Brevet FR2138355A1 — publié le 19730105

La présente invention a pour objets des perfection- nements aux synchroniseurs à friction et plus particulièrement aux synehroniseurs dits absolus qui sont montés dans des bottes de vitesses pour faciliter le passage d'une vitesse à une autre. Ces synchroniseurs oomportent un arbre d'entratnement présentant des cannelures sur sa périphérie, des organes tournants coaxiaux à l'arbre d'entratnement et pourvus de canes mâles de grand dlamOtre et de crabotages femelle s à denture intérieure de diamètre généralement inférieur à celui des cônes. Sur l'arbre d'entratnement peut coulisser une pince centrale qui porto à chaque extrémité un crabotage mile correspondant au cra botqe femelle des organes tournants.Dans l'axe de symétrie de omette pièce centrale sont percés des trous dans lesquels sont logés des ressorts et des billes d'arrSt portés par trois bras, de section polygonale, dont les coins sont émoussés à un angle déterminé. Autour de cette pièce centrale est disposée une autre pible, en forme de tambour de grand diamètre, qui porte aux deux extrémités des cônes femelles et qui est munie d'entailles rectangulaires avec double rampe au milieu, à travers lesquelles passent les bras de la pièce centrale.Dans l'axe de symétrie du tambour se trouve une gorge dans laquelle peuvent se loger les billes d'arr8t. La bague de la fourchette de commande de déplacement de la pièce centrale est de grand diamètre, centrée sur les extrémités des bras de ladite pièce centrale et auxquels elle est fixée moyennant des douilles ou des vis. De ce fait, la pièce centrale est commandée directement par la fourchette, tandis que le tambour est lié à la pièce centrale par les billes d'arrêt, te fonctionnement d'un tel synchroniseur est bien connu. Toutefois, il faut noter que, avant que les crabots soient engagés les uns dans les autres, la friction entre les c8nes des organes tournants et du tambour a cessé. Bien qu'un tel type de synchroniseur donne satisfaction, il arrive que la vitesse que l'on désire enclencher ne passe pas. I1 faut alors recommencer l'opération en réembrayant au point mort et en engageant à nouveau la vitesse récalcitrante. Le cas le plus courant est celui de la voiture arrêté, surtout lorsque les pointes des dents des crabots sont émoussés et entrent en contact pointe sur pointe. ta présente invention a pour but de pallier les inconvénients précités et de proposer des perfectionnements aux synchroniseurs du type absolu qui permettent que l'entrée des dents des crabots, les unes entre les autres, soit systé- mastique quelles que soient leur présentation les unes par rapport aux autres et leur vitesse relative, celle-ci pouvant entre nulle. Cette entrée des dents des crabots systématique est provoquée par un mouvement de rotation relatif des dents de crabotage pendant une course limitée, tout en maintenant un contact approprié entre les cônes de friction. A cet effet, les perfectionnements aux synchroniseurs du type comportant un arbre entraîné en rotation, des organes tournants coaxiaux à l'arbre d'entratnement et etpourvus de canes de grand diamètre et des crabotages à denture intérieure de diamètre inférieur à celui desdits e8ness, une fourchette de commande centrée par.l'intermédiaire d'une bague annulaire sur des bras d'un équipage mobile en translation sur l'arbre d'en tratnement, ledit équipage mobile étant pourvu de moyens de crabotage susceptibles de coopérer avec la denture intérieure des organes tournants, des organes de poussée montés sur l'qui page mobile et coopérant avec une pince en forme de tambour disposée autour dudit équipage mobile, ledit tambour portant à ses deux extrémités des canes susceptibles de coopérer avec les canes de grand diambtre des organes tournants, lesdits perfectionnements étant caractérisés en ce que l'équipage mobile est constitué par deux éléments distincts dont l'un est un élément de verrouillage et de crabotage solidaire des bras coopérant avec la fourchette de commande, les deux éléments distincts coopérant entre eux au moyen d'un téton prévu sur l'un desdits éléments et d'une rainure hilicoSdale prévue sur autre élément de façon que le déplacement longitudinal de l'un par rapport à l'autre entrains une rotation entre lesdits éléments. On voit alors le grand avantage de ces perfection- nements et il réside dans le fait que quelle que soit la position des dents des crabots au moment de l'enclenchement de la vitesse choisie, il g a interpénétration des dents entre elles, car le mouvement relatif de rotation qui leur est imposé au moment opportun amine une série de dents à glisser sur l'autre série correspondante et permet ledit enclenchement de la vitesse. En effet, le contact entre les cônes de friction étant maintenu pendant la recherche de positionnement des dents, il ne peut y avoir un retour au point mort et de ce fait, on est sûr que les dents des crabots continuent leur mouvement relatif jusqu'8 ce qu'une série de dents soit positionnée convenablement par rapport à l'autre série de dents. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront à la lecture de la description donnée ci-dessous à titre indicatif, mais non limitatif, ainsi que du dessin annexé sur lequel - la figure 1 est une vue en coupe d'un synchro viseur selon un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne II-II de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en coupe de la pièce de verrouillage et de crabotage ; - la figure 4 est une vue en plan des crabots, le téton du croisillon étant vu en coupe ;; - la figure 5 est une vue en coupe partielle d'un autre mode de réalisation de l'invention , - les figures 6 et 7 sont des vues schématiques en coupe du synchroniseur depuis le moment où le synchroniseur est au point mort jusqu'au contact des dents te synchroniseur représenté aux figures 1 à 4 comprend un arbre d'entraSnement 1 animé d'un mouvement de rotation qui lui est communiqué par des moyens non représentés, deux organes coaxiaux et tournants 2 et 3, tels que des pignons, montés coaxialement sur ledit arbre d'entrainement l. Les pigions 2 et 3 sont de grand diamètre et comportent chacun un cône de friction 4, 5 et une denture intérieure 6, 7 qui sont des moyens de crabotage, la denture intérieure 6, 7 étant constituée par des dents taillées en pointe et arrondies à leur extrémité 8, 9, l'arrondi pouvant votre aussi petit que l'on veut, et présentant des flancs parallèles à l'axe de rotation de l'arbre d'entraînement 1. L'arbre d'entraSnement 1 présente sur sa périphérie des cannelures 10 et dans lesquelles s'engagent des cannelures 12 ménagées sur un coulisseau 11 constituant un élément de l'équipage mobile et comportant deux demi-coulisseaux 13 et 14 reliés entre eux par une entretoise 15. Chaque demi-coulisseau 13, 14 est pourvu de dents de crabotage 16, 17 taillées en pointe, arrondies à leur extrémité 18, 19 et formant des dents de forme identique aux dents 6, 7 des pignons 2 et 3. Les dents 16, 17 sont susceptibles de s'insérer entre les dents 6, 7 des pignons 2 et 3 pour réaliser le verrouillage de l'arbre d'entraSnement 1 avec l'un ou l'autre de ces pignons. Les demi-coulisseaux 13, 14 présentent dans leur axe de symétrie une entaille 20 en forme de V et diamétralement opposée à ladite entaille, une rainure hélicoTdale 21. Dans la partie centrale des demi-coulisseaux et entre les portées réservées aux dents de crabotage 13 et 14 est disposée une pièce de verrouillage et de crabotage 22 appelée très souvent croisillon qui est susceptible de glisser de part et d'autre de l'axe de symétrie. Le croisillon 22 a la forme d'une grosse rondelle percée de trous cylindriques 23 situés principalement dans son plan de symétrie radial et disposés à 600 les uns des autres. Autour de la partie cylindrique extérieure du croisillon 22 est montée coulissante une pièce cylindrique 24 en forme de tambour et présentant à chaque extrémité des cornes de grand diamètre 25 et 26 susceptibles de coopérer avec les canes 4 et 5 des pignons 2 et 3. Dans une première série de trois trous décalés de 1200 las uns par rapport aux autres du croisillon 22 sont disposés des moyens d'entrainement constitués par un bras 27 qui comporte à l'extrémité 28 dépassant de son logement, un téton 29 comportant deux méplats et susceptible de se déplacer dans la rainure hélicoidale 21, tandis que l'autre extrémité 30 est constituée par une tête de forme polygonale; par exemple par une tGte 3làsb pans 32 munie d'un taraudage, lesdits pans 32 ou parties inclinées étant susceptibles de coopérer avec les parties inclinées 33 ménagées dans une ouverture en forme de croix 34 prévue dans l'axe de symétrie radial dudit tambour 24 et au droit de chacune des têtes 30.De même, les parties horizontales 35 des tetes 30 sont susceptibles de coulisser sur les parties horizontales 36 correspondantes de l'ouverture 34. Les trois bras d'entrainement 27 sont reliés par une bague 37 rendue solidaire de ces derniers au moyen de vis 38. La périphérie de la bague 37 est coiffée par une fourchette de commande 39 qui permet d'assurer le déplacement des demi-coulisseaux 13 et 14. Dans chaque trou de la seconde série qui est donc disposé entre deux bras d'entraSnementt sont disposés daux ergots 40 et 41 en forme de coin et entre lesquels prend appui un ressort 42. L'ergot 40 est en appui sur le fond de l'entaille en V 20 des demi-coulisseaux, tandis que l'ergot 41 est en appui au point mort du synchroniseur sur le fond d'une entaille 43 également en forme de V, ménagée dans une pièce 44. Celle-el est solidaire du tambour 24 et est logée dans une ouverture 45 ménagée dans ledit tambour 24 au droit des ergots 41, grave à des rainures 46 et 47 prévues à cet effet.Les sommets du V de l'entaille 43 sont raccordés aux parties horizontales 48 de la pince 44 par des arrondis 49 pour permettre un meilleur puisage des ergots 41 des parties inolinées du V aux parties horizontales de la pièce 44. Le fonctionnement d'un tel synchroniseur est le suivant (figures 6 et 7) Lorsqu'on commande le déplacement de la fourchette 39, par exemple vers la droite, on met en contact les cornes 5 et 26, ce qui provoque le basculement de la tâte 31 pour verrouiller l'avance des fourchettes tant que le couple de synchronisation existe. La fonction de l'ergot 40 est d'éviter le déplacement intempestif des demi-ooulisseaux par rapport au croisillon 22. I1 doit en effet tenir la réaction due au couple de synchronisation provoquant une réaction de frottement des demi-coulisseaux sur les cannelures de l'arbre et une réaction longitudinale due à la rampe hélicoTdale par laquelle transite le couple de synchronisation. Ainsi donc, le couple de synchronisation est absorbé par la premiers partie de la course du croisillon 22, et les cônes 26 et 5 se trouvent à la même vitesse, celle-ci pouvant être nulle, comme c'est le oas à l'arrêt du véhicule. Les parties obliques 32 et 33 permettent en continuant la poussée sur la fourchette 39 de faire basculer le tambour 24 par rapport au croisillon 22, ce qui permet d'amener en contact les parties horizontales 35 et 36. C'est ensuite que les arrondis des dents 7 et 17 peuvent venir en contact l'un contre l'autre. Plusieurs cas peuvent se produire. Lorsque les dents 8 'engagent correctement, la synchronisation est réalisée, mais il peut arriver le cas où les dents 7 et 17 entrent en contact dans une telle position qu'aucune d'entre elles ne peut passer sur 11 autre. I1 peut alors se produire deux actions qui vont permettre de réaliser le orabotage recherché. Dans la premiers action, les canes 26 et 5 sont en contact poussés par l'ergot 41 et le seul couple de forces agissant est celui dû principalement aux frottements des parties tournant dans l'huile du synchroniseur, puisque le téton 29 n'a pas encore agi sur la rampe 21. Dès que le téton 29 appuie davantage sur la rampe 21, les dents 17 tendent à se déplacer par rapport aux dents 7, le contact de friction entre les connes 26 et 5 étant toujours maintenu. Le déplacement des dents 17 va amener ces dernières à contourner les dents 7 et ce, parce que le contact de friction du cane 26 sur le cane 5 est supérieur au contact de friction des dents 17 sur les dents 7.Le contournement précité étant réalisé, les dents 17 s'engagent compl & tement sous les dents 7 dans l'exemple représenté à la figure 1, et le crabotage recherché esteffectué. I1 va de soi que les dents 7 peuvent contourner les dents 17 si l'on admet que le déplacement relatif des cornes 26 et 5 est tel que c'est le cône 5 qui glisse sur le cône 26. Dans la deuxième action, l'effort de friction des dents 17 sur les dents 7 peut strie supérieur ou égal à l'effort de friction du cane 26 sur le cane 5. I1 se produit alors un coinoement entre les dents 17 et 7 et donc il y a impossibilité pour que l'une des séries de dents glisse sur l'autre. Mais, la fourchette 39 poussant le téton 29 sur la rampe 21, il se crée un couple qui est supérieur à la friction du cane 26 sur le cane 5. Comme les dents 17 et 7 sont coincées entre elles, il se produit un glissement relatif des canes 5 et 26 les uns sur les autres. Ce glissement se poursuit jusqu'à ce que le téton 29 vienne en butée contre le fond de la rampe 21 et le bilan des forces à ce moment se réduit à l'effort longitudinal dt à la poussée de la fourchette 39, lequel effort longitudinal est transmis aux dents 17 alors que, simultanément, les dents 7 continuent de glisser en mime temps que le cane 5 glisse sur le cône 26. A ce moment là, les dents 7 vont passer sous les dents 17 dans la représentation de la figure 7 et le crabotage est réalisé. Dans une variante du synchroniseur (figure 5), le tambour 24 comporte une rainure 50 en forme de V dans laquelle est susceptible de s'engager un ergot 51 porté par le croisillon 22 et poussé dans ladite rainure 50 par un ressort 52. Cette disposition permet d'avoir des parties 32 et 33 molns inclinées que celles représentées à la figure 3 et la t8te polygonale peut présenter, à la limite, la forme d'un carré, En effet, lorsque le couple de synchronisation apparat, ergot 51 se dégage en partie de la rainure 50, de façon que lorsque le cpuple de synchronisation disparaît, le croisillon et le tambour puissent revenir dans la position d'origine, par exemple telle que celle représentée à la figure 3. Alors, les parties droites 35 et 36 peuvent glisser les unes sur les autres. Ainsi dono, quelle que soit la position des dents 17 et 7 entre elles, elles pourront s'engager les unes dans les autres. Bien entendu, la présente invention n' est pas limitée au mode de réalisation ci-dessus, mais en couvre au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Perfectionnements aux synchroniseurs à friction du type comportant un arbre entrain8 en rotation, des organes tournants coaxiaux à l'arbre dtentratnement et pourvus de canes de grand diamètre et des crabotages à denture intérieure qe diambtre inférieur à celui desdits cônes, une fourchette de commande centrée par l'intermédiaire d'une bague annulaire sur des bras d'un équipage mobile en translation sur l'arbre d'en tratnement, ledit équipage mobile étant pourvu de moyens de crabotage susceptibles de coopérer avec la denture intérieure des organes tournants, des organes de poussée montés sur l'équipage mobile et coopérant avec une pièce en forme de tambour disposée autour dudit équipage mobile, ledit tambour portant 9 ses deux extrémités des cones susceptibles de coopérer avec les canes de grand diambtre des organes tournants, et caractérisés en ce que l'équipage mobile est constitué par deux éléments distincts dont l'un est un élément de verrouillage et de crabotage solidaire des bras coopérant avec la fourchette de commande, les deux éléments distincts coopérant entre eux au moyen d'un téton prévu sur l'un desdits éléments et d'une rainure hdlieoidale prévue sur l'autre élément de façon que le déplacement longitudinal de l'un par rapport à l'autre entrasse une rotation entre lesdits éléments. 2. 'Perfectionnements aux synchroniseurs à friction selon la revendication 1, caractérisés en ce que chaque bras comporte à une de ses extrémités une tête de forme polygonale connue en soi et à son autre extrémité le téton susceptible de prendre appui dans la rainure hélioordale ménagée dans l'autre élément de l'équipage mobile et constituant un coulisseau. 3. Perfectionnements aux synchroniseurs à friction selon la revendication 2, caractérisés en ce que le coulisseau comporte, diamétralement opposée à la rainure hélicordale, une rainure dans laquelle est engagé un ergot en appui sur une extrémité d'un ressort dont l'autre extrémité est en appui sur l'organe de poussée correspondant logé dans une gorge ménagée sur le tambour. 4. Perfectionnements aux synchronlseurs à friction selon la revendication 3, caractérisés en ce que l'organe de poussée est constitué par un ergot en forme de coin. 5. Perfectionnements aux synchroniseurs à friction selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisés en ce qu'au droit de i'organe de poussée est ménagée dans le tambour une ouverture dans laquelle est disposée une pièce de support solidaire du tambour et portant du caté de l'organe de poussée la gorge dans laquelle est susceptible de se loger ledit organe de poussée. 6. Perfectionnements aux synchroniseurs à friction selon la revendication 3, caractérisés en ce que la rainure opposée à la rainure hdlicoIdale est en forme de V. 7. Perfectionnements aux synchroniseurs à friction selon la revendication 4, caractérisés en ce que la gorge de la pièce de support est en forme de V. 8. Perfectionnements aux synchroniseurs à friction selon la revendication 1, caractérisés en ce que le téton est muni de deux méplats. 9. Perfectionnements aux synchroniseurs à friction selon l'une des revendications précédentes, caractérisés en ce que le tambour comporte une gorge supplémentaire en forme de V dans laquelle sont logés des érgots supplémentaires en nombre égal à celui des bras et poussés dans ladite gorge par des ressorts.