Brevet FR2479934A1 — publié le 19811009

La présente invention se rapporte à des crabots de pignons baladeurs de boîtes de vitesses, qui sont assu- jettis continuellement en rotation à l'ensemble d'entraîne- ment et présentent une denture extrême oblique. On connaît en général des crabots de pignons ba- ladeurs de boites de vitesses disposés rectilignement et présentant une denture extrême rectiligne. Ces pignons sont utilisés en premier lieu pour assurer l'enclenchement de la marche arrière. Dans ce cas, pour des raisons de commodité et du fait de l'entraînement par l'arbre intermédiaire, mê- me dans des mécanismes dont les pignons présentent d'ailleurs des dentures obliques, le pignon fou du premier rapport en marche avant comporte une denture rectiligne. Lorsque, pour pou- voir obtenir un plus grand nombre de rapports en marche avant, la boite de vitesses (mécanisme principal) doit être reliée à un train de groupes d'engrenages et que la première vitesse est également utilisée, par exemple, comme cinquième vites- se, il est commode pour de nombreuses raisons de doter éga- lement le pignon de la première vitesse et de la marche ar- rière d'un crabot d'entraînement à denture oblique. Dans de tels mécanismes, par suite des couples axiaux relativement élevés, lorsque le crabot est oblique, le blocage du pignon baladeur est très compliqué. L'enclenchement des crabots, connu en général, doit être accompagné d'un grand échappe- ment, ce qui se fait au détriment d'un bon changement de rapport. Cette solution proposée n'est toutefois pas sûre, au moins dans une direction de charge (traction ou frein moteur), de sorte qu'on ne prévoit absolument pas d'équi- per initialement les mécanismes de pignons baladeurs rela- tivement simples. De tels pignons à denture oblique peuvent par conséquent tourner, par exemple, sur l'arbre de sortie, mais ils sont assujettis axialement et l'accouplement a lieu entre un organe d'accouplement et le crabot d'accou- plement de ces pignons, par l'intermédiaire d'un manchon. Cet agencement est d'une forme de réalisation considéra- blement compliquée et son prolongement axial le rend plus défavorable. La présente invention a par conséquent pour objet un crabot d'accouplement qui, équipant un pignon baladeur du type précité présentant un crabot d'accou- plement oblique, est conçu de manière à pouvoir être enclenché sûrement et facilement, et de telle sorte que ledit pignon baladeur ne puisse pas se dégager de lui-même du crabot d'accouplement de l'organe d'accou- plement dans les deux directions de fonctionnement. Selon les caractéristiques essentielles de l'invention, le crabot d'accouplement est disposé à l'oblique et le sens de cette inclinaison coîncide avec celui de l'inclinaison du crabot d'entraînement. Du fait de la présence des crabots d'accou- plement obliques sur le pignon baladeur, il est possible de s'opposer aux forces s'exerçant axialement et prove- nant du crabot d'entraînement oblique et cela lorsque le crabot d'accouplement est incliné dans le même sens. Dans ce cas, les crabots d'accouplement obliques peuvent être disposés axialement vers l'intérieur sur le pignon bala- deur et radialement vers l'extérieur sur l'organe d'ac- couplement, et inversement. Lorsque, selon une forme de réalisation, la position inclinée du crabot d'accouplement correspond à l'équation r K = arctg (L tg6L) - les forces axiales exercées par le crabot d'entraînement et le crabot d'accouplement se compensent mutuellement. Il est particulièrement avantageux que les angles d'inclinaison des flancs de la dent du crabot d'accouplement présentent un écart par rapport à l'angle d'inclinaison de ce crabot d'accouplement, afin de permet- tre un bon enclenchement, comme cela est rendu possible grâce à une variante de réalisation. Lorsque cet écart se situe dans une plage de + 1,5 à 60, on peut obtenir de manière sûre des ver- rouillages d'accouplement entre les différents organes eux-mêmes, même dans les cas les plus défavorables (c'est- à-dire lorsque des forces axiales continuent de s'exercer par suite des tolérances ou de l'usure, et à cause d'un flottement). Dans ce cas, des mesures supplémentaires appliquées au tringlage de changement de vitesse, qui nuisent à leur tour à la qualité de l'accouplement, ne sont plus nécessaires. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemples nullement li- mitatifs et sur lequel: la figure 1 est une élévation illustrant un pignon baladeur équipé de crabots dans une boite de vi- tesses; la figure 2 est une représentation schémati- que d'un pignon baladeur comportant un crabot d'entraî- nement oblique et un crabot d'accouplement interne et oblique; et la figure 3 est une représentation schémati- que d'un pignon baladeur selon la figure 2 et illustre une dent d'accouplement. Sur la figure 1, un pignon baladeur 3, dans ce cas, le pignon de marche arrière, est monté sur un arbre de sortie 4 et est entraîné en permanence par un arbre intermédiaire 5, au moyen d'un pignon intermédiaire de marche arrière (non représenté)-. La liaison avec l'ar- bre de sortie est assurée par un organe d'accouplement 6, assujetti en rotation et axialement à cet arbre. Par con- séquent, pour enclencher par exemple la marche arrière, le pignon baladeur 3 doit être déplacé vers la gauche en observant la figure 1, de telle sorte qu'un crabot d'ac- couplement 1 dudit pignon 3 puisse venir en prise avec un crabot d'accouplement 61 de l'organe d'accouplement 6. Sur la représentation schématique de la figure 2, un pignon baladeur 3 comporte un crabot d'entraînement 2 incliné et un crabot d'accouplement 1, situé intérieurement et également incliné. L'inclinaison du crabot d'entraîne- ment correspond à un angle SL et celle du crabot d'accou- plement à un angle fK Les références rK et rL désignent les rayons du crabot d'accouplement et du crabot d'entraî- nement, respectivement. Les forces agissant sur ces crabots portent les références FL (crabot d'entraînement) et FK (crabot d'accouplement) et elles sont réparties en forces périphériques et forces axiales par les parallélogrammes des forces. Par conséquent, lorsque l'inclinaison du cra- bot d'entraînement et celle du crabot d'accouplement sont de même sens, il en résulte un équilibrage des forces axiales provenant de ces deux crabots, lorsque l'angle d'inclinaison de la dent du crabot d'accouplement corres- pond à l'équation suivante: r = arctg - tgL La figure 3 illustre un pignon baladeur doté de crabots d'entraînement et d'accouplement obliques. La dent d'accouplement illustrée présente un écart 4 des flancs de ladite dent en plus de l'angle d'inclinaison 5K' d'o il résulte un angle total d'inclinaison e F de ces flancs. Sur cette même figure, les forces s'exerçant lors du fonctionnement en traction sont représentées par un trait plein, cependant que les forces s'exerçant lors du fonctionnement en frein moteur sont représentées par des pointillés. Il convient à présent d'expliquer à l'appui d'un exemple chiffré la détermination de l'angle d'inclinai- son du crabot d'accouplement. Le crabot d'entraînement d'un mécanisme, donc également le crabot d'entraînement d'un pi- gnon de marche arrière par exemple, présente un angle 13L = 120 et un diamètre de roulement de 201,724 mm (rL = 100,86 mm). Le diamètre de roulement du crabot d'accouplement doit at- teindre 131,3 mm (rK = 65,65 mm). K = arctg ( 65,65) . tg 12 = 7,877 ,86 Dans cet exemple, grâce à un tel angle d'incli- naison du crabot d'accouplement, un équilibrage précis des. forces axiales est garanti. Par suite des tolérances et des phénomènes d'usure, qui peuvent entraîner un flottement du pignon baladeur 3 et également de l'organe d'accouple-, ment 6, il est commode de prévoir un écart des angles des flancs de la dent d'accouplement par rapport à l'angle d'inclinaison. Cet écart correspond, par exemple, à un angle de + 2,80, d'o il résulte les deux angles de flancs suivants: F = e K + 4 = 10,680 et "F = 3 C = 5,080. Dans ce cas, le choix de l'écart C dépend, par exemple, des conditions suivantes: tolérances de fabrication usure admissible prévisible souplesse du changement de rapport largeur de la denture d'accouplement. Ainsi, il est par exemple commode de choisir un grand angle de l'écart C lorsque la denture d'accouple- ment présente une largeur relativement faible. Grâce à l'équation: rL F F (t -L-g AR UL L r K F il est possible de déterminer, aussi bien pour le fonction- nement en traction que pour le fonctionnement en frein mo- teur, la part de la force résultante en pourcentage de la force périphérique du crabot d'entraînement, lorsqu'on rapporte les deux angles différents à tgFv comme l'illustrent les deux exemples suivants FAR (traction) = FUL (tg 12 - 100,86 tg 10,680) 0,077. F AR UL 65,65 UL 7,7 % de FUL FAR (frein moteur) = FUL (tg 12 - 100,86 tg 5,080) 0,076. F AR UL 65,65 UL ^- 7,6 de FUL Dans les deux cas, la force axiale pousse le pignon fou en direction du crabot. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au crabot décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Crabot d'accouplement de pignons baladeurs d'une boite de vitesses, qui est assujettie en permanence en rotation à l'ensemble d'entraînement et présente une denture extrême inclinée, crabot caractérisé en ce que le crabot d'accouplement (1) est orienté à l'oblique (angle 8K), et en ce que le sens de cette inclinaison (6K) coinci- de avec celui de l'inclinaison (angle BL) du crabot d'entraî- nement (2). 2. Crabot selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'angle d'inclinaison (OK) du crabot d'accouplement (1) correspond à l'équation r óK = arctg (r tgLL)' 3. Crabot selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les angles d'inclinaison (6F) des flancs (10) de la de'nt du crabot d'accouplement (1) présen- tent un écart par rapport à l'angle d'inclinaison (OK) dudit crabot d'accouplement (1). 4. Crabot selon la revendication 3, caractérisé en ce que les écarts (C) des angles d'inclinaison (6Ky F) se situent dans une plage de + 1,5 à 60.