Brevet FR2660723A1 — publié le 19911011

La présente invention a pour objet un synchroniseur d'accouplement à un moyeu cannelé d'un arbre d'un pignon monté libre en rotation sur cet arbre, du type comportant un manchon cannelé pouvant coulisser sur les cannelures du moyeu et propre à s accoupler au pignon par crabotage d'une partie extrême de ses cannelures avec une denture complémentaire du pignon. On sait que, après passage d'une vitesse dans un tel synchroniseur, le billage est généralement insuffisant pour assurer le maintien de la vitesse engagée sous couple. Le principe utilisé classiquement consiste à réaliser des pentes sur les crabots du pignon et du manchon, de façon à ce que les efforts de réaction générés tendent toujours à plaquer le manchon contre le pignon. Malheureusement, ces pentes sont en contredépouille, ce qui oblige à tailler les crabots du pignon en cannelures coniques, voire même pour le manchon à effectuer une reprise en électroérosion. La réalisation de ces crabots est donc onéreuse et surtout peu précise sur la position des arêtes et sur le centrage du manchon. L'invention a pour but de proposer un synchroniseur dans lequel le dispositif de maintien du manchon dans sa position de crabotage avec le pignon, appelé couramment "anti-l cher" est exempt de ces inconvénients. Suivant l'invention, pour assurer le maintien axial du manchon dans sa position de crabotage avec le pignon, les flancs des cannelures du moyeu et du manchon présentent respectivement des portées inclinées conjuguées en dépouille, aptes à coopérer par appui mutuel lorsque le manchon est dans ladite position de crabotage, l'inclinaison de ces portées étant telle que lteffort de transmission du couple par les flancs de ces cannelures provoque une poussée axiale du manchon vers le pignon. Ainsi le maintien du manchon dans sa position crabotée est réalisé non plus par la liaison entre les dents du manchon et celles du pignon, mais par la liaison entre les cannelures du manchon et celles du moyeu, qui présentent des portées complémentaires agencées de telle sorte qu'après une course de crabotage du manchon la coopération de ces portées inclinées provoque une poussée du manchon vers le pignon. Sur le moyeu, les portées sont aisées à réaliser par frittage, tandis que les cannelures du manchon peuvent être obtenues par brochage. Suivant d'autres caractéristiques de l'invention - Chaque portée inclinée constitue une extrémité d'un embrèvement axial du moyeu et du manchon qui s'étend jusqu'à une extrémité de la cannelure, et est réalisé par usinage ou frittage. - Le moyeu pouvant être accouplé alternativement à l'un ou l'autre de deux pignons placés de part et d'autre du moyeu, le moyeu et le manchon comportent chacun sur chaque flanc deux portées inclinées symétriques par rapport à un plan transversal médian respectif du moyeu et du manchon, formant les extrémités de deux embrèvements axiaux s'étendant jusqu'aux extrémités opposées de la cannelure, la distance entre le plan médian précité et l'arête d'entrée d'une dent du manchon étant supérieure à une course de crabotage du manchon. - Les portées du manchon sont constituées par les côtés des dents dudit manchon opposées aux dents qui coopèrent avec la denture du pignon correspondant, et la demi-longueur d'une cannelure du manchon diminuée de la longueur d'une dent, est inférieure à la course de crabotage du manchon vers le pignon. L'invention sera maintenant décrite en référence aux dessins qui en illustrent deux formes de réalisation à titre d'exemples non limitatifs. La figure 1 est une vue en coupe axiale partielle- d'un synchroniseur d'accouplement selon une première forme de réalisation de l'invention. La figure 2 est une vue similaire à la Fig.l d'une seconde forme de réalisation du synchroniseur selon l'invention. La figure 3 est une vue en perspective partielle du moyeu du synchroniseur de la Fig.2. Le dispositif représenté à la Fig.1 est un synchroniseur d'accouplement destiné à être utilisé sur un arbre non représenté d'une boite de vitesses de véhicule automobile, sa structure étant similaire à celle du synchroniseur décrit dans le brevet français 85 03 869 (2 578 936). Ce dispositif comporte donc un manchon cannelé 1, dont une seule cannelure la est représentée, un moyeu 2 dont deux cannelures 2a, 2b sont visibles, et un pignon 3 pourvu de dents 4. Le pignon 3 est monté libre en rotation sur l'arbre de la boite de vitesses, et les cannelures telles que la du manchon 1 peuvent coulisser sur les cannelures 2a, 2b... du moyeu 2 afin de venir s'accoupler avec les dents 4 par crabotage avec ces dernières d'une partie extrême des cannelures la. Les flancs des cannelures 2a, 2b,... du moyeu 2 présentent chacune deux portées 5a, 5b et 5c, 5d respectivement, inclinées sur un plan axial de chaque cannelure correspondante 2a, ..., et symétriques par rapport à un plan transversal médian P du moyeu 2. Sur chaque flanc, les portées inclinées 5a, 5b et 5c, 5d forment les extrémités de deux embrèvements axiaux 7 s'étendant jusqu'aux extrémités opposées de la cannelure 2a, 2b,... Le synchroniseur peut comporter un second pignon symétrique du pignon 3 par rapport au moyeu 2, et non représenté. Sur chaque flanc de chaque cannelure la du manchon 1, sont usinées deux portées 6a, 6b et 6c, 6d respectivement, ces portées ayant la même inclinaison sur un plan axial de la cannelure que les portées 5a, 5b,... des cannelures 2a,... Les paires de portées 6a, 6b et 6c, 6d de chaque flanc respectif sont symétriques par rapport à un plan axial de la cannelure la. Sur chaque flanc les portées 6a et 6b d'une part, 6c et 6d d'autre part sont symétriques par rapport à un plan médian transversal P' de la cannelure la. Les portées 6a, 6b, ... forment sur chaque flanc de la cannelure la les extrémités de deux embrèvements axiaux 8 s'étendant jusqu'aux extrémités opposées de la cannelure la, et plus précisément jusqu'aux arêtes 9 d'entrée des dents opposées 11 de la cannelure la. Par ailleurs, la distance dl entre le plan médian transversal P' et l'une des arêtes 9 d'entrée des dents 11 est supérieure à une course d2 de crabotage du manchon 1. La course d2 est sensiblement égale à la distance séparant le sommet d'une dent il du fond 12 d'un entredent du pignon 3 lorsque le manchon 1 est en position neutre non crabotée, le sommet des dents 11 étant sensiblement dans le plan des faces terminales des cannelures 2a, 2b. Dans ces conditions, les plans transversaux médians P et P', confondus au point mort, sont décalés, une fois la vitesse passée, et les bossages délimités par les portées telles que 6a, 6b du manchon 1 sont en appui sur les embrèvements correspondants 7 du moyeu 2. Les portées 6b et 5a étant en vis-à-vis l'une de l'autre, en appui mutuel, les dents 11 sont crabotées entre les dents 4 sur une longueur suffisante pour permettre l'accouplement du pignon 3 avec le manchon 1. La réalisation des embrèvements 8 du manchon 1 peut être obtenue par frittage ou encore par reprise d'usinage, éventuellement après brochage dans le cas du manchon. En fonctionnement, la fonction anti-lâcher est assurée par l'effort exercé par les portées du moyeu 2 telles que 5a sur les portées correspondantes telles que 6b du manchon 11. Cet effort comporte en effet une composante axiale maintenant le manchon 1 dans sa position crabotée sur le pignon. L'invention présente les avantages suivants: - Suppression d'opérations d'électroérosion dont la limite est difficile à contrôler, - Les arêtes 9 d'entrée des dents 11 du manchon 1 sont plus précises, car elles ne sont plus influencées par un taillage conique des cannelures, une tolérance étant supprimée. - La fonction anti-lâcher est associée à un centrage sur diamètre, dont la concentricité avec les flancs transmettant le couple est d'autant mieux assurée que ceux-ci sont obtenus directement, sans reprise par électroérosion. - Les crabots 4, 11 ont une meilleure résistance, grâce à une conjugaison plus précise des flancs, et aussi grâce à une épaisseur de dent plus forte du fait de l'absence de pente et de taillage conique obligeant généralement à incliner le pied des dents, donc à l'abaisser, ce qui augmente les contraintes. Dans le second mode de réalisation de l'invention, représenté aux Fig.2 et 3, le synchroniseur comporte un moyeu 13 formé de cannelures 14 dont chaque flanc présente deux portées inclinées 15a, 15b et 15c, 15d respectivement, formant les extrémités d'embrèvement axiaux 16. Les portées 15a, 15b et 15c, 15d sont symétriques par rapport au plan transversal médian des cannelures 14 et ont des inclinaisons comparables à celles des portées de la réalisation de la Fig.1. Mais la distance entre les deux portées d'un même flanc, telles que 15a et 15b, est nettement inférieure à la distance entre les portées correspondantes 5a, 5b du synchroniseur de la Fig.1. Les portées des cannelures 17 du manchon 18 sont ici constituées par les côtés 19 des dents 20 des cannelures 17, opposées aux dents 21 qui coopèrent avec les dents 4 du pignon 3 correspondant. Sur la Fig.2 un seul pignon 3 est représenté, le synchroniseur pouvant évidemment comporter un second pignon symétrique du pignon 3 par rapport au moyeu 13. D'autre part, pour que la fonction anti-lâcher entre les flancs 19 des dents 20 et les portées 15a ou 15c du moyeu 13 soit assurée, ou entre les côtés des dents 21 et les portées 15b du moyeu 13 pour le crabotage avec le second pignon (non représenté), il faut que la demi-longueur d'une cannelure 18 du manchon 1, diminuée de la longueur d'une dent 20 ou 21, repérée d3, soit inférieure à la course d4 de crabotage du manchon 1 vers le pignon correspondant. La course d4 est sensiblement égale à la distance séparant le sommet des dents 21 du fond 12 de l'entredent du pignon 3, lorsque le manchon 1 est en position neutre décra botée, entre les pignons. En effet, cette condition doit être remplie pour qu'en position crabotée comme représenté à la Fig.2, les portées inclinées 19 et 15a soient effectivement en vis-à-vis l'une de l'autre, de telle sorte que l'effort exercé par les portées 15a sur les portées 19 des cannelures 18 tende à pousser axialement le manchon I vers le pignon 3 et à le maintenir en position crabotée. REVENDICATIONS 1. Synchroniseur d'accouplement à un moyeu cannelé (2, 13) d'un arbre de boîte de vitesses de véhicule automobile, d'un pignon (3) monté libre en rotation sur cet arbre, du type comportant un manchon cannelé (1, 18) pouvant coulisser sur les cannelures (2a, 14) du moyeu et propre à s accoupler au pignon par crabotage d'une partie extrême de ses cannelures avec une denture complémentaire (4) du pignon, caractérisé en ce que pour assurer le maintien axial du manchon (1, 18) dans sa position de crabotage avec le pignon (3), les flancs des cannelures (2a, 2b; la) du moyeu et du manchon présentent respectivement des portées inclinées conjuguées en dépouille, (5a-5b; 6a-6d) aptes à coopérer par appui mutuel lorsque le manchon (1, 18) est dans ladite position de crabotage, l'inclinaison de ces portées étant telle que l'effort de transmission du couple par les flancs de ces cannelures provoque une poussée axiale du manchon (1, 18) vers le pignon (3). 2. Synchroniseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque portée inclinée (5a..., 6a..) constitue une extrémité d'un embrèvement axial (7, 8) du moyeu (2) et du manchon (1) qui s'étend jusqu'à une extrémité de la cannelure (2a; la), et est réalisé par usinage ou frittage. 3. Synchroniseur selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel le moyeu (2) peut être accouplé alternativement à l'un ou l'autre de deux pignons placés de part et d'autre du moyeu, caractérisé en ce que le moyeu (2) et le manchon (1) comportent chacun sur chaque flanc de leurs cannelures deux portées inclinées (5a, 5b... 6a, 6b...) symétriques par rapport à un plan transversal médian respectif (P, P') du moyeu et du manchon, formant les extrémités de deux embrèvements axiaux (7, 8) s'étendant jusqu'aux extrémités opposées de la cannelure (2a, la), la distance (dl) entre le plan médian précité (P') et l'arrête d'entrée (9) d'une dent (11) du manchon (1) étant supérieure à une course (d2) de crabotage du manchon. 4. Synchroniseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les portées du manchon sont constituées par les côtés (19) des dents (20) dudit manchon (10) opposées aux dents (21) qui coopèrent avec la denture du pignon correspondant (4), et la demi-longueur (d3) d'une cannelure (17) du manchon (18) diminuée de la longueur d'une dent, est inférieure à la course (d4) de crabotage du manchon (18) vers le pignon (3).