Brevet FR2183774A1 — publié le 19731221

On connatt sous différentes formes d'exécution des procédés de réalisation de la denture de couronnes dentées. En particulier, pour réaliser la denture d t organes d'accouplement de bottes de vitesses synchronisées, par exemple de boltes de vitesses à pignons utilisées en construction automobile, cette denture étant composée de dents dont le profil offre latéralement des surfaces d'engagement en dièdre et frontalement des surfaces de tAete en gradin formant des talons de butée qui permettent l'enclenchement d'un manchon de manoeuvre associé par l'intermédiaire d'un anneau de synchronisation, il est connu de réaliser les dents par fraisage, en raison de leur profil relativement compliqué et de la précision dimensionnelle désirée, c'est-à-dire selon un procédé avec enlèvement de matière. Une fabrication par enlèvement de matière et, en particulier, par fraisage, est cependant relativement coûteuse en temps et en matériel. I1 s'ensuit que les coûts de fabrication de la denture d'organes d'accouplement pour bottes de vitesses synchronisées atteignent un niveau considérable. L'invention a pour but la création d'un procédé et de matrices remédiant à cs inconvénients et permettant de réaliser avec une précision élevée la denture de couronnes dentées, en particulier la denture d'organes d'accouplement pour bottes de vitesses synchronisées, d'une manière particulièrement simple, économique et rationnelle. L'invention concerne un procédé de réalisation de la denture de couronnes dentées en particulier de la denture d'organes d'accouplement de bottes de vitesses synchronisées, cette denture étant composée de dents dont le profil offre latéralement des surfaces d'engagement en dièdre et frontalement des surfaces de tête en gradin formant des talons de butée qui permettent l'enclenchement d'un manchon de manoeuvre associé par l'intermédiaire d'un anneau de synchronisation.Selon l'invention, on découpe tout d'abord les dents, puis on réalise le profil de dent par estampage, les dents découpées étant respectivement préestampées dans des matrices offrant une cavité dont la forme correspond au profil de dent, leur estampage étant alors achevé à la fermeture des matrices au moyen d'un poinçon de refoulement pir:erant dans la cavité dont il force le remplissage complet. Selon l'invention, on effectue donc le formage des dents, c'est-à-dire la réalisation du profil de dent proprement dit, par usinage sans enlèvement de matière, si on fait abstraction du découpage des dents. L'invention a pour origine le fait qu'on peut encore obtenir les qualités mécaniques voulues même lorsque les dents comportent en quelque sorte des trous de refoulement, qui ne sont d'ailleurs pas gênants, car il est facile de les disposer du côté tourné vers le pignon de vitesse correspondant, c'est-à-dire du côté opposé au manchon de manoeuvre, de sorte que le profil de dent nécessaire à l'enclenchement du manchon de manoeuvre associé est maintenu inchangé. I1 est un fait d'une importance particulière, dans le cadre des mesures selon l'invention, c'est qu'aucun usinage de finition de la denture, c'est-à-dire des dents distinctes, n'est nécessaire, car on peut réaliser leur profil, par l'effet de ltestampage proposé, d'une manière exactement conforme aux exi gences désirées de précision dimensionnelle, ctest-à-dire avec la plus haute précision. L'ébavurage, rendu nécessaire dans les matrices par une fabrication sans enlèvement de matière, est ici inutile, car l'estampage de finition des dents, c'est-à-dire de leur profil, au moyen du poinçon de refoulement, ne peut avoir lieu que lorsque le pré-estampage dans les matrices est terminé et que celles-ci sont fermées.Le poinçon de refoulement n'a donc pas d'autre objet que le remplissage de la cavité des matrices fermées avec la matière prévue pour les dents, d'où résulte par le fait- meme la formation du profil de dent. La précision dimensionnelle du profil de dent dépend ainsi directement de la précision dimensionnelle de la cavité elle-même. Dans le cadre du procédé selon l'invention, on a en principe la possibilité de travailler avec une seule paire de matrices et d'amener les dents successivement à ces matrices au cours de la fabrication du profil, ou d'associer à chaque dent une paire de matrices particulière, par quoi on peut obtenir une importante réduction des temps de fabrication. On peut en particulier également obtenir, par le procédé selon l'invention, de bonnes précisions dimensionnelles du fait que, selon une autre caractéristique de l'invention, on effectue le découpage des dents selon un procédé de découpage de précision et L'estampage des dents selon un procédé de pressage avec fluage à froid. I1 va de soi que les dents sont découpées avec sousdimensionnement pour obtenir ensuite un parfait remplissage de la cavité avec les dimensions précises désirées. Ce sous-dimensionne ment correspond en pratique au volume du poinçon de refoulement dans la mesure où il pénètre dans la cavité des matrices.Comme, selon l'invention, on utilise des matrices, on peut réaliser sans difficulté pratiquement toute conformation voulue de dents, c'est-à-dire de leur profil, par une conformation correspondante de la cavité. Linvention aégalement pour objet des matrices permet tant la mise en oeuvre du procédé décrit, comprenant une matrice inférieure et une matrice supérieure qui offrent une cavité cor respondant au profil de dent, qui se distinguent par une structure particulièrement simple et bien adaptée, et sont caractérisées par le fait qu'à la matrice inférieure ou à la matrice supérieure fixe est associé un poinçon de refoulement qui peut pénétrer dans la cavité. Seul un mouvement relatif du poinçon de refoulement et dela matrice supérieure ou inférieure est envisagé.A cet effet, le poinçon de refoulement est monté d'une manière connue en soi sur une plaque à poinçon, des éléments élastiques étant disposés entre la matrice inférieure et la plaque à poinçon, d'une part pour amortir l'avancement du poinçon de refoulement et de sa plaque vis-à-vis de la matrice correspondante, d'autre part pour assurer le retour du poinçon de refoulement à sa position initial, L'invention a encore pour objet organe d'accouplement lui-mme, qui se distingue par une structure bien adaptée sur le plan de la fabrication et du fonctionnement et est caractérisé par le fait que les dents comportent des trous de refoulement de leur côté opposé au manchon de manoeuvre, c'est-à-dire de leur côté tourné vers le pignon de vitesse. En outre, les trous de refoulement sont des trous de forme conique, afin de permettre une extraction aisée du poinçon de refoulement hors de la dent correspondante, c'est-à-dire de la cavité des matrices, après réalisation du profilage de nt. Selon une proposition très importante en elle-mtme de la Demanderesse, les dents comportent, de leur côté tourné vers le manchon de manoeuvre, des surfaces d'engagementen endièdre séparées par une arête arrondie, de manière à toujours garantir un parfait enclenchement du manchon de manoeuvre.Dans les orga nes d'accouplement connus, les surfaces d'engagement en dièdre offrent en effet une surface d'arête biseautée, donc une arrête en quelque sorte aplatie, ce qui peut se révéler en soi tout à fait nuisible après obtention de la synchronisation au passage d'une vitesse, c'est-à-dire au cours de l'enclenchement du manchon de manoeuvre, quand les surfaces d'arAete et la denture du manchon de manoeuvre se trouvent exactement en vis-à-vis; alors, la denture du manchon de manoeuvre ne pénètre pas dans les surfaces d'engagement en dièdre et, de ce fait, l'enclenchement se trouve en pratique contrarié.Ces difficultés de manoeuvre, qui causent en outre d'intenses bruits de craquement, sont supprimées selon l'invention par le fait que les arêtes séparant les surfaces d'engagement en dièdre des dents de l'organe d'accouplement conforme à Invention sont réalisées comme des arAetes arrondies, de sorte qu'un glissement du manchon de manoeuvre, c'est-à-dire de sa denture5 sur les surfaces d'engagement en dièdre associées, donc un enclenchement parfait, est garanti. La conformation de ltarête avec arrondi dans la région de jonction des surfaces d'engagement en dièdre respectivement associées est rendue possible précisément par le fait que, selon l'invention, la réalisation des dents, c'est-à-dire de leur profil, est effectuée par estampage. Les avantages obtenus consistent essentiellement en ceci que le procédé et les matrices selon l'invention qui permettent la réalisation de la denture de couronnes dentées en générales et en particulier de la denture d'organes d'accouplement pour bottes de vitesses synchronisées, telles par exemple que les bottes de vitesses à pignons utilisées en construction automobile, dtune manière particulièrement simple, économique et rationnelle, car la mise en forme proprement dite du profilage de dents est effectuée dans le cadre d'une fabrication sans enlèvement de matière, savoir par estampage, et n'exige aucun usinage de finitison, et cela en particulier lorsque l'estampage du profil de dent est effectué selon un procédé de pressage avec fluage à froid.Les opérations de frai sage compliquées, longues et particulièrement onéreuses ne sont plus nécessaires. Comme il s'agit avant tout, dans le cas d'organes d'accouplement de boîtes de vitesses synchronisées pour automobiles, d'un article fabriqué en masse, le procédé selon l'invention permet en conséquence de fabriquer de tels organes d'accouplement à prix très réduit et donc d'une manière extrêmement économique. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, -permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure 1 représente un organe d'accouplement selon l'invention, en coupe radiale, ainsi que les pièces voisines d'une boute de vitesses synchronisée. La figure 2 représente une partie de l'objet de la figure 1, en vue axiale du côté du pignon de vitesse. La figure 3 représente une dent de l'objet de la figure 1, en vue frontale. Les figures 4 à 6 représentent, dans différentes phases de travail, une paire de matrices permettant la réalisation de la denture de l'objet de la figure 1. Les figures 1 à 3 illustrent un organe d'accouplement 1 pour boite de vitesses synchronisée, par exemple pour boite de vitesses à pignons, comme on en utilise en construction automobile. Cet organe d'accouplement 1 comporte une denture composée de dents 2 dont le profil offre latéralement des surfaces d'engagement 3 en dièdre et frontalement des surfaces de tête 5 en gradin formant des talons de butée 4 qui permettent l'enclenchement d'un manchon de manoeuvre 7 associé par l'intermédiaire d'un anneau de synchronisation 6. Les dents 2 comportent des trous de refoulement 9 de leur côté opposé au manchon de manoeuvre 7, c'est-à-dire- du côté tourné vers le pignon de vitesse 8. Ces trous de refoulement 9 sont des trous de forme conique. Selon une forme d'exécution préférée, les dents 2 comportent, de leur cté tourné vers le manchon de manoeuvre 7, des surfaces d'engagement 3 en dièdre séparées par une arête arrondie 10, Un organe d'accouplement 1 ainsi conformé, muni d'une telle denture, permet une fabrication sans enlèvement de matière. A cet effet, on découpe tout d'abord les dents 2, puis on réalise le profil de dent par estampage, les dents découpées 2a étant respectivement pré-estampées dans des matrices 11, 12 offrant une cavité 13 dont la forme correspond au profil de dent, leur estampage étant alors achevé à la fermeture des matrices 11, 12 au moyen d'un poinçon de refoulement 14 pénétrant dans la cavité 13 dont il force le remplissage complet. Des matrices 11, 12 nécessaires pour cela sont reprézestées dans différentes phases de travail sur les figures 4 à 6. Ces matrices comprennent une matrice inférieure 12 et une matrice supérieure 11 qui offrent une cavité 13 correspondant au profil de dent et à la matrice inférieure 12 fixe est associé un poinçon de refoulement 14 qui peut pénétrer dans la cavité 13. On a aussi en principe la possibilité de travailler avec une matrice supérieure 11 fixe et d'associer à celle-ci le poinçon de refoulement 14, ce qui n'est pas représenté. Le poinçon de refoulement 14 est monté d'une manière connue en soi sur une plaque à poinçon 15, des éléments élastiques 16 étant disposés entre la matrice inférieure 12 et ladite plaque 15. Les phases de travail représentées montrent clairement que l'opération de refoulement proprement dite ne commence que lorsque les matrices 11, 12 sont déjà fermées après l'accomplissement du pré-estampage de la dent 2a découpée en cause, de sorte que l'opération de formation du gradin et, par suite, l'usinage de finition se trouvent éliminés. Cela est en particulier possible du fait que le découpage de la dent 2 est effectué selon un procédé de découpage de précision, et 1'estampage dans les matrices selon un procédé de pressage avec fluage à froid. - REVENDICATIONS 1.- Procédé de réalisation de la denture de couronnes dentées, enparticulier de la denture d'organes d'accouplement de boites de vitesses synchronisées, cette denture étant composée de dents dont le profil offre latéralement des surfaces d'engagement en dièdre et frontalement des surfaces de tête en gradin formant des talons de butée qui permettent l'enclenchement d'un manchon de manoeuvre associé, caractérisé par le fait qu'on découpe tout d'abord les dents (2), puis qu'on réalise le profil de dent par estampage, les dents découpées (2a) étant respectivement pré-estaF pées dans des matrices (11, 12) offrant une cavité (13) dont la forme correspond au profil de dent, leur estampage étant alors achevé à la fermeture des matrices(ll, 12) au moyen d'un poinçon de refoulement (14) pénétrant dans la cavité (13) dont il force le remplissage complet. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on effectue le découpage des dents (2) selon un procédé de découpage de précision et l'estampage des dents (2) selon un procédé de pressage avec fluage à froid. 3'- Matrices perméttant la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, comprenant une matrice inférieure et une matrice supérieure qui offrent une cavité correspondant au profil de dent, caractérisées par le fait qu'à la matrice inférieure (12) (ou à la matrice supérieure) fixe est associé un poinçon de refoulement (14)qui peut pénétrer dans la cavité (13). t.- Matrices selon la revendication 3, caractérisées par le fait que le poinçon de refoulement (14) est monté d'une manière connue en soi sur une plaque à poinçon (15), des éléments élastiques (16) étant disposés entre la matrice inférieure (12) et ladite plaque (15). 5.- Organe dtaccouplement pour boites de vitesses syn- chronisées, comportant des dents réalisées par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, le profil de ces dents offrant latéralement des surfaces d'engagement en dièdre et frontapement des surfaces de tete en gradin formant des talons de bittée qui permettent l'enclenchement d'un manchon de manoeuvre associé, caractérisé par le fait que les dents (2) comportent des trous de refoulement (9) de leur côté opposé au manchon de manoeuvre (7). 6.- Organe d'accouplement selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les trous de refoulement (9) sont des trous de forme conique, 7. - Organe d'accouplement selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé par le fait que les dents (2) comportent, de leur côté tourné vers le manchon de manoeuvre (7), des surfaces d'engagement (3) en dièdre séparées par une arête arrondie (10).