Brevet FR2356050A1 — publié le 19780120

La présente invention concerne un dispositif de synchronisation pour embrayages à assemblage par configuration de mécanis- nes de changement de vitesse par engrenages comportant un m?ncilon mobile axialement pouvant être mis en prise avec une couronne d'accouplement, un support, sur lequel est monté le manchon, zujetti à une partie du mécanisme aussi bien en rotation qu'axialement et une bague conique à friction constituant un verrou d'embrayage et reliée avec jeu au support du manchon par des butées de façon à intercaler entre le support du manchon et la bague conique à friction une suspension qui réagit à une rotation relative de ces derniers éléments, ladite suspension cherchant à placer la bague conique à friction dans une position déterminée par rapport au support du manchon sur le trajet de rotation qui est limité par les butées. Normalement, de tels dispositifs de synchronisation sont doubles, c'est-à-dire que le manchon peut être mis en prise à volonté avec deux couronnes dentées d'accouplement différentes, de sorte que deux bagues coniques à friction sont disposées d'une façon correspondante de part et d'autre du porte-manchon. Par suite du jeu relatif important des bagues coniques à friction, de nombreux dispositifs de synchronisation connus sont sensibles aux oscillations de torsion de la partie du mécanisme supportant le porte-manchon (arbre de transmission, flasque, arbre creux, etc). Si le ptrte-manchon est exposé en amont ou en aval à des oscillations de torsion, la bague de syn chronisatión, lorsqu'elle n'est pas en prise, est alors soumise à des mouvements incontrôlés qui, en cas d'oscillations,dexci- tation d'une amplitude suffisamment grande, peuvent aboutir à une rupture des butées. Selon la technique antérieure, on sait que l'influence de telles oscillations peut être contrecarrée par des forces de frottement. Cependant, ces forces de frottement agissent à l'encontre des forces d'embrayage,de sorte quil n'est possible d'appliquer que des forces de frottement limitées. De telles mesures se sont avérées très peu efficaces et donc inutiles lorsqu'elles s'appliquent à des bagues de synchronisation de plus grande masse et à leurs accélérations. Le brevet allemandDT-PS 24 31 324 concerne un dispositif de synchronisation (toutefois sans ressort) qui, dans le cas d'une forme de réalisation double avec deux bagues coniques à friction, comporte un accouplement mécanique opposé desdites bagues coniques à friction. Un tel dispositif de synchronisation est limité à deux bagues coniques à friction dans le cas de la forme de réalisation double. De plus, dans le cas de la bague conique à friction qui n'est pas en prise ;' n'est pas possible d'empêcher qu'elle entre en contact avec les butées correspondantes de sorte que, lorsqu'il se produit des oscillations ou vibrations de torsion, il n'est pas possible d'éviter entièrement les chocs imposés aux butées. La présente invention a pour objet un dispositif de synchronisation insensible aux vibrations de torsion qui ne présente pas les inconvénients susmentionnés. Selon la présente invention, le porte-manchon et la bague conique à friction sont accouplés par une suspension relativement douce qui tend à ramener les deux éléments dans la position médiane entre les butées. En présence d'un jeu de torsion suffisant qui doit être déterminé en tenant compte de l'amplitude maximale de vibrations de torsion ainsi que du dimensionnement approprié de la suspension, les butées de la bague conique à friction correspondante,qui n'est pas en prise,et du porte-manchon, sont maintenues à l'écart l'une de l'autre et donc protégées d'un contact. La suspension est conçue de préférence en choisissant un ressort relativement faible, c'est-à-dire avec une faible constante élastique,de façon que l'oscillation relative entre la bague conique à friction et le porte-manchon puisse se produire dans la plage surcritique par rapport aux vibrations de torsion induites de l'extérieur. Ainsi, la bague conique à friction est isolée des vibrations de torsion induites de l'extérieur et ne subit elle-meme que des vibrations ou oscillations de torsion de faible amplitude. Selon une autre disposition de l'invention, il est avantageux d'appliquer un certain amortissement au système oscillant. On peut l'effectuer en choisissant des ressorts appropriés, par exemple plusieurs ressorts à lames qui sont superposés d'une façon connue en soi pour former des groupes de ressorts, de sorte que les surfaces superposées des ressorts à lame frottent les unes contre les autres pendant le mouvement oscillant et amortissent ainsi les oscillations. Le brevet allemand DT-PS 1 965 844 concerne un dispositif de synchronisation du type décrit dans le premier paragraphe de l'introduction de la présente demande, dans lequel une suspension constituée de ressorts de torsion tente constamment de faire tourner la bague conique à friction, qui n'est pas en prise, en position de blocage, afin de rendre superflue l'étape dite de "désynchronisation" et donc d'écourter la durée du changement de vitesse. Etant donné que la bague conique à friction est ainsi maintenue constamment contre la butée correspondante, cette disposition ne résout pas le problème posé par la sensibilité aux oscillations de torsion, car selon l'intensité des oscillations de torsion, un écartement des butées de la bague conique à friction suivi d'un violent choc de retour n'est pas à exclure. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels : la figure 1 est une coupe longitudinale d'un dispositif de synchronisation la figure 2 est une coupe partielle suivant la ligne II-II de la figure 1 avec un élément élastique ; et les figures 3 à 10 représentent schématiquement d'autres formes de réalisation des éléments élastiques et de leur disposition entre le porte-manchon et une bague conique à friction. Le dispositif de synchronisation représenté sur la figure 1 fait partie d'un embrayage double et est destiné à déclencher ou à enclencher alternativement et à volonté deux roues dentées 10 et 20 qui sont montées sur un arbre de transmission 30 d'une boîte de changement de vitesse par engrenages. A cet effet, chacune des roues dentées 10, 20 est solidaire en rotation d'une ouronne d'accouplement 11, 21 respectivement,avec laquelle un manchon 31 mobile axialement peut venir en prise. Le manchon est monté de façon à être mobile axialement sur un support 32,tout en étant solidaire de ce dernier en rotation,qui est lui-même monté rigidement sur l'arbre 30 aussi bien en rotation qu'axialement. Entre le support 32 et les couronnes d'accouplement 11, 21 sont disposées des couronnes coniques à friction 12, 22 présentant des dents d'arrêt et consti tuant des verrous d'embrayage, dont les surfaces coniques à friction 13, 23 coopèrent avec des surfaces coniques complémentaires 14, 25 des couronnes d'accouplement 11 et 21.Les bagues coniques 12 et 22 sont reliées en torsion au support ou portemanchon 32 d'une façon connue (comme le montre la figure 2) par des butées 15, 33 ;16, 34 ou 25, 33 ; 26, 34 avec un jeu déterminé. Selon l'invention, les deux bagues coniques 12 et 22 sont reliées individuellement au porte-manchon par un dispositif élastique. Le dispositif élastique se compose de plusieurs ressorts à lame 35 dont la partie intermédiaire (comme on le voit sur la figure 2) s'ajuste dans une fente 37 du portemanchon 32 ou est serrée dans cette dernière et dont les extrémités élastiques se logent dans des fentes complémentaires 18 ou 28 des bagues coniques à friction. Les dimensions des ressorts 35, c'est-à-dire la section, la longueur des ressorts, etc. sont choisies de façon que la bague conique 12 ou 22 puisse tourner par rapport au porte-manchon jusqu'à appui des butées sous l'effet de la déformation élastique des ressorts et qu'en outre, la fréquence propre d'oscillation du système ressortmasse constitué par la bague conique 12 ou 22 et les ressorts 35 soit inférieure à la fréquence d'oscillation de torsion à laquelle le porte-manchon est soumis en fonctionnement. Les ressorts sont disposés de façon qu'en l'absence de l'influence de forces extérieures, la bague conique 12 ou 22 occupe, par rapport au porte-manchon 32, une position médiane entre les butées.Le jeu entre les bagues coniques 12, 22 et le porte-manchon 32 est déterminé en fonction de l'amplitude maximale des oscillations de torsion auxquelles est soumis le porte-manchon 32, de sorte queapar suite de l'action stabilisatrice des ressorts, il est possible d'éviter un entrechoquement brutal et dangereux des surfaces de butées malgré ces oscillations de torsion. Le jeu doit être en tout cas supérieur à l'amplitude maximale d'excitation En ce qui concerne la configuration des ressorts, il y a, en dehors des formes de réalisation déjà décrites, de nombreuses autres possibilités.Il convient simplement de noter que l'ajustement des ressorts steffectue au milieu de la plage de torsion, que la suspension est déformable élastiquement d'une façon suffisante en fonction de la plage de torsion et que la constante élastique est suffisamment faible pour que la torsion de la bague à friction ne soit pas entravée dans la position de blocage et que la fréquence propre d'oscillation du système ressort-bague conique à friction reste au-dessous de la fréquence d'oscillation d'excitation. En outre, il raut naturellement tenir compte de l'espace de montage limité qui est à disposition. La disposition de la suspension représentée sur la figure 3 se distingue de celle de la figure 2 principalement par le fait que les ressorts à lame 135 s'étendent entre l'une des deux bagues coniques 112 ou 122 et le porte-manchon 132 et ne relient donc pas les deux bagues coniques (les éléments représentés sur la figure 3 qui sont comparables à ceux représentés sur les figures 1 et 2 sont désignés par les mêmes numéros de référence auxquels on a ajouté une centaine). Ainsi, il est possible de choisir de plus grandes longueurs de ressort et de plus grandes plages de déformation. La figure 4 représente une suspension constituée de ressorts à lame 235 orientés radialement. Chacun des ressorts à lame- est logé étroitement par son extrémité radialement interne dans une fente 237 du porte-manchon 232 et pénètre par son extrémité radialement externe dans une fente 218 ou 228 d'un bloc de butée de la bague conique à friction 212 ou 222 (les éléments représentés sur la figure 4 qui correspondent à ceux des figures 1 et 2 étant désignés par les mêmes numéros de référence auxquels on a ajouté 200).Les blocs de butée 219 ou 229 des deux bagues coniques 212 et 222 pénètrent axialement des deux côtés dans un évidement (surfaces de butée 233 et 234) du porte-manchon 232, de sorte que deux ressorts à lame 235 sont disposons axialement l'un derrière l'autre dans le porte-manchon 232 et aboutissent séparément à une bague conique individuelle,de façon que les bagues coniques à friction puissent tourner d'une façon indépendante l'une de l'autre. Les figures 5 à 9 représentent des suspensions qui permettent un amortissement efficace du système oscillant q-.cons- tituent une bague conique, des ressorts et le porte-manchon. La suspension représentée sur les figures 6 et 7 correspond fondamentalement à celle de la figure 3, toutefois7 chaque élément élastique 335 est constitué par deux ressorts à lame superposés 335a et 335b qui, comme on le voit sur la figure 6, sont cintrés à l'état non monté et donc, sont montés à l'état préalablement tendu, de sorte que,lors de chaque mouvement de torsion des bagues coniques 312 ou 322 par rapport au porte-manchon 332,- il se produit au point de serrage des deux ressorts à lame un frottement qui contribue à l'amortissement des oscillations de torsion. La suspension des figures 7 et 8 correspond fondamentalement à celle des figures 1 et 2, toutefois, les éléments élastiques 435 sont constitués de deux ressorts à lame superposés 435a et 435b qui sont montés à l'état préalablement tendu, la tension préalable étant obtenue grâce à une forme cintrée, avant montage, qui est représentée sur la figure 8. Lors de chaque flexion de l'élément élastique 435, les ressorts à lame 435a et 435b frottent l'un contre l'autre, ce qui contribue également dans ce cas à un amortissement des oscillations de torsion. I1 est également possible d'obtenir un effet d'amortissement sans tension préalable de la suspension et uniquement par la force élastique agissant sur les extrémités des ressorts, ce qui est déjà connu en soi, de même que la superposition de plus de deux ressorts à lame, comme on le fait déjà pour constituer les blocs de ressorts à lame superposés, par exemple pour la construction de véhicules. Un tel élément constitué de trois ressorts à lame 535a, 535b, 535c est représenté sur la figure 9. Il est possible d'utiliser d'autres types de ressorts appropriés, par exemple des ressorts hélicoidaux 635a et 635b intercalés entre une butée 619 ou 629 de la bague conique 612 ou 622 et les côtés d'un evidement 618 ménagé dans le portemanchon 632. Le choix du type de ressort approprié est fonction de l'espace disponible,des caractéristiques des ressorts (suspension, constante d'élasticité) et des frais de montage entraî nées. Il va de soi que le dispositif décrit peut subir diverses modifications sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de synchronisation pour embrayage du type à assemblage par configuration de boite de rangement de vitesse par engrenages comportant un manchon mobile axialement pouvant être mis en prise avec une couronne d'accouplement, un support, sur lequel est monté le manchon, assujetti à une partie du mécanisme aussi bien en rotation qu'axialement et une bague conique à friction constituant un verrou d'embrayage et reliée avec jeu au support du manchon par des butées de façon à intercaler entre le support du manchon et la bague conique à friction une suspension qui réagit à une rotation relative de ces derniers éléments, ladite suspension cherchant à placer la bague conique à friction dans une position déterminée par rapport au support du manchon sur le trajet de rotation qui est limité par les butées, dispositif caractérisé en ce que des ressorts (35, 135, 235, 335a, 335b, 435a, 435b, 535a à 535c, 635a, 635b) sont disposés de façon qu'ils maintiennent la bague conique à friction (12, 22 ; 112, 122 ; *.... 612, 622) au milieu de la plage de torsion et que la suspension est agencée en fonction de sa constante d'élasticité de manière que, lors des oscillations de torsion imposées ou susceptibles d'être imposées au porte-manchon (32) en fonctionnement, la bague conique à friction (12, 22), qui est accouplée au porte-manchon par la suspension,puisse osciller d'une façon essentiellement surcritique, c'est-à-dire au-dessus de sa fréquence propre qui est déterminée par son moment d'inertie et par la constante de ressort. 2. Dispositif de synchronisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la suspension est constituée de plusieurs ressorts à lame préalablement tendus les uns contre les autres (335a, 335b ; 435a, 435b) qui forment un groupe de ressorts ayant un pouvoir d'amortissement interne,de façon que l'amortissement soit réalisé d'une façon connue en soi par frottement des ressorts à lame préalablement tendus ou par frottement aux points d'appui lors des mouvements se produisant sur le trajet de flexion des ressorts.