Brevet FR2556437A1 — publié le 19850614

DISPOSITIF DE SYNCHRONISATION TRIPLE. La présente invention se rapporte à un dispositif de synchronisation triple, qui s'applique notamment à des boites de vitesses de véhicules industriels. La synchronisation des boîtes de vitesses pour véhicules industriels se heurte à un certain nombre de difficultés qui peuvent se résumer comme suit - l'inertie importante des pièces à synchroniser, du fait des dimensions des arbres, des pignons et des disques d'embrayage, entraîne des efforts élevés au levier de commande de la boîte de vitesses. Ces efforts élevés sont particulièrement importants pour rétrograder dans les premiers rapports de la boîte de vitesses. - La dimension des dispositifs de synchronisation est forcément limitée par les diamètres de pignons et l'encombrement de la boîte de vitesses. - La recherche d'une bonne fiabilité de la boîte de vitesses pour un poids-lourd contraint à avoir un dimensionnement correct pour chacun des éléments du dispositif de synchronisation afin d'avoir une durée de yole cohérente avec l'ensemble de la boîte de vitesses. Pour obvier à ces inconvénients, on connaît des dispositifs de synchronisation qui utilisent des cônes de friction ayant un rayon maximum compatible avec la place disponible. De plus, on cherche à avoir un angle au sommet du cône de synchronisation le plus réduit possible afin d'obtenir un compromis acceptable, mais ceci est limité par l'angle de coincement du cône dans sa cuvette. Au cas où ces dispositions connues seraient insuffisantes, les efforts restant trop élevés au levier de commande ; la seule possibilité est d'augmenter la course audit levier de commande dans la cabine. Cette dernière disposition entraîne des inconvénients dans l'agencement même de la conduite de la cabine et pour le confort de conduite. Un tel dispositif, s'il nécessite des efforts de commande au levier acceptable, demande d'autre part des déplacements trop importants et finalement une commande de boîte de vitesses fatigante et inadmissible sur des véhicules industriels modernes. Le but de la présente invention est de proposer un dispositif de synchronisation qui puisse être disposé facilement dans le volume disponible d'une boite de vitesses, et qui d'autre part demande des efforts relativement faibles tout en ayant des déplacements du levier de vitesses réduit. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de synchronisation triple, disposé entre un arbre et un pignon, et comportant notamment un baladeur muni de colonnettes, et qui comprend deux cônes de friction qui coopèrent avec une cuvette flottante, afin d'obtenir trois cônes de synchronisation. Les cônes de friction sont solidaires en rotation du baladeur, et la cuvette flottante est solidaire en rotation du pignon. Selon un mode de réalisation de l'invention, une couronne est fixée sur les colonnettes du baladeur, et cette couronne entraîne en rotation le cône de friction extérieur, et le cône de friction intérieur. Selon un mode de réalisation de l'invention, la cuvette flottante comporte des doigts qui coopèrent avec des lumières du pignon, afin de rendre solidaire en rotation la cuvette flottante avec le pignon. Selon un mode de réalisation de l'invention, la couronne comporte des dents d'entraînement qui coopèrent avec des dents du cône de friction extérieur, ceci afin de rendre solidaire en rotation le cône de friction extérieur avec ladite couronne. Selon un mode de réalisation de l'invention, la couronne comporte des dents d'entraînement qui coopèrent avec des dents du cône de friction intérieur, ceci afin de rendre solidaire en rotation ce cône de friction intérieur avec ladite couronne. Le présent dispositif de synchronisation triple suivant l'invention présente ainsi l'avantage de s'intégrer dans l'encombrement normal d'un dispositif classique de synchronisation à colonnettes dont on réuti liseans, les modifier les systèmes d'armement et de verrouillage. De plus, le dispositif selon 11 invention diminue de façon très importante les efforts au levier de commande tout en conservant un déplacement dudit levier relativement faible. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui suit de modes de réalisation donnés à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une demi-coupe du dispositif de synchronisation selon l'invention ; - la figure 2 est une vue de détail en perspective partielle du cône de friction extérieur - la figure 3 est une vue de détail en perspective partielle du cône de friction intérieur ; - la figure 4 est une vue de détail en perspective partielle de la couronne d'entraînement - la figure 5 est une vue de détail en perspective de la cuvette flottante - la figure 6 est un schéma des faces de contact du dispositif de synchronisation selon l'invention ; - la figure 7 est un schéma des faces de contact du dispositif de synchronisation de type connu. Le dispositif de synchronisation triple selon l'invention s'intègre dans un pignon 1. Ledit dispositif de synchronisation selon l'invention peut être double et s'intégrer dans des pignons 1 et 2 comme représentés sur la figure 1. Le dispositif de synchronisation est disposé entre un arbre 3 sur lequel sont montés libres en rotation les pignons 1 et 2. Des cages à aiguilles 4 sont disposées entre les pignons l et 2 et l'arbre 3. L'arbre 3 comporte d'autre part un moyeu 5 qui entraîne en rotation un baladeur 10 à l'aide de cannelures. Ce baladeur 10 entraîne en rotation des colonnettes 11 selon un dispositif connu. Une couronne 9, réalisée en tôle emboutie, est rivée sur les colonnettes 11 à l'aide des trous 13. A l'extérieur de cette face sont découpées des dents d'entraînement 14. De plus, cette face se prolonge à l'intérieur par une partie cylindrique perpendiculaire à ladite face. A l'extrémité de cette partie cylindrique sont également découpées des dents d'entraînement 15. Un cône de friction extérieur 6 possède deux pistes coniques de synchronisation, une piste de synchronisation mâle et une piste de synchronisation femelle. De plus, le cône de friction extérieur 6 possède des dents 16 dont la forme est conjuguée avec les dents d'entrainement 14 de la couronne 9. Ces dents 16 viennent s'imbriquer dans les dents d'entraînement 34 de la couronne 9, et le cône de friction exterieur 6 est ainsi entraîné en rotation par la couronne 9 tout en possédant une liberté dans le sens axial.. Un second cône de friction, qui est le cône de friction intérieur 7, comporte une piste conique de syn chronisation mâle Ce cône de friction intérieur 7 possède en outre des dents 17 dont la forme est conjuguée avec la découpe des dents d'entraînement 15 de la couronne 9. Ces dents 17 viennent s'imbriquer dans ces dents 15. Le cône de friction intérieur 7 est ainsi entraîné en rotation par la couronne 9, en même temps que cedit cône de friction intérieur 7 prend appui sur la face annulaire de ladite couronne 9. Une cuvette flottante 8 vient s'intercaler entre le cône de friction intérieur 7 et le cône de friction extérieur 6. Cette cuvette flottante 8 possède deux pistes coniques de synchronisation dont les dimensions correspondent respectivement à la piste conique de synchronisation du cône de friction intérieur 7, et à la piste conique de synchronisation femelle du cône de friction extérieur 6. Enfin cette cuvette 8 comporte, dans une partie cylindrique qui prolonge la partie conique, des doigts 18. Ces doigts 18 sont obtenus par découpage. Les doigts 18 viennent s'engager dans des ouvertures correspondantes 19, 20 aménagées dans la jante du pignon récepteur 1, 2. De cette manière, la cuvette flottante 8 est entraînée en rotation par le pignon 1, 2. Le cône de friction extérieur 6 a sa piste conique de synchronisation mâle conçue de façon à ce que ses dimensions soient en rapport avec les dimensions de la piste conique de synchronisation femelle du pignon récepteur 1, 2. Le pignon récepteur 1, 2 conserve ainsi sa piste conique de synchronisation d'origine. Lors du fonctionnement du dispositif de synchronisation triple selon l'invention, on se trouve bien en présence de trois cônes de synchronisation. Le premier cône Ze synchronisation est obtenu par la piste conique de synchronisation mâle du cône de friction extérieur, qui coopère avec la piste conique de synchronisation femelle du pignon récepteur 1, 2. Le deuxième cône de synchronisation est obtenu par la piste conique de synchronisation extérieure de la cuvette flottante 8, qui coopère avec la piste conique de synchronisation femelle du cône de friction extérieur 6. Le troisième cône de synchronisation est obtenu par la piste conique de synchronisation intérieure de la cuvette flottante 8, qui coopère avec la piste conique de synchronisation du cône de friction intérieur 7. On peut démontrer les performances du dispositif de synchronisation triple selon l'invention en se reportant aux figures 6 et 7. La figure 7 représente le schéma d'un dispositif classique de synchronisation dans lequel R est le rayon moyen du cône de synchronisation, F est l'effort appliqué, h est le coefficient de frottement, C est le couple de frottement ou couple de synchronisation, est le demi-angle du cône. Le couple de synchronisation est ainsi donné par la formule C = F q R sin Dans la figure 6 qui représente le schéma du dispositif de synchronisation selon l'invention, on appelle R1 et R2 les rayons moyens des cônes de synchronisation supplémentaires. C3 le couple de frottement ou couple de synchronisation du dispositif selon l'invention. On a alors un couple de synchronisation qui est donné par la formule soit On voit que le rayon virtuel est égal à la somme des rayons des trois cônes de synchronisation. Le couple de synchronisation est proportionnel à la somme de ces rayons. Si l'on souhaite seulement avoir dans le dispositif de synchronisation selon l'inçention un couple de frottement C3 tel que C -C nous aurons donc Les rayons R1 et R2 étant très proches du rayon R, l'effort F3 est pratiquement égal au tiers de l'effort F. Le dispositif de synchronisation triple selon l'invention nécessite ainsi un effort au levier de vitesses considérablement réduit. REVENDICATIONS 1. Dispositif de synchronisation triple disposé entre un arbre (3) et un pignon (1, 2), et comportant notamment, un baladeur (10) muni de colonnettes (11), caractérisé en ce qu'il comprend deux cônes de friction (6) et (7) qui coopèrent avec une cuvette flottante (8) afin d'obtenir trois cônes de synchronisation ; les cônes de friction (6) et (7) étant solidaires en rotation du baladeur (10) et la cuvette flottante (8) étant solidaire en rotation du pignon (1, 2). 2. Dispositif de synchronisation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une couronne (9) fixée sur les colonnettes (11) du baladeur (10) ; ladite couronne (9) entraînant en rotation le cône de friction extérieur (6) et le cône de friction intérieur (7). 3. Dispositif de synchronisation suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la cuvette flottante (8) comporte des doigts (18) qui coopèrent avec des ouvertures (19, 20) du pignon (1, 2). 4. Dispositif de synchronisation suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la couronne (9) comporte des deys d'entraînement (14) qui coopèrent avec des dents (16) du cône de friction extérieur (6). 5. Dispositif de synchronisation suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la couronne (9) comporte des dents d'entraînement (15) qui coopèrent avec des dents (17) du cône de friction intérieur (7).