Brevet FR2537745A1 — publié le 19840615

L'invention concerne un dispositif pour bloquer les positions de commutation de l'arbre d'un mécanisme de changement de vitesses qui peut tourner pour ce changement, faisant partie de véhicules, en particulier de véhicules à combustion interne, vis-à-vis d'une plaque d'arrêt fixe dans la direction périphérique et qui présente sur un côté d'extrémité disposé perpendiculairement à l'arbre de changement des évidements pour l'engagement de moyens de blocage qui sont chargés par un ressort dans la direction d'engagement et qui sont reliés à l'arbre de changement de manière à pouvoir être entraînés dans la direction périphérique. Dans de tels dispositifs connus de blocage, les moyens de blocage sont constitués par des cames enclenchées sur un disque d'arrêt, ce-disque présentant les cames et maintenu avec blocage de rotation sur une denture de l'arbre de changement de vitesses étant alors directement chargé par un ressort Lors du changement réalisé par un mécanisme de changement de vitesses muni d'un tel dispositif, le disque d'arrêt doit exécuter, à la fois, un mouvement dans la direction périphérique par rapport à la tôle de blocage et un mouvement dans la direction axiale par rapport à l'arbre de changement de vitesses Dans les deux cas, il survient un frottement glissant du fait que les cames du disque d'arrêt doivent coulisser hors d'un évidement de la plaque d'arrêt et rentrer dans un autre évidement et que la denture interne du disque d'arrêt coulisse axiale- ment le long de la denture externe de l'arbre de changement de vitesses En particulier, lorsqu'il y a des positions de tolérance défavorables entre la denture de l'élément d'entraînement, d'une part, et la disposition des cames et des renfoncements, d'autre part, il peut y avoir des déformations qui,accompagnées du frottement coulissant à vaincre lors du changement de vitesses, peuvent produire des difficultés de commutation importantes, en particulier un actionnement du changement de vitesses plus difficile. Le problème qui est à la base de la présente invention est donc de produire un dispositif de blocage tel que décrit ci-dessus, à l'aide duquel on peut obtenir un changement de vitesses plus libre. La solution de ce problème consiste en ce que les moyens de blocage sont formés par des billes qui sont guidées dans des alésages d'un disque d'entraînement monté avec blocage de rotation sur l'arbre de changement et qui sont chargées dans le sens axial par un disque de démarrage sollicité par un ressort et maintenu de façon à pouvoir tourner librement vis-à-vis de l'arbre de changement En utilisant,selon la présente invention, des billes comme moyens de blocage, on remplace, d'une part, le frottement glissant présent avec les réalisations connues par un frottement de roulement, ce qui améliore considérablement le changement de vitesses En outre, on sépare les tâches que devait précédemment remplir le disque d'arrêt consis- tant à entraîner les moyens de blocage et à transmettre la force axiale de blocage du ressort aux moyens de blocage et on transmet ces tâches à des composants différents, à savoir, d'une part, le disque d'entraînement et, d'autre part, le disque de démarrage De ce fait, on évite large- ment que ne surviennent des défauts de tolérance et des déformations qu'ils provoquent D'autre part, toute la réalisation peut également être largement exempte d'usure, car les moyens de blocage sont constitués par des billes de roulement à billes fabriquées en acier de paliers à rou- lement et qui présentent une grande dureté et une excel- lente qualité de surface Par comparaison, le durcissement des cames de blocage sur les disques d'arrêt des réalisa- tions connues provoquait des difficultés du fait que la dureté était limitée par la matière à utiliser pour les disques d'arrêt qui devait pouvoir permettre une fabri- cation-des cames par une déformation à froid Tant le disque de démarrage que le disque d'entraînement peuvent être formés de composants simples qui peuvent également être durcis de façon simple comme c'est le cas, par exemple, avec le disque de démarrage. Selon une forme de réalisation appropriée de la présente invention, on prévoit de munir le disque d'entrai- nement, sur les deux côtés d'extrémité, d'entailles enfonçant les arêtes des alésages recevant les billes, ces entailles étant alors disposées régulièrement sur la périphérie de l'alésage. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention résulteront de la description qui va suivre d'une forme de réalisation selon l'art antérieur ainsi que d'une forme de réalisation selon la présente invention, le tout en référence aux dessins sur lesquels la figure 1 est une coupe longitudinale d'un dispositif de blocage connu; la figure 2 est une coupe longitudinale d'un dispositif de blocage selon la présente invention; et la figure 3 montre un détail du dispositif de blocage selon la présente invention, à plus grande échelle. On représente à la figure 1 du dessin, tout d'abord un dispositif connu de blocage selon lequel on désigne par le numéro de référence 1 un arbre d'un mécanis- me de changement de-vitesses, par le numéro de référence 2, une patte de commutation maintenue avec blocage de rotation sur une denture 4 et par le numéro de référence 3, une plaque d'arrêt du type cage, maintenue dans la direction périphérique par l'engagement de moyens de retenue non - représentés et qui, sur ses côtés d'extrémité 7 a et 7 b,. présente des alésages 12 et 13 pour le passage de l'arbre de changement de vitesses 1 La plaque de blocage 3 repose par sa face d'extrémité 7 a sur un épaulement 11 de l'arbre de changement de vitesses 1 et est fixée dans cette posi- tion par une bague de fixation 10. Sur la face interne du côté d'extrémité 7 a, on prévoit plusieurs évidements 8 réalisés, par exemple sous la forme de cônes dans lesquels s'engagent,pour la fixation de la position de l'arbre de changement de vitesses 1, des cames 6 d'un disque d'arrêt 5 maintenu avec blocage de rota- tion sur l'arbre de changement de vitesses 1 et poussé axialement par un ressort 9 On associe ici un évidement à chaque came et à chaque position de changement de vitesses de l'arbre de changement de vitesses qui peut tourner à partir d'une position moyenne donnant la position de marche à vide du mécanisme, pour l'enclenchement des vitesses. Lors de la rotation de l'arbre de changement de vitesses pour effectuer la commutation, le disque d'arrêt doit donc être déplacé axialement pour retirer les cames 6 des évidements 8 de la plaque de blocage 3 contre l'action du ressort 9, un frottement glissant ayant alors lieu dans la denture de l'élément d'entraînement Par ailleurs, il y a également un mouvement relatif entre le disque d'arrêt,5 et la plaque de blocage 3, les cames 6 glissant alors également en frottant sur les surfaces des évidements 8 ou le côté d'extrémité 7 a de la plaque de blocage Comme déjà indiqué ci-dessus, ceci peut provoquer un actionnement plus difficile du changement de vitesses en particulier dans des conditions de lubrification défa- vorables et lorsqu'il y a des tensions préliminaires causées par des défauts de tolérance. On représente aux figures 2 et 3, par contre un exemple du dispositif de blocage selon la présente inven- tion dans lequel on a utilisé essentiellement les mêmes numéros de référence lorsque des composants semblables ou similaires sont présents A la place du disque de blocage 5 présentant les cames de blocage 6, on prévoit dans la forme de réalisation selon la présente invention, un disque d'entraînement 14 maintenu avec blocage de rotation au moyen d'une denture interne 17 sur la denture externe 4 de l'arbre de changement de vitesses 1, le disque d'en- traînement présentant comme moyens de blocage dés billes 16 guidées dans des alésages traversants 15 Les billes 16 sont poussées dans la direction axiale pour s'engager dans les évidements 8 du côté d'extrémité 7 a de la plaque de blocage 3 par un disque de démarrage 18 chargé par le ressort 9 et qui est maintenu de manière à pouvoir tourner librement avec un alésage 19 sur l'arbre de changement de vitesses 1. 2537 ? 45 Dans cette forme de réalisation, la fonction d'entraînement du disque 14 est ainsi séparée de la pro- duction de la force axiale de blocage au moyen du disque de démarrage 18 et on a la possibilité de réduirepar le frottement de roulement des billes prévues désormais en tant que moyens de blocage,les difficultés de changement de vitesses produites par le-frottement jusqu'ici glissant des moyens de blocage En outre, la production de défor- mations par des défauts de tolérance est également réduite et on a la possibilité de réaliser les composants de manière qu'ils résistent à l'usure On peut ainsi employer comme moyens de blocage des billes de paliers à roulement con- ventionnelles, de séries, qui peuvent avoir une qualité élevée de surface ainsi qu'une grande dureté. Pendant le processus de changement de vitesses, le disque de démarrage 18 n'exécute qu'un mouvement axial, et étant donné sa liberté de mouvement, il ne produit aucun frottement sur l'arbre de changement de vitesses 1. Le disque d'entraînement n'exécute par contre qu'un mou- vement périphérique, et à cause de sa disposition, avec possibilité de jeu, entre le disque de démarrage 18 et le côté d'extrémité 7 a de la plaque de blocage 3, il n'a également aucun contact provoquant un frottement avec ce composant Comme le disque d'entraînement n'est pas déplacé axialement, il n'en résulte également aucun frottement dans la denture d'entraînement 4, 17 Il n'existe donc qu'un frottement sur les billes 16 qui roulent, d'une part, sur la surface de la tôle de blocage 3 et sur ses évidements 8 et, d'autre part, sur le disque de démarrage 18, et il s'agit alors du frottement de roulement qui est particulièrement exempt de perte En plus, il y a encore un frottement des billes 16 sur les alésages traversants du disque d'entraînement 14, mais cependant, il demeure très faible à cause de la grande qualité de surface de s billes 16. Pour mettre à disposition les composants prévus selon la présente invention en une forme de réalisation rationnelle prête au montage, on propose selon la présente invention, comme indiqué plus en détail à la figure 3, de prévoir sur les deux côtés d'extrémité du disque d'en- trainement 14 et au voisinage des alésages 15, des entailles 20 qui enfoncent légèrement les bords des alésages à l'en- droit 21 Ces entailles 20 n'ont besoin d'être prévues qu'une fois sur la périphérie; il est cependant approprié de les prévoir de façon régulière sur la périphérie, par exemple en deux ou trois fois Ces entailles 20 ou les renfoncements 21 qu'elles provoquent sur les bords de- l'alésage 15 doivent servir à maintenir pour le montage les billes 16 guidées dans les alésages de telle manière que le disque d'entraînementavec les billes 16 réparties par exemple au nombre de trois sur la périphérie, soit disponible en tant qu'unité de montage pour l'installation de l'arbre de changement de vitesses Les entailles 20 sont alors réalisées sur les côtés d'extrémité du disque d'entraînement de manière que les renfoncements 21 sur les arêtes des alésages ne réduisent le diamètre dés alé- sages que pour que les billes 16 ne puissent pas tomber lors de la manipulation de l'unité de montage constituée par le disque d'entrainement 14 et par les billes 16. Elles permettent par contre un enfoncement des billes 16 dans les alésages 15 pour la préparation du montage en cédant élastiquement. REVENDICATIONS 1 Dispositif pour bloquer les positions de com- mutation de l'arbre d'un mécanisme de changement de vitesses qui peut tourner pour ce changement, faisant partie de véhicules, en particulier de véhicules à combus- tion interne, vis-à-vis d'une plaque d'arrêt fixe dans la direction périphérique et qui présente sur un côté d'extrémité disposé perpendiculairement à l'arbre de changement des évidements pour l'engagement de moyens de blocage qui sont chargés par un ressort dans la direc- tion d'engagement et qui sont reliés à l'arbre de change- ment de manière à pouvoir être entraînés dans la direc- tion périphérique, dispositif caractérisé en ce que les moyens de blocage sont formés par des billes ( 16) qui sont guidées dans des alésages ( 15) d'un disque d'entral- nement ( 14) monté avec blocage de rotation sur l'arbre de changement ( 1) et qui sont chargées dans le sens axial par un disque de démarrage ( 18) sollicité par un ressort et maintenu de façon à pouvoir tourner librement vis-à- vis de l'arbre de changement. 2 Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le disque d'entraînement ( 14) est main- tenu avec un certain jeu entre le disque de démarrage ( 18) et le côté d'extrémité ( 7 a) de la plaque d'arrêt ( 3) présentant les évidements ( 8). 3 Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le disque d'entraî- nement ( 14) présente,des deux côtés d'extrémité, des entailles ( 20) enfonçant les arêtes des alésages ( 15) recevant les billes ( 16) - 4 Dispositif selon la revendication 3, carac- térisé en ce que les entailles ( 20) sont disposées de façon régulière sur la périphérie de l'alésage ( 15).