T ITRE DE L’INVENTION : DISPOSITIF DE COUPLAGE POUR REDUCTEUR A DEUX RAPPORTS DE VITESSES

DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION

[0001] La présente invention concerne de manière générale les systèmes de couplage d’arbres, permettant de transmettre un couple d’un arbre à l’autre, et notamment les systèmes de réduction de vitesses à deux rapports de vitesses.

[0002] Elle concerne plus particulièrement un dispositif de couplage d’arbres, comportant :

- un arbre principal orienté selon un axe principal,

- deux pignons fous montés libres en rotation sur l’arbre principal autour de l’axe principal, et

- un système de couplage interposé entre les deux pignons fous.

[0003] L’invention concerne également un réducteur de vitesses comportant un dispositif de couplage d’arbres tel que précité, et un véhicule automobile équipé d’un tel réducteur.

[0004] Elle trouve une application particulièrement avantageuse dans la transmission d’un couple issu d’une machine électrique.

ETAT DE LA TECHNIQUE

[0005] Un moteur à combustion interne développe un couple qui varie avec la vitesse de rotation du vilebrequin. Un tel moteur présente donc une plage d’utilisation restreinte. Dans un véhicule automobile équipé d’un tel moteur, il est alors nécessaire d’associer au moteur une boîte de vitesses.

[0006] Dans ce domaine, de nombreux systèmes de boîtes de vitesses ont été développés. Généralement, une telle boîte comporte deux arbres pourvus de pignons en vis-à-vis de diamètres différents qui s'engrènent les uns avec les autres, les pignons d'un des arbres étant par exemple montés fou sur cet arbre (c’est-à-dire étant laissés libres en rotation sur cet arbre) alors que les autres sont montés fixes sur l’autre arbre. Afin de passer un rapport de vitesse, ces boîtes de vitesses utilisent des dispositifs de couplage conçus pour coupler l'un des pignons fous avec l'arbre de la boîte de vitesses sur lequel il est monté de manière à égaliser leurs vitesses de rotation.

[0007] Pour cela, les dispositifs de couplage comprennent généralement un baladeur qui est lié en rotation à l’un des arbres de la boîte et qui est adapté à coulisser sur cet arbre pour venir, au moyen de doigts, craboter une denture d'un pignon fou.

[0008] Dans un véhicule automobile électrique (ou hybride), la machine électrique est couplée à un réducteur de vitesse. En règle générale, ce réducteur est mono-rapport. Il n’est donc généralement pas prévu de boîte de vitesses. Une machine électrique est en effet adaptée à délivrer un couple sensiblement constant sur une grande plage de vitesses de rotation. Elle peut donc être utilisée avec un tel réducteur dans un véhicule automobile. L’avantage d’un réducteur mono-rapport est qu’il est simple, peu coûteux, et ne pose pas de problème de rupture de couple (lors d’un passage de rapports de vitesses).

[0009] On note toutefois qu’une machine électrique, passé un certain seuil de vitesse de rotation, voit le couple qu’elle peut délivrer se réduire fortement. Alors la puissance qu’elle peut générer sature. En d’autres termes, le couple délivré par un moteur électrique n’est pas constant de manière indéfinie. Associer un réducteur à plusieurs rapports à une telle machine électrique peut donc conserver un intérêt, notamment dans le domaine automobile. Typiquement, un réducteur bi-rapport permet soit de réduire la taille de la machine électrique, soit d’utiliser la machine électrique dans des domaines de régime où sa consommation reste réduite, soit d’implanter la machine électrique sur des véhicules particuliers tels que les véhicules utilitaires susceptibles de déplacer des charges lourdes, ou dans des véhicules de sport pouvant atteindre des vitesses élevées.

[0010] L’inconvénient d’un réducteur à deux rapports est qu’actuellement, il est complexe, coûteux, et lourd, ou qu’il est lent lorsqu’il s’agit de passer d’un rapport à l’autre, ce qui occasionne des ruptures de couple qui ne sont pas compatibles avec le domaine de l’automobile.

PRESENTATION DE L'INVENTION

[0011] Afin de remédier aux inconvénients précités de l’état de la technique, la présente invention propose un réducteur à deux rapports, d’architecture simple et susceptible de n’occasionner presqu’aucune rupture de couple lors d’un passage de rapport de vitesses.

[0012] Plus particulièrement, on propose selon l’invention un dispositif de couplage tel que défini dans l’introduction, dans lequel le système de couplage comporte :

- un moyeu solidaire en rotation de l’arbre principal,

- un baladeur de sélection monté coulissant par rapport au moyeu selon ledit axe principal entre une position couplée à l’un des pignons fous et une position couplée à l’autre des pignons fous,

- un organe de déplacement du baladeur de sélection de l’une à l’autre des deux positions couplées,

- un baladeur de verrouillage monté coulissant par rapport au moyeu selon ledit axe principal entre une position couplée à l’un des pignons fous et une position couplée à l’autre des pignons fous, et

- des moyens de rappel élastique qui sont adaptés à rappeler le baladeur de verrouillage dans une position couplée au même pignon fou que le baladeur de sélection. [0013] En d’autres termes, au repos, les moyens de rappel élastique maintiennent le baladeur de sélection et le baladeur de verrouillage à une même hauteur selon l’axe principal alors que, sous contrainte, ils autorisent un décalage en hauteur du baladeur de sélection par rapport au baladeur de verrouillage.

[0014] Selon l’invention, le baladeur de sélection permet donc, grâce à l’organe de déplacement, de passer un rapport de vitesses lorsqu’il est déplacé d’une position couplée à l’autre. De son côté, le baladeur de verrouillage permet de verrouiller chaque rapport de vitesses. Les moyens de rappel élastique permettent quant à eux, lors d’un passage de rapport de vitesses, de laisser le baladeur de sélection se déplacer jusqu’à sa position couplée au nouveau pignon fou quand bien même le baladeur de verrouillage était entravé dans son déplacement par cet autre pignon fou (ou vis versa). La cinématique de ces différents composants sera bien détaillée dans la description des figures.

[0015] On pourra noter que, de manière préférentielle, cette architecture permettra de placer les deux baladeurs dans une position neutre, entre les deux pignons fous, de façon qu’ils ne soient couplés à aucun de ces pignons fous.

[0016] Cette position neutre pourra être utilisée de différentes manières. Elle pourra par exemple être utilisée pour, lors d’un passage de rapport de vitesses, venir synchroniser les vitesses angulaires des baladeurs avec celle du pignon fou à craboter. Elle pourra également être utilisée, dans un véhicule hybride, pour ne plus entraîner la machine électrique durant les phases où il est préférable que la motricité du véhicule soit réalisée uniquement par le moteur à combustion interne.

[0017] D’autres caractéristiques avantageuses et non limitatives du dispositif de couplage conforme à l’invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes :

- chaque pignon fou comporte au moins un crabot tourné vers l’autre pignon fou ;

- le baladeur de sélection et le baladeur de verrouillage comportent des doigts adaptés à craboter les crabots des pignons fous de manière que, lorsque le baladeur de sélection et le baladeur de verrouillage sont en position couplée à un même desdits pignons fous, leurs doigts prennent chaque crabot dudit pignon fou en sandwich ;

- les doigts du baladeur de sélection et du baladeur de verrouillage présentant une première extrémité tournée vers l’un des pignons fous et une seconde extrémité tournée vers l’autre des pignons fous, la distance mesurée selon l’axe principal séparant les deux extrémités de chaque doigt est strictement inférieure à la distance séparant les crabots de l’un des pignons fous des crabots de l’autre des pignons fous ;

- il est prévu un calculateur qui est programmé pour piloter ledit organe dans trois positions stables, dont une première position dans laquelle le baladeur de sélection est en position couplé à l’un des pignons fous, une seconde position dans laquelle le baladeur de sélection est couplé à l’autre des pignons fous, et une troisième position intermédiaire dans laquelle le baladeur de sélection n’est couplé à aucun des pignons fous ;

- chaque pignon fou comporte un nombre de crabots régulièrement répartis autour de l’axe principal qui est supérieur ou égal à deux ;

- le baladeur de sélection et le baladeur de verrouillage comportent un nombre identique de doigts régulièrement répartis autour de l’axe principal ;

- l’espace angulaire autour de l’axe principal délimité entre deux crabots est strictement supérieur à deux fois l’espace angulaire autour de l’axe principal occupé par un doigt du baladeur de sélection ;

- le moyeu présente plusieurs encoches en creux dans sa face externe et réparties autour de l’axe principal, adaptées à guider le coulissement des doigts du baladeur de sélection et du baladeur de verrouillage ;

- le baladeur de verrouillage est situé à l’intérieur du baladeur de sélection, entre deux butées du baladeur de sélection, et les moyens de rappel élastique comportent des éléments interposés entre chaque butée et le baladeur de sélection ;

- lesdits éléments sont des ressorts, de préférence au nombre de trois paires ou plus, chaque paire de ressorts comportant un ressort comprimé entre l’une des butées et le baladeur de sélection et un ressort comprimé entre l’autre des butées et le baladeur de sélection ;

- chaque pignon fou présente une rampe et le baladeur de verrouillage comporte au moins deux rampes respectivement adaptées à venir glisser contre les rampes de l’un premier des pignons fous après que le baladeur de sélection a été déplacé jusqu’à la position couplée à ce premier pignon fou.

[0018] L’invention propose également un réducteur de vitesse comportant un arbre primaire qui porte des pignons fixes et un dispositif de couplage tel que précité dont les pignons fous engrènent lesdits pignons fixes.

[0019] L’invention propose aussi un véhicule automobile comportant une machine électrique, un différentiel, des roues motrices couplées au différentiel et, entre la machine électrique et le différentiel, un réducteur de vitesse tel que précité, dont l’un des arbres primaire et principal est couplé à la machine électrique et dont l’autre des arbres primaire et principal est couplé au différentiel.

[0020] Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION

[0021] 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.

[0022] Sur les dessins annexés :

[0023] [Fig. 1] est une vue schématique en perspective d’un réducteur de vitesses comportant un dispositif de couplage d’arbres conforme à l’invention ;

[0024] [Fig. 2] est une vue schématique en perspective éclatée du système de crabotage du dispositif de couplage de la figure 1 ;

[0025] [Fig. 3] est une vue schématique en perspective éclatée de l’un des pignons fous et du baladeur de sélection du dispositif de couplage de la figure 1 ;

[0026] [Fig. 4] est une vue schématique représentant sous des angles différents les deux pignons fous et le système de crabotage du dispositif de couplage de la figure 1 ;

[0027] [Fig. 5] est une vue schématique en coupe représentant un crabot d’un premier pignon fou, le système de crabotage et le second pignon fou du dispositif de couplage de la figure 1 , vus sous un premier angle, lorsque le premier pignon fou est craboté ;

[0028] [Fig. 6] est une vue schématique en coupe représentant le premier pignon fou, le système de crabotage et le second pignon fou du dispositif de couplage de la figure 1 , en position neutre lorsqu’aucun des pignons fous n’est craboté ;

[0029] [Fig. 7] est une vue schématique représentant le premier pignon fou, le système de crabotage et les crabots du second pignon fou du dispositif de couplage de la figure 1 , vus sous un second angle, lors d’un changement de rapport de vitesses ;

[0030] [Fig. 8] est une vue schématique homologue de celle de la figure 7, à la fin du changement de rapport de vitesses.

[0031] Dans la suite de la description, le terme « couplé » sera utilisé pour désigner une liaison entre deux éléments qui permet de transmettre un couple de l’un à l’autre de ces éléments.

[0032] Sur la figure 1 , on a représenté un réducteur de vitesse 1 bi-rapport à trois positions stables, dont deux positions avec rapport engagé et une position neutre.

[0033] On entend par « position stable » une position dans laquelle le réducteur de vitesse 1 peut rester pendant une durée prolongée (par exemple supérieure à la seconde), selon une consigne de pilotage qui lui est imposée.

[0034] Ce réducteur de vitesse 1 est qualifié de bi-rapport en ce sens qu’il permet d’offrir exactement deux rapports de réduction de vitesse, ce qui est parfait pour une utilisation dans un véhicule automobile.

[0035] Ce réducteur de vitesse 1 est de préférence prévu pour être installé dans un véhicule automobile, mais il pourrait être employé dans d’autres domaines (robotique, aviation...).

[0036] On considérera que le véhicule automobile dans lequel ce réducteur est installé comporte :

- une machine électrique, appelée ci-après moteur électrique bien qu’on pourrait l’utiliser comme alternateur,

- des roues, typiquement au nombre de quatre et parmi lesquelles deux sont par exemple motrices, et

- un différentiel 30 qui s’interpose entre les deux roues motrices.

[0037] Le réducteur de vitesse 1 est alors placé entre le moteur électrique et le différentiel 30 afin de pouvoir transmettre le couple moteur aux roues (ou inversement).

[0038] Il comporte un carter (non représenté) qui loge différents composants.

[0039] Comme le montre la figure 1 , ce réducteur de vitesse 1 comporte deux étages d’arbres logés dans le carter. Il comporte ainsi un arbre primaire 10 qui est couplé à l’arbre du moteur électrique, et un arbre principal 21 qui est couplé au différentiel 30 (l’inverse serait également envisageable).

[0040] L’arbre primaire 10 est préférentiellement directement couplé à l’arbre du moteur électrique. Toutefois, en variante et pour des raisons détaillées ci-après, un limiteur de couple ou un embrayage pourrait s’interposer entre ces deux arbres afin de faciliter le passage de vitesses.

[0041] L’arbre primaire 10 porte deux pignons fixes 12, 13, c’est-à-dire deux pignons qui tournent toujours à la même vitesse que celle de l’arbre primaire. Ces deux pignons fixes 12, 13 présentent des diamètres différents pour offrir des rapports de vitesse distincts.

[0042] L’arbre principal 21 s’étend selon un axe principal A1 parallèle à l’axe de l’arbre primaire 10. Il est pour cela engagé à ses deux extrémités dans des roulements 29.

[0043] Cet arbre principal 21 porte deux pignons fous 22, 23 qui engrènent respectivement les deux pignons fixes 12, 13. Ces pignons sont qualifiés de fous en ce sens qu’ils sont montés libres en rotation sur cet arbre autour de l'axe principal A1 et qu’ils sont bloqués en translation selon cet axe.

[0044] On observe sur la figure 1 que cet arbre principal 21 porte également un pignon fixe engrené avec un pignon du différentiel 30.

[0045] Pour transmettre le couple de l’arbre primaire 10 à l’arbre principal 21, il est prévu un système de crabotage 50 des pignons fous 22,23. Ce système de crabotage 50 permet de coupler l’un ou l’autre des pignons fous avec l’arbre principal 21, selon le rapport de vitesses engagé. Il permet également, en position neutre, de laisser les pignons fous libre de tourner autour de l’arbre principal 21.

[0046] Ce système de crabotage 50, qui fait plus précisément l’objet de la présente invention, comporte quatre composants principaux illustrés sur la figure 2.

[0047] Il comporte ainsi un moyeu 540 qui est couplé à l'arbre principal 21 , deux baladeurs dits de sélection 520 et de verrouillage 530, et un organe de sélection 510 permettant de déplacer le baladeur de sélection 520.

[0048] On notera ici que le baladeur de sélection 520 est réalisée en deux parties monoblocs assemblées, tandis que les autres composants sont chacun réalisés en une pièce monobloc. Tous ces composants sont par exemple réalisés en acier trempé.

[0049] On pourrait prévoir que le moyeu 540 vienne de formation avec l'arbre principal 21. Toutefois, ici, le moyeu 540 est une pièce indépendante de l'arbre principal 21. Il présente alors une ouverture centrale par laquelle il est enfilé sur cet arbre, dont le bord présente des cannelures ou dentelures engagées dans des reliefs prévus en correspondance sur l’arbre principal 21 afin de coupler de façon permanente ce moyeu 540 à l’arbre principal 21.

[0050] Les deux baladeurs de sélection 520 et de verrouillage 530 sont alors montés par rapport au moyeu 540 de façon à être mobiles en translation selon l’axe principal A1 mais bloqués en rotation autour de cet axe. Ils permettent ainsi de venir craboter l’un ou l’autre des pignons fous 22, 23 de façon à coupler ce pignon fou à l’arbre principal 21 .

[0051] Comme le montrent bien les figures 3 et 4, ces pignons fou 22, 23 comportent classiquement chacun un disque principal 225, 235 qui présente une ouverture centrale, ici bordée par une couronne, pour son montage sur l’arbre principal 21 et qui est bordée extérieurement par une denture permettant son engrenage avec l’un des pignons fixes 12, 13. Pour permettre son crabotage, chaque pignon fou 22, 23 comporte au moins un crabot 220, 230, c’est-à-dire un relief qui fait ici saillie de l’une des faces du disque principal 225, 235 (celle tournée vers l’autre pignon fou) et par lequel le pignon fou peut être entraîné en rotation.

[0052] Il est ici prévu exactement trois crabots 220, 230 sur chaque pignon fou 22, 23, qui sont régulièrement répartis autour de l'axe principal A1 , à 120° les uns des autres.

[0053] Ici, chaque crabot 220, 230 s’étend sur un secteur angulaire restreint, d’environ 30° et présente sensiblement une forme de prisme dont la base est située sur la face précitée du disque principal 225, 235. Chaque crabot présente ainsi quatre faces latérales et une face d’extrémité tournée vers l’autre pignon fou.

[0054] La face latérale interne (située du côté de l’axe principal A1) est ici incurvée autour de cet axe, et il en va de même de la face latérale externe. Les deux autres faces latérales (ci-après appelées faces radiales) s’étendent chacune au moins en partie dans un plan radial (c’est-à-dire dans un plan contenant l’axe principal A1).

[0055] On observe que la face principale se raccorde à la plupart des faces latérales par des congés. Toutefois, elle se raccorde à l’une seulement des deux faces radiales par un méplat incliné formant une rampe 231 , dont la fonction apparaîtra clairement ci-après.

[0056] On notera ici que les rampes 221 , 231 des trois crabots 220, 230 de chaque pignon fou 22, 23 sont orientées dans un même sens autour de l’axe principal A1 , et que ce sens est opposé au sens selon lequel les rampes des crabots de l’autre pignon fou sont orientées.

[0057] On notera également les rampes 221 , 231 s’étendent sur une partie seulement de l’épaisseur des crabots 220, 230.

[0058] Comme le montre la figure 2, le baladeur de sélection 520 et le baladeur de verrouillage 530 présentent tous deux des formes annulaires telles qu’ils peuvent être emboîtés l’un dans l’autre (le baladeur de sélection 520 étant situé à l’extérieur du baladeur de verrouillage 530).

[0059] Le baladeur de verrouillage 530 comporte ainsi un corps annulaire 533 dont le diamètre intérieur est ajusté au diamètre extérieur du moyeu 540 si bien qu’il peut librement coulisser sur celui-ci, parallèlement à l’axe principal A1.

[0060] De la même façon, le baladeur de sélection 520 comporte un corps annulaire 523 dont le diamètre intérieur est ajusté au diamètre extérieur du corps annulaire 533 du baladeur de verrouillage 530 de manière qu’il peut coulisser librement sur ce dernier, parallèlement à l’axe principal A1. On notera que le baladeur de verrouillage 530 comporte alors une face externe cylindrique de révolution et lisse.

[0061] Ces deux baladeurs sont bloqués en rotation autour de l’axe principal A1 par rapport à l’arbre principal 21 grâce au moyen 540.

[0062] Pour cela, comme le montre la figure 2, le moyeu 540 présente une forme crantée dite « en tulipe ». Ainsi, s’il présente une épaisseur constante selon l’axe principal A1 , le moyeu 540 présente une face extérieure qui n’est pas cylindrique mais qui présente plusieurs renfoncements, ici identiques, régulièrement répartis autour de l’axe principal A1. Ces renfoncements forment donc des crans 541 grâce auxquels les deux baladeurs sont bloqués en rotation.

[0063] Chaque cran 541 est profilé en ce sens que sa section transversale (c’est-à-dire sa section dans un plan orthogonal à l’axe principal A1) est uniforme le long de l’axe principal A1. Cette section transversale présente ici une forme de U, de sorte que chaque cran présente un fond plat bordé de deux faces latérales planes s’étendant dans des plans radiaux. Il est ici prévu six crans 541 identiques.

[0064] Le baladeur de verrouillage 530 comporte en correspondance au moins un doigt adapté à coulisser dans l’un des crans 541. Il en comporte en pratique exactement trois qui sont régulièrement répartis autour de l’axe principal A1 et dont les sections transversales sont uniformes et présentent des formes identiques, en négatif, à celles des crans 541 . Ces doigts 531 sont fixés sur la face interne du corps annulaire 533 de ce baladeur. Ils présentent ainsi des faces radiales qui coulissent contre les faces radiales des crans 541 pour bloquer tout mouvement de rotation de ce baladeur par rapport au moyeu 540.

[0065] De la même façon, le baladeur de sélection 520 comporte au moins un doigt adapté à coulisser dans l’un des crans 541 délimités par le moyeu 540. Il en comporte en pratique exactement trois qui sont régulièrement répartis autour de l’axe principal A1 et dont les sections transversales sont uniformes et présentent des formes identiques, en négatif, à celles des crans 541.

[0066] Comme le montre la figure 2, si les doigts 531 du baladeur de verrouillage 530 sont fixées sur la face interne du corps annulaire 533 de ce baladeur, il n’en va pas de même avec les doigts 521 du baladeur de sélection 520.

[0067] Ici, comme le montre la figure 3, le baladeur de sélection 520 comporte, à une extrémité, un rebord 527 en saillie de sa face interne qui s’étend sur une partie au moins de son pourtour. Ici, ce rebord 527 est interrompu en trois endroits par des encoches de passage pour les doigts 531 du baladeur de verrouillage 530.

[0068] Comme le montre bien la figure 5 en coupe, les doigts 521 du baladeur de sélection 520 s’étendent à distance de la face interne du corps annulaire 523 de ce baladeur, dont on rappelle qu’elle coulisse le long de la face externe du corps annulaire 533 de l’autre baladeur. En pratique, ces doigts 521 sont raccordés au corps annulaire 523 par une de leurs extrémités seulement, via le rebord 527.

[0069] Ainsi, comme le montre cette figure 5, le corps annulaire 533 du baladeur de verrouillage 530 peut coulisser entre le corps annulaire 523 du baladeur de sélection 520 et les doigts 521 de ce dernier.

[0070] Les doigts 521 présentent des faces radiales qui coulissent contre les faces radiales des crans 541 pour bloquer tout mouvement de rotation de ce baladeur par rapport au moyeu 540.

[0071] Si la position du baladeur de sélection 520 le long de l’axe principal A1 est imposée par l’organe de sélection 510, il n’en va pas de même de celle du baladeur de verrouillage 530.

[0072] Il est alors prévu des moyens de rappel élastique pour rappeler ce dernier à la même hauteur que le baladeur de sélection 520 selon l’axe principal A1 , de manière que lorsque ces moyens de rappel sont au repos, les extrémités des doigts 521 , 531 des deux baladeurs s’étendent à la même hauteur, selon l’axe principal A1.

[0073] Comme le montra la figure 2, ces moyens de rappel élastique se présentent ici sous la forme de trois paires de ressorts 550, 551 réparties au niveau des trois doigts 521 du baladeur de sélection 520.

[0074] Comme le montra la figure 5, chaque paire de ressorts comporte un premier ressort 550 qui s’interpose entre un côté du corps annulaire 533 du baladeur de verrouillage 530 et une butée formée par le baladeur de sélection 520, et un second ressort 551 qui s’interpose entre l’autre côté du corps annulaire 533 du baladeur de verrouillage 530 et une autre butée formée par le baladeur de sélection 520. [0075] L’une de ces butées est formée par le rebord 527, dont on rappelle qu’il relie les doigts 521 au corps annulaire 523 du baladeur de sélection 520.

[0076] L’autre de ces butées est ici rapportée sur le corps annulaire 523 du baladeur de sélection 520. Comme cela a été précisé supra, le baladeur de sélection 520 est en effet réalisé en deux parties monoblocs distinctes et assemblées, à savoir :

- l’ensemble formé du corps annulaire 523 et des doigts 521 , et

- l’autre butée.

[0077] Cette autre butée se présente ici sous la forme d’un flasque 526 annulaire, qui est fixé de manière rigide et immobile sur l’ensemble (par exemple par soudage), après avoir mis en place les ressorts 550, 551 et emboîté le baladeur de verrouillage 530 dans le baladeur de sélection 520.

[0078] Ce flasque 526 présente en pratique une forme homologue à celle du rebord 527. [0079] On notera sur la figure 5 que ce flasque 526 présente des encoches pour ne pas former obstacle au passage des doigts 531 du baladeur de verrouillage 530.

[0080] Les deux baladeurs sont donc libres de coulisser entre les pignons fous 22, 23, entre deux positions extrêmes, à savoir une position couplée à un premier des pignons fous, et une position couplée à l’autre des pignons fous.

[0081] Dans la suite de la description, le premier pignon fou 23 désignera par exemple celui permettant d’établir un premier rapport de vitesses, tandis le second pignon fou 22 désignera celui permettant d’établir un second rapport de vitesses.

[0082] Comme le montre la figure 5 sur laquelle seuls les crabots 230 du premier pignon fou 23 ont été représentés, lorsqu’un rapport de vitesse est engagé (le premier rapport sur cette figure 5), les deux baladeurs de sélection 520 et de verrouillage 530 sont en position couplée.

[0083] Dans cette position, les premières extrémités de leurs doigts 521 , 531 viennent se positionner à la même hauteur, de part et d’autre de chaque crabot 230 du pignon fou 23 correspondant, de telle sorte que les faces radiales des crabots se trouvent au contact des faces radiales correspondantes des doigts 521 , 531 des baladeurs. Ainsi le moyeu 540 se trouve-t-il bloqué en rotation par rapport à ce pignon fou 23.

[0084] On notera ici que les faces en contact des doigts et des crabots étant radiales (c’est-à-dire s’étendent dans des plans sensiblement radiaux par rapport à l’axe principal A1), la transmission de couple peut se faire sans difficulté. Bien entendu, ces différentes faces pourraient en variante ne pas être exactement radiales.

[0085] La première extrémité de chaque doigt 521 , 531 (celle tournée du côté du premier pignon fou 23) s’étend à une distance de la seconde extrémité de ce doigt qui est inférieure à la distance séparant les faces d’extrémité des deux crabots 220, 230, si bien qu’un seul baladeur ne peut pas simultanément craboter les deux pignons fous 22, 23. En pratique, cette distance est sensiblement égale à l’épaisseur du moyeu 540 (selon l’axe principal A1). [0086] Il est donc nécessaire de le déplacer pour passer un rapport de vitesses.

[0087] Le baladeur de sélection 520 est prévu pour être déplacé d’une position couplée à l’autre au moyen de l’organe de sélection 510. Comme le montre bien la figure 2, cet organe de sélection 510 comporte ici une unique fourchette qui est engagée dans une gorge 528 délimitée par deux nervures périphériques prévues en saillie de la face externe du baladeur de sélection 520.

[0088] Ainsi, en déplaçant l’organe de sélection 510 le long de l’axe principal A1 , il est possible de placer les doigts 521 du baladeur de sélection 520 en appui contre les crabots 220, 230 de l’un ou l’autre des pignons fous 22, 23 afin de passer un rapport de vitesses.

[0089] Le baladeur de verrouillage 530 n’est pour sa part pas commandé. Aucune fourchette ne lui est donc associée. Il est prévu pour se déplacer automatiquement et mécaniquement d’une position couplée à l’un quelconque des pignons fous à une position couplée à l’autre pignon fou à la faveur du déplacement du baladeur de sélection 520, grâce aux ressorts 550, 551.

[0090] Pour s’assurer que lors d’un passage de rapport, les extrémités des doigts 521 , 531 des deux baladeurs viennent se positionner de part et d’autre de chaque crabot 220, 230 du pignon fou 22, 23 correspondant, il est tout d’abord prévu que ces crabots s’appliquent contre les doigts du baladeur de sélection 520 avant que le baladeur de verrouillage 530 ne se mette en place. A cette fin, il est alors nécessaire que les doigts 531 du baladeur de verrouillage 530 puissent s’effacer du passage des crabots du pignon fou vers les doigts 521 du baladeur de sélection 520.

[0091] Pour cela, comme le montre bien la figure 2, les faces d’extrémités 534 des doigts 531 de ce baladeur de verrouillage 530 s’étendent dans des plans qui ne sont pas orthogonaux à l’axe de rotation A1 mais qui sont inclinés par rapport à celui-ci, afin de former des rampes de pentes conjuguées avec les pentes des rampes 221 , 231 des crabots.

[0092] Ainsi les faces d’extrémités 534 des doigts 531 s’étendent-elles parallèlement aux rampes 221 , 231 des crabots 220, 230 qui leurs font face.

[0093] L’angle d’inclinaison d’une pente par rapport à un plan orthogonal à l’axe principal A1 est de préférence compris entre 5 et 45 degrés. Il est ici de 20 degrés.

[0094] Les deux faces d’extrémités 534 de chaque doigt 531 s’étendent ici dans des plans parallèles.

[0095] On notera que les faces d’extrémité des doigts 521 du baladeur de sélection 520 s’étendent pour leur part dans des plans qui sont orthogonaux à l’axe principal A1 .

[0096] Le réducteur de vitesse comporte par ailleurs un actionneur pour faire coulisser l’organe de sélection 510 et un calculateur pour piloter cet actionneur. [0097] Ce calculateur comporte par exemple un processeur, une mémoire et différentes interfaces d'entrée et de sortie. Grâce à ses interfaces d'entrée, le calculateur est adapté à recevoir des données telles que par exemple la vitesse de rotation du moteur électrique et le couple délivré. Grâce à ses interfaces de sortie, le calculateur est adapté à commander l’actionneur de l’organe de sélection 510. Grâce à sa mémoire, le calculateur mémorise une application informatique, constituée de programmes d’ordinateur comprenant des instructions dont l’exécution par le processeur permet la mise en œuvre par le calculateur du procédé décrit ci-après.

[0098] A ce stade, on peut décrire comment le crabotage d’un pignon fou s’effectue.

[0099] Comme le montre la figure 5, on peut partir de la situation dans laquelle le premier pignon fou 23 est initialement couplé à l’arbre principal 21 grâce aux deux baladeurs.

[0100] Comme cela a été expliqué, dans cette situation, les crabots 230 du premier pignon fou 23 sont pris en sandwich entre les doigts 521 , 531 de ces deux baladeurs. Les faces en appui des doigts contre chaque crabot sont radiales, si bien que cet appui garantit un bon passage de couple.

[0101] En pratique, lorsque le premier rapport de vitesses est engagé, c’est le baladeur de verrouillage 530 qui transmet le couple à l’arbre principal 21 (lorsque le couple est positif). Ainsi, les efforts s’appliquant sur le baladeur de sélection restent restreints, notamment en phase d’accélération juste avant de passer le second rapport.

[0102] A ce stade, les crabots 220 du second pignon fou 22 sont laissés libres puisque rien n’entrave leur liberté de pivoter sur l’arbre principal 21. Ainsi, ce pignon fou 22 tourne à une vitesse différente de celle du premier pignon fou 23, du fait que ces deux pignons fous sont engrenés dans des pignons fixes 12, 13 de diamètres différents. En l’espèce, ce second pignon fou 22 tourne plus vite que le premier pignon fou 23.

[0103] Lorsque le calculateur commande le passage d’un rapport de vitesses (par exemple parce que le régime du moteur électrique dépasse un seuil prédéterminé), l’organe de sélection 510 fait coulisser le baladeur de sélection 520 depuis sa position couplée au premier pignon fou 23 (figure 5) vers une position neutre intermédiaire dans laquelle il n’est couplé à aucun des pignons fous 22, 23 (figure 6).

[0104] Grâce aux ressorts 550, 551 , le baladeur de verrouillage 530 est également entraîné vers une position neutre intermédiaire, dans laquelle il n’est couplé à aucun des pignons fous 22, 23. Du fait des frottements entre ses doigts 531 et les crabots du premier pignon fou 23, ce mouvement peut être plus lent. Ce mouvement peut être aidé en réduisant le couple exercé par le moteur électrique.

[0105] A ce stade, les doigts 521 , 531 des deux baladeurs sont à la même hauteur et ne sont donc en appui contre aucun des crabots 220, 230 des pignons fous.

[0106] Les baladeurs sont ici préférentiellement maintenus quelques centièmes de secondes dans cette position neutre par le calculateur, de manière à pouvoir ralentir le moteur électrique et donc, de ce fait, la vitesse de rotation du second pignon fou 22. L’objectif est qu’à l’issue de cette étape, le second pignon tourne toujours plus vite que le baladeur de sélection 520 mais que l’écart de vitesses entre ces deux éléments ait diminué, par exemple au moins de moitié.

[0107] Pour passer le second rapport, le calculateur commande l’organe de sélection 510 de façon qu’il poursuive son mouvement afin de faire coulisser le baladeur de sélection 520 depuis cette position neutre intermédiaire vers la position couplée au second pignon fou 22 (figure 7).

[0108] Lors de ce passage, le baladeur de sélection 520 tourne toujours moins vite que le second pignon fou 22. Mais grâce à l’écartement angulaire important entre deux crabots 220 successifs, les deuxièmes extrémités de ses doigts 521 peuvent se glisser dans l’espace laissé entre deux crabots. La vitesse de déplacement de l’organe de sélection 510 est alors suffisamment rapide pour que le crabotage se fasse rapidement.

[0109] On comprend que ce crabotage est d’autant moins brutal que l’écart de vitesse angulaire entre le baladeur de sélection 520 et le second pignon fou 2 est réduite. Quoiqu’il en soit, ce crabotage va imposer une décélération au second pignon fou 22 et donc à l’arbre primaire 10.

[0110] En d’autres termes, lorsque le crabotage s’effectue, l’arbre primaire 10 est ralenti par le second pignon fou 22 dont les crabots 220 viennent s’appuyer pour cela contre les doigts 521 du baladeur de sélection 520 dont la vitesse de rotation est imposée par la vitesse d’avancement du véhicule automobile.

[0111] Lors de ce mouvement de coulissement du baladeur de sélection 520, le baladeur de verrouillage 530 est également entraîné vers le second pignon fou 22 par les ressorts

550, 551. Mais, comme l’illustre bien la figure 7, lorsque les deuxièmes extrémités des doigts 521 du baladeur de sélection 520 se glissent entre deux crabots 220, il peut arriver que les deuxièmes extrémités des doigts 531 du baladeur de verrouillage 530 viennent percuter les crabots 220 du second pignon fou 22 ou même qu’elles se placent entre les crabots et les doigts 521 du baladeur de sélection 520.

[0112] Les rampes conjuguées des crabots et des deuxièmes extrémités des doigts 531 du baladeur de verrouillage 530 permettent alors, en combinaison avec les ressorts 550,

551 , au baladeur de verrouillage 530 de s’effacer en retournant en direction de sa position neutre afin de laisser passer les crabots (voir flèche F1 sur la figure 7) de manière qu’ils viennent s’appuyer contre les doigts 521 du baladeur de sélection 520.

[0113] Comme le montre la figure 8, une fois que les crabots 220 ont atteint leur position finale, en appui contre les doigts 521 du baladeur de sélection 520, les ressorts 550, 551 permettent de ramener automatiquement le baladeur de verrouillage 530 vers le second pignon fou 22, de façon que les faces latérales de ses doigts 531 s’appliquent contre les crabots 220 du second pignon fou 22.

[0114] A ce stade, lorsque le second rapport de vitesses est engagé, c’est le baladeur de sélection 520 qui transmet le couple à l’arbre principal 21 (lorsque le couple est positif). Ainsi, les efforts s’appliquant sur le baladeur de verrouillage restent restreints

[0115] On notera à ce stade que le blocage d’un pignon fou par deux doigts situés de part et d’autre de chaque crabot est utile notamment en cas d’inversion de couple, c’est-à-dire lorsque le couple aux roues devient plus grand que le couple moteur (par exemple en phase de freinage récupératif où le moteur prend un rôle d’alternateur). Dans cette situation, ce sont en effet les doigts 531 du baladeur de verrouillage 530 qui vont majoritairement être contraints.

[0116] Lors d'un passage de rapport de vitesses subséquent, la cinématique sera sensiblement la même que celle expliquée ci-dessus, la seule différence étant que l'arbre primaire 10 ne sera cette fois pas freiné mais accéléré, si bien que l’orientation des rampes devra être inversée, comme cela est d’ailleurs bien illustré sur les figures.

[0117] On notera ici que lors d’un passage de première en seconde ou inversement, c’est toujours le baladeur de sélection 520 qui, commandé par l’organe de sélection 510, commence à coulisser avant le baladeur de verrouillage 530. Ce dernier coulisse ensuite sous l’effet des ressorts.

[0118] Lors d’un passage de rapport de première en seconde ou inversement, il peut arriver que lorsque l’organe de sélection 510 déplace le baladeur de sélection 520, les doigts de ce dernier viennent buter contre les faces d’extrémité des crabots du pignon fou sélectionné.

[0119] Pour éviter toute casse, différentes solutions sont envisageables.

[0120] La première solution serait de commander le passage du rapport de vitesses au moment opportun, c’est-à-dire lorsque les crabots sont décalés angulairement par rapport aux doigts du baladeur de sélection.

[0121] Une autre solution, ici adoptée, est représentée sur la figure 1. On y observe qu’entre l’actionneur électromécanique qui déplace l’organe de sélection 510 et cet organe, il est prévu un système élastique 40.

[0122] En l’espèce, la sortie de l’actionneur est ici fixée à un étrier 41 en U dont les deux bras en formes d’arches chevauchent un arbre de sélection 42 qui est fixé à la fourchette formant organe de sélection 510. Cet arbre de sélection 42 comporte une partie centrale de section réduite, au niveau de laquelle des coulisses 43 sont montées mobiles en translation, entre les deux bras de l’étrier 41. Ces deux coulisses 43 sont maintenues à distance l’une de l’autre par un ressort 44. Ainsi, lorsque l’actionneur déplace l’étrier 41 et que la fourchette est bloquée en position (par les crabots sur lesquels butent les extrémités des doigts du baladeur de sélection 520), le ressort se comprime si bien que l’étrier peut continuer de se déplacer.

[0123] La présente invention n’est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté, mais l’homme du métier saura y apporter toute variante conforme à l’invention. [0124] Typiquement, dans le mode de réalisation décrit supra, le passage d’un rapport de vitesse s’effectue sans synchronisation, mais il nécessite toutefois de freiner ou accélérer le moteur électrique lorsque les baladeurs sont en position neutre afin que le choc au moment du crabotage soit le plus retreint possible. En variante, on pourrait ne pas maintenir les deux baladeurs en position neutre, mais faire directement passer le baladeur de sélection d’une position couplée à l’autre. Dans cette variante, le choc issu du crabotage serait plus important. Dès lors, il serait préférable de placer, entre le moteur électrique et le réducteur de vitesse, un limiteur de couple ou un embrayage piloté.

[0125] A contrario, le passage d’un rapport de vitesse pourrait s’effectuer avec synchronisation, de manière qu’au moment où le baladeur de sélection s’engage entre les crabots du pignon fou à craboter, il soit garantie que les doigts de ce baladeur se positionnent bien en appui contre les crabots.

[0126] Dans un autre mode de réalisation, le moteur électrique et le réducteur de vitesses décrits supra pourraient être installés dans un véhicule hybride, comportant par ailleurs un moteur à combustion interne. Dans ce mode, la position neutre offerte par le réducteur de vitesse pourrait être employée pour découpler le moteur électrique du moteur à combustion interne, lorsque l’on souhaite que le véhicule soit propulsé uniquement par le moteur à combustion interne.