Brevet FR2686670A1 — publié le 19930730

La présente invention concerne un dispositif pour le freinage d'un pignon monté fou sur un arbre. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif pour le freinage d'un pignon d'une boîte de vitesses de véhicule automobile. On connaît du document FR-A-2.187.065 un dispositif du type comportant plusieurs patins solidaires en rotation du pignon par rapport auquel il peut se déplacer radialement et qui sont sollicités élastiquement radialement vers l'axe de l'arbre pour coopérer par friction avec une portée cylindrique de l'arbre lorsque la vitesse de rotation du pignon est inférieure à une valeur de seuil déterminée. Dans ce document, les éléments de frottement ou patins de frottement sont constitués par plusieurs pions cylindriques dont chacun est agencé dans un perçage radial du pignon et est sollicité élastiquement en contact avec la portée cylindrique de l'arbre par un ressort hélicoïdal de compression agencé entre le fond du perçage et la face en vis-à-vis du pion. Outre qu'il est particulièrement difficile de réaliser des perçages borgnes directement dans le pignon et qu'il est particulièrement compliqué de réaliser l'assemblage des ressorts et des pions dans le pignon avant la mise en place de celui-ci sur l'arbre, on constate que l'aire particulièrement réduite de la face d'extrémité de chacun des pions en contact avec la portée cylindrique de l'arbre ne permet pas de réaliser un freinage efficace du pignon sans endommager la portée cylindrique de l'arbre dans laquelle les pions risquent de creuser progressivement une gorge. Afin de remédier aux inconvénients qui viennent d'être mentionnés, la présente invention propose un dispositif du type mentionné précédemment, caractérisé en ce que chaque patin est un tronçon d'un anneau de friction dont la paroi cylindrique interne coopère avec la portée de l'arbre et dont la paroi cylindrique externe comporte une gorge dans laquelle est reçu un ressort annulaire de serrage radial des patins, et en ce que chaque patin comporte un doigt de guidage reçu dans une rainure latérale du pignon. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - les patins sont reçus dans un évidement cylindrique annulaire formé dans une des faces latérales du pignon, délimité axialement par un fond radial annulaire dans lequel sont formées les rainures radiales de guidage ; - la portée cylindrique de l'arbre est délimitée axialement par un épaulement radial et les patins sont agencés entre cet épaulement et le fond annulaire du logement du pignon - l'évidement annulaire est délimité radialement vers l'extérieur par une surface cylindrique qui constitue une butée pour les patins lorsque ces derniers sont soumis aux effets d'une force centrifuge résultant de la rotation du pignon à une valeur supérieure à ladite valeur de seuil déterminée - les patins sont au nombre de trois. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention 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 vue en coupe axiale partielle d'éléments constitutifs d'une boîte de vitesses de véhicule automobile dont un des pignons est équipé d'un dispositif de freinage réalisé conformément aux enseignements de l'invention ; et - la figure 2 est une vue latérale de gauche du pignon équipé de ses patins de freinage. On reconnaît sur la figure 1 un arbre primaire 10 d'une boîte de vitesses qui peut être relié par un accouplement débrayable (non représenté) à l'arbre de sortie d'un moteur à combustion interne. Les pignons 12 et 14 sont formés sur l'arbre primaire 10 et sont en prise avec des pignons 16 et 18 qui sont montés fous par des roulements à aiguilles sur un arbre secondaire 20 et peuvent être rendus solidaires de cet arbre par des synchroniseurs non représentés. Lorsque l'arbre primaire 10 tourne à une vitesse de rotation irréguliere du fait de son entraînement par un moteur à combustion interne dont les variations de couple instantanées engendrent des vibrations angulaires, les pignons montés sur l'arbre secondaire sont entraînés de manière saccadée. Du fait du jeu d'engrènement, qu'il n'est possible d'éviter qu'à l'aide de moyens coûteux et encombrants, les dents des pignons en prise peuvent n'être en contact que par à coups, ce qui provoque un bruit d'engrènement nuisible au confort des utilisateurs du véhicule. Ce bruit d'engrènement est particulièrement important et désagréable lorsque l'arbre primaire tourne à faible vitesse et que les pignons portés par l'arbre secondaire sont montés fous sur cet arbre, car les pignons ont une faible inertie et présentent donc un très faible couple résistant. On décrira maintenant le dispositif de freinage réalisé conformément aux enseignements de l'invention qui équipe le pignon 16 de l'arbre secondaire 20. Le dispositif de freinage est pour l'essentiel constitué par un anneau de freinage ou de frottement 22 qui est fractionné en trois parties constituant des patins en forme d'arc de cercle 24A, 24B et 24C. Chaque patin de freinage s'étend selon un arc de cercle de 1200 et est reçu dans un évidement annulaire 26 formé dans la paroi radiale 28 du pignon 16. L'évidement annulaire 26 est délimité radialement par une surface cylindrique interne 30, par une surface cylindrique externe 32 et axialement par un fond radial annulaire 34. La surface cylindrique interne des patins comporte une portion de surface cylindrique 36 qui est agencée axialement en dehors de l'évidement annulaire 26 et qui est prévue pour coopérer par friction avec une surface cylindrique de portée 38 formée sur l'arbre et qui est délimitée axialement par un épaulement radial 40 de l'arbre. Les patins de freinage sont ainsi maintenus axialement entre l'épaulement 40 et le fond annulaire 34 du logement 26. La surface radiale externe 42 des patins comporte une gorge 44 qui reçoit un ressort hélicoïdal de traction 47 constituant une boucle annulaire de serrage des patins en sollicitant ces derniers radialement en direction de l'axe X-X du pignon. La surface de friction 36 est ainsi sollicitée en contact de friction avec la portée 38 de l'arbre 20. Chacun des patins de freinage 24A, 24B et 24C est susceptible de se déplacer radialement par rapport au pignon, dans le logement annulaire 26. A cet effet, chaque patin comporte un doigt axial de guidage 46 qui fait saillie axialement depuis la face latérale 48 du patin en vis-à-vis du fond annulaire 34 et qui est reçu dans une rainure latérale telle qu'un trou borgne 50, formée dans le fond annulaire 34. Chaque patin est ainsi entraîné en rotation par le pignon 16 et peut se déplacer radialement dans le logement annulaire 26 sous l'effet de la force centrifuge qui lui est appliquée. Chaque patin constitue donc ainsi une masselotte qui est soumise aux effets de la force centrifuge dont le module varie en fonction de la vitesse de rotation du pignon 16. La valeur de l'effort qui est appliqué selon une direction centripète par le ressort 47 au patin est choisie de manière que le contact de friction entre les surfaces 36 et 38 soit assuré tant que la vitesse de rotation est inférieure à une valeur de seuil déterminée. Lorsque la vitesse de rotation devient supérieure à ce seuil, les patins 24A, 24B et 24C s'écartent radialement sous l'effet de la force centrifuge. La surface cylindrique interne 32 du logement annulaire 26 constitue une butée radiale extérieure pour les patins en forme de masselotte lorsque la vitesse de rotation devient nettement supérieure à la valeur de seuil. Le montage du dispositif de freinage selon l'invention est particulièrement aisé dans la mesure où il est possible de réaliser un sous-ensemble constitué par le pignon 16 et ses patins qui sont maintenus dans le logement par le ressort 47, ce sous-ensemble étant monté d'une manière classique sur l'arbre secondaire 20 par emboîtement axial et mise en place sur les aiguilles de roulement. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour le freinage d'un pignon (16) monté fou sur un arbre (20) notamment d'une boîte de vitesses, du type comportant plusieurs patins solidaires en rotation du pignon (16) par rapport auquel ils peuvent se déplacer radialement et qui sont sollicités élastiquement radialement pour coopérer par friction avec une portée cylindrique (38) de l'arbre (20) lorsque la vitesse de rotation du pignon (16) est inférieure à une valeur de seuil déterminée, caractérisé en ce que chaque patin (24A, 24B, 24C) est un tronçon d'un anneau de friction (22) fractionné en plusieurs parties, dont la paroi cylindrique interne (36) coopère avec ladite portée (38) de l'arbre (20) et dont la paroi cylindrique externe (42) comporte une gorge (44) dans laquelle est reçu un ressort annulaire (47) de serrage radial des patins, et en ce que chaque patin comporte un doigt (46) de guidage reçu dans une rainure latérale (50) du pignon (16). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les patins (24A, 24B, 24C) sont reçus dans un évidement cylindrique annulaire (26) formé dans une (28) des faces latérales du pignon (16) délimité axialement par un fond radial annulaire (34) dans lequel sont formées lesdites rainures latérales (50). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite portée cylindrique (38) de l'arbre (20) est délimitée axialement par un épaulement radial (40), et en ce que les patins (24A, 24B, 24C) sont agencés entre cet épaulement (40) et le fond annulaire (34) du logement (26) du pignon (16). 4. Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le logement annulaire (26) est délimité radialement vers l'extérieur par une surface cylindrique (32) qui constitue une butée pour les patins lorsque ces derniers sont soumis aux effets d'une force centrifuge résultant de la rotation du pignon (16) à une vitesse supérieure à ladite valeur de seuil déterminée. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les patins (24A, 24B, 24C) sont au nombre de trois.