Brevet FR2663389A1 — publié le 19911220

La présente invention concerne un synchroniseur pour un pignon monté libre en rotation sur un arbre. L'invention concerne plus particulièrement un synchroniseur auquel est liée en rotation une douille tronconique coaxiale dont les faces tronconiques externe et interne sont respectivement reçues entre une bague de friction extérieure et une bague de friction intérieure concentriques et liées en rotation à un moyeu de crabotage fixé à arbre et sur lequel est monté coulissant un manchon de commande susceptible de coopérer avec la bague de friction extérieure déplacée axialement par rapport à la bague de friction intérieure de manière à pincer la douille pour entraîner cette dernière en rotation. L'utilisation d'un tel type de synchroniseur permet avantageusement de réduire de manière importante les efforts de commande de la synchronisation. On constate toutefois que les efforts de crabotage qui sont liés à la traînée et au phénomène de collage demeurent importants au risque de créer pour I'utilisateur une sensation de "passage en deux temps" analogue à celle ressentie par le conducteur lors des passages à froid où la traînée est plus élevée. On appelle traînée le couple résistant qui tend à ralentir le pignon après la synchronisation et qui est dû aux frottements dans la boîte de vitesses et notamment lié au phénomène de barbotage du pignon dans I'huile de lubrification. Le phénomène de collage résulte du défaut de libération des bagues intérieure et extérieure par rapport à la douille après la synchronisation, phénomène qui existe même en loabsence d'effort axial appliqué par le manchon de commande. Afin de résoudre ce problème, l-invention propose un synchroniseur du type mentionné ci-dessus, caractéri sé en ce que- les moyens de liaison en rotation du pignon avec la douille permettent un déplacement angulaire relatif entre ces deux éléments qui est au moins égal à la moitié du pas de la denture de crabotage du pignon avec le manchon de commande, ce déplacement angulaire étant limité dans le sens correspondant au freinage du pignon par des moyens de butée déformables élastiquement dont la déformation permet un déplacement angulaire relatif supplémentaire qui est au moins égal à la moitié du pas de la denture de crabotage du pignon. Selon d'autres caractéristiques de l-invention - les moyens de liaison en rotation comportent au moins une patte de liaison qui s'étend axialement depuis la douille et dont I'extrémité libre est reçue dans une encoche correspondante du pignon dans laquelle sont agencés les moyens de butée déformables élastiquement ;; - les moyens de butée déformables élastiquement comportent une lame élastique dont une extrémité est encastrée et dont l'extrémité libre s'étend sensiblement radialement dans encoche pour coopérer avec le bord transversal en vis-à-vis de la patte de la douille - les moyens de butée déformables élastiquement comportent un ressort de compression logé dans l'enco- che, dont une extrémité prend appui contre une face transversale d'extrémité de encoche et dont I'autre extrémité est susceptible de coopérer avec le bord transversal en vis-à-vis de la patte de la douille - les moyens de butée comportent des moyens de précontrainte du ressort - les moyens de butée déformables élastiquement comportent un ressort en fil ou en tôle pliée dont une première extrémité le relie à la patte de la douille et dont I'autre extrémité est susceptible de coopérer avec la face transversale en vis-à-vis de encoche du pignon ; et - les moyens de liaison en rotation comportent plusieurs pattes axiales de liaison réparties angulairement autour de I'axe de la douille et dont les extrémités libres sont reçues dans des encoches correspondantes du pignon dans chacune desquelles sont agencés des moyens de butée déformables élastiquement D'autres caractéristiques et avantages de l-inven- tion apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels - La figure 1 est une coupe axiale d'un synchroniseur double selon I'état de la technique - la figure 2 est une vue de détail de la partie supérieure de gauche de la figure 1 qui illustre un premier mode de réalisation des moyens de liaison en rotation entre la douille et le pignon - la figure 3 est une vue en section selon la ligne 3-3 de la figure 2 - les figures 4 et 5 sont des vues similaires à celles des figures 2 et 3 d'un deuxième mode de réalisation des moyens de liaison en rotation ; et - les figures 6 et 7 sont des vues similaires à celles des figures 2 et 3 d'un troisième mode de réalisation des moyens de liaison en rotation - la figure 8 est une vue schématique en section partielle développée selon la ligne 8-8 de la figure 4 de I'agencement selon I'invention, le synchroniseur étant représenté à la position de crabotage. Le synchroniseur double représenté à la figure 1 est du type de celui décrit et représenté dans la demande de brevet français n" 89 16564 au contenu de laquelle on pourra se référer pour en connaître les détails de structure et de fonctionnement. La conception du synchroniseur double représenté à la figure 1 est globalement symétrique par rapport à son plan médian M et I'ensemble des composants relatifs à un premier synchroniseur, à gauche en considérant la figure 1, y sont repérés par des chiffres de référence indicés A tandis que les composants de I'autre synchroniseur y sont repérés avec les mêmes chiffres de référence indicés B. On a représenté à la figure i un arbre 10 sur lequel est fixé axialement et immobilisé en rotation un moyeu 12. De part et d'autre du moyeu 12 par rapport à son plan médian M sont disposés deux pignons 14A et 14B qui sont immobilisés axialement mais libres en rotation sur arbre 10. Les pignons 14A et 14B sont munis d'un prolongement axial 16A, 16B sur la périphérie desquels sont formées des dentures de crabotage 18A et 18B. Chacun des prolongements axiaux 16A et 16B est lié en rotation à une douille tronconique coaxiale 20A, 20B dont le cône s'ouvre en direction du pignon correspondant. Les surfaces de friction tronconiques externes 22A, 22B et internes 24A, 24B des douilles 20A et 20B sont respectivement reçues entre des bagues de friction extérieures 26A, 26B et des bagues de friction intérieures 28A et 2813. Les bagues de friction extérieure 26A et intérieure 28A sont concentriques et liées en rotation au moyeu de crabotage 12 de même que les bagues 26B et 2813. Le synchroniseur double comporte également un manchon de commande 30 qui est susceptible d'être déplacé axialement par rapport au moyeu 12 sous 1 ' action d'une fourchette de commande (non représentée) qui est reçue dans une rainure de fourchette 32 formée dans la surface cylindrique externe du manchon de commande 30. Les différentes positions axiales du manchon 30 par rapport au moyeu 12 résultent de la coopération de moyens de verrouillage constitués par des poussoirs à billes 34 avec le manchon 30. Chaque poussoir radial 34 est constitué d'un alésage 36 qui s'étend radialement dans une partie centrale du moyeu et dans lequel est reçu un piston de poussoir 40 qui sollicite vers l'extérieur une bille de verrouillage 42 au moyen d'un ressort 43. La bille 42 repose sur un siège conique creux formé à l'extrémité libre du piston 40. Chacune des billes 42 est reçue dans une piste axiale 44 formée dans la surface cylindrique interne du manchon de commande 30. La piste de commande 44 peut comporter différents crans dont notamment le cran de centrage 45 à deux pentes opposées représenté à la figure 1 dans lequel est reçue la bille 42 lorsque le synchroniseur est dans sa position inactive. A la figure 8 on reconnaît le pignon 14A qui est équipé de dents de crabotage 50 qui s'étendent axialement en direction de dents de crabotage 52 du manchon 30 qui sont reçues en coulissement dans des encoches correspondantes 54 du moyeu 12. La bague de friction extérieure 26A comporte un plot de commande 62. Le plot de commande 62 s'étend axialement vers l'intérieur du synchroniseur depuis le bord libre axial 64 de la bague extérieure. Le plot 62 comporte une première portion de grande largeur 66 qui se prolonge vers l'intérieur par deux rampes inclinées et opposées 68 puis par une portion de largeur réduite 70 délimitée par un bord axial interne 72. La portion de plus grande largeur transversale 66 du plot de commande 62 est reçue entre les deux flancs parallèles et opposées 74 et 76 d'une encoche axiale 80 du moyeu 12. L'encoche 80 reçoit également deux dents 82 et 84 du manchon de commande 30. Chacune des dents 82 et 84 se termine axialement par une portion inclinée parallèle aux rampes 68 du plot 62. La liaison en rotation de la douille tronconique 20A avec le pignon 14A est assurée au moyen d'une pluralité de pattes 56 qui s'étendent axialement depuis le bord libre 58 de la douille tronconique 20A en direction du pignon 14A et dont les extrémités libres sont reçues dans des encoches correspondantes 60 formées dans la face en vis-à-vis 61 du pignon 14A. Comme on peut le constater à la figure 3, la patte 56 est reçue avec jeu dans l'encoche 60. I1 existe un premier jeu J1 entre un premier bord transversal 90 de la patte 56 et une première face transversale 92 qui délimite angulairement l'encoche 60 en forme de secteur angulaire annulaire creux. Le premier jeu J1 permet un premier déplacement angulaire relatif de la patte 56 par rapport au pignon 14A dans le sens horaire en considérant la figure 3. Le second bord transversal 94 de la patte axiale 56 prend appui sur l'extrémité libre 96 d'une lame élastique 98. L'autre extrémité 100 de la lame élastique 98 est encastrée dans une fente 101 du pignon 14A. L'extrémité libre 96 est susceptible de se déformer élastiquement entre sa position représentée en traits pleins et sa position représentée en traits mixtes 96' de manière à permettre un second déplacement angulaire relatif de la patte 56 par rapport au pignon 14A dans le sens anti-horaire en considérant la figure 3 et à créer ainsi un second "Jeu" J2. Dans le mode de réalisation représenté aux figures 4 et 5, la lame élastique 98 des figures 2 et 3 est remplacée par un ressort hélicoïdal de compression 102 dont une extrémité 104 prend appui contre la face transversale d'extrémité 106 de l'encoche 60 opposée à la face d'extrémité 92. Le bord transversal 94 de la patte 56 est susceptible de coopérer avec la face d'extrémité libre 108 du ressort 102. Le ressort 102 est maintenu précontraint à l'aide d'un organe de précontrainte 110 en section en forme de U qui épouse celle de l'encoche 60, qui est en appui contre la face transversale d'extrémité 92 de cette dernière et dont les bords libres d'extrémité 112 coopèrent avec la face libre d'extrémité 108 du ressort 102. Dans le mode de réalisation représenté aux figures 6 et 7, les moyens déformables élastiquement sont constitués par un ressort en tôle pliée 120 dont une première partie en forme de boucle 122 enserre la patte 56 pour assurer la fixation du ressort 120 sur cette dernière, et dont une autre partie en forme de boucle 124 est recourbée pour coopérer par déformation élastique avec la face transversale d'extrémité 106 de l'encoche 60. L'agencement d'un organe déformable élastiquement 98, 102 ou 120 de raideur élastique "k" permet de constituer un appui déformable élastiquement pour la patte d'entraînement 56 qui s'oppose à son déplacement dans le sens opposé à la traînée T à laquelle est soumis le pignon 14A, notamment lors d'un rétrogradage. Pour assurer toute son efficacité, l'appui déformable élastiquement doit, lorsqu'il est soumis à 1'effort de traînée maximal T, permettre un déplacement angulaire relatif supplémentaire J2 au moins égal à la moitié du pas de la denture de crabotage du pignon de même que pour le jeu angulaire J1 correspondant à la possibilité de déplacement angulaire relatif entre la douille 20A et le pignon 14A. Après la synchronisation des vitesses, l'action de la traînée T provoque le placement du pignon 14A en équilibre sur l'appui élastique. De manière aléatoire le manchon 30 a besoin de se déplacer angulairement d'une valeur comprise entre 0 et 180"/N pour permettre le franchissement des crabots, N étant égal au nombre de dents de crabotage. Grâce à l'aménagement selon l'invention, la déviation angulaire nécessaire au crabotage est toujours possible, même en cas de collage, et l'effort de crabotage ne pourra jamais excéder celui correspondant à un déplacement angulaire relatif égal à une dent à l'encontre de la raideur "k" de l'élément déformable élastiquement. On peut ainsi limiter les efforts de crabotage à froid, et éviter tout risque de "mur de crabotage", c'est-à-dire tout risque d'impossibilité matérielle d'engager un rapport du fait du collage des pièces coniques de friction. REVENDICATIONS 1. Synchroniseur pour un pignon (14A) monté libre en rotation sur un arbre (10) et auquel est liée en rotation une douille (20A) tronconique coaxiale dont les faces tronconiques externe (22A) et interne (24A) sont respectivement reçues entre une bague de friction extérieure (26A) et une bague de friction intérieure (28A) concentriques et liées en rotation à un moyeu de crabotage (12) fixé à l'arbre (10) et sur lequel est monté coulissant un manchon de commande (30) susceptible de coopérer avec la bague de friction extérieure (28A) pour la déplacer axialement par rapport à la bague de friction intérieure (26A) de manière à pincer la douille (20A) pour entraîner cette dernière en rotation, caractérisé en ce que les moyens de liaison en rotation du pignon (14A) avec la douille (20A) permettent un déplacement angulaire relatif (J1) entre ces deux éléments qui est au moins égal à la moitié du pas de la denture de crabotage (50, 52) du pignon (14A) avec le manchon de commande (30), ce déplacement angulaire étant délimité, dans le sens correspondant au freinage du pignon (14A) par des moyens de butée déformables élastiquement (98, 102, 120) dont la déformation permet un déplacement angulaire relatif supplémentaire (J2) qui est au moins égal à la moitié du pas de la denture de crabotage du pignon. 2. Synchroniseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de liaison en rotation comportent au moins une patte de liaison (56) qui s'détend axialement depuis la douille (20A) et dont I'extrémité libre est reçue dans une encoche correspondante (60) du pignon (14A) dans laquelle sont agencés les moyens de butée déformables élastiquement. 3. Synchroniseur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de butée déformables élastiquement comportent une lame élastique (98) dont une extrémité (100) est encastrée dans le pignon (14A) et dont l'extrémité libre (96) s'étend sensiblement radialement dans encoche (60) pour coopérer avec le bord transversal (94) en vis-à-vis de la patte (60). 4. Synchroniseur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de butée déformables élastiquement comporte un ressort de compression (102) logé dans l'encoche (60), dont une extrémité (104) prend appui contre une face transversale d extrémité (106) de encoche et dont l'autre extrémité (108) est susceptible de coopérer avec le bord transversal en vis-à-vis de la patte (56) de la douille (20A). 5. Synchroniseur selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de butée comportent des moyens (110) de précontrainte du ressort (102). 6. Synchroniseur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de butée déformables élastiquement comportent un ressort (120) en fil ou en tôle pliée dont une première extrémité (122) le relie à la patte (56) de la douille (2OA) et dont l'autre extrémité (124) est susceptible de coopérer avec la face transversale en vis-à-vis (1063 de encoche (60) du pignon (14A). 7. Synchroniseur selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que les moyens de liaison en rotation comportent plusieurs pattes axiales de liaison (56) réparties angulairement autour de l'axe de la douille (20A) et dont les extrémités libres sont reçues dans des encoches correspondantes (60) du pignon (14A) dans chacune desquelles sont agencés des moyens de butée déformables élastiquement.