Brevet FR2585430A1 — publié le 19870130

i Cette invention se rapporte à des systèmes d'embrayage de transmission à mécanisme de synchronisation du type comprenant des bagues axialement opposées de blocage. Les bagues ont des surfaces opposées de friction qui sont placées pour engager des surfaces identiques sur des organes d'embrayage à mâchoires de pignons sélectifs rotatifs autour d'un arbre commun dans le carter de la transmission. Plus particulièrement, l'invention se rapporte à des chevilles-ressorts disposées pour faciliter l'engagement de telles surfaces de friction en réponse à l'actionnement sélectif d'un mécanisme de changement à commande manuelle. Des embrayages à mécanisme de synchronisation du type coopérant sont bien connus dans la technique des transmissions de puissance moyenne. De tels embrayages sont efficaces pour synchroniser les organes d'embrayage à mâchoires avant contact avec et engagement des dents de pignon afin-de produire un changement sans bruit des pignons. Les chevilles-ressorts facilitent typiquement l'engagement des bagues de blocage en déplaçant initiale- mentet élastiquement les surfaces de friction en engagement sous une force relativement faible en réponse au début du mouvement d'engagement du mécanisme de changement de la transmission. Cependant, la plupart des systèmes à cheville -ressort que l'on utilise couramment et communé- ment se composent d'un certain nombre de pièces, de nombreux comprenant des organes séparés de cheville et de ressort. Les chevilles-ressorts de l'art antérieur sont typiquement faites de pièces embouties et nécessitent un assemblage subséquent des pièces les composant. Même pour les struc- tures les plus simples de l'art antérieur, les durées de vie à la fatigue de telles pièces de cheville-ressort sont relativement courtes. La cheville-ressort de la présente invention présente un corps nouveau et en une pièce qui est formé d'acier à ressorts, et qui est considérablement plus simple à fabriquer que la plupart des systèmes à cheville-ressort de l'art antérieur. De plus, l'utilisation de l'acier à ressortsen lui-même offre une durée de vie à la fatigue considérablement améliorée, permettant jusqu'à quatre cent mille cycles. Dans une forme préférée, la cheville-ressort est disposée pour fonctionner dans un système d'embrayage à mécanisme de synchronisation à double action qui comprend deux bagues axialement opposées de blocage ayant des alésages axialement alignés pour recevoir et soutenir les extrémités respectives de la cheville-ressort. La cheville- ressort définit un corps allongé en forme de S dont chaque extrémité définit une portion en anse et une portion de jambe élastique espacée de la portion en anse à sa position normalement non contrainte. Sous sa forme préférée également, les portions de jambe externes s'étendant de manière opposée de la cheville-ressort contiennent chacune deux crans d'arrêt symétriquement opposés qui sont placés entre les extrémités du corps de la cheville-ressort pour l'engage- ment d'un talon de levier de déplacement. Le talon est directement couplé à un mécanisme de levier de déplacement et est par conséquent manuellement commandé pour effectuer la synchronisation et l'accouplement subséquent des pignons. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe transversale fragmentaire d'une transmission qui contient un mécanisme de synchronisation d'embrayage à double action o est incorporé un mode de réalisation préféré de la présente invention; - la figure 2 est une vue séparée, en coupe transversale agrandie, du système d'embrayage à mécanisme de synchronisation à double action représenté sur la figure 1; la figure 3 est une vue détaillée agrandie du mode de réalisation préféré de la cheville-ressort incorporée dans le mécanisme de synchronisation d'embrayage des figures 1 et 2; et - la figure 4 est une vue en coupe transversale de la cheville-ressort de la figure 3 en regardant suivant la ligne 4-4 En se référant initialement à la figure 1, une transmission 10, qui n'est que fragmentairement représentée, contient un mode de réalisation préféré d'un système d'embrayage à mécanisme de synchronisation à double action 20, tel qu'il est séparément représenté sur la figure 2. La transmission 10 comprend un arbre principal rotatif 12 contenant des pignons coaxiaux 14 et 16 qui y sont placés. Chacun des pignons 14 et 16 est monté rotatif sur des systèmes individuels de palier 18-et 19, respectivement,sur l'arbre rotatif 12. Le système de palier 18 supportant le pignon 14 est du type à rouleaux coniques tandis que le système de palier 19 supportant le pignon 16 est du type cannelé. En se référant maintenant aux figures 1 et 2, le système d'embrayage à mécanisme de synchronisation à double action 20 contient des bagues gauche et droite de blocage 22 et 24 respectivement; chacune étant de préfé- rence faite d'un matériau de bronze pour une usure opti- male. Les bagues 22 et 24 sont rigidement fixées l'une à l'autre par trois chevilles circonférentiellement espacées 26 (dont une seule est représentée) qui s'étendent axiale- ment entre les bagues. Entre chaque paire de chevilles de blocage est circonférentiellement et uniformément espacée une cheville-ressort 40 (dont une seule est représentée) comme on le décrira ci-après. Chaque bague de blocage contient une surface tronconique interne de friction 28 et chaque pignon 14 et 16 contient des organes d'embrayage à mâchoires 6 et 8 respectivement qui sont placés co- axialement relativement aux pignons. Chaque organe d'embrayage à mâchoires contient une surface tronconique externe correspondante de friction 30 qui est disposée pour un engagement avec l'une des surfaces de friction 28 des deux bagues de blocage. Entre les bagues de blocage 22 et 24 est inter- posé de manière symétrique un collier d'embrayage 32 qui est intérieurement calé sur l'arbre principal 12 comme cela est montré en 12'. Un talon 34 de levier de changement est rigidement couplé au collier d'embrayage 32 par des bagues à fermeture automatique 38 qui retiennent axialement le talon 34 sur le collier 32. Dans le mode de réalisation actuellement préféré, six ouvertures sont uniformément et circonférentiellement espacées dans le talon 34 pour recevoir les trois chevilles de blocage 26 ci-dessus notées et les trois chevilles-ressorts 40. Chaque organe d'embrayage à mâchoires 6 et 8 contient un groupe de dents internes d'embrayage à mâchoires 42 pouvant sélectivement venir en prise avec des dents externes d'embrayage à mâchoires 44 sur le collier d'embrayage 32. Le collier d'embrayage est déplacé de la position neutre montrée au moyen de la fourchette de changement à commande manuelle 46 qui est axialement mobile le long d'un rail de changement 47 par un opérateur d'un véhicule associé. En ne se référant momentanément qu'à la figure 2, chaque cheville-ressort 40 est placée dans une paire de perçages alignés ou évidements 48, chacun étant disposé pour recevoir une extrémité 50 d'une cheville-ressort 40. Par ailleurs, chaque cheville-ressort 40 comprend une paire opposée de crans d'arrêt 52 placés de manière inter- médiaire sur chaque corps allongé de cheville-ressort pour maintenir élastiquement le talon 32 du levier de changement contre un mouvement axial entre des changements. Sur la figure 2,on peut également noter que chaque ouverture 36 du talon 34 contient un chanfrein qui forme une surface de contact de came 54 pour une surface correspondante de chanfrein 56 sur chaque cheville de blocage 26, chaque surface correspondante de chanfrein étant placée dans un cran d'arrêt 37 sur chaque cheville comme on peut le voir. Le fonctionnement du système d'embrayage à mécanisme de synchronisation à double action 20 peut maintenant être décrit comme suit, en se référant aux deux figures 1 et 2. Lors d'un mouvement de la fourchette de changement à commande manuelle 46 soit vers la droite ou vers la gauche, la surface de contact de came 54 placée sur les trois ouvertures 36 en contact avec l'une des chevilles-ressorts 40 porte contre le bord gauche ou droit des crans d'arrêt opposés 52 de chacune des chevilles- ressorts 40. Puisque des mouvements vers la gauche et vers la droite ont pour effet des résultats inversement identiques, pour la facilité, le fonctionnement du système d'embrayage à mécanisme de synchronisation 20 ne sera décrit qu'en se référant au mouvement de la fourchette de changement 46 vers la gauche. Comme ceux qui sont compétents en la matière le noteront, le mouvement total finalement obtenu vers la gauche de la fourchette de changement 46 effectuera un engagement d'immobilisation du pignon 14 et de l'arbre 12 qui avant, tournaient généralement à des vitesses diffé- rentes. Ainsi, l'opération de changement est décrite ici en supposant une telle différence réelle des vitesses relatives avant accomplissement du changement. Un mouve- ment initial de la fourchette de changement 46 vers la gauche force le talon 34 à commencer à se déplacer vers la gauche. Les trois surfaces de contact de came 54 associées aux trois chevilles-ressorts 40 porteront contre les bords gauche des crans d'arrêt 52 des chevilles-ressorts 40 associées. Les extrémités 50 des chevilles-ressorts 40 vers la gauche, qui reposent dans les évidements 48 de-la bague gauche de blocage 22, serviront à déplacer tout le système des bagues de blocage du mécanisme de synchronisation 20 vers la gauche, et la surface de friction 28 de la bague 22 contactera alors la surface correspondante de friction 30 de l'organe d'embrayage à mâchoires 6. A ce point, les surfaces de contact de came 54 associées aux trois chevilles de blocage 26 contacteront les surfaces correspondantes de contact 56 des chevilles de blocage, et les surfaces 54 associées aux chevilles- ressorts 40 remonteront pour sortir des crans d'arrêt 52. Un plus ample mouvement de la fourchette de changement 46 vers la gauche provoquera une pression supplémentaire entre les surfaces de friction 28 et 30 en vertu des surfaces de contact 54 du talon du levier de changement contre les surfaces de contact de came 56 deschevillesde blocage, et ainsi la vitesse relative entre le pignon 14 et l'arbre 12 commencera à s'approcher de zéro. Lorsque des vitesses identiques entre le pignon 14 et l'arbre 12 sont atteintes, les surfaces de contact de came 54 du talon du levier de changement portant contre les surfaces 56 des chevilles de blocage remonte pour sortir des crans d'arrêt 37 des chevilles de blocage. Un plus ample mouvement de la fourchette de changement 46 vers la gauche forcera les dents d'embrayage à mâchoires 44 du collier d'embrayage 32 à venir en prise avec les dents d'embrayage à mâchoires 42 de l'organe d'embrayage à mâchoires 6 sur le pignon 14 pour une immobilisation efficace entre le pignon 14 et l'arbre 12. On peut noter, en particulier par ceux qui sont compétents en la matière, que l'élasticité de la cheville- ressort 40 est critique pour contrôler le début du mouve- ment de frottement des ouvertures 36 du talon relativement aux crans d'arrêt 52 de la cheville-ressort. Le présent inventeur a déterminé que la condition d'élasticité était contrôlée de manière très satisfaisante au moyen du système à ressort 40 à corps en S de la présente invention qui est plus particulièrement représenté sur la figure 3. Il faut noter que la cheville-ressort 40 offre non seulement une fonction de centrage pour le talon 34 du levier de change- ment de vitesse entre des changements mais qu'elle est également efficace pour amortir les vibrations et ainsi interrompre le bruit pendant la durée de vie de fonctionnement de la transmission. Par ailleurs, le centrage du talon 34 entre les changements évite une usure inutile des surfaces de contact de came 56, des surfaces de frottement 28 de blocage et des surfaces de frottement 30 d'embrayage à mâchoires, comme le noteront également ceux qui sont compétents en la matière. Sous leur forme préférée, les chevilles-ressorts sont formées d'un acier à ressortsayant une teneur relati- vement élevée en carbone, comme par exemple ayant une gamme SAE de 1070 à 1090, étant donné la résistance et la haute durée de vie à la fatigue qui sont nécessaires dans cet environnement. Une gamme préférée de dureté Rockwell est de 50 à 55. L'utilisation d'acier à ressorts en combinaison avec la forme du corps en S de la cheville- ressort 40 offre un aspect d'élasticité radiale" qui est suffisant pour donner une résilience plus satisfaisante ainsi qu'une meilleure longévité à la cheville-ressort Par ailleurs, l'utilisation d'un système à chevilleressort en une pièce permet des économies de prix de fabrication dont on ne peut typiquement pas disposer dans des systèmes à cheville-ressort de l'art antérieur. En se référant de nouveau particulièrement à la figure 3, chaque chevilleressort présente deux crans d'arrêt opposés 52 comme on l'a précédemment noté, chacun étant placé entre les extrémités 50 du corps allongé de la cheville-ressort 40. Chaque cheville-ressort définit une première branche 58 et une seconde branche 60 s'éten- dant de manière inverse, chaque branche contenant l'un de la paire de crans d'arrêt. Une troisième branche intermédiaire 62 joint intégralement les première et seconde branches 58 et 60 l'une à l'autre. Chaque extré- mité 50 définit une portion d'anse 64 et 66 respectivement. L'anse 64 est formée par la jonction intégrale de la première branche et de la branche intermédiaire tandis que l'anse 66 est formée par la jonction intégrale de la seconde branche et de la branche intermédiaire. Chaque extrémité 50 définit ainsi une anse et une extrémité de branche 68, 70; l'extrémité gauche 50 définissant l'anse 64 ci-dessus décrite et l'extrémité 70 de la seconde branche tandis que l'extrémité droite 50 définit l'anse 66et l'extrémité 68 de la première branche 58. En fonctionnement, ceux qui sont compétents en la matière noteront qu'à chaque fois que les surfaces de contact de came 54 associées aux chevilles-ressorts 40 sortent des crans d'arrêt 52 des chevilles-ressorts, les anses respectives 64, 66 et les parties extrêmes des jambes 68, 70 des chevilles se déplacent élastiquement l'une vers l'autre. Lors du retour des surfaces 54 dans les crans d'arrêt 52, les anses et les extrémités de jambe se séparent automatiquement et retournent à la position normalement sans contrainte représentée sur les figures. Enfin, en se référant à la figure 4, on peut noter que la section transversale 72 de la cheville-ressort - 40 dans le mode de réalisation préféré aura des coins arrondis définis par desbords arqués 74 comme on peut le voir. Le présent inventeur a déterminé que de tels bords étaient efficaces pour éviter des propagations de fractures dues à l'effort qui se produiraient autrement et écourteraient la durée de vie à la fatigue de la cheville-ressort. Sous une forme préférée, la section transversale approche celle d'une forme ovale, comme on le sait généralement. R E V E N D I C A T I 0 N S 1.- Moyen formant ressort dans un embrayage à mécanisme de synchronisation à double action comprenant ledit moyen formant ressort ayant deux crans d'arrêt opposés,radialement alignés, deux bagues axialement mobiles de blocage ayant des ouvertures opposées pour recevoir les extrémités opposées dudit moyen formant ressort, un talon axialement mobile et s'étendant radiale- ment ayant un certain nombre d'ouvertures circonférentiel- lement espacées, chacune disposée pour recevoir lesdits crans opposés d'arrêt lorsque ledit talon est placé en mode neutre entre lesdites bagues de blocage, lesdites bagues de blocage étant rigidement couplées autour d'un axe commun de rotation, lesdites bagues étant placées en une relation axialement espacée sur des côtés opposés dudit talon, caractérisé en ce que ledit moyen formant ressort (40) comprend une première branche (58) qui s'étend axialement et contenant l'un desdits crans d'arrêt (52), une seconde branche (60) qui s'étend de manière inverse relativement à ladite première branche, et qui est parallèle et en est espacée, ladite seconde branche contenant l'autre desdits crans d'arrêt (52), ledit moyen formant ressort comprenant de plus une troisième branche(62)placée entre lesdites première et seconde branches parallèles, ladite troisième branche reliant intégralement lesdites première et seconde branches, ledit moyen formant ressort étant formé en acier à ressortset définissant un corps allongé en forme de S à son état normal sans contrainte. 2.- Moyen formant ressort selon la revendication 1, caractérisé en ce que les première et troisième branches précitées sont intégralement jointes et définissent une partie d'anse (64) à leur jonction intégrale, et en ce que les seconde et troisième branches sont intégralement jointes l'une à l'autre et définissent une portion d'anse (66) à une extrémité opposée du corps précité à la jonction intégrale desdites seconde et troisième branches; ainsi chaque extrémité (50) dudit corps définit une portion d'anse et une portion de jambe élastique qui est espacée de ladite portion d'anse à l'état normalement sans contrainte dudit corps. 3.- Moyen formant ressort selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un mouvement axial dudit talon (34) s'étendant radialement effectue l'affaissement desdites portions de branche et d'anse dudit moyen formant ressort à une extrémité opposée dudit corps qui se trouve dans la direction du mouvement dudit talon. 4.- Moyen formant ressort selon la revendication 3, caractérisé en ce que les crans opposés d'arrêt précités (52) sont disposés symétriquement entre les extrémités du corps précité. 5.- Moyen formant ressort selon la revendication 4, caractérisé en ce que le corps (40) précité a une section transversale ayant des bords arqués. 6.- Moyen formant ressort selon la revendication 5, caractérisé en ce que le corps (40) définit une section transversale généralement ovale.