n'a aucune influence sur la disposition des divers organes de la boîte de vitesses 1.

En revanche, si le pignon fou 70B concerné est monté avec un jeu de fonctionnement axial, il se déplace dans son jeu. Ce déplacement entraîne au moins le synchroniseur 40, le baladeur 10 et les éléments élastiquement déformables 33,34 qui lui sont associés.

Grâce à l'invention, le système d'amortissement prévu sur les bras 31,32 des fourchettes 30A amortit ces mouvements brusques afin d'éviter qu'ils ne soient retransmis jusqu'au levier de passage de vitesses 2. Ce système d'amortissement présente par ailleurs un encombrement très faible.

Le module de billage 81 est l'organe de commande de la boîte de vitesses 1 garant de la stabilité du levier de passage de vitesses 2. Tant que l'effort de billage reste compris entre FI et F2, aucun mouvement n'est retransmis au levier de passage de vitesses 2. Or, le module de billage 81 et la fourchette 30A sélectionnée sont tous deux liés en translation selon l'axe X au coulisseau principal 80. Tout effort transmis par la fourchette 30A est donc retransmis au module de billage 81. Le levier de passage de vitesses 2 ne bouge donc pas si l'effort transmis selon l'axe X par la fourchette 30A reste compris entre FI et F2. Or l'effort transmis par la fourchette 30A correspond à l'effort fourni par les éléments élastiquement déformables 33,34 en contact avec le baladeur 10. Ainsi, selon l'invention, l'effort comprimant les éléments élastiquement déformables 33,34 reste compris entre F1 et F2 de sorte qu'aucun mouvement ne soit retransmis au levier de passage de vitesses 2.

Pour cela, chaque élément élastiquement déformable 33,34 présente une course de déformation axiale bornée, d'une part, par une valeur supérieure correspondant à la longueur, ici la flèche, de l'élément élastiquement déformable 33,34 lorsque le système d'amortissement reçoit un effort sensiblement égal à F2, et, d'autre part, par une valeur inférieure correspondant à la longueur, ici la flèche, de l'élément élastiquement déformable selon l'axe X lorsque le système 2884885 14 d'amortissement reçoit un effort sensiblement égal à F1. Cette course est plus grande que le jeu du pignon fou 70B, ce qui permet aux éléments élastiquement déformables 33,34 d'être aptes à rattraper le jeu du pignon fou 70B.

Les figures 4A à 4E illustrent la cinématique des éléments de la boîte de vitesses 1 lorsque, avant la première inversion de couple, l'effort axial de dentures a le même sens que l'effort de billage.

Lors de l'enclenchement d'une vitesse par le conducteur du véhicule automobile, les éléments élastiquement déformables 33,34 sont totalement comprimés par l'effort développé sur le levier de passage de vitesses 2.

Lorsqu'aucun effort n'est plus fourni au levier de passage de vitesses 2, le module de billage 81 s'équilibre sur la rampe 82. Cet équilibre a lieu lorsque, l'effort de billage décroissant, il atteint la valeur F2.

Comme le montre plus particulièrement la figure 4A, avant la première inversion de couple, si on se trouve dans le mode de tirage, le pignon fou est maintenu sur la droite de son jeu. Ce maintien est réalisé par la combinaison de l'effort axial de dentures et de l'effort de billage. Lorsque le couple s'inverse, l'effort axial de dentures change de sens et prend une valeur supérieure à F2. Le pignon fou 70B se décale alors sur la gauche de son jeu. C'est ce mouvement en particulier que les éléments élastiquement déformables 33,34 sont chargés d'amortir.

Comme le montre la figure 4B, ce décalage du pignon fou 70B provoque l'écrasement des éléments élastiquement déformables 33,34. Le temps de réaction des éléments élastiquement déformables 33,34 étant très inférieur à celui du module de billage 81, le module de billage 81 n'est pas immédiatement affecté par ce mouvement. L'effort comprimant les éléments élastiquement déformables 33,34 augmente lors de ce mouvement, il prend donc une valeur supérieure à F2.

Comme le montre la figure 4C, l'effort subi par les éléments élastiquement déformables 33,34 étant supérieur à la force F2, le module de billage 81 se déplace sur la pente d'effort 82B vers la gorge de point mort 82A.

L'immobilisation a lieu lorsque, l'effort de billage décroissant, il retrouve une valeur égale à F2. L'effort subi par les éléments élastiquement déformables 33,34 est alors aussi sensiblement égal à F2. Le module de billage 81 ayant été déplacé, le choc est ressenti dans le levier de passage des vitesses 2. L'ensemble des éléments représentés sur la figure 4C garde cette position tant qu'aucune nouvelle inversion de couple ne se produit.

Comme le montre la figure 4D, lors d'une deuxième inversion de couple, le pignon fou 70B se déplace brusquement sur la droite de son jeu. Les éléments élastiquement déformables 33,34 ayant un temps de réaction très faible, ils se détendent en augmentant leur flèche d'une longueur équivalente à celle du jeu de déformation axial du pignon fou 70B.

L'effort auquel sont soumis les éléments élastiquement déformables 33,34 décroissant, il prend une valeur F inférieure à F2. L'objectif est que F soit supérieur à FI de sorte que le module de billage 81 ne bouge pas. Or, l'augmentation minimum de ladite flèche pour que ledit effort devienne inférieur à FI est supérieure au jeu de fonctionnement axial du pignon fou 70B. Ainsi, F reste compris entre FI et F2. Le module de billage 81 ne bouge donc pas. Aucun choc n'est alors ressenti par le conducteur dans le levier de passage de vitesses 2.

Comme le montre la figure 4E, lors d'une nouvelle inversion de couple, le pignon fou 70B se déplace sur la gauche de son jeu de fonctionnement axial. Les éléments élastiquement déformables 33,34 se compriment à nouveau. Les différents organes de la boîte de vitesses 1 se placent dans la configuration dans laquelle ils se trouvaient sur la figure 4C. Le module de billage 81 et par conséquent le levier de passage de vitesses 2 ne bougent donc pas.

Lors des inversions de couple suivantes, le pignon fou 70B bouge dans son jeu selon le cycle décrit par les figures 4C à 4E. Les éléments élastiquement déformables 33,34 subissent alors des efforts compris entre F et F2. Le module de billage 81 ne bouge donc plus tant qu'aucun nouveau rapport de transmission n'est engagé par le conducteur.

Les figures 5A à 5C illustrent la cinématique des éléments de la boîte de vitesses 1 lorsque, avant la première inversion de couple, l'effort axial de dentures et l'effort de billage ont un sens opposé.

Lors du passage d'une vitesse, les éléments élastiquement déformables 33, 34 sont totalement comprimés par l'effort transmis par le levier de passage de vitesses 2. Le pignon fou 70B est alors déplacé sur la gauche de son jeu.

Lorsqu'aucun effort n'est plus fourni au levier de passage de vitesses 2, le pignon fou 70B est entraîné par l'effort axial de dentures sur la droite de son jeu de fonctionnement axial. L'équilibrage des efforts intervenant sur les différents 2884885 16 organes de la commande de passage de vitesses est réalisé lorsque, l'effort de billage décroissant, cet effort atteint la valeur F2.

Comme le montre plus particulièrement la figure 5A, avant la première inversion de couple, le pignon fou 70B est sur la droite de son jeu de fonctionnement axial. L'effort subi par les éléments élastiquement déformables 33,34 est de F2. Le module de billage 81 est ainsi maintenu dans une position stable.

Lors de la première inversion de couple, comme le montre la figure 5B, les éléments élastiquement déformables 33,34 se détendent afin d'accompagner le mouvement du pignon fou 70B qui se déplace brusquement sur la gauche de son jeu de fonctionnement. L'effort subi par les éléments élastiquement déformables 33,34 est, pour les mêmes raisons que dans le mode de fonctionnement précédent, compris entre F1 et F2. Le module de billage 81 et par conséquent le levier de passage de vitesses 2 ne bougent donc pas.

Comme le montre la figure 5C, lorsque le couple s'inverse à nouveau dans la boîte de vitesses 1, les éléments élastiquement déformables 33,34 reprennent leur position initiale et l'effort subi par les éléments déformables 33,34 prend à nouveau une valeur F2. Ici encore, le module de billage 81 et le levier de passage de vitesses 2 ne bougent pas.

Lors des inversions de couple suivantes, le pignon fou 70B se meut dans son jeu selon des cycles décrits par les figures 5B et 5C. Les éléments élastiquement déformables 33,34 subissent alors des efforts compris entre FI et F2. Le module de billage 81 ne bouge donc pas tant qu'aucun nouveau rapport de transmission n'est engagé par le conducteur.

La présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais l'homme du métier saura y apporter toute variante conforme à son esprit.

Par exemple, selon une variante de réalisation de la fourchette 30A représentée sur la figure 2B, on pourra prévoir que les éléments élastiquement déformables 33,34 soient fixés légèrement au dessus de l'extrémité des bras 31,32 de la fourchette 30A. Ladite fourchette 30A comprend par ailleurs des encoches 36 dans les flancs sur lesquels sont fixés les ressorts à lame 33A,33B,34A,34B. Ces encoches ont une profondeur supérieure à l'épaisseur des ressorts à lame. Une vis vient fixer chacun des bâtis 33C,34C des éléments élastiquement déformables 33, 34 sur le flanc extérieur de la fourchette 30A, dans le plan XZ. Les ressorts à lame s'étendent ainsi dans les encoches 36, de sorte que, grâce à leur flèche, ils dépassent des encoches 36 lorsqu'ils subissent un effort inférieur ou sensiblement égal à F2.

Lorsqu'un effort supérieur à F2 leur est appliqué, leur flèche est telle qu'ils effleurent la surface des flancs 31A,31B,32A,32B des bras 31, 32. Ainsi, lorsqu'un tel effort leur est appliqué, ce sont les flancs de la fourchette 30A qui viennent directement en contact de la gorge du baladeur 10. Cette caractéristique permet d'éviter d'éventuelles détériorations des ressorts à lame 33A,33B,34A,34B dues à de trop fortes contraintes.

Bien entendu, la description faite ci-dessus reste valable pour une boîte comportant cinq vitesses avant. Dans ce cas particulier, le nombre de fourchettes 30A comportant des éléments élastiquement déformables 33,34 reste identique.

Claims (1)

18 REVENDICATIONS

1. Boîte de vitesses (1) comprenant, d'une part, au moins un baladeur (10) monté fixe en rotation sur un arbre (3) et comportant une gorge définie entre deux parois latérales, et, d'autre part, au moins une fourchette (30,30A) comprenant au moins un bras (31,32) adapté à prendre appui sur lesdites parois latérales de la gorge du baladeur (10) pour autoriser un déplacement en translation du baladeur (10) relativement audit arbre (3), caractérisée en ce que les bras (31,32) de la fourchette (30,30A) comportent un système d'amortissement comprenant au moins un élément élastiquement déformable (33,34) destiné à réaliser l'appui sur au moins une desdites parois latérales.

2. Boîte de vitesses (1) selon la revendication 1, dans laquelle il est associé au baladeur au moins un pignon monté fou (70B) sur ledit arbre (3) avec un jeu de fonctionnement axial, caractérisée en ce que chaque élément élastiquement déformable (33,34) présente une course de déformation axiale supérieure au jeu de fonctionnement axial de chaque pignon fou (70B).

3. Boîte de vitesses (1) selon l'une des revendications 1 ou 2, dans laquelle il est prévu un module de commande lié à chaque fourchette (30, 30A) qui comporte un module de billage (81) naviguant sur une rampe (82) définissant une gorge de point mort (82A) et au moins une pente d'effort (82B), caractérisée en ce que chaque élément élastiquement déformable (33, 34) est dimensionné pour être complètement compressé lorsque le système d'amortissement reçoit un effort strictement supérieur à l'effort nécessaire pour déplacer le module de billage (81) sur la pente d'effort (82B) vers la gorge de point mort (82A).

4. Boîte de vitesses (1) selon les revendications 2 et 3, caractérisée en ce que chaque élément élastiquement déformable (33,34) présente une course de déformation axiale bornée, d'une part, par une valeur supérieure correspondant à la longueur de chaque élément élastiquement déformable (33,34) selon l'axe dudit arbre (3) lorsque le système d'amortissement reçoit un effort sensiblement identique à celui nécessaire pour déplacer le module de billage (81) sur la pente d'effort (82B) vers la gorge de point mort (82A), et, d'autre part, par une valeur inférieure correspondant à la longueur de chaque élément élastiquement déformable (33,34) selon l'axe dudit arbre (3) lorsque le système d'amortissement reçoit un effort sensiblement identique à celui fourni par le module de billage (81) pour s'écarter de la gorge de point mort (82A) sur la pente d'effort (82B).

5. Boîte de vitesses (1) selon la revendication 4, caractérisée en ce que le module de billage (81) et chaque élément élastiquement déformable (33, 34) ayant des temps de réaction différents, chaque élément élastiquement déformable (33,34) a un temps de réaction inférieur au temps de réaction du module de billage (81).

6. Boîte de vitesses (1) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la fourchette (30,30A) comprend deux bras (31,32) enserrant le 10 baladeur (10).

7. Boîte de vitesses (1) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que chaque élément élastiquement déformable (33,34) est un ressort à lame (33A,33B,34A,34B).

8. Boîte de vitesses (1) selon la revendication 7, caractérisée en ce que 15 chaque ressort à lame (33A,33B,34A,34B) est en acier.

9. Boîte de vitesses (1) selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que chacun des bras (31,32) comprend au moins un élément élastiquement déformable (33,34) fixé à son extrémité.

10. Boîte de vitesses (1) selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisée 20 en ce que chacun des bras (31,32) comprend au moins un élément élastiquement déformable (33,34) fixé au dessus de son extrémité.

11. Boîte de vitesses (1) selon la revendication 10, caractérisée en ce que les éléments élastiquement déformables (33,34) sont positionnés dans des encoches (36) pratiquées dans lesdits bras (31,32) de la fourchette (30,30A).

12. Boîte de vitesses (1) selon la revendication 11 dans sa dépendance à la revendication 3, caractérisée en ce que lesdites encoches (36) présentent une profondeur sensiblement égale à la longueur des éléments élastiquement déformables (33,34) selon l'axe dudit arbre (3) lorsqu'ils reçoivent un effort correspondant à l'effort nécessaire pour déplacer le module de billage (81) sur la pente d'effort (82B) vers la gorge de point mort (82A).

13. Véhicule automobile qui comprend une boîte de vitesses selon l'une quelconque des revendications 1 à 12.